深松和灌水次数对春玉米根系构型的影响

为解决内蒙古平原灌区土壤结构差,犁底层厚及干旱缺水造成的玉米根系下扎困难,对深层土壤水分、养分吸收困难等问题,本试验对深松和灌水次数调控下玉米根系结构进行了研究,设置深松灌水1次(SI1)、深松灌水2次(SI2)、深松灌水3次(SI3)和深松灌水4次(SI4)四个处理,以常规浅旋耕灌水3次(RI3)和常规浅旋耕灌水4次(RI4)为对照处理,研究结果表明,深松和灌水次数可以提高根系长度,以灌3水时根系长度增加程度最大,增加了30.22%;深松和灌水次数可以增加深层土壤的根系干重和耕层土壤的根系表面积,根系干重和根系表面积分别在灌2次水和灌1次水达到增加量最大,分别为54.88%和25.97%。     

玉米秸秆低温降解复合菌系GF-20的促分解作用及对土壤微生物多样性的影响

在10℃黑暗条件下进行室内土培接种实验,评价玉米秸秆低温降解复合菌系GF-20对玉米秸秆的促分解作用及对土壤微生物群落多样性的影响。在接种后15、30、45和60 d分别测定GF-20及对照菌剂LK和SM的玉米秸秆降解率及土壤微生物群落结构。结果表明,与未施菌剂对照(CK)相比,施用菌剂在一定程度上加快玉米秸秆的分解,以低温高效菌剂GF-20效果最佳,可明显加快秸秆分解进程。利用16Sr DNA-PCR-DGGE技术检测土壤微生物群落的多样性,与未施菌剂对照(CK)和无秸秆无菌剂的空白对照(B)相比,施用菌剂对土壤细菌群落结构产生较大的影响,可显著提高土壤细菌富度(S)和多样性指数(H),表现为GF-20LKSMCKB;各处理之间的种群均匀度指数(E)差异不显著。玉米秸秆添加促腐解菌剂,可有效加快秸秆分解,增加土壤微生物群落多样性。     

氮高效玉米杂交种的筛选及氮效率相关特性分析

选用生产中常用的8个玉米杂交种作为材料,在高氮和低氮条件下进行氮高效杂交种的筛选和氮高效指标研究。主成分分析结果表明,郑单958、金山27、郑单17为氮高效品种。通径分析表明,吸收效率对氮效率的贡献均大于利用效率,不论是否施氮,植株氮积累均以花前为主,但花后差异显著,花前氮积累对氮效率的贡献较大。不论施氮与否,完熟期全株干重、吐丝期穗三叶含氮量、花前氮积累量、穗位叶光合速率均是重要的筛选指标,不施氮肥时子粒含氮量也是重要的筛选指标。     

施氮量对超高产春玉米花粒期叶片衰老及产量的影响

以内单314为材料,研究了施氮量对超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老过程及产量的影响。结果表明,在0 kg.hm-2-439.8kg.hm-2施氮量范围内,随着施氮量的增加,花粒期玉米各层位叶片保护酶(POD、CAT、SOD)活性明显提高,相对电导率和MDA含量显著降低,较高的群体叶面积指数和叶干重得到维持。施氮量超过439.8kg.hm-2时,各层位叶片的上述参数出现相反趋势,且叶位越低越显著。当施氮量为439.8kg.hm-2时,超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老得到延缓,利于其花粒期干物质积累和产量形成,是实现超高产的重要基础。     

生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响

在包头和通辽试验点,设0、8、16、24 t/hm^2生物炭水平及0、150、300 kg/hm^2施氮水平,研究生物炭配施氮肥对土壤物理性质及春玉米产量的影响。结果表明,在0~20 cm土层,生物炭能够显著降低土壤容重,增加土壤孔隙度,且与氮肥存在交互作用。0~20 cm和21~40 cm土层,生物炭和氮肥均可显著提高土壤含水量和蓄水量,土壤持水性随生物炭量增加呈先增后减的趋势。生物炭和氮肥均可有效降低土壤三相比偏离值。炭氮配施可显著提高春玉米产量和氮效率,包头和通辽均以8 t/hm^2生物炭配施150 kg/hm^2氮为最大值,较单施氮肥增产20.07%和15.59%。     

玉米弱势粒库活性与籽粒内源激素及多胺含量的关系

玉米籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子,明确弱势粒中内源激素及多胺水平对其库活性的调控机制,对探索密植条件下玉米弱势粒调控途径具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉Ic P、完全授粉CP),比较分析了成功发育弱势粒(Ic P处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的内源激素及多胺水平差异及其与库活性的关系。结果表明,品种和年度对籽粒库活性、内源激素和多胺水平整体无显著影响。Ic P处理下弱势粒的可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达13.5%和21.8%。在玉米籽粒形成期,弱势粒中玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量在两种控制授粉处理间无显著差异。弱势粒中多胺含量表现为Ic P处理显著高于CP处理,而乙烯释放速率则恰恰相反。弱势粒中SAI活性与多胺含量显著正相关,而与乙烯释放速率显著负相关,且多胺含量与乙烯释放速率显著负相关。可见,在玉米籽粒形成期,其弱势粒中Z+ZR、IAA、GA3和ABA与其库活性即SAI活性无关;弱势粒库活性主要受多胺和乙烯含量影响,多胺促进SAI活性而乙烯则抑制其活性,二者的平衡关系决定了弱势粒成功发育与否;多胺和乙烯平衡关系受同化物质供应水平的调控。     

玉米耐高密品种冠层光氮分布及匹配特征研究

在有限氮投入下通过增密种植实现玉米增产增效,需要进一步挖掘耐密品种的光氮匹配利用潜力。揭示不同耐密品种冠层光氮空间分布和匹配特征差异,及其与玉米产量形成及氮效率的关系,对探索玉米产量效率层次差异消减途径具有指导意义。本试验以常规品种KH8和耐高密品种MC670为试验材料,在减氮增密条件下,系统分析了常规和耐密型玉米品种冠层光氮分布及匹配特征的差异。结果表明,耐高密品种MC670穗位以上透光率较常规品种KH8高20.6%。两品种的比叶氮(specific leaf nitrogen, SLN)均表现为上层叶片、中层叶片显著高于下层叶片; MC670上层、中层叶片SLN显著高于KH8,但下层叶片差异不显著。KH8和MC670的光氮匹配系数分别为1.28和0.86,MC670的光氮匹配系数与理想值差异较小,说明MC670的光氮匹配程度优于KH8。综上所述,与常规品种KH8相比,耐高密品种MC670冠层具有较低的消光系数和较高的氮消减系数,使耐高密品种冠层具有较优的光氮匹配程度,同时使其中上部冠层具有更高的光合氮比例、光合氮效率和光合生产力,这是其实现较高的氮肥生理效率、氮肥利用效率及获得高产...     

基于主成分分析的玉米杂交组合农艺性状综合评价

采用主成分分析法对21份杂交组合进行了综合分析,筛选出9份优良杂交组合,与对照相比,筛选到的9份优良组合结果如下:S1-18,S1-4,S1-6,S1-12,S1-13,S1-14,S1-8,S1-19,S1-20平均生育期为106 d左右,与对照(CK)相近;光合特性的Pn、Gs、Ci、Tr较CK分别提高了13.92%、16.67%、8.86%、0.92%;百粒质量、穗粒数、出籽率、单株产量分别较对照(CK)提高了5.56%、0.71%、0.20个百分点、9.76%,其中尤以S1-8、S1-12的综合性状好,如生育期、株高、穗位高、穗上叶片数、收获时籽粒含水量、收获时苞叶含水量。茎秆节间穿刺强度、茎秆节间折断力以及苞叶数都与CK表现相一致,而产量和光合特性都优于CK,这两个组合在育种方面具有利用价值。     

不同氮效率的玉米自交系氮素生产效率分析

试验研究了不同氮水平下27个玉米自交系的氮素生产效率。结果表明,高氮和低氮水平下,高产氮高效型玉米吐丝期干物质积累量高于低产氮低效型,吐丝期氮素干物质生产效率最高。施氮后,氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均下降。高氮条件下,氮素子粒生产效率与成熟期氮素干物质生产效率达到极显著正相关;低氮条件下,氮素子粒生产效率与吐丝期、灌浆期、成熟期氮素干物质生产效率呈显著相关性。高氮和低氮条件下,高产氮高效型生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型,氮积累量的差异主要在于吐丝后氮积累,高产氮高效型生育后期根系具有强吸收能力,子粒氮素利用效率高;施氮后,后期氮吸收能力进一步增强。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。