夏玉米籽粒胚乳细胞增殖及产量对不同光照的响应

为了探讨不同光照条件对夏玉米籽粒胚乳细胞增殖及产量的影响,2012—2014年于山东农业大学试验农场进行了大田试验,选玉米品种郑单958和登海605为试验材料,设置大田自然光照(CK)、开花至收获期遮阴(S1)、拔节至开花期遮阴(S2)、出苗至收获期遮阴(S3)和开花至收获期增光(L)5个处理,研究其对夏玉米籽粒胚乳细胞增殖、籽粒灌浆、淀粉含量、干物质积累及产量的影响。结果表明,遮阴后籽粒胚乳细胞增殖速率、细胞数目和淀粉积累量降低,细胞充实度下降,粒重显著降低,且S3对其影响最大,S1次之,S2影响相对较小。郑单958和登海605两个品种S1、S2和S3成熟期的胚乳细胞数目较CK分别降低33%、6%、29%和41%、5%、29%,DH605 L处理显著提高了胚乳细胞增殖速率、胚乳细胞数目及淀粉含量,细胞充实度和粒重显著上升。遮阴导致籽粒灌浆速率减缓,灌浆高峰期推迟,2个品种S1、S2和S3的最大灌浆速率较CK分别降低34%、13%、58%和38%、13%、64%,登海605L处理提高了籽粒灌浆速率,籽粒灌浆高峰期提前出现。2个品种S1、S2和S3较CK分别减产58%、26%、81%和67%、27%、81%,登海605 L处理增产9%。即遮阴降低了籽粒胚乳细胞数目、淀粉含量和灌浆速率,进而影响产量,花粒期充足的光照则有助于籽粒胚乳细胞增殖和产量提高。     

冬小麦-夏玉米复种连作中定位水氮组合对籽粒灌浆特性及产量的影响

为提高水氮高效利用,在2～3年定位水氮处理基础上于2008-2009年对玉米-小麦灌浆过程及产量形成进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降。小麦粒重随施氮量增加呈下降趋势,灌开花水显著提高粒重。灌浆持续时间和平均灌浆速率与粒重呈正相关,但灌浆持续时间和平均灌浆速率呈极显著负相关(R=-0.966 7)。玉米产量以1水条件下施氮480 kg/hm2最高,小麦产量以3水条件下施氮480 kg/hm2最高。     

不同生育时期遮光对玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

为探索不同时期遮光对玉米籽粒灌浆特性和产量的影响, 2012-2013年以玉米品种京科968与郑单958为试验材料, 在大田条件下用透光率50%的遮阳网分别于13叶全展期(T1)、吐丝期(T2)、吐丝后15 d (T3)遮光处理, 每期遮光7 d, 以自然光照为对照, 并利用Logistic方程y =A/(1+Be^–Cx)比较不同遮光处理玉米籽粒灌浆过程。结果表明,不同时期遮光均导致玉米穗粒数、千粒重和产量不同程度降低, 且遮光时期越晚降幅越大, 其中产量差异显著; 遮光导致灌浆高峰持续期与活跃灌浆天数(P)缩短, 最大灌浆速率(G_max)与平均灌浆速率均下降, 籽粒终极生长量(A)降低; 品种特性决定粒重、穗粒数与灌浆参数的关系, 同一品种的粒重与灌浆速率最大时的生长量(W_max)呈显著正相关, 品种间的粒重差异由活跃灌浆天数(P)决定, 同一品种的穗粒数与最大灌浆速率(Gmax)呈显著正相关, 品种间的穗粒数差异由灌浆速率最大时的生长量(W_max)决定。选择适宜品种, 提高籽粒灌浆速率最大时的生长量(W_max)与最大灌浆速率(G_max), 并延长活跃灌浆天数(P)是玉米在光胁迫环境下获得高产、稳产的重要途径。     

灌水对夏玉米产量及植株理化性状的影响

为明确灌水量对玉米生产的影响,以郑单958为试验材料,以本地区多年来参考作物平均需水量(ET0)为基础,于2020,2021年在旱棚条件下设置T1(60%ET0)、T2(80%ET0)、T3(100%ET0)、T4(120%ET0)、T5(140%ET0)、T6(160%ET0)、T7(180%ET0)、T8(200%ET0)共计8种灌水处理,分析了灌水对玉米产量及构成、植株理化性状的影响。结果表明：增加灌水,玉米产量及构成、穗长、籽粒干物质分配比例、自由水含量、株高、穗位、穗高系数、光合势及结实率表现为增加趋势,其中产量和穗粒数随着灌水的增加显著增加,而叶片和穗轴中物质分配比例表现为下降趋势。高水处理(T5～T8)下VT与R6期玉米叶片的叶绿素、水势变化率较小,处理间株高、穗位高无显著差异,穗高系数稳定。与T3相比,灌水量减少20%和40%可引起产量显著下降,而增加同比例灌水,玉米产量变化低于减少灌水后的产量降低值,该条件下的结实率变化与产量变化一致,而供水效率随着灌水的增加而降低,灌水量超过T6处理的供水效率下降超过20%。相关分析表明,玉米产量与叶片叶绿素含量、开花期水势及含水量...     

不同时期和时长积水对夏玉米影响

通过人工模拟拔节期和抽雄期田间洪涝灾害对夏玉米生长状况、产量构成因素和最终产量的影响试验可以看出：洪涝灾害对夏玉米成株密度、果穗长、果穗粗、株子粒重和产量的影响较明显，最终使产量降低；而对秃尖长、秃尖率和百粒重的影响不明显；对株高的影响拔节期较明显，抽雄期相对较轻，积水时间过长则影响明显。总体上，洪涝发生愈早对玉米最终产量影响愈重，因此早期田间积水时更应及早排水，减少产量损失。     

底墒差异对夏玉米生理特性及产量的影响

研究了底墒差异对夏玉米生理特性及产量的影响。试验结果表明,在夏玉米生育期间极度干旱的条件下,以冬小麦生育期间灌拔节水和抽穗水(各40mm),夏玉米生育期间灌两水(共计100mm)的处理夏玉米产量最高,达7466.58 kg/hm2。而且该处理的叶面积、光合速率、蒸腾速率等生理指标高于其余各处理,气孔阻力和叶温等生理指标则低于其余各处理,以上各生理指标的变化是由于前茬冬小麦不同生育期灌溉而造成的。本试验同时表明,研究作物的水分问题应与特定的种植制度相结合。     

叶面喷施甜菜碱对不同播期夏玉米产量形成及抗氧化能力的调控

为探究叶面喷施甜菜碱对夏玉米产量形成及抗氧化能力的调控作用,于2019—2020年在山东农业大学试验农场进行试验,选用京农科728 (Jingnongke 728, JNK)和登海618 (Denghai 618, DH)作为试验材料,设6月5日(early sowing date, E)、6月15日(normal sowing date, N)和6月25日(late sowing date, L) 3个播期,拔节期(V6)和大喇叭口期(V12)两次叶面喷施10 mmol L–1甜菜碱(leaf-spraying glycine betaine, GB)、等量清水(control check, CK)两种处理方式。结果表明,与喷施清水相比,JNK和DH喷施甜菜碱后的产量增幅分别为3.05%～12.81%和2.08%～7.83%。较对照处理,2019年,JNK品种3个播期(E、N和L)甜菜碱处理的总小花数,分别增加5.09%、4.70%和2.27%,DH品种变化不显著; 2020年DH品种分别增加8.28%、3.95%和4.81%, JNK品种变化不显著; 2个品种2年穗粒数的增幅为0....     

收获期对夏玉米产量性状的影响

近几年．菏泽市小麦产量逐年提高．夏玉米的种植方式发生了重大变革．由2000年前的以套种为主演变为以夏直播为主。可农民一直延续以往的收获习惯．人为地造成了夏玉米严重减产。通过本试验．找出夏玉米的适宜收获期．为夏玉米适期收获提供理论依据．确保菏泽市夏玉米丰产丰收。     

种植密度对不同株型夏玉米产量和冠层特性的影响

为了指导不同株型夏玉米品种的田间生产,选用平展型品种‘鲁单981’和紧凑型品种‘鲁单818’为供试材料,通过设置30000株/hm ² (D1)、60000株/hm ² (D2)、90000株/hm ² (D3)3个种植密度,研究了密度对不同株型夏玉米产量、叶面积持续期(LAD)、叶面积指数(LAI)、群体净同化率(NAR)的影响。结果表明,‘鲁单981’在D2时产量最高,为11452 kg/hm ²,‘鲁单818’在D3时最高,为13024 kg/hm ²。在D3下,紧凑型品种‘鲁单818’的LAD[452 (m ²·d)/m ²]及花后比例(50%)、穗位叶LAI以及全生育期NAR [6.87 g/(m ²·d)]更高。上述研究结果表明紧凑型品种冠层结构紧凑,中下层受光充足,LAD延长,有利于干物质积累,产量上升,更适合高密度栽培。     

耕作方式对土壤理化性状及夏玉米生长发育和产量的影响

研究耕作方式对土壤理化性状、夏玉米生长发育及籽粒产量的影响,为黄淮海北部地区土壤结构改善和籽粒产量提高提出有利的科学依据。试验设夏玉米前茬深松、翻耕、隔年深松和传统耕作旋耕4个处理。研究结果表明,深松、隔年深松、翻耕能够显著降低10 cm以下土层的土壤紧实度;提高各生育时期土壤含水量,尤其以20～40 cm土层表现最为明显;增加20～60 cm土层速效钾含量;有利于维持夏玉米灌浆中后期叶面积指数,干物质的积累量增加7．79％～18．09％;提高籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,每公顷产量提高4．1％～9．3％。各处理间以深松和隔年深松处理表现最好,且两处理无显著差异。本试验条件下,隔年深松是兼顾高产节能高效的耕作方式。     

不同基因型夏玉米间作对产量及氮素吸收利用的影响

为探究不同氮效率夏玉米品种间作的氮肥增产效果,采用田间试验研究了不同施氮水平下,不同氮效率夏玉米品种间作种植模式对其产量、氮素积累量、地上部生物量、光合特性及氮肥利用效率的影响。结果表明,不施氮水平下,郑单958和浚单20间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加8.82%和6.34%,吐丝期净光合速率分别增加47.68%和30.89%;施氮240 kg/hm~2水平下,间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加7.19%和5.88%,吐丝期净光合速率分别增加27.31%和22.16%;施氮450 kg/hm~2水平下,间作较郑单958和浚单20单作产量分别增加6.53%和5.31%,吐丝期净光合速率分别增加19.20%和7.43%。间作模式下,施氮240,450 kg/hm~2,玉米分别增产9.55%和11.22%,但2个氮水平间差异不显著。郑单958和浚单20间作提高了夏玉米氮素积累量,氮肥利用率提高3.10~3.47个百分点,氮肥农学效率提高1.08~2.64 kg/kg;施氮240 kg/hm~2水平下,郑单958和浚单20间作的氮肥利用率高于浚单20单作,氮肥农学效率最高。综合产量和氮肥利用效率,郑单958和浚单20间作施氮240 kg/hm~2效果较好。     

夏玉米产量与穗粒结构的关系分析

分析７６个夏玉米杂交组合在沿淮地区的产量与穗粒结构,表明：当６６７ｍ６２产量从２７９．６０ｋｇ增加到３５８．３３ｋｇ时,起主要作用的是千粒重;从３５８．３３ｋｇ增加到４４３．４０ｋｇ时,起主要作用的是行粒数;从４４３．４０ｋｇ增加到５３０．４３ｋｇ,各性状均衡起作用,千粒重保持在３００ｇ以上水平。     

小麦玉米周年生产中耕作对夏玉米产量及抗倒伏能力的影响

针对黄淮海平原冬小麦夏玉米周年生产的特点,将冬小麦夏玉米播前耕作统筹结合,以期为冬小麦夏玉米周年生产体系耕作方式的改良提供依据。以郑单958为验材,设冬小麦播前旋耕夏玉米播前免耕(RN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前免耕(MN)、冬小麦播前翻耕夏玉米播前旋耕(MR) 3个处理,探讨冬小麦夏玉米周年生产条件下不同耕作方式对夏玉米抗倒伏能力及产量的影响。2年研究结果表明,MR处理夏玉米的株高、穗位高增加,MN与MR处理的地上第3茎节变粗,MN处理的地上第3节间茎粗系数最大。MR与MN处理间抽雄期的基部茎节穿刺强度无显著差异,但较RN均显著增强,茎秆皮层厚度和维管束密度及维管束鞘面积较RN也显著增大,茎秆伤流速率较RN分别提高60.60%和46.70%,茎秆质量显著提高。此外,MN与MR的根重和根冠比较RN显著提高,地上节根根条数与干重也显著提高。MN与MR较RN处理分别增产26.33%与39.21%。冬小麦播前翻耕可显著提高夏玉米产量及抗倒伏能力。     

糯玉米不同品种的果穗增重与籽粒灌浆特性

以15个糯玉米杂交种为材料,研究不同品种果穗增重、籽粒灌浆动态。结果表明,鲜穗产量与籽粒产量品种间差异极显著,同时两者相关极显著。果穗增重与籽粒灌浆不同品种间表现一致,均随花后天数的增加呈“S”型曲线增长,符合Richards方程。方程参数分析表明,果穗最大增重速率高、快速增重阶段的速率大和持续时间长有利于提高品种的鲜穗产量;籽粒灌浆活跃生长期长、灌浆最大增长速率高、快增期的灌浆速率大和持续时间长有利于提高籽粒产量。果穗含水率与籽粒含水率随花后天数的增加均呈直线下降趋势,下降速率因品种而异,各品种鲜穗重达峰值时果穗含水率为61.96%~72.98%。     

播期与接茬方式对夏玉米羧化酶活性及产量的影响

旨为明确播期和接茬方式对夏玉米羧化酶活性及产量的影响,同时为确定夏玉米与小麦的适宜接茬方式和播种期提供研究依据。2008,2009年进行了4个播期的夏玉米田间试验,6月1,6,11日为"三密一稀"种植的麦田中套种,6月16日为15 cm等行距小麦收获后平播,分别用S06-01、S06-06、S06-11、S06-16表示。生育期间测定羧化酶活性。结果表明,随播期推迟,夏玉米基部第1~4叶的Ru BPCase和PEPCase活性增强,PEPC/Ru BPC比值减小。棒3叶PEPCase活性随生育进程呈单峰变化,播期早的叶片展开虽早,PEPCase活性高峰出现也早,但后期下降幅度也较大,以致不同处理棒3叶生育期间PEPCase活性的平均值差异并不显著。随播期推迟,棒3叶同叶位叶片光合势与叶源量有减小的趋势,玉米成穗数有增加趋势。千粒质量变化与灌浆期温度密切相关而与播期关系不大,最终产量以S06-16处理较高。处理间经济系数也以S06-16最高或较高,说明产量形成不仅与光合物质生产能力有关,还与光合物质有效转运相关。综上可见,夏玉米平播既保证与套种相同或较高的产量,又便于小麦玉米生产的全程机械化,是较适宜的接茬方式。但为避开集中平播后的浇水高峰,在不早于小麦收获前9 d(6月6日以后)套播,可为夏收夏种期间的农事操作提供较为充足的时间。     

不同施肥制度对夏玉米产量特性的影响

研究了北京褐潮土13年长期定位不同施肥制度夏玉米生物产量和籽粒产量特性,主要结果:(1)长期N、P、K化肥配合(NPK处理)以及N、P、K化肥与有机肥或秸秆配合施用(NPKM与NPKS处理),生物产量和籽粒产量表现稳定且持续高产;(2)长期N、P、K化肥非平衡施肥的处理(NP、N、NK、PK处理)以及不施肥的CK,夏玉米生物产量和籽粒产量连年持续下降,植株矮小、瘦弱,甚至出现发育停滞现象。氮磷钾缺乏其中任何一种元素,都会造成植株和籽粒发育障碍,影响生物和籽粒产量。     

高产夏玉米产量性能特征及密度深松调控效应

以现代高产玉米品种中单909和郑单958为试验材料, 于2010-2011年在河南新乡设置种植密度与耕作方式田间试验, 研究夏玉米高产群体产量性能参数变化及主要栽培措施调控效应。结果表明, 中单909相比郑单958显著增产11.36%, 穗粒数(KN)、千粒重(KW)极显著增加(P<0.01), 生育天数(D)、收获指数(HI)和收获穗数(EN)无明显差异(P>0.05); 平均叶面积指数(MLAI)、光合势在灌浆后期增加更为显著, 平均净同化率(MNAR)显著增加(P<0.05), 而干物质积累最大生长速率、生长速率最大时的生长量、平均生长速率、活跃生长期均明显提高。进一步分析产量性能参数间相互关系, EN与MLAI呈极显著正相关(P<0.01), KN和KW与MNAR呈极显著正相关(P<0.01), 而MNAR、KN、KW与MLAI呈极显著负相关(P<0.01)。中单909比郑单958增产可能是产量性能参数差异补偿的结果。中单909在高密度下具有较高的MLAI、MNAR和KN, 获得最高产量的群体密度比郑单958高27.3%; 深松耕作方式下, 中单909和郑单958分别增产13.0%和8.7%, 主要表现为, MNAR和KN显著增加, MLAI和D无明显变化, HI、EN、KW增加幅度在不同品种间表现不一致, 表明土壤深松条件下密植(9.50×10⁴株 hm^-2)是目前夏玉米高产重要技术途径之一。综上, 密植夏玉米高产群体产量性能特征参数为MLAI 3.05~3.55、MNAR 4.80~6.27 g m^-2 d^-1、D 109~111、HI 0.50~0.52、EN 9.60~10.38×10⁴穗 hm^-2、KN 352.0~370.1粒、KW 314.7~315.9 g, 可以实现11 250~12 000 kg hm-2以上的产量。