穗期高温对玉米子粒灌浆生理及产量的影响

为揭示玉米穗期高温胁迫对子粒灌浆生理及产量的影响,以耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种先玉335为试验材料,研究了第9片叶完全展开至抽雄期高温对玉米子粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、激素含量和产量的影响。结果表明,穗期高温处理,郑单958和先玉335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%;2个品种的粒重和灌浆前期的灌浆速率降低,到达最大灌浆速率的时间延迟,灌浆速率最大时的生长量减小,活跃灌浆期延长;灌浆前期子粒淀粉合成酶活性降低;高温对先玉335的影响明显高于对郑单958。高温处理后,2个品种子粒中的生长素、玉米素核苷和赤霉素含量变化趋势一致,均表现为灌浆初期降低,灌浆后期升高,脱落酸含量表现则相反。     

不同种质玉米自交系种子萌发的干旱胁迫研究

种子萌发期被认为是作物生长的关键时期,也是衡量作物耐旱性强弱的重要时期。为了明确不同玉米自交系的耐旱性,本研究采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件,对254份不同种质玉米自交系进行种子萌发期处理。通过检测发芽指数、发芽率、根数、根鲜重、根干重、茎鲜重、茎干重、根长、苗高等种子发芽性状,以其相对值为指标,鉴定不同自交系种子萌发期的耐旱性。结果表明,在5%PEG6000浓度胁迫时,种子萌发程度低,当PEG浓度为10%时,种子萌发受抑制程度较高；各性状相对指标都与品种综合抗旱能力呈显著或极显著正相关；不同自交系的耐旱性存在较大差异,通过隶属函数法结合抗旱分级标准筛选出99份中等耐旱材料。因此,该方法可以作为一种简单的玉米自交系萌发期耐旱性鉴定方法。     

深耕改善砂姜黑土理化性状提高小麦产量

为探明砂姜黑土农田适宜的耕作方式,进一步挖掘砂姜黑土生产潜力,发挥地域资源优势,以周麦27为试验材料,在大田条件下设置免耕、旋耕(15 cm)、深耕(30 cm)3种耕作方式,研究了耕作方式对砂姜黑土农田土壤容重、有机碳含量、无机氮含量以及小麦籽粒产量的影响。结果表明,在小麦苗期和成熟期,3种耕作方式处理间0~10 cm土层土壤容重差异不显著(P0.05),但深耕处理显著降低10~30 cm土层土壤容重(P0.05)。在小麦苗期、越冬期、拔节期、开花期和成熟期,3种耕作方式对0~20 cm土层土壤有机碳含量的影响规律不明显,但深耕处理明显增加20~40 cm土层土壤有机碳含量;20~40 cm土层土壤铵态氮含量均为深耕旋耕免耕。与免耕处理相比,深耕处理通过增加小麦穗粒数和千粒质量,最终促使籽粒产量增加16.33%。综上所述,在该试验条件下,在秸秆还田的基础上,小麦季30 cm深耕处理可以降低土壤容重,增加土壤有机碳含量,进而提高小麦籽粒产量,可作为砂姜黑土农田适宜的耕作方式。     

采用立方体取样法提高小麦根系研究精准性的探讨

为减少取样误差,提高小麦根系研究的精准性,于2018-2020年分别采用立方体取样法(CSM)、根钻法(CK1)、挖掘法(CK2)对西农979、周麦27进行不同生育时期不同土层根系生长发育和活性的比较研究.结果表明,相较于CK1和CK2处理,CSM处理的根干质量、根长、根表面积和根体积测定值较高,20～40cm 土层中不同处理上述指标测定值的差异大于0～20 cm 土层,且在生育后期不同取样方法上述指标测定值之间差异较大.相较于CK1和CK2处理,CSM处理的根系活性测定值较高,通过不同取样方法测定的根系活性差异较大,尤其是在生育前期,而生育后期差异缩小;全生育期不同土层中根系活性的差异较大,表现为0～20 cm 土层高于20～40 cm 土层,而20～40 cm 土层中不同取样方法下根系活性测定值的差异大于0～20 cm 土层.相关性和回归分析结果表明,不同土层中不同取样方法根系性状测定值间呈极显著正相关;通过回归方程的建立,可根据CK1、CK2处理的根系性状测定值估算CSM处理根系性状测定值,从而对CK1、CK2的测定值进行矫正.,比较而言,立方体取样法虽然操作要求高,但获取的根样代表性强,根系性状调查分析精准度高、误差小.     

高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

小麦根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力和产量的关系分析

【目的】在黄淮平原典型农田氮肥减施条件下,探索决定小麦根系活力的关键脱氢酶种类及酶活性变化及其对籽粒产量的影响。【方法】采用大田试验方式,运用裂区设计,主处理为施氮量,设0（N0）,135（N1）,157.5（N2）,180（N3）,202.5（N4）,225（N5）kg·hm^-2 6个施氮水平,副处理为半冬性品种矮抗58和周麦27号。对小麦越冬期、返青期、拔节期、挑旗抽穗期、灌浆期和蜡熟期根中异柠檬酸脱氢酶（NADP-ICDH）、NADP-苹果酸酶（NADP-ME）、戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性与根系活力（改良TTC法）和产量间的关系进行分析。【结果】小麦关键生育时期根系活力呈“高-低-高-低”变化,NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性变化均表现为先上升后下降的趋势,灌浆后活性变化不明显。越冬前后,不同施氮处理间根中NADP-脱氢酶系统关键酶活性表现为不施氮处理（N0）大于施氮处理（N1-N5）;拔节-抽穗期,NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力均表现为施氮处理（N1-N5）显著高于不施氮（N0）处理,随着施氮水平逐步降低不同酶活性随之降低,与N5处理相比,N4处理NADP-ICDH和NADP-ME的活性未达显著水平,同时（G6PDH+ 6PGDH）活性和根系活力降幅最少。施氮量显著影响小麦籽粒产量及其构成因素,与不施氮处理（N0）相比,施氮处理（N1-N5）下的单位面积成穗数、穗粒数显著提高。综合两年度产量平均值可知,N5处理下籽粒产量最高,达9 238.02 kg·hm^-2,N4处理次之,较N5处理仅下降0.3%且差异未达显著水平。进一步分析表明,不同生育时期根中NADP-ICDH、NADP-ME与（G6PDH+6PGDH）三者之间呈显著或极显著正相关关系;NADP-脱氢酶系统关键酶活性与根系活力呈正相关关系,其中生育中、后期达显著或极显著水平;根系活力及NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与产量呈显著或极显著正相关关系。通径分析表明,两年度NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性在拔节期和挑旗抽穗期对产量有较大的正向作用;挑旗抽穗期根系活力对产量的直接作用较小,但其通过NADP-ME和戊糖磷酸途径总脱氢酶（G6PDH+6PGDH）活性对产量所产生的间接正向作用较大,因而根系活力对产量的影响达极显著水平。【结论】本试验条件下,综合考虑NADP-脱氢酶系统关键酶活性和根系活力变化及籽粒产量表现,黄淮平原麦田施氮水平由N5减至N4水平当是最佳选择。NADP-ICDH,NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性与采用改良TTC法测定的“根系活力”密切相关,其中NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）活性对根系活力影响最大,实践中可通过分子育种手段和有效栽培措施实现NADP-ME和（G6PDH+6PGDH）在根中的高表达以提高小麦根系活力。     

水分胁迫对小麦幼苗中活性氧与细胞死亡的影响

【目的】研究水分胁迫迫对抗旱与干旱敏感型小麦幼苗叶片活性氧与细胞死亡的影响。【方法】本实验选用2个耐旱性差异显著的小麦品种为材料,分析水分胁迫对小麦幼苗中脯氨酸含量、活性氧水平和细胞死亡程度等指标的影响。【结果】水分胁迫对旱选10号的叶片含水量、叶片渗透势和生物量影响相对较小,其下降幅度均低于郑引1号;叶片中脯氨酸(Pro)含量和根系活力的上升幅度则显著高于郑引1号;而叶片中丙二醛(MDA)含量和相对电导率上升幅度显著低于郑引1号。水分胁迫下,旱选10号叶片与根尖部位的H_2O_2含量、O~-_2水平及细胞死亡率也显著低于郑引1号。【结论】说明在水分胁迫下,旱选10号可以通过减缓体内活性氧积累,增加脯氨酸含量与根系活力和降低细胞死亡程度,从而增强了其对胁迫的耐受能力。     

不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦群体发育和干物质积累及产量的影响

为探究土壤水分与秸秆还田对小麦生长的交互作用,通过防雨棚微区控水试验,研究了不同土壤水分条件下玉米秸秆粉碎翻压还田对小麦群体数量、干物质积累、籽粒产量等的影响。结果表明,干旱条件下,小麦群体数量、叶面积指数、干物质积累量、成穗数和产量显著降低,最大根冠比出现时间推迟至开花期;与秸秆不还田(CK)相比,秸秆还田(RS)处理的群体最大茎数提高了8.5%,灌浆期根冠比增加12.26%,但生育后期的叶面积指数显著降低,穗数、千粒重、产量和收获指数也分别下降5.10%、3.17%、15.46%和8.39%;轻旱和适宜水分条件下,根冠比在拔节期达到最大值,RS处理的群体最大茎数较CK增加12.04%~14.18%;拔节期根冠比显著增加,灌浆期则相反;RS处理的不孕小穗数减少了14.91%~18.98%,穗粒数和产量则分别提高9.18%~26.30%及5.76%~6.96%。在轻旱或适宜水分条件下,秸秆还田可以改善小麦群体质量,协调植株地上部与根系的生长,最终提高籽粒产量;而土壤干旱时不宜进行秸秆还田。     

利用单片段代换系测交群体定位玉米产量相关性状的杂种优势位点

杂种优势利用是提高农作物产量与品质的一种重要途径, 而明确杂种优势的遗传机制将促进优良玉米新品种的选育, 但是截至目前其遗传机制仍然不清楚。本研究以玉米自交系lx9801背景的昌7-2的单片段代换系为基础材料, 利用与自交系T7296的测交群体, 对昌7-2和lx9801对应染色体片段与T7296之间存在差异的杂种优势位点进行了分析, 共检测出64个不同穗部性状和产量的杂种优势位点(HL), 其中23个在2个环境中同时被检测到, 包括4个穗长的HL, 4个穗粗的HL, 4个穗行数的HL, 7个行粒数的HL和4个产量的HL, 并在多个染色体片段上鉴定出同时包含产量及其构成因子的杂种优势位点, 该研究为进一步解析玉米产量杂种优势形成的遗传机制奠定了材料基础。     

氮肥水平对限制灌溉下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响

为了解氮素营养供应与小麦节水效果的关系,以周麦22为材料,采取大田试验研究了不同氮肥水平对限制灌条件下冬小麦旗叶光合性能及产量的影响。结果发现,与正常灌水相比,限制灌溉降低了小麦旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,提高了小麦旗叶胞间CO2浓度;限制灌溉条件下,与不施氮肥相比,增施氮肥能明显改善小麦旗叶光合性能。从产量来看,充分灌水有利于小麦产量提高,而限制灌溉条件下,灌水时期提前或增施氮肥能不同程度提高小麦产量。以上结果说明,增施一定量的氮肥能明显改善限制灌溉条件下冬小麦花后旗叶光合性能,提高小麦产量和水分利用效率。