水分处理及覆膜历时对春玉米生理特性的影响

【目的】探究不同水分处理模式及不同覆膜历时对春玉米光合特性与根系活力的影响,为春玉米节水高产栽培提供参考。【方法】在移动式遮雨棚下,以"隆玉58"为供试材料,采用子母桶栽土培法和一般桶栽相结合的方法,研究全生育期充分灌水和分生育期调亏灌水2种水分处理模式,以及覆膜到拔节期、覆膜到抽雄期和全生育期覆膜3种覆膜历时对春玉米苗期、拔节期和抽雄期净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及根系活力的影响。【结果】调亏灌水期间的土壤水分亏缺降低了春玉米叶片的净光合速率和蒸腾速率,抽雄期恢复充分灌水后,两者均有一定程度的改善。相对于叶片的净光合速率,蒸腾速率对土壤水分亏缺更为敏感。与充分灌水相比,调亏灌水有利于叶片水分利用效率的提高。充分灌水下根系活力大于调亏灌水,抽雄期复水后,除覆膜到抽雄期处理外,其余2个处理均与充分灌水无显著性差异。【结论】叶片蒸腾速率对土壤水分状况较净光合速率更为敏感,水分亏缺可提高叶片的水分利用效率,覆膜到抽雄期可获得较高的净光合速率和叶片水分利用效率。     

玉米杂交组合光合特性的研究

通过对不同组合玉米光合速率的研究表明:①开花后,随生育时期推延,玉米单叶光合速率逐渐下降,但不同组合间的变异增大;②玉米类型间光合速率高低次序为普通杂交组合＞甜质玉米＞姊妹交＞自交系,但甜质玉米光合功能衰退得更快;③玉米光合速率存在明显的杂种优势,优势率为30.47;～52.57;.④平均光合速率( )n(抽雄吐丝期、灌浆期和成熟期平均)与单株籽粒产量呈极显著正相关关系,r=0.868.     

玉米根冠对不同土壤水分响应机制研究

使用分段研究方法对夏玉米根、冠在苗期不同程度水分亏缺及拔节期复水后形态、生理响应机制进行了分析。研究表明,玉米根、冠形态和生理在不同土壤水分状况下均存在着协同响应机制。形态协同响应机制主要体现在总根长、根表面积、根体积与株高、茎粗、叶面积在不同土壤水分条件下的同步生长趋势以及相关关系。生理协同响应机制主要体现在根系活力与光合速率、气孔导度以及叶片水分利用效率之间在不同土壤水分条件下的动态响应趋势。研究还表明根冠比作为根冠功能平衡状态的重要指标,在不同土壤水分条件下与根系活力、光合速率及叶片水分利用效率之间存在着动态响应机制。采用不低于玉米各生育期轻度水分亏缺阈值下限的有限水分亏缺技术,可以有效提高水分利用效率。     

玉米光合优势与其杂交种产量优势的关系

本试验在二年内测定了二十五个玉米杂交组合及其亲本自交系的光合速率、叶面积、叶绿素含量及其生物学产量和籽粒产量,结果表明:1、在这些杂交组合中光合速率、叶面积、叶绿素含量等光合性状上均表现有明显的杂种优势,但依不同杂交组合而异。2、对光合速率、叶面积、叶绿素含量的杂种优势与产量杂种优势的相关分析结果表明,光合速率、叶面积、叶绿素含量的杂种优势与生物学产量杂种均有显著正相关。说明生物学产量的杂种优势大部分是由于光合性状上杂种优势表现的结果。3、光合速率杂种优势与籽粒产量杂种优势相关较为密切,尤其是在苗期和灌浆末期呈极显著正相关,似乎说明在苗期有可能对杂交组合产量杂种优势的强弱进行初步预测。     

玉米亲本及杂交种光合速率的关系

对10个亲本的自交系及其双列组配的杂交种进行光合速率测定,结果表明:杂交种的光合速率高低与其亲本有密切的关系。一般表现为亲本光合速率高,其杂交后代也高;杂交后代的光合速率与母本的相关关系比父本更加密切;一般杂交种表现出光合速率正优势,这种优势在不同组合之间差别较大,高光合的亲本与中、低光合速率的亲本杂交时,多为明显优势;自交系间和杂交种间在籽粒建成期的光合速率变动不同。     

玉米亲本及杂交种光合速率的关系

对１０个亲本的自交系及其双列组配的杂交种进行光合速率测定，结果表明：杂交种的光合速率高低与其亲本有密切的关系。一般表现为亲本光合速率高，其杂交后代也高；杂交后代的光合速率与母本的相关关系比父本更加密切；一般杂交种表现出光合速率正优势，这种优势在不同组合之间差别较大，高光合的亲本与中、低光合速率的亲本杂交时，多为明显优势；自交系间和杂交种间在籽粒建成期的光合速率变动不同。     

水分胁迫对不同抗旱性玉米杂交种产量和光合作用的影响

在抽雄期对玉米3个不同抗旱性杂交种进行中度水分胁迫处理，结果表明，水分胁迫后3个杂交种的产量均有不同程度的下降，其中沈试29、掖单13号和丹玉13号的抗旱系数分别为0．44、0．39和0．27，叶片叶绿素相对含量与杂交种的抗旱性一致，光合速率也与杂交种的抗旱性相关。     

陆地棉杂种F1和F2的光合速率与产量的关系

对不同杂交组合一代和二代不同发育时期的光合速率及其对产量的影响进行了研究结果表明,各组合后代的结铃期光合速率与棉产量高度正相关。F1产量优势及F2产量优势衰退也与铃期光合速率高度正相关。光能利用率明显提高是杂交种比纯合品种具有更大的增产潜力的因素之一。因而利用光合速率的测定可以有效地预测杂种F1的竞争优势及F2的优势衰退程度,从而为优势杂交组合的筛选和F2杂种优势利用提供依据。     

阶段干旱及复水对玉米光合特性的影响

在防雨棚桶栽条件下,以夏玉米品种"登海605"为试验材料,研究不同生育期和不同程度水分胁迫对玉米光合特性的影响。结果表明:干旱后复水,轻度水分胁迫对玉米光合特性影响较小,中度和重度水分胁迫对玉米光合特性影响显著,开花灌浆期中度和重度水分胁迫复水后,玉米的气孔导度和净光合速率比拔节抽雄期更加难以恢复。     

高粱杂交种吉杂319及其亲本叶片光合相关参数的比较

以高粱杂交种吉杂319及其母本不育系515A和父本恢复系501R为材料,在相同的环境条件下种植,于开花期用Li-6400型光合参数测定系统测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),计算水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC),分析吉杂319及其亲本叶片光合相关参数差异。结果表明:杂交种吉杂319叶片Pn、Gs、WUE和AMC显著高于其母本不育系515A和父本恢复系501R,比其双亲叶片Pn、Gs、WUE和AMC分别高7.88%、10.11%、8.93%和18.05%,差异显著(P<0.05)。吉杂319叶片Pn、Gs、WUE和AMC有显著的杂种优势,Ci显著低于其母本不育系515A和父本恢复系501R,Tr与其亲本间差异不显著。高粱杂交种吉杂319叶片光合相关参数有显著的杂种优势,其光合代谢能力显著高于其亲本,这为其获得高产奠定了生理基础。     

干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响

以抗旱性不同的23个玉米品种为试材,用20％PEG溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究了干旱胁迫下苗期根系生理生化特性的变化及其与品种抗旱性的关系。结果表明：苗期干旱导致根冠比和根系活力呈升高趋势,耐旱性品种升高幅度最大。苗期干旱,根系超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,且耐旱性品种升高幅度大于中等耐旱和不耐旱品种;根系中MDA含量均增加,且耐旱玉米品种丙二醛（MDA）含量增量最小。本研究认为耐旱型玉米品种苗期根系在干旱胁迫下优势的内在机制是根系活力和清除活性氧的能力较强。     

玉米杂交种苗期抗旱性鉴定与评价

[目的]确定玉米杂交种苗期抗旱性的鉴定指标,进一步筛选出苗期抗旱性强的玉米品种。[方法]以河北省主推和新审定的20个玉米杂交种为材料,通过苗期沙培试验,测量苗期根条数、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、总生物量、鲜重根冠比、干重根冠比8个根系性状。[结果]干旱胁迫对苗期8个根系性状均产生了不同程度的影响。根长、根表面积和干重根冠比在不同品种间和不同处理间均表现显著差异,可作为抗旱指标。综合3个抗旱指标的分类结果,认为农单08-5为强抗旱品种,伟科702和郑单958为中度抗旱品种,先玉335为弱抗旱品种。[结论]该研究筛选出苗期抗旱性玉米品种,为玉米的高产栽培提供理论依据。     

杂种小麦根系生理活性的研究

供试杂种小麦及其亲本在春季生育期间，根系ＴＴＣ还原力、呼吸速率和可溶蛋白含量的变化呈单峰曲线，与亲本和对照相比，杂种小麦上述参数均表现较明显优势，且优势随生育进程而增大。根系活跃吸附面积呈逐渐增加趋势，说明生育后期根系可通过维持较大有效吸附面积在一定程度上补偿因根系活力下降造成的水分和养分吸收量的不足。相关分析表明，根系ＴＴＣ还原力等生理参数在春季不同生育时期均与群体光合速度呈高度正相关，表明杂种     

杂交小麦苗期光合特性分析及其对强优势组合的早期预测

【目的】通过分析不同杂交小麦组合及其亲本苗期叶片的光合特性与籽粒产量的相关性,为杂交小麦强优势组合早期筛选和预测提供理论依据。【方法】以2个恢复系和4个不育系及其配制的6个杂交小麦组合为材料,在大田种植条件下测定小麦苗期叶片的光合特性,包括净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）、水分利用效率（WUE）、叶绿素含量、Rubisco活性及其大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量;调查成熟期的产量性状,包括株高、主穗穗长、单株地上生物量、有效穗数、穗粒数、单株籽粒产量、主穗小穗数、千粒重、收获指数,并分析杂种优势以及光合性状与产量性状的相关性。【结果】杂交小麦苗期的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出显著的超高亲优势,其中净光合速率的平均超高亲优势为15.4%,气孔导度为21.3%,蒸腾速率则为11.46%,净光合速率值高的恢复系所配制的杂交组合具有更高的净光合速率和杂种优势,而胞间二氧化碳浓度、水分利用效率则少数有负向优势。成熟期有效穗数、单株籽粒产量及单株生物量具有较高的超高亲优势,其中穗数的超高亲优势值达到最高,平均优势值为34.21%。相关性分析表明,净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、单株生物量和单株籽粒产量呈显著或极显著正相关,说明气孔导度、蒸腾速率可辅助筛选高光合小麦,同时苗期净光合速率与产量关系密切。叶绿素含量、Rubisco活性、大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量的杂种优势差异较大,其中杂交小麦Rubisco活性均高于双亲,且具有显著的超高亲优势,平均超高亲优势为5.38%。编码基因中,与rbcL相比rbcS具有更高的超高亲优势和中亲优势,而叶绿素含量主要表现为负向优势,少数表现出中亲优势,极少数表现出超高亲优势,且各项指标与净光合速率均无显著相关性。【结论】杂交小麦在苗期已表现出显著的杂种优势,尤其是净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而净光合速率与单株产量、单株生物量显著正相关,因此结合小麦杂交组合的田间表现,苗期净光合速率高低可以作为早期预测杂交组合的产量潜力的参考依据。     

高温干旱复合胁迫对夏玉米产量及光合特性的影响

【目的】气候变化导致全球变暖,高温、干旱等极端天气频发,且生产中高温干旱时常相伴发生。本研究旨在探讨不同生育时期高温干旱复合胁迫影响夏玉米产量和光合特性的生理机制。【方法】选用DH605为试验材料,设置不同生育时期高温（T）、干旱（D）以及高温干旱复合（T-D）处理。2019年于三叶期（V3）、拔节期（V6）和抽雄期（VT）进行,2020年于三叶期（V3）、大喇叭口期（V12）和抽雄期（VT）进行,以自然温度和正常水分处理为对照（CK）。研究不同生育时期高温干旱复合处理对夏玉米产量、光合特性以及干物质的积累与分配的影响。【结果】不同生育时期高温干旱复合胁迫处理后,夏玉米LAI和SPAD值均显著降低,光合性能下降,净光合速率（P_n）显著降低。其中VT时期复合胁迫对P_n影响最显著,VT时期的T-D处理的P_n较CK平均下降39.0%,且高温干旱复合处理后夏玉米净光合速率的下降幅度大于高温、干旱等单一胁迫。高温干旱复合处理引发夏玉米光合性能降低,导致夏玉米干物质积累能力及向籽粒分配比例的下降,进而导致产量显著降低。2019年V3、V6、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低27.4%、18.3%和66.5%;2020年V3、V12、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低14.5%、14.6%和68.7%。【结论】不同生育时期的高温干旱复合胁迫导致夏玉米叶面积指数和叶绿素含量降低,气体交换受抑制,光合性能下降,导致光合同化物的积累与分配受阻,产量显著降低。其中,抽雄期遭受高温干旱复合胁迫后对夏玉米产量和光合特性的影响最大,且复合胁迫对其影响大于单一胁迫。     

干旱对夏玉米根冠生长的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工严格控制不同的土壤含水量,全生育期系统研究了夏玉米根冠生长对水分的响应,结果表明:干旱并不影响夏玉米根系、冠层干物质累积、株高增加、茎(基)粗增大等过程的总趋势。但随胁迫的增强,根、冠干物质累积速率、干物质累积总量降低,根条数变少、株高降低、茎(基)粗变细,但它们并不呈线性相关关系;水分供应量的减少延长了夏玉米的生育周期,随胁迫的增强,根系生物量最大值、最大根条数、冠层最大株高出现的时间延后;根冠比(R／S)随土壤水分的改变而改变;不同水分处理的夏玉米,R／S值影响最小的时期是开花-灌浆盛期,最大的时期是在拔节-抽雄,此阶段充分供水处理H的R／S是严重水分胁迫处理L的125.77％。充分供水的处理则有最大的根冠比(R／S=0.173)。在干旱条件下,协调夏玉米根冠平衡,最大程度发挥根系和地上部叶片的功能,才有利于提高产量。     

抽雄期干旱胁迫与复水对不同玉米品种生长及产量的影响

[目的]探讨广西不同玉米品种在抽雄期对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱机理研究、抗旱品种选育及广西玉米秋播用种选择提供理论依据.[方法]在大棚内采用桶栽法对桂单0810、迪卡008、正大619、琛玉969和桂单901等5个玉米品种在抽雄期进行4、8、12、16和20d的干旱胁迫处理及相应胁迫时间后的复水处理试验,每个品种均以正常浇水为对照.[结果]干旱胁迫下各玉米品种的冠干重、根干重、次生根数、最长根长和绿叶数均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降.复水后,各指标的恢复生长量随胁迫时问的增加而减少;除最长根长在干旱胁迫4 d后复水出现超补偿生长外,其他指标均未产生超补偿效应.桂单0810、迪卡008和正大619在干旱胁迫下各指标的降幅均小于琛玉969和桂单901;复水后,前者的恢复能力又高于后者桂单0810、迪卡008和正大619的抗旱系数和抗旱指数均高于琛玉969和桂单901,通过抗旱系数的聚类分析,可将5个玉米品种分为两大类,桂单0810、迪卡008和正大619归为抗旱性较强的品种,桂单901和琛玉969归为抗旱性较弱的品种.[结论]桂单0810、迪卡008和正大619在抽雄期受干旱胁迫时根、冠生长所受影响较小,且在复水后能够有效地恢复生长,从而保证较高的生物量及产量,可作为广两秋播玉米抗旱品种推广应用.     

青贮玉米耐旱关键指标的筛选及其遗传研究

以六份不同耐旱性的青贮玉米自交系为材料,采用GRIFFING方法二的双列杂交,经通径分析,明确了青贮玉米籽粒产量耐旱系数的关键指标为根冠比、叶面积、叶绿素含量、光合速率四个指标,建立了籽粒产量耐旱系数回归方程;估算了关键指标的一般配合力、特殊配合力和相应的遗传参数.结果表明,五个指标的一般配合力方差明显高于特殊配合力方差,基因累加效应占主导地位.广义遗传力h2B(%)最高为光合速率达93.07.狭义遗传力h2N(%)最高为籽粒产量耐旱系数达18.62.籽粒产量耐旱系数指标宜在早代选择效果好,而根冠比、叶面积、叶绿素含量、光合速率指标四个指标宜加强杂种优势的利用.     

根冠生长不均衡对玉米苗期旱后复水补偿性生长的影响

[目的]探讨旱后复水促进玉米补偿生长的生理机制。[方法]以郑单958为供试玉米品种,通过盆栽试验研究苗期不同水分处理（①充足供水;②干旱胁迫;③旱后复水）对玉米生物量、根系活力和可溶性糖含量的影响。[结果]处理①玉米地上部分生物量显著高于处理②、③;处理②可提高玉米的根冠比和根系可溶性糖含量,但明显降低了玉米地上和根系生物量;处理③可促进玉米的补偿性生长,提高水分利用效率,但却明显降低了玉米的根冠比和根系可溶性糖含量;复水前处理②、③玉米的根系活力显著高于处理①,但复水后处理③玉米的根系活力显著低于处理②。[结论]复水前玉米积累的较大根系生物量和较高可溶性糖含量是其复水后表现出补偿性生长的重要原因。     

青贮玉米耐旱关键指标的筛选及其遗传研究

以6份不同耐旱性的青贮玉米自交系为材料,采用GR IFFING方法2的双列杂交,经通径分析,明确了青贮玉米籽粒产量耐旱系数的关键指标为根冠比、叶面积、叶绿素含量、光合速率4个指标,建立了籽粒产量耐旱系数回归方程;估算了关键指标的一般配合力、特殊配合力和相应的遗传参数。结果表明,5个指标的一般配合力方差明显高于特殊配合力方差,基因累加效应占主导地位。广义遗传力h2B(%)最高为光合速率达93.07。狭义遗传力h2N(%)最高为籽粒产量耐旱系数达18.62。籽粒产量耐旱系数指标宜在早代选择效果好,而根冠比、叶面积、叶绿素含量、光合速率指标4个指标宜加强杂种优势的利用。