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。     

花后前期高温对玉米强弱势籽粒生长发育的影响

采用籽粒离体培养的方法,研究花后高温对玉米强、弱势籽粒的影响。结果表明,高温处理加快了强、弱势籽粒前期的灌浆速率,但降低了中后期的灌浆速率,导致粒重降低,且对弱势粒影响尤为显著,高温处理强、弱势粒成熟期粒重分别比对照低5.8%、17.4%;高温显著降低了籽粒不同灌浆时期的淀粉合成相关酶活性,从而使淀粉含量降低,强势粒的淀粉含量降低幅度小于弱势粒;与对照相比,高温处理后强势籽粒中的3-吲哚乙酸(IAA)和玉米素核苷(ZR)含量显著下降,赤霉素(GA3)含量则无显著差异,而弱势粒IAA、ZR含量显著降低,但GA3含量增加,可能是导致弱势粒干重受损较大的原因。     

玉米群体生长与光截获的动态模拟及应用

【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响,合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐,费时费力,且不能与当地太阳辐射情况充分结合,从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此,有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型,结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况,对群体结构做出快速而精准的评价,为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合,建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期群体光截获的动态变化,并对不同生育期群体结构做出相应的评价。同时,在中国农业大学吴桥实验站开展了两个田间试验,对模型的准确性和应用功能进行了验证。试验均为三因素,分别为品种、密度和氮肥处理,其中试验一:设置2个品种(郑单958,丹玉405),3个密度(4.5×10~4,6.0×10~4,7.5×10~4株/hm~2)和3个氮肥处理(不施氮;施氮180 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以1:4:1的比例施入;施氮270 kg·hm~(-2),于播前、大喇叭口期和吐丝期以4:4:1的比例施入);试验二:设置1个品种(郑单958)、1个密度(8.25×10~4株/hm~2)和6个播期(4月20日,5月5日与20日,6月4日与18日,7月3日)。在两个试验中,对玉米不同生育期的群体形态指标、干物重、及产量均进行了测定。【结果】吐丝期和灌浆中期的群体光截获率模拟值与测量值的相关系数分别为0.91和0.85,均达到显著相关。运用该模型对两个田间试验数据的模拟结果显示,光截获率(量)随灌浆期的推进呈先增后减的趋势,吐丝后50 d光截获衰减加速。在试验地区,密度超过6×104株/hm~2时,光截获随密度变化不大;播期为6月中上旬时形成的玉米群体具有较为理想的光截获能力,结构功能潜力较大。产量与灌浆期有效光辐射呈正相关,但相关性随生育期推进逐渐减弱,表明灌浆后期产量的增加对群体光截获的需求减弱。在玉米生长发育后期物质转移对产量的贡献可能发挥着更加重要的作用。产量与群体光截获相关性的动态变化与品种有关,紧凑株型优于平展型。【结论】选择株型紧凑且生育后期群体结构维持较好的玉米品种,通过增加密度可进一步增加夏玉米产量。调整播期增强灌浆初期光合效率也是有效的增产方法之一。     

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。     

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。     

华北平原水氮优化条件下不同种植制度产量、水氮利用及经济效益分析

为解决华北平原当前冬小麦-夏玉米一年两熟制水资源供求不平衡和氮肥残留过高而导致的环境问题,在华北平原黑龙港流域中部中国农业大学吴桥试验站设置了水氮优化措施下3种种植制度：冬小麦-夏玉米一年两熟制、冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟制和春玉米一年一熟制轮作体系,2年的大田对比试验,以在同一水氮供应标准下对不同种植制度的产量和水氮效应进行定量化分析和评估。结果表明：一年两熟制有较高的物质生产能力,2年总产量为28 783 kg/hm^2,水分利用效率和经济效益最高,但耗水量过大,仍有27.1%的耗水需由地下水补充,氮肥利用效率仅为78 kg/（kg/hm^2）,显著低于其他2种种植制度;一年一熟制减少了总耗水量,生育期内降雨满足可满足总耗水量的89.2%,但2年总产量仅为15 775 kg/hm^2,总耗水量、水分利用效率和纯收入较一年两熟制分别减少27.3%、30.7%和57.2%,氮肥利用效率提高98.7%;两年三熟制产量为22 130 kg/hm^2,生育期内降雨量可满足总耗水量的80.4%,总耗水量、水分利用效率和纯收入较一年两熟制分别减少12.0%、15.8%和21.9%,氮肥利用效率提高32.1%,能够兼顾粮食安全和环境效应,相对而言是较为理想的种植制度选择。本试验中硝态氮残留量受气候条件影响较为显著。春玉米的高产栽培条件有待进一步研究。     

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.     

不同施氮量下夏玉米冠层结构及光合特性的变化

[目的]试验通过氮肥调控,塑造高效冠层,确立不同夏玉米品种高效冠层与氮肥调控的定量化关系指标. [方法]设置4个施氮水平(0、90、180、270 kg·ha-1),研究不同施肥量对夏播玉米CF008、郑单958、金海5号冠层结构和光合特性的影响. [结果]3个品种夏玉米在施氮量90或180 kg·ha-1下冠层光合性能和产量较高.在灌浆前期,群体光合势(LAD)和叶面积指数(LAI)在施氮180或270 kg·ha-1条件下显著较高,之后为90或180 kg·ha-1下较高,说明,高氮条件下生育前期冠层内透光率较低,冠层结构较不合理,导致生育后期叶片提早衰老,使后期光合性能和产量降低.[结论]由此得出在施氮量90或180 kg·ha-1下构建的冠层较合理,其中冠层与氮肥调控的定量化关系指标为:群体透光率在吐丝期和灌浆中期分别达12.56%～17.87%和13.13%～19.73%;最大LAI达5.76～6.75,成熟期仍然保持在2.09～3.68;吐丝期中上层叶片只达35 μmol·m2·s-1左右;吐丝后的群体LAD较高,郑单958和金海5号达210 m2·d·-2左右;产量达10 688～11 461 kg·ha-1.     

苗期土壤水分亏缺后玉米光合生理的恢复

通过模拟土壤水分亏缺试验,研究了玉米在土壤水分亏缺后光合生理的恢复机制.结果表明:不同处理玉米光合生理在复水后30 d内均可以恢复正常生长.轻度亏缺处理玉米叶片气孔导度和蒸腾强度在复水后0～10 d可恢复正常,光合速率和胞间CO2浓度在复水后10～20 d恢复正常,但叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo、qP、qN)和叶片光合色素含量的恢复相对较为缓慢.重度水分亏缺处理玉米光合生理指标恢复滞后于轻度亏缺处理.轻度亏缺处理复水后玉米净光合速率的恢复主要受气孔因素影响,重度水分亏缺处理玉米净光合速率的恢复在复水0～10 d主要受非气孔因素影响,复水10 d后主要受气孔因素影响.     

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。