玉米自交系叶片水分利用效率差异性及其生理变化

为选育抗旱性强、耗水少、水分利用效率高的品种.以22个玉米自交系为材料,采取正常灌溉和适度水分胁迫处理,对自交系叶片水分利用效率(WUE)、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、相对叶绿素值( SPAD)和荧光动力学参数进行研究.结果表明,不同自交系WUE差异显著,而且对水分的敏...     

不同氮磷配施比对夏玉米花后光合特性和产量的影响

在黄淮海地区小麦-玉米一年两熟种植模式下,常规施氮270 kg/hm²且氮磷肥配施比为3∶1时,夏玉米叶片衰老较缓慢,花后光合能力较强,穗粒数增加,获得夏玉米高产;减量施氮33%并调整氮磷比为2∶1,可延缓夏玉米花后叶片衰老,提升花后光合能力,获得夏玉米丰产高效。综上,施用磷肥90 kg/hm²且维持氮磷配比为2∶1至3∶1,利于夏玉米高产高效。     

不同包膜类型控释氮肥减施对冬小麦产量及氮素利用效率的影响

以济麦22为供试品种,以不施氮为对照(T1),设置6个施氮处理,分别为:推荐优化施肥(纯N 180kg/hm~2,T2),在T2处理基础上上调30%(234 kg/hm~2,T3),农民习惯施肥(280 kg/hm~2,T4),与T2处理等量施氮条件下,基肥一次性施用硫加树脂尿素(T5)、热固树脂尿素(T6)和树脂包膜尿素(T7)。结果表明,等量施氮条件下,与T2相比,T6和T7处理小麦产量分别增加7. 8%和10. 5%,氮肥利用率提高10. 5个百分点和21. 6个百分点,土壤氮依存率降低8. 0个百分点和14. 1个百分点。T5处理对小麦的增产作用与T2处理相当,但氮肥利用效率较低,对土壤氮素依存率较强。与T4处理相比,减量施氮的T2和T6处理小麦产量分别降低7. 6%和0. 4%,T7小麦产量提高2. 2%、氮肥利用率提高16. 9个百分点、氮肥偏生产力提高58. 8%。因此,本试验条件下,纯氮量180 kg/hm~2的树脂包膜尿素一次性基施可提高小麦产量和氮肥利用率,达到高产、高效、节肥的目的,适合在该区域推广应用。     

优化氮素与品种匹配可协同提高盐碱地夏玉米产量和氮肥利用率

【目的】 明确不同耐盐碱型夏玉米品种产量形成及氮素利用特征,挖掘盐碱地玉米氮素高效利用的生物学潜力。【方法】 以耐盐型玉米品种登海605、鲁单818和不耐盐型玉米品种鲁单981、连胜188为供试材料,在不同施氮水平下（0、180和360 kg·hm^-2,记作N0、N1和N2）,系统研究了施氮对不同耐盐碱类型玉米品种物质积累、氮素积累、氮素分配与利用效率及产量形成的影响,并分析了氮肥水平和品种间的互作效应。【结果】施用氮肥可显著提高盐碱地夏玉米籽粒产量,高氮水平下能够提高不耐盐型玉米品种产量潜力。与N1处理相比,N2处理下耐盐型玉米品种产量无显著变化,不耐盐品种LD981和LS188 2年平均显著增产9.93%和16.31%,各品种氮肥偏生产力（NPFP）、氮肥农学效率（NAE）和氮肥利用率（NUE）均显著降低。互作效应分析表明,产量及其构成因素的差异是由品种、氮肥水平及品种和氮肥水平之间的互作效应共同作用的结果。不同氮肥水平下,耐盐型品种比不耐盐品种分别增产7.78%—27.63%（N0）、7.40%—24.87%（N1）和0.32%—9.55%（N2）;氮肥利用效率（NUE）分别提高26.65%—48.28%（N1）和1.20%—24.87%（N2）。【结论】耐盐型品种较不耐盐型品种具有较高的物质生产和氮素吸收利用能力,在低氮下具有较高的产量优势,而不耐盐型品种在高氮水平下有利于产量的发挥。施氮量、品种及其互作效应通过影响干物质积累量、产量和氮素吸收转运影响氮肥利用效率,优化氮肥供应与品种匹配,能够实现盐碱地玉米产量与氮肥利用效率的协同提高。     

施氮量对超高产春玉米花粒期叶片光合特性及产量的影响

以内单314为材料,研究施氮量对超高产春玉米不同层位叶片花粒期光合特性及产量的影响。结果表明,施氮量低于439.8 kg/hm2时,同一层位叶片叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光化学效率(Fv/Fm)均表现出随施氮量增加而增高的趋势;当施氮量超出439.8 kg/hm2时,各层位叶片的SPAD、Pn、Fv/Fm降低,且叶位越低降幅越大。同一施氮水平下,不同层位叶片SPAD、Pn、Fv/Fm花粒期变化不同,上位叶片自散粉后0～20 d相对稳定或略有上升,21～40 d迅速降低;中位叶片整个花粒期缓慢降低;下位叶片自散粉后0～20 d缓慢降低,21～40 d后迅速降低。当施氮量为439.8 kg/hm2时,超高产春玉米花粒期不同层位叶片衰老得到延缓,利于其花粒期干物质积累和产量形成,是实现超高产的重要基础。     

不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期氮素转运特性

【目的】为明确不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期氮转运与代谢特性,从溯源的角度探析不同氮效率玉米品种亲本自交系花粒期的氮素吸收、转运与利用特性。【方法】以氮高效型玉米品种‘鲁单818’的亲本自交系 (母本Qx508,父本Qxh0121) 和氮低效型玉米品种‘鲁单981’亲本自交系 (母本Q319,父本Lx9801) 为供试材料,盆栽条件下研究不同氮素供应水平 (N 0 g/盆、7.1 g/盆和14.2 g/盆,记作N0、N1和N2) 对4个不同氮效率玉米亲本自交系花粒期干物质积累、氮素积累、氮素分配与利用效率以及叶片氮代谢关键酶硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量变化的影响,并探讨分析不同氮效率玉米品种氮素利用的生理机制与遗传特性。【结果】吐丝后各自交系干物质由营养器官向生殖器官转移,表现为茎叶干物重显著降低,穗和粒的干物重显著增加,且Qxh0121和Q319的干物质重均显著高于其另一亲本。从吐丝到成熟,茎鞘和叶的氮含量均呈降低的趋势,穗和粒的氮含量显著增加,且Qxh0121和Q319自交系叶片、茎鞘、籽粒氮含量均显著高于其另一亲本自交系。花后氮吸收量均表现为Qxh0121显著高于Qx508,Q319显著高于Lx9801。且在低氮 (N1) 和高氮 (N2) 处理下,Qxh0121氮转运效率较Qx508分别高29.2%和14.3%,花后氮转运对籽粒贡献率较Qx508分别高74.0%和17.4%。Q319氮转运效率较Lx9801分别高43.4%和24.7%,花后氮转运对籽粒贡献率较Lx9801分别高75.3%和39.6%。Qxh0121和Q319的产量和氮肥利用效率也高于对应的自交系。在N1和N2水平下,Qxh0121的产量比Qx508分别高43.3%和42.5%,Q319的产量比Lx9801分别高20.2%和10.5%。吐丝至成熟期叶片硝酸还原酶 (NR) 活性和可溶性蛋白含量的变化均呈单峰曲线,高峰期在吐丝后10 d左右。Qxh0121和Q319的NR活性和可溶性蛋白含量在各时期均高于其另一亲本,表现出较强的氮素吸收和同化能力。【结论】氮高效型玉米品种‘鲁单818’表现为父本高效,氮低效型玉米品种‘鲁单981’表现为母本高效。因此,未来育种应充分挖掘‘鲁单818’的父本Qxh0121及‘鲁单981’的母本Q319的氮高效潜力,提高其花前氮的转移效率以及花后氮向籽粒的分配能力,是其对应杂交种进一步实现高产并增加籽粒氮浓度、减少秸秆氮素残留的关键。     

底墒对夏玉米生长发育、水分利用及产量的影响

利用郑单958为材料,探讨播种时底墒差异对夏玉米生长发育、水分利用及产量的影响,以确定适宜的灌水量.试验设置4个处理,播种后不灌水(CK)、播种后立即灌水30 mm(GS-30)、45 mm(GS-45)、60 mm(GS-60).结果表明:1)6月中旬播种灌溉底墒水有其必要性;2)土壤储水量及水分利用效率在不同处理间存在一定的差异,其中GS-60的土壤储水量最多,WUE的差异不显著;3)播种后不灌水(CK)处理下的出苗率显著低于3个灌溉处理,即CK比灌溉处理低27.8％～30.3％;3叶展时CK处理下单株干物重比GS60显著降低了16％,但与其他处理间无显著差异,6叶展时单株干物重以GS-60显著高于其他处理,而各灌溉处理均显著高于CK.6叶展时各处理功能叶SPAD值存在显著差异,SPAD值随灌溉量的增加而增大;4)随着生育进程推移,底墒对夏玉米的LAI影响逐渐降低,至灌浆中期各处理差异不显著,底墒对夏玉米中后期单株干物重的影响与LAI类似;5)籽粒产量为GS-60产量最高,显著高于CK,而与GS-30,GS-45差异不显著.综上,播种后灌溉有利于玉米出苗率稳定及幼苗建成并促进幼苗生长、最终提高产量;同时,能够在一定程度上增加土壤贮水量.     

吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响

【目的】吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要。探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障。【方法】以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫（最高温度/最低温度为40/30℃）,对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响。【结果】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降。与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平。高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期（ASI）拉长。高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期（ASI）分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因。高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808。【结论】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808。第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低。因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定。