优化栽培措施对春玉米密植群体冠层结构及产量形成的调控效应

【目的】研究春玉米密植群体优化栽培模式下冠层结构特征,并探索其对冠层生产的调控机制及对产量提高的贡献。【方法】以耐密高产品种“中单909”为试验材料,设置105 000 株/hm²种植密度,采用深松（S）、宽窄行（W）及化控（C）的组合,形成4种根-冠优化栽培模式：（1）传统模式（旋耕20 cm,60 cm等行距,RU）,（2）耕层优化模式（深松耕作35 cm,60 cm等行距,SU）,（3）冠层优化模式（传统旋耕20 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,RWC）,（4）综合优化模式（深松耕作35 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,SWC）。比较不同栽培模式下冠层大田切片（垂直）、群体光分布、光合性能、蔗糖合成酶活性及籽粒灌浆的差异。【结果】相较于常规栽培模式（RU）,耕层优化模式（SU）的玉米冠层叶片干物质增加,冠层优化模式（RWC,SWC）下密植群体株高和穗位高降低30 cm以上,但群体整齐度下降明显;RWC和SWC处理,叶片垂直分布似“纺锤型”更为均匀,垂直高度180—240 cm的光能截获相比传统模式显著降低8%—37%,而穗位以下（120—180 cm）相比传统模式提高44%—129%;RU和SU处理呈现“漏斗型”株型特征,叶片集中分布在冠层顶部。根-冠协同优化可改良高密玉米群体冠层垂直结构,显著提高穗位及穗下叶片的叶绿素含量、净光合速率,增加穗位叶蔗糖磷酸合酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）活性,维持生育后期冠层叶片的生理活性,延长干物质活跃积累期10 d以上。【结论】综合优化模式（SWC）改变冠层干物质空间分布,增加了密植群体中下部光能截获和光合碳代谢能力,促进了花后冠层物质生产及籽粒灌浆,显著增加玉米籽粒产量。     

栽培措施及其互作对北方春玉米产量及耐密性的调控作用

【目的】探明不同栽培措施及其交互对北方春玉米产量和耐密性的调控效应及其对产量的贡献率。【方法】2013—2014年以密植高产玉米品种中单909为试验材料,设置45 000、60 000、75 000、90 000和105 000株/hm~2 5个种植密度,栽培措施采用深松(S)、宽窄行种植(W)以及化控(C)处理,通过裂裂区设计形成不同的栽培模式。以产量为基础分别对不同措施组合进行通径分析、因子回归及交互效应比较分析,并结合气象数据对不同措施下的资源效率因子进行逐步回归分析。【结果】综合模式中化控处理(C)对产量具有显著的直接作用(贡献率27%—41%),这种作用在于仅靠化控处理即可增密1.17万株/hm~2;宽窄行(W)对产量的调控作用在不同组合间存在明显差异,而深松(S)对产量的调控则以间接作用为主(贡献率24%—37%),但深松与宽窄行组合较常规(RU)产量增加11.28%。密植条件下多项措施互作产量增益显著高于双项措施和单项措施,相较于常规模式(RU),正常年份(2013年)多项、双项及单项措施的增幅分别为31.27%、15.57%和7.96%,少雨年份(2014)增幅分别为15.02%、11.32%和5.65%,其产量的增加主要是由于群体耐密性的提高以及光能利用效率(RUE)、积温效率(GUE)和氮肥偏生产力(PFPN)的同步调控,最终实现了综合措施下的玉米高产高效。【结论】多项措施互作模式(SWC)玉米的产量增益最大,较传统模式最佳密度增加6.27万株/hm~2,实现产量增益11.91%,这主要归因于栽培措施及其互作对玉米群体耐密性的优化以及密植群体资源效率的调控作用。     

一次性施氮对寒地春玉米生长发育和子粒品质的调控及生产效益分析

以高产玉米品种德美亚3号为试验材料,研究传统分期施肥(NP,364.5 kg/hm²)、氮肥一次性基施两种氮肥施用方式,N0.8(291.7 kg/hm²)、N0.9(328.1 kg/hm²)、N1.0(364.5 kg/hm²)、N1.1(401.0 kg/hm²)、N1.2(437.4 kg/hm²)共5个施氮量处理(氮肥一次性基施),不施肥(N0)为对照,研究其对春玉米地上部分农艺性状特征、子粒品质、产量及生产效益的影响。结果表明,增加氮肥的供给显著改善玉米植株的农艺性状,适宜氮素供给地上部低位节间机械强度显著提高,玉米产量及蛋白质含量和生产效益显著提高。适宜氮素供给调控下,显著改善植株的生长环境条件,氮素营养供给的时间和供给量与需求相匹配,倒伏率显著下降。改变传统的分期施肥为一次性缓释氮肥基施供给,施肥量在原施肥量的90%以上,协调氮素营养的供给与需求,显著提高地上部低位节间机械强度,产量和生产效益显著增加。     

我国北方不同年代玉米杂交种产量及穗部性状的遗传增益

以北方地区不同年代有代表性的玉米杂交种及其亲本为试材,对产量杂种优势的遗传增益及穗部性状杂种优势变化进行探讨.结果表明:(1)随着品种更替产量逐年提高;(2)各穗部性状随年代的推移都有不同程度的改良,单产的提高是各穗部性状协同作用的结果;(3)穗粗和籽粒深度是1990年以后杂交种产量增长的主要遗传增益;(4)产量的增长与杂种优势增加并不一致.     

我国北方不同年代玉米自交系穗部性状的演变及与产量的关系

采用我国北方地区60年代～2000年有代表性的47个亲本自交系的穗部性状进行研究,探讨不同年代玉米自交系穗部性状的演变规律及其与产量的关系。结果表明,随着年代的更替,自交系的单位面积产量、单株产量均呈增加趋势;穗粗、千粒重呈持续增加趋势;穗粒数呈缓慢降低趋势,与千粒重呈负相关关系;秃尖度、出籽率自70年代以来没有得到正向改良;穗长、穗行数各年代间差异不显著,改良效果不明显。在主要穗部性状中,对单株产量贡献率最大的是穗粗,其次是行粒数。     

不同抗性基因型玉米对烟嘧磺隆除草剂的反应差异

以不同浓度的烟嘧磺隆对纯合抗性基因型(CYPCYP)、纯合敏感性基因型(cypcyp)和杂合抗性基因型(CYPcyp)3种抗性基因型的8个玉米自交系和杂交组合进行抗性试验。结果表明,不同抗性基因型的抗性表现存在明显差异,其抗性强弱表现为CYPCYP>CYPcyp>cypcyp;0.1倍浓度可准确地鉴定出纯合敏感性基因型(cypcyp),≥0.5倍浓度可有效地区分纯合敏感性基因型(cypcyp)自交系和杂交种,2倍浓度可区分纯合抗性基因型(CYPCYP)和杂合抗性基因型(CYPcyp)杂交种,3倍浓度可区分出纯合抗性基因型(CYPCYP)的自交系和杂交种。在大田生产中,无论是CYPCYP还是CYPcyp基因型品种,在常规用量的1.5倍浓度范围内都是安全的。在玉米抗除草剂育种中,除了选育纯合的"抗×抗"强抗型品种以外,而且可通过"抗×不抗"的组配方式选育出抗除草剂玉米杂交种。     

化控剂对东北春玉米茎秆理化特性及抗倒伏的影响

通过探讨春玉米茎秆纤维素、半纤维素和木质素含量及木质素合成相关酶活性对不同化控剂的响应, 明确化控剂调控茎秆抗倒伏能力的力学机制, 可为生产上化控剂的合理运用提供理论依据。2015年和2016年在东北农业大学向阳实验实习基地进行大田定位试验, 以玉米品种东农253为材料, 分别于六叶期喷施吨田宝(代号DTB)及DCPTA [2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺]和ETH (2-氯乙基膦酸)复配剂(代号KP), 对照为清水, 完全随机区组排列。分析玉米不同生育时期茎秆抗折力、抗倒伏指数、木质素、纤维素和半纤维素含量及木质素合成关键酶的活性变化对不同化控剂处理的响应。喷施化控剂可显著提高茎秆4-香豆酸: CoA连接酶(4CL)和肉桂醇脱氢酶(CAD)活性, 以及纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、茎秆抗折力和抗倒伏指数, 显著降低实际倒伏率。相关分析表明, 茎秆抗倒伏指数与木质素含量、半纤维素含量呈极显著正相关(相关系数分别是0.67和0.64); 茎秆抗折力与纤维素含量呈极显著正相关(相关系数为0.89); 木质素含量与CAD活性呈极显著正相关(相关系数为0.89), 与4CL活性呈显著正相关(相关系数为0.51), 而与苯丙氨酸转氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性均没有显著相关性。六叶期喷施化控剂通过提高茎秆木质素合成相关酶的活性(特别是CAD和4CL的活性), 改善茎秆纤维品质性状, 显著增强了春玉米茎秆的抗倒伏能力。     

玉米新品种华纬1号的选育及栽培技术要点

为促进玉米新品种华纬1号的推广应用,介绍了该品种的亲本来源及杂交种选育过程、植株生物学特性、产量表现及配套栽培技术。华纬1号是黑龙江省农业科学院玉米研究所和吉林宏兴高科农业有限公司于2015年以自交系J1136为母本、自交系J0866为父本杂交育成的玉米新品种,2023年通过黑龙江省农作物品种审定委员会审定(审定编号为黑审玉2023004)。2021-2022年区域试验平均产量为12 423.2 kg·hm^-2,较对照品种先玉696增产7.8%;2022生产试验平均产量为12 622.6 kg·hm^-2,较对照品种先玉696增产7.5%,该品种具有早发优势强、性状整齐、耐旱性好、亲本繁殖制种简单等优点。     

我国北方不同年代玉米品种生理指标的变化

以我国北方地区上世纪50年代以来生产上有代表性的15个主栽品种为试材,对灌浆期穗位叶叶绿素含量、保护酶活性及膜脂过氧化产物的含量进行测定分析,比较其随年代推进和品种更替而发生的变化。结果表明,叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量呈增加趋势,这种趋势在灌浆后期越发明显;类胡萝卜素/叶绿素呈降低趋势,说明近期品种持绿性优于早期品种,利于后期光合作用;超氧化物歧化酶(SOD)活性呈增加趋势,膜脂过氧化产物(MDA)含量逐渐降低,这种趋势在灌浆后期尤为突出,表明近期品种具有较强的清除活性氧的能力。     

玉米耐盐碱生理特性的杂种优势及遗传分析

利用7个自交系进行4×3不完全双列杂交,获得12个杂交组合,在盐碱土和黑土条件下进行盆栽试验,调查苗期植株形态(株高、叶面积)与生理特性(SOD、POD活性),并进行杂种优势及遗传分析。结果表明,4个指标可以用于鉴定玉米的耐盐碱性,盐碱胁迫下玉米幼苗株高和叶面积降低,SOD、POD活性升高。不同自交系耐盐碱能力差异显著,根据4个指标及减少比例进行动态聚类,筛选出郑58是耐盐碱能力较强的自交系,Mo17对盐碱最敏感,5个中耐品种中昌7-2、444和B73偏敏感。杂交种间耐盐碱能力差异显著,郑单958、郑58×178、郑58×Mo17和黄C×178是耐盐碱性较高的杂交组合,444×Mo17是敏感组合。杂交种的耐盐碱性能与性状的杂种优势无关,与亲本的耐盐碱程度有关。4个指标的广义遗传力较高,非加性遗传的作用较突出。因此,筛选耐盐碱的自交系时既要考虑有关性状,又要考虑其性状对比非逆境条件下的变化率。