华北地区夏玉米理想株型研究

以紧凑型玉米品种郑单958为材料,使用金得乐(EC)化控试剂,在不同密度条件下对紧凑型玉米的群体结构进一步优化,以挖掘夏玉米的增产潜力。试验设3个密度,每个密度设4个EC试剂叶面喷施处理,不喷施为对照(CK)。结果表明,不同化控处理下,6叶展期叶面喷施EC试剂2.25 mL/L与对照差异不明显;6叶展期喷施2.25mL/L、12叶展期喷施1.5 mL/L夏玉米株高、穗位高降低,叶茎夹角增大,穗位层叶间距缩小,株型趋向平展型;6、8叶展期分别叶面喷施1.5 mL/L夏玉米株高降低不明显,穗位高降低,单株叶面积、叶茎夹角缩小,株型更为紧凑。分析结果表明,在高密度条件下调整株型是解决群体结构郁闭突破点,确认整体紧凑、穗位低、穗下层叶间距小、穗位层及穗上层叶茎夹角小、叶间距大、群体结构持续时间长为理想株型。     

高温对玉米花粉活力的影响

采用离体玉米花粉高温处理的方法模拟自然条件下高温对花粉的危害,首先在大田条件下种植郑单958作为材料,在散粉期采粉并对其进行高温处理。共设置3个温度处理(32、35、38℃),5个持续时间处理(5、10、20、30、60min),同时设定常温对照(CK)。研究测定了花粉经高温处理后氯化三苯基四氮唑(Triphenyl tetrazolium chloride,TTC)染色率、小花受精率和总结实率,以反映高温对花粉活力的影响。结果表明:温度、处理时间及互作对花粉活力均有极显著影响,32和35℃情况下花粉活力持续时间较长,38℃和处理1h对花粉活力的伤害均较大。随着温度的升高,小花受精率和总结实率总体上呈降低的趋势;3个温度水平下的小花受精率和总结实率均随着处理时间的延长而降低,当温度达到38℃或处理时间为1h时,小花受精率和结实率都很低,反映出极端高温或持续高温对花粉活力伤害很大。     

品种、空间布局及种植密度对春玉米冠层结构、物质生产及产量的影响

试验以农华101、先玉335及郑单958为材料,通过空间布局及种植密度塑造不同的冠层结构,分析其对玉米物质生产、转运及产量的影响。结果表明,不同品种的叶面积指数(LAI)及冠层透光率(DIFN)差异显著,以郑单958表现较好,常规种植与簇生种植的LAI差异不显著,冠层透光率以常规种植较好;随着密度增加LAI升高,冠层透光率随之降低。不同品种成熟期干物质生产以先玉335较高,空间布局差异不显著,随密度增加干物质生产能力提高;花后物质生产以先玉335较高,簇生种植高于常规种植,随密度增加花后物质生产能力升高;叶茎转运量以郑单958较大,常规种植转运量较多,随密度增加叶茎转运量提高。品种间产量差异显著,郑单958显著高于其他品种;常规种植与簇生种植产量无显著差异;各密度处理产量差异显著,高密度中密度低密度处理。     

麦茬高度对机播夏玉米苗期生长及水分利用的影响

【目的】在冬小麦-夏玉米轮作免耕留茬种植体系内,麦茬高度对土壤蓄水保墒能力、夏玉米出苗及生长发育具有重要影响。本研究在冬小麦-夏玉米轮作地区,探求适宜机播夏玉米苗期生长及高产高效的冬小麦留茬高度,为实现农艺栽培措施和农业机械化的高效、有机结合提供理论依据。【方法】试验于2012-2014年在中国农业大学吴桥实验站进行,以郑单958为试验材料,在大田条件下设3个麦茬高度（15 cm、25 cm、35 cm）,其余部分随机收粉碎覆盖还田,采用机械化精量播种。通过测定夏玉米出苗率、苗期农艺性状、干物质积累、田间耗水量、产量及构成因素和水分利用效率,比较分析小麦不同留茬高度对夏玉米播种出苗质量、苗期生长发育、产量及水分利用效率的影响。【结果】（1）35 cm麦茬处理能够显著降低播种到拔节期农田耗水量和全生育期农田耗水量,显著增加夏玉米出苗率并提高田间株高整齐度。（2）35 cm麦茬能够促进4叶展期株高和叶片的增长,但茎粗变细,差异均达到显著水平（P＜0.05）。（3）35 cm 麦茬处理下玉米拔节期的茎秆变粗,株高、叶面积指数和单株干物质积累均处于最高水平,其中干物重差异显著。（4）与15 cm和25 cm麦茬高度相比,35 cm麦茬处理下玉米的3年平均籽粒产量分别增加了10.59%和5.31%,产量增加主要是由单位面积粒数的增加引起;3年平均水分利用效率分别提高了21.55%和12.64%（P＜0.05）,年际间水分利用效率也具有较大差异,降雨较多的年型,水分利用效率低。【结论】在3个麦茬高度下,35 cm麦茬处理蓄水保墒效果较好,有利于夏玉米苗期生长发育,在增加夏玉米产量和水分利用效率方面效果显著,符合免耕留茬区域农业机械化播种的发展趋势,应用前景广阔。     

包膜尿素对夏玉米产量及碳氮代谢的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究基施包膜尿素(120 kg/hm²和90 kg/hm²纯N,下同)和分施普通尿素(1∶1和1∶2 ∶1的比例,总量均为120 kg/hm²)对夏玉米产量、产量构成、干物质生产及碳氮代谢的影响。结果表明,基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素效果基本一致,在子粒产量、穗粒数、生物产量及氮素累积量等方面均显著优于基施包膜尿素90 kg/hm²和分施(1∶1)普通尿素。前二者的子粒干物质和氮素累积主要来源于灌浆期叶片的光合生产和根系的吸收,表明基施包膜尿素120 kg/hm²和分施(1∶2∶1)普通尿素,均有利于增大并延长叶片的光合生产能力和根系的吸收能力。另外,乳熟至灌浆中期,包膜尿素处理的植株营养器官总糖含量处于较合理的水平。     

旱稻297非结构性碳水化合物的生产与产量构成因子的关系

以旱稻297为试验材料,比较了在不施氮肥和150 kg hm-2的施氮量下旱稻297非结构性碳水化合物的生产能力、运转特点及其与产量构成因子的关系,分析了旱稻297氮肥投入与碳水化合物生产和产量形成间的关系。试验结果表明,开花前储藏的非结构性碳水化合物对产量的贡献率为32%~54%,施氮降低了开花前非结构性碳水化合物对产量的贡献率,相对而言开花后光合产物对产量的贡献率略有提高;开花前非结构性碳水化合物的转移效率为48%~65%,施氮后转移效率略有降低;总体而言,施氮降低了开花前后分配给单个籽粒的非结构性碳水化合物的数量,导致千粒重降低;在一定的范围内,随着开花期叶片中可溶性糖浓度的提高,结实率显著提高,但是随着穗中淀粉浓度的提高,结实率显著降低。因此,施氮后非结构性碳水化合物积累不足和转移效率降低同时限制了千粒重和结实率的提高,而叶片中可溶性糖浓度偏低和穗中淀粉浓度偏高限制了结实率的提高,是限制产量提高的主要原因。此外,旱稻297花后光合产物生产能力较低,是限制产量提高的又一原因。     

氮素形态和营养液浓度对二色补血草生长的影响

为研究二色补血草的氮素需求,尤其是营养液中氮素形态(NO-3 和NH 4)和适宜其生长的营养液浓度,进行了2个室内水培试验.1)氮素形态试验在总氮素浓度为7.14mmol/L的情况下,设置硝态氮与铵态氯的5种配比即c(NO-3-N)c(NH 4-N)为1000、7525、5050、2575 和0100;2)营养液浓度和氮素形态试验设置营养液浓度 3组倍数处理(1倍、1/2倍和1/8倍,其中总氮素浓度为7.14、3.57和0.90 mmol/L),每组之下再设3种硝铵配比即c(NO-3-N)c(NH 4-N)为1000、5050和0100,共9个处理.处理时间26 d.结果表明2种形态氮等比例供给时,二色补血草的总干重、地上部干重、总根重、根长密度均显著高于纯硝态氮和纯铵态氯处理;供应纯铵态氮时,生长最差,叶片脯氨酸(植物逆境响应指标)含量显著增加(纯铵态氮比纯硝态氮在1倍、1/2倍和1/8倍营养液浓度下分别增加62.4%、46.6%和111.4%),并出现严重的铵毒症状(幼叶叶缘焦边,根系黑褐坏死);1/2倍标准浓度(其中总氮浓度为3.57 mmol/L)营养液且等比例混合态氮条件下,二色补血草生长最好.根据二色补血革野生土壤条件推测,二色补血草是喜硝态氮植物,本研究证实了这一推论,但最适合其生长的硝铵配比为5050.     

氮素形态和营养液浓度对二色补血草生长的影响

为研究二色补血草的氮素需求,尤其是营养液中氮素形态（NO3^-和NH4^＋）和适宜其生长的营养液浓度,进行了2个室内水培试验。1）氮素形态试验：在总氮素浓度为7.14 mmol/L的情况下,设置硝态氮与铵态氮的5种配比即c（NO3^--N）∶c（NH4^＋-N）为100∶07、5∶25、50∶50、25∶75和0∶100;2）营养液浓度和氮素形态试验：设置营养液浓度3组倍数处理（1倍、1/2倍和1/8倍,其中总氮素浓度为7.14、3.57和0.90 mmol/L）,每组之下再设3种硝铵配比即c（NO3^--N）∶c（NH4^＋-N）为100∶0、50∶50和0∶100,共9个处理。处理时间26 d。结果表明：2种形态氮等比例供给时,二色补血草的总干重、地上部干重、总根重、根长密度均显著高于纯硝态氮和纯铵态氮处理;供应纯铵态氮时,生长最差,叶片脯氨酸（植物逆境响应指标）含量显著增加（纯铵态氮比纯硝态氮在1倍、1/2倍和1/8倍营养液浓度下分别增加62.4%、46.6%和111.4%）,并出现严重的铵毒症状（幼叶叶缘焦边,根系黑褐坏死）;1/2倍标准浓度（其中总氮浓度为3.57 mmol/L）营养液且等比例混合态氮条件下,二色补血草生长最好。根据二色补血草野生土壤条件推测,二色补血草是喜硝态氮植物,本研究证实了这一推论,但最适合其生长的硝铵配比为50∶50。     

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

灌浆期低温对离体玉米子粒灌浆过程及内源激素的影响

以郑单958为材料,采用子粒离体培养方法,研究灌浆期低温对玉米强、弱势粒灌浆特性及内源激素的影响。研究表明,灌浆期低温分别减缓强、弱势粒平均灌浆速率15%、23%,延长灌浆时间约8 d,最终粒重分别降低3%、9%。低温处理下,GA_3、IAA、ZR含量与灌浆速率显著相关;受低温影响,强、弱势粒的激素含量变化趋势相近,与常温相比,子粒GA_3含量先增加后减少,IAA、ZR含量低于对照,且对弱势粒的影响大于强势粒。低温对内源激素含量的影响是导致灌浆速率降低的主要原因之一。