不同熟期类型玉米品种籽粒灌浆和脱水特性

根据自然生态条件及玉米品种的熟期、籽粒灌浆与脱水特性和产量潜力等进行科学品种布局,是实现玉米高产优质和资源高效利用的重要途径。本试验选用中早熟、中熟和中晚熟3个熟期类型,共13个玉米生产主栽品种,通过测定籽粒干物质积累和含水率的动态变化,研究并明确了不同熟期类型玉米品种的籽粒灌浆和脱水特性,旨在为生产品种布局提供参考和指导。试验结果表明:产量、籽粒灌浆和脱水特性在不同熟期类型和品种间均存在显著差异。产量表现为中晚熟(13,813.0 kg hm^–2)>中熟(12,970.4 kg hm^–2)>中早熟品种(10,729.0 kg hm^–2),中晚熟分别较中早熟和中熟品种增产28.7%和6.5%。平均灌浆速率表现为中早熟(0.034 g 100-grain^–1℃^–1)>中熟(0.031g 100-grain^–1℃^–1)>中晚熟品种(0.027 g 100-grain^–1℃^–1),生理成熟后的平均物理脱水速率表现为中熟(0.027%℃^–1 d–1)>中早熟(0.025%℃^–1 d–1)>中晚熟品种(0.018%℃^–1 d–1)。中早熟代表性品种京农科728的平均灌浆速率和生理成熟后的物理脱水速率。分别较3个熟期代表性品种郑单958、先玉335、农华101高38.5%和112.5%、28.6%和54.5%、28.6%和13.3%;中晚熟代表性品种京科968产量潜力最大(14,813.0 kg hm^–2),且平均灌浆速率和物理脱水速率分别较同熟期品种郑单958高7.7%和18.8%。产量与灌浆期天数、积温、平均灌浆速率和百粒重呈显著或极显著正相关,收获期籽粒含水率与灌浆期天数和积温显著正相关、与生理降水速率和物理脱水速率极显著负相关,生理降水速率和物理脱水速率与平均灌浆速率相关性不显著。综上,中早熟、中熟和中晚熟3个不同熟期类型及不同玉米品种的籽粒灌浆和脱水特性差异显著,生产中品种布局除考虑熟期外还需兼顾该特性,以更利于实现玉米高产优质和资源高效利用。     

不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆脱水特性和激素含量变化

本文旨在研究不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性和内源激素含量与平衡的变化,以期为黄淮海夏玉米机械化收获籽粒和高产高效品种筛选提供理论依据。以早熟玉米品种登海518(DH518)、衡早8号(HZ8)和晚熟玉米品种郑单958(ZD958)、登海605(DH605)为试验材料,研究玉米籽粒形成过程中干物质积累、水分含量及内源激素含量变化。结果表明,早熟品种较晚熟品种灌浆期短,籽粒开始脱水早,脱水速率高,生理成熟期粒重低,产量低,但早熟品种中DH518的产量显著高于HZ8。不同熟期玉米品种籽粒内源激素含量及其变化模式不同,但同一激素含量随籽粒发育的变化趋势一致。两早熟品种籽粒的ABA含量高于两晚熟品种,尤其表现在灌浆中后期。各品种籽粒灌浆、脱水速率均与内源激素含量有关,两早熟品种的籽粒脱水速率与玉米素核苷(ZR)含量呈显著正相关。     

不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及其密度效应

研究不同熟期夏玉米品种籽粒灌浆与脱水特性及种植密度的调控作用, 以期为黄淮海地区夏玉米籽粒机收提供科学依据。2016—2017年在山东农业大学玉米科技创新园, 种植早熟玉米品种登海518 (DH518)、衡早8号(HZ8)和中晚熟玉米品种郑单958 (ZD958)、登海605 (DH605), 设60 000、75 000、90 000株 hm ^-23个种植密度。结果表明, 早熟品种DH518、HZ8较中晚熟品种ZD958、DH605灌浆期短, 产量低。4个品种生理成熟时的籽粒含水率与其生育期相关性不显著, 早熟品种籽粒后期脱水速率快, DH518和HZ8从籽粒达最大含水量到生理成熟的脱水速率均值较ZD958和DH605两年分别高0.015% °C ^-1和0.014% °C ^-1。相关性分析显示, 籽粒脱水速率与灌浆速率相关性不显著, 生育后期籽粒含水率与茎鞘、叶片含水率呈显著正相关, 与苞叶、穗轴含水率呈极显著正相关。随种植密度的增加, 不同品种籽粒灌浆期缩短, 平均灌浆速率降低, 籽粒生理成熟时的含水率降低。合理增加种植密度能够显著提高不同熟期夏玉米品种的产量。     

不同熟期玉米不同粒位籽粒灌浆和脱水特性对密度的响应

研究密度对不同熟期玉米品种不同粒位的籽粒灌浆和脱水特性的调控效应,为陕北灌区春玉米密植高产机械粒收技术提供依据。于2018—2019年以中熟品种先玉335 (Xianyu 335)和晚熟品种东单60 (Dongdan 60)为材料,设置45,000 (D1)、60,000 (D2)、75,000 (D3)、90,000 (D4)株hm–2四个种植密度,分析其不同粒位籽粒灌浆、脱水特性及其与气候因子的相关性。结果表明,密度的增加能显著提高不同熟期品种玉米籽粒产量,其中2018年2个品种均在D4处理下达到最高产量;2019年先玉335和东单60分别在D4和D3处理下达到最高产量,2年平均最高产量分别为18,739 kg hm^-2和17,111 kg hm^-2,较D1处理产量分别提高了32.2%和27.7%。随着种植密度的增加,不同粒位的籽粒灌浆速率降低,粒重减小,脱水速率加快。在D4种植密度下,先玉335下部和上部籽粒平均灌浆速率较东单60分别高0.08 g d–1和0.04 g d–1,粒重较东单60分别高3.6 g和1.6 g。生理成熟时不同...     

不同熟期玉米品种籽粒田间脱水特征差异性分析

玉米收获期籽粒含水率是影响机械粒收质量和籽粒品质的重要因素,不同熟期品种收获期籽粒含水率有差异,同时品种间熟期的差异也使其田间脱水的环境不同,造成其脱水特征难以精准比较。本研究于2018—2019年,以不同熟期玉米品种为研究对象,设置间隔约10 d的8个播期处理,播期覆盖自早春播至晚夏播,创制籽粒田间脱水的环境差异,观测籽粒含水率动态过程,分析品种之间籽粒田间脱水特征差异。结果表明,收获期籽粒含水率与品种生育期长短呈显著正相关(r=0.810*, 2018; r=0.912**, 2019),早熟品种收获时含水率低、晚熟品种高;生理成熟期籽粒含水率与灌浆期长短呈显著负相关(r=–0.484**),早熟品种生理成熟期籽粒含水率高、晚熟品种低;籽粒生理成熟前脱水速率(r=–0.655**)和生理成熟后脱水速率(r=–0.492**)均与生育期长短呈显著负相关,表现出早熟品种籽粒脱水速率快、晚熟品种脱水速率慢的特征;籽粒生理成熟前脱水速率与生理成熟后脱水速率之间呈显著正相关(r=0.466**),一般而言生理成熟前籽粒脱水速率较快的品种,生理成熟后脱水速率也较快,但是存在生理成熟前脱水速率快...     

兴安盟水稻不同生育类型品种灌浆后期根系活力和籽粒灌浆特性研究

为进一步研究不同生育类型水稻品种灌浆后期根系活力和籽粒灌浆特性,并为高产水稻的培育优质根系提供参考依据,2018—2019年对兴安盟中早熟、中熟、中晚熟、晚熟的代表性品种进行大田和水培试验,运用调节播期、调节伸长节间数使生育期不同的品种在相同时期内抽穗,使同一品种的伸长节间数不同而抽穗期相同,以比较不同品种后期根系活力和籽粒灌浆特点、同一品种不同伸长节间类型后期根系活力和籽粒灌浆特点。结果表明,不同品种的水稻抽穗后根系活力均呈下降趋势,在整个灌浆结实期,所有供试品种的上层根活力均高于下层根系。不同伸长节间品种后期根系活力有明显差异,并主要决定于发根规则和上层根率。不同伸长节间品种主要灌浆期持续天数和灌浆强度不同,伸长节间数少的品种主要灌浆期持续时间短,灌浆强度大;伸长节间数多的品种主要灌浆持续时间长,灌浆强度小。伸长节间数相同的品种差异较小,而伸长节间数不同的品种有较大差异。要实现水稻高产,应针对不同生育类型水稻品种的发根和根系活力特点,灵活多样地运用促控技术,培育发达、功能旺盛的根系,以达到促进水稻高产的目的。     

不同小麦品种籽粒脱水特性研究

为探讨小麦籽粒灌浆后的脱水特性,选用生产中大面积种植的5个半冬性小麦品种(矮抗58、百农418、百农4199、温麦6号和周麦18),研究了不同年际间不同品种小麦的籽粒脱水速率,以及其与籽粒质量之间的关系。结果表明,小麦籽粒成熟期的脱水特性在不同品种间存在着较大差异,同一品种年际间受温度条件的影响,籽粒脱水速率亦存在较大差异。百农4199籽粒脱水速率较快,各年度均显著高于其他品种,百农418籽粒平均脱水速率显著低于百农4199,但高于其他品种,矮抗58、温麦6号和周麦18的籽粒平均脱水速率无显著差异。通过相关分析,籽粒的脱水速率与0～21 d籽粒灌浆速率呈正相关,其中与7～14 d灌浆速率的相关性达到了显著水平,而与21 d以后的灌浆速率呈负相关;籽粒的平均灌浆速率又是影响千粒质量的重要因素(R²=0.99,P<0.01)。小麦品种百农418具有相对较高的平均籽粒灌浆速率,千粒质量较大;百农4199后期籽粒脱水速率较快,年际间籽粒质量稳定。由此得出,小麦籽粒脱水特性除受到灌浆期温度条件的影响外,主要受基因型的影响,生产中选用灌浆前中期(0～21 d)籽粒灌浆快...     

宜机收籽粒玉米品种冠层结构、光合及灌浆脱水特性

以京农科728等24个我国生产大面积推广的玉米品种为研究材料,比较不同类型玉米品种的冠层结构、光合及灌浆脱水特性差异,为适宜机收籽粒玉米品种选育和推广提供技术支撑。研究结果表明:(1)参试玉米品种平均机收产量、籽粒含水率、破碎率和杂质率分别为11,658.78 kg hm^-2、24.66%、3.90%和0.83%。其中,以京2416为父本组配的京农科728等18个适宜机收籽粒玉米品种平均机收产量为11,802.70 kg hm^-2,显著高于郑单958和先玉335,分别增产7.69%和4.45%;收获时籽粒含水率均低于28%(平均为24.61%);破碎率低于5%(平均为3.42%),均达到国家机收籽粒标准。(2)以京2416为父本组配的京农科728等18个宜粒收玉米品种穗上茎叶夹角小,株型紧凑,冠层平均透光率高,冠层光分布更合理。(3)参试品种净光合速率和叶绿素含量平均为34.10μmol CO₂ m^-2 s^-1和8.91mg m~2,其中以京2416为父本组配的18个品种净光合...     

黑龙江春玉米种植区高产品种籽粒灌浆、脱水特性及产量分析

为了研究不同高产玉米品种在黑龙江春玉米区种植的可行性,以‘先玉335’和‘郑单958’为试材,通过对比分析,探讨2个品种在该地区种植的灌浆和脱水特性。结果表明,‘先玉335’灌浆迅速,生理性脱水快,产量高;‘郑单958’灌浆持续期略长,前期和中期灌浆速率较‘先玉335’慢,但后期灌浆速率和自然性脱水速率都快,产量较高。从气温和降雨特点来看,在黑龙江春玉米种植区部分积温较高地区,可考虑将‘郑单958’作为品种更替及多样化的备选材料。     

玉米籽粒灌浆及脱水速率品种差异与相关分析

黑龙江省地处中国北方早熟春玉米区,无霜期短、热量资源不足是限制黑龙江省玉米产量和品质提高的主要因素,通过对10个玉米品种的灌浆速率、脱水速率、收获时籽粒含水量和产量等项目进行比较及差异分析,选择种植产量高、含水量低的玉米品种是解决这一矛盾的根本途径。结果表明：不同玉米品种不同灌浆期灌浆速率不同,‘四单19’、‘东农250’、‘吉单27’表现为中前期灌浆速率快,后期相对较慢,‘嫩单10’、‘兴垦3’、‘嫩单11’表现为中前期灌浆速率慢,后期相对较快的特点;不同灌浆时期品种脱水速率不同,‘四单19’、‘东农250’、‘吉单27’、‘嫩单10’在整个灌浆期脱水速率均较其他品种快,收获时籽粒含水量低于其他品种。并对供试杂交种进行综合评价,为选用优质高产玉米品种提供理论依据。     

冠菌素对玉米籽粒灌浆特性与淀粉合成的调控效应

玉米产量与籽粒灌浆特性紧密相关,调控籽粒灌浆特性是实现玉米高产的重要途径之一。本研究采用不同浓度冠菌素对灌浆期玉米(吐丝后10 d)进行叶面喷施处理,研究冠菌素(coronatine, COR)对玉米籽粒灌浆特性、淀粉含量和淀粉合成关键酶活性及其基因表达的调控效应。2年田间试验研究结果表明, COR对玉米果穗性状、产量、籽粒灌浆和淀粉合成的调控具有明显的浓度效应,适宜浓度COR (1.0 mg L~(–1))处理显著降低玉米果穗秃尖长度,增加穗粒数和千粒重,提高籽粒灌浆速率,延长灌浆持续期,提高产量。此外,适宜浓度COR处理显著提高玉米籽粒灌浆过程中淀粉合成相关酶AGPase、SSS、GBSS和SBE的活性,上调淀粉合成关键酶基因ZmSH1、ZmSH2、ZmWX1和ZmAE1的表达量,促进籽粒支链淀粉、直链淀粉和总淀粉的积累,提高了籽粒淀粉含量。研究结果明确了COR对玉米籽粒形态建成与物质积累的调控效应,为玉米增产增效栽培提供了新的技术手段。     

Grain yield and root characteristics of summer maize (Zea mays L.) under shade stress conditions

Low light is a major adversity affecting yield and quality of summer maize in the Huang‐Huai‐Hai region of China. We conducted a field experiment to explore the effects of shading on root development and yield formation in two summer maize hybrids (Zea mays L.), Denghai605 (DH605) and Zhengdan958 (ZD958). The experiment consisted of four treatments (CK: ambient sunlight, S1: shading from tasselling to physiological maturity stage, S2: shading from six‐leaf to tasselling stage, S3: shading from seeding to physiological maturity stage). Shading had a strong impact on the development of roots in the upper soil layer. Shading significantly decreased the root dry weight, root/shoot ratio, root length density, root absorption area and active absorption area. The results showed that treatments in a diminishing sequence of effects on root from S3, S1, S2 to CK. Overall, shading decreased the root morphologic and activity indices, and decreased yield in summer maize. During an average of 2 years, yields of ZD958 in S3, S2 and S1 decreased by 85%, 24% and 55%, yields of DH605 in S3, S2 and S1 decreased by 87%, 26% and 67%, in compare to CK. The results will be useful for hybrid selection and improving cultural practices for enhancing the maize shading resistance in Huang‐Huai‐Hai region.     

不同玉米杂交品种吐丝持续期特性及其对播期的响应

吐丝期是决定玉米产量的关键时期,研究其相关特性,对玉米生产意义重大。为准确分析不同玉米品种吐丝特性的差异及其对播期的响应,于2014年和2015年设置了3个玉米主推品种(郑单958、先玉335和京科968)的3个播期处理(早播:4月10日,中播:5月10日,晚播:6月10日),分析了各个处理间吐丝持续期的差异以及吐丝持续期与雌穗穗长变异及产量构成因素的关系。结果表明:(1)群体吐丝持续期在品种间存在显著差异,表现为先玉335 (9.12 d)郑单958 (8.94 d)京科968 (7.68 d)。随时间推进,玉米每天吐丝的比例与天数为先升高后降低的二次函数关系,每天最大吐丝比例为先玉335 (16.51%)郑单958 (17.07%)京科968 (19.98%)。京科968较郑单958和先玉335呈现吐丝集中,每天吐丝比例较高、吐丝持续期短的特点;(2)吐丝持续期在不同播期间差异显著,郑单958、先玉335和京科968不同播期间的吐丝持续期变幅分别为8.10～9.55 d、7.54～10.53 d和6.65～8.66 d,郑单958的吐丝持续期在不同播期间最稳定(CV=6.57%),其次为京科968 (CV=9.40%),先玉335的吐丝持续期在不同播期间的变化最不稳定(CV=11.68%);(3)吐丝持续期与雌穗穗长的变异系数呈显著正相关,与产量和穗粒数呈显著负相关,与千粒重不相关。播期对玉米吐丝持续期具有显著的调控作用。随吐丝持续期增加,玉米雌穗穗长的变异系数显著增大,群体果穗的整齐度降低,穗粒数显著减少,是玉米产量显著降低的主要原因。     

种植密度对不同株型玉米冠层光能截获和产量的影响

为了明确密植栽培中不同株型玉米的冠层光能截获、物质生产与产量的关系,以不同株型玉米陕单609 (紧凑型)、秦龙14 (中间型)和陕单8806 (平展型)为试验材料,设置4个种植密度(4.5×104、6.0×104、7.5×104和9.0×104株hm–2),于2016—2017年开展大田试验,研究密度对形态特性、冠层光分布、灌浆参数以及干物质积累等的影响。结果表明,陕单609、秦龙14和陕单8806两年平均产量依次为12,176、9624和8533 kg hm–2,分别在9.0×104、7.5×104和6.0×104株hm–2达到高产,产量较低密度分别提高了26.9%、20.4%和19.7%;随着种植密度的增加,叶面积降低,LAI和叶向值增加,在高密度下陕单609中间层由于较大的叶片和叶向值能截获更多的光能,秦龙14次之;灌浆速率达到最大时的天数(Dmax)、粒重(Wmax)、籽粒最大灌浆速率(Gmax)、平均灌浆速率(Gave)、籽粒活跃灌浆期(P)均随密度的增加而降低,高密度下陕单609的Dmax分别较秦龙14和陕单8806早1.4 d和3.0 d, Wmax和P分别高于秦龙14 (0.3g和3.3 d)和陕单8806 (1.1 g和5.4 d);吐丝后干物质积累量、干物质转运量及其对籽粒的贡献率随密度的增加呈先升高后降低的趋势。在高密度下,陕单609花后干物质积累量、花后干物质转运量和干物质转移对籽粒的贡献高于秦龙14 (5.1%、36.0%、33.5%)和陕单8806 (26.6%、46.7%、59.1%)。穗位层光能截获与产量(r=0.631)显著正相关(P0.05),与花后干物质积累量(r=0.661)和平均灌浆速率(r=0.859)极显著相关(P0.01)。可见,与秦龙14和陕单8806相比,紧凑型品种陕单609密植下调控穗上部叶片直立,改善冠层中下部光分布,维持较高的光合绿叶面积,延缓冠层叶片衰老,增加花后营养器官光合产物的积累以及籽粒灌浆速率,实现了增产。     

玉米生产上3个主推品种光合特性、干物质积累转运及灌浆特性

以当前玉米生产主推品种郑单958、先玉335和京科968为试验材料, 考察其光合特性、干物质积累与转运及籽粒灌浆特性, 以揭示高产玉米品种的产量形成特性, 为玉米高产生产提供依据。结果表明: (1)产量以京科968最高、先玉335次之、郑单958最低, 京科968分别较郑单958和先玉335高14.55%和7.93%。(2)穗位叶净光合速率和冠层光合能力表现为京科968>先玉335>郑单958, 且吐丝期>乳熟期。京科968吐丝期和乳熟期的穗位叶净光合速率分别比先玉335高7.84%和16.78%, 比郑单958高22.23%和24.44%; 冠层光合能力分别较先玉335高38.77%和58.41%, 较郑单958高50.83%和56.49%。(3)花后干物质积累量、转移量、干物质转运率和干物质转运对籽粒贡献率均以京科968最高, 分别比先玉335高13.72%、21.20%、6.32%和4.77%, 比郑单958高31.87%、39.96%、18.49%和10.42%。(4)籽粒灌浆参数在不同品种间存在较大差异, 京科968与先玉335的平均灌浆速率(0.73和0.75 g 100-grain^-1 d^-1)相当, 且均高于郑单958 (0.67 g 100-grain^-1 d^-1); 活跃灌浆期以郑单958 (53.69 d)最长、京科968 (51.02 d)次之、先玉335 (48.95 d)最短。(5)相关分析表明, 产量与净光合速率显著正相关, 与花后干物质积累量及转运率极显著正相关。京科968具有较高的光合效率、花后干物质积累量及转运率、灌浆速率及较长的灌浆持续期, 是较郑单958和先玉335高产的重要原因。     

施氮对不同氮效率玉米籽粒灌浆的影响

不同的玉米品种在吸收利用氮效率方面存在着显著差异,因此确定不同品种玉米的氮效率很有必要。玉米施氮后的生长效果可以在籽粒灌浆期表现出来。很多学者在对于相同的施氮条件下不同玉米品种间的灌浆特性差异方面做出了不少研究,然而对于不同施氮条件下的灌浆特性差异却鲜有报道。本试验通过观察玉米灌浆动态,旨在确定不同玉米品种氮效率差异的基础上,比较品种间的灌浆特性差异。试验于2013年5月1日—10月7日进行,在大田条件下,以‘屯玉99’、‘潞玉19’、‘先玉335’为材料,对不同供氮水平N0、N1、N2（施纯氮量分别为0、140、210 kg/hm²）下春玉米顶部、中下部籽粒的灌浆动态进行研究。结果表明,‘屯玉99’籽粒鲜重、干重表现为N2＞N1＞N0,‘潞玉19’表现为N1＞N2＞N0,‘先玉335’表现为施氮(N1、N2)＞无氮(N0),其中N1、N2间差别不大。N1条件下的‘潞玉19’发育优势最为显著,其次是N2条件下的‘屯玉99’,N1、N2条件下的‘先玉335’优势最不明显。施氮对顶部籽粒发育的促进作用明显高于中下部籽粒。