芽苗期低温对玉米生长的影响及抗逆栽培措施

芽苗期低温冷害是影响玉米分布和稳产高产的制约因素之一,如何通过栽培技术措施提高玉米的抗寒性是玉米生产过程中亟待解决的问题。本研究综述了芽苗期低温对玉米生长形态和生理生化的影响,并对相关的抗逆栽培措施进行了介绍和评价,以期为抗低温栽培提供可行的思路。     

干旱对玉米穗发育及产量的影响

干旱作为影响玉米产量的环境因素之首,对玉米植株形态、物质积累、生理作用、性器官发育等方面产生影响,最终降低穗粒数、粒重,导致产量降低。以雌雄穗发育为研究重点,本文综述了不同时期干旱对雌雄穗性状及开花吐丝间隔期的影响。玉米开花前遭遇干旱,延缓雌雄穗发育进程,减少分化小花数,增加籽粒败育,导致穗粒数降低;抽雄吐丝期间遭遇干旱,导致雄穗抽出困难、吐丝延迟,使开花吐丝间隔期拉长,严重时导致花粉、花丝超微结构发生改变,影响玉米授粉、受精过程,最终导致秃尖形成,穗粒数降低;灌浆期遭遇干旱导致叶片早衰,光合产物积累不足,籽粒灌浆受阻,粒重降低,最终均会导致产量下降。从源库关系角度分析,玉米灌浆期前干旱导致玉米产量降低的主要原因是穗粒数降低导致的库强不足;而灌浆期干旱主要是叶片早衰等营养器官发育受阻,限制同化物的积累及转运,此时源不足限制了产量的增加。     

氮肥基/追比对华北平原夏玉米生长发育与水、氮利用的影响Ⅰ.夏玉米生长发育与水分利用效率

在较低施N量[180kg(N)/hm2]下,以"郑单958"为材料,研究了N肥不同基/追比例(1∶2、1∶1和2∶1)对华北平原夏玉米生长发育及水分利用效率的影响。结果表明,夏玉米总叶数、株高及产量均因施N而增加,且追N比例越大增幅越大。基施N有利于叶面积扩展,而追施N有利于灌浆期叶面积的维持;籽粒粗蛋白、游离氨基酸含量因施N而提高,且随追N比例增大而增大;淀粉含量以1∶2处理增大,而另两施N处理降低;施N可提高水分利用效率,追N比例较大有利于水分利用效率的提高。可见,对降水主要集中在夏玉米播种至大喇叭口期的华北平原来说,基施N不宜过多,基、追N肥比1∶2最有利于夏玉米农艺性状改善、产量提高、品质改善及水分利用效率提高。     

株行距配置对玉米根系性状及产量的影响

以郑单958为材料, 采用田间试验方法, 在50 025株/hm²、67 500株/hm²、100 050株/hm²密度下分别设两种株行距配置, 探讨增密条件下调控株行距配置对玉米根系性状及产量影响。结果表明, 3个种植密度下总体表现为小行距种植方式在0～60 cm土层内的根重密度、根长密度及根表面积密度均高于大行距处理。50 025株/hm²下吐丝期时0～60 cm土层内的根重密度和根长密度在两个株行距配置间差异显著(P<0.05), 两个株行距配置的根表面积密度在10叶展、吐丝期和吐丝后25 d差异显著(P<0.05);67 500株/hm²下不同时期两个株行距配置根重密度差异显著(P<0.05), 根长密度和根表面积密度在10叶展和吐丝后25 d差异显著(P<0.05);100 050株/hm²下, 两个株行距配置间根重密度和根长密度在10叶展和吐丝后25 d差异显著(P<0.05), 不同时期根表面积密度差异显著(P< 0.05)。同一密度下缩行增株后单株木质部伤流液体积增大, 根系供应能力增强, 产量增加, 50 025株/hm²、67 500株/hm²下产量分别提高了6.76%和4.89%。不同时期0～60 cm土层内根重密度、根长密度和根表面积密度与产量呈正相关, 其中10叶展时各根系性状均与产量呈显著正相关。     

拔节期深松对夏玉米干物质生产及光合作用的影响

以郑单958为试验材料,以拔节期深松和不深松为主因素、两种施氮模式为副因素,研究拔节期深松对夏玉米干物质生产及光合作用的影响.结果表明,拔节期深松与不深松相比,夏玉米株高、穗位高分别降低了17.3 cm、9.0 cm,茎粗减少了2.7 mm,展开叶片数少1片;延缓吐丝期前叶面积指数(LAI)的增加及吐丝期后LAI的下降;吐丝期穗位叶的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、净光合速率分别降低了38.0％、25.3％、42.5％、2.0％;开花期前生物量降低了1 519.5 kg/hm2,开花期后生物量下降了168.8 kg/hm2;穗部性状变差,穗粒数下降近100粒,经济系数下降7％,子粒产量减少1662.0 kg/hm2,拔节期不宜进行深松作业.两种施氮模式对夏玉米生长发育的影响差异不显著,耕作方式和施氮模式交互作用不明显.     

花后水分亏缺对夏玉米产量及水分利用效率的影响

以郑单958为试验材料,分别于吐丝至吐丝15 d、吐丝至吐丝30 d和吐丝30 d至成熟期3个时期进行水分亏缺处理(T1、T2、T3),以花后适宜水分供应为对照(CK),研究花后不同时期水分亏缺对夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明,3个阶段的水分亏缺均使玉米产量降低,其中,T1处理的降幅最大,T3处理的降幅最小,与CK相比均达到显著性差异。T1处理下玉米的叶片衰老最快,在整个生育后期叶面积指数一直处于较低的水平;成熟期时,各处理的叶面积指数均低于CK。T1和T2处理使成熟期时的单株总干重显著下降,较CK分别下降了24.98%、29.94%。T3处理下作物的水分利用效率最高,比CK高0.5 kg/(mm·hm2);T1处理下作物的水分利用效率最低,且与CK达到显著差异。各个时期的水分胁迫均使玉米的穗粒数减少,穗长变短,穗粗降低,行粒数减少,秃尖变长,空秆率上升。     

基于CERES-Maize模型的华北平原玉米生产潜力的估算与分析

在对DSSAT4.0中CERES-Maize模型进行参数校正和验证的基础上,进一步利用华北地区具有代表性的10个气象站30年(1976～2005年)的气象资料以及华北地区典型的土壤数据展开模拟.结果表明,在一年一季的生产条件下,华北平原各地区玉米多年平均光温生产潜力为13.53～22.56 t/hm2;各地区玉米产量在4月下旬至6月中旬的播期范围内均呈随播期的延迟而增加的趋势,对这一趋势和各气象指标进行相关分析表明,在华北北部主要驱动因子是灌浆期平均日辐射量,而华北中南部主要驱动因子是灌浆期的温度.华北平原自北向南,优化播期呈逐渐推迟的趋势:北部怀来地区5月上旬播种较为适宜,北京、乐亭和天津地区以5月下旬至6月初播种产量最高;中南部以6月中上旬播种(夏播)较适宜.     

华北平原春玉米季土壤硝态氮动态及氮素矿化的特征

为进一步明确推荐施氮的优势所在,并为春玉米制定合理的施氮策略,本文在高肥力土壤条件下,通过设计不同氮肥管理模式.研究了春玉米季0—150 cm土体土壤NO_3~-—N动态和氮素矿化的特征。结果表明,经验施氮0—90 cm土层NO_3~-—N含量呈单峰曲线变化,峰值一般在400 kg/hm~2以上,90—150 cm土层则富积了大量的NO_3~-—N,潜在淋洗量很大。不施氮条件下,土壤表现出较强的净矿化势,并且净矿化速率和玉米生长速率有较好的协同性,二者同在大喇叭口至吐丝期达到最大值,但土壤供氮能力逐年下降。推荐施氮使得0—90 cm土层NO_3~-—N总体保持在100～200 kg/hm~2范围内,既确保作物的吸收又减少了氮素淋洗损失。研究表明,三年来推荐施氮共节省氮肥475 kg/hm~2,氮肥利用率提高了14%。     

花期前后高温对玉米花粉发育及结实率的影响

为明确花期不同梯度高温对玉米开花特性和花粉活力的影响,以热敏感基因型玉米品种‘驻玉309’为试验材料,于花期(吐丝前8d～吐丝后8d)进行不同程度高温(31、34和37℃)处理,测定受精结实率、雄穗性状、开花时间、花粉活力及花粉超显微结构,分析生育期前后的高温对受精结实、开花特性及花粉活力的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低玉米受精结实率,对抽雄吐丝间隔期无显著影响,但盛花期提前;极端高温则导致玉米抽雄期显著提前、开花期和盛花期延后,抽雄吐丝间隔期延长;花期高温使花粉粒形态皱缩、萌发孔内陷,显著降低花粉活力,且温度越高,花粉活力降低幅度越大。因此,花期前后高温通过影响玉米影响雄穗开花特性、延长抽雄吐丝间隔期、影响花粉粒形态、降低花粉活力,从而降低玉米的小花受精率和籽粒结实率。     

凯润对不同密度下夏玉米根叶衰老及子粒灌浆的影响

采用密度和化控措施,以郑单958为试材进行田间试验,分析不同密度下喷施凯润对夏玉米生育后期根叶形态及子粒灌浆的影响。结果表明,喷施凯润有助于维持玉米后期根系功能,灌浆中期67 500株/hm2密度下玉米根长、表面积、体积及根重分别增加40.37%、36.54%、37.56%、10.64%,差异显著(P0.05);喷施凯润后两个密度下玉米生育后期叶面积指数提高8.71%~71.72%,维持了后期叶片持绿性,促进群体生物量的积累,且67 500株/hm2密度下差异显著;喷施凯润后灌浆中后期子粒体积和干重增加,促进了子粒灌浆,67 500株/hm2密度下玉米穗粒数、千粒重、产量分别增加6.55%、4.06%、7.35%,其中穗粒数差异显著。分析结果表明,高密度加快夏玉米后期根叶衰老,凯润能够缓解根叶早衰,促进玉米生物量积累和子粒灌浆,喷施量为400 m L/hm2时,在67 500株/hm2密度下效果更显著。