外源油菜素内酯对低温胁迫下玉米发芽及幼苗生理特性的影响

为探究外源油菜素内酯(BR)对低温胁迫下玉米发芽及幼苗生理特性的影响,以天农九号和天和1号玉米杂交种为试验材料,分别用BR浸种和喷施处理后,对2个玉米品种低温处理下的农艺性状和生理特性进行了比较研究。结果表明,外源BR处理能有效缓解低温胁迫对玉米生长的抑制程度。其中0.1 mg/L BR处理效果最好,主要表现在玉米发芽率、幼苗地上及地下部生物量和SPAD值的增加;MDA含量和相对电导率的降低;SOD、POD和CAT活性的增加;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加;与低温对照比较,玉米杂交种天农九号和天和1号起始发芽率分别提高18.89,11.10百分点,终发芽率分别提高6.67,18.89百分点;地上部干质量增加55.92%,49.15%,地下部干质量增加38.79%,14.26%,相对电导率降低7.33%,6.80%,CAT活性增加110.58%,120.43%,脯氨酸含量增加66.59%,54.63%。说明低温胁迫下喷施适宜浓度的BR对2个玉米品种缓解抑制能力不同,表现为天农九号天和1号;抗冷性强弱不同的玉米品种对不同浓度BR的适应性存在差异。     

油菜素内酯对春玉米灌浆期叶片光合功能与产量的调控效应

以玉米品种"郑单958"为材料,在大田条件下,采用植物生长调节物质油菜素内酯(brassinolide,BR)对苞叶和穗位叶喷施处理,研究了BR对玉米穗位叶功能、籽粒灌浆及产量的调控作用。结果表明,灌浆期随生育进程,玉米穗位叶叶绿素含量、光合速率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ru BPCase)以及蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性均显著下降。同时,籽粒蔗糖含量显著降低,但淀粉含量和粒重均显著增加。与对照相比,BR处理显著增加玉米穗位叶叶绿素含量,提高光合速率,增强PEPCase、Ru BPCase、蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性。BR处理显著增加籽粒蔗糖和淀粉积累,提高玉米籽粒干物质积累。在产量构成上,BR显著缩短秃尖长度,增加穗粒数和千粒重,显著提高产量。本研究说明,灌浆期喷施BR可提高玉米叶源的活性,延长叶片光合功能持续期,促进籽粒灌浆和物质积累,从而实现增产。     

油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢菌侵染的生理机制

为明确油菜素内酯(BR)增强玉米抗禾谷镰孢侵染的作用及机制,以玉米郑单958为试验材料,分设喷施BR和未喷施BR的处理,在玉米喷施BR 10 d后,接种禾谷镰孢菌,调查比较喷施BR后玉米感染禾谷镰孢菌的发病情况,确定油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的确切作用,结果表明,在未喷施BR的自然生长条件下,在玉米上接种禾谷镰孢,发现茎秆表面有明显的病原菌沿接种针孔侵染扩散的痕迹,玉米茎剖面内髓组织黑褐色严重,几乎整个节间均已被病原菌侵染;但在喷施BR 10 d后再接种禾谷镰孢,玉米茎剖面内的髓组织被病原菌侵染面积明显减少,发病明显减轻,说明BR提高了玉米抗禾谷镰孢侵染的能力。用含BR的PDA培养基培养禾谷镰孢,与对照相比,禾谷镰孢发育未受到明显的影响。BR处理后,玉米叶片脯氨酸含量增加,Real-time PCR分析编码脯氨酸合成酶的基因Zm P5CS的表达量,发现其表达量确实受BR的诱导。同时BR处理后玉米叶片可溶性糖含量极显著增加,保护酶SOD和PAL活性显著增加,POD活性极显著增加。说明BR提高玉米自身抗逆性来提高抵抗禾谷镰孢侵染。油菜素内酯对禾谷镰孢的生长发育没有明显的影响;油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的原因可能不是抑制禾谷镰孢的生长发育,而是通过提高玉米脯氨酸合成、保护酶活性、可溶性糖含量,从而提高玉米自身免疫能力。     

种肥应用对免耕精播夏玉米生理效应研究

为进一步探明种肥对玉米免耕精密播种的作用,2013 年运用大田2 点试验,测定生理与产量指标,研究了5 种处理(NPK、NP、NK、PK、CK)的种肥对夏玉米免耕精密播种的影响。NPK种肥处理后的夏玉米的幼苗素质、根干重、根体积、根条数、叶片Pn和SPAD值都最好,进而降低了玉米果穗的秃尖长,增加了玉米的穗长、穗行数、行粒数、千粒重。NPK处理的产量比处理NP、NK和PK、CK增产4.52%、6.06%、13.21%和29.05%,增产效果大于其他施用组合。种肥影响夏玉米免耕精密播种的效果,且N、P、K都是夏玉米免耕精密播种种肥必不可少的营养成分。     

粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应

基于2011—2012年在山西省农业科学院东阳农业试验基地的大田定位试验,2013年在高粱/玉米轮作体系下,以晋杂23高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]为试料,设置NPK、PK、NK、NP和CK(不施肥)5个施肥处理,每个处理3次重复,采用随机区组排列,研究土壤养分耗竭条件下氮磷钾肥对粒用高粱生长、养分吸收、产量和品质的影响。结果表明,出苗后76 d,NPK、PK、NK和NP处理最大叶叶面积分别比CK增加18.7%、4.1%、17.9%和16.6%,单株总功能叶面积分别比CK处理增加54.1%、18.4%、47.4%和48.2%;整个生育期施肥处理对叶片生物量有显著影响。自出苗后121 d,各施肥处理对茎干物质累积具有显著影响。NPK、PK、NK和NP处理籽粒产量分别比CK增加了93.8%、35.5%、91.2%和78.1%。自出苗后100 d,CK和PK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理,此时CK和NK处理显著降低了叶片中P含量。在收获期,CK处理显著降低了籽粒中N含量。CK、PK和NP处理提高了直链淀粉含量,而支链淀粉含量下降,导致直链/支链比值相应增加。施氮肥处理(NPK、NP、NK)的籽粒蛋白质含量明显高于CK和PK处理;NPK处理分别提高了73.9%和40.3%。NPK处理籽粒单宁含量比CK和PK处理分别提高15.6%和22.7%。研究表明,不施肥和不施氮肥显著降低了粒用高粱植株生长、干物质积累、籽粒产量、氮磷养分吸收以及籽粒中支链淀粉、蛋白质和单宁含量,不施肥和不施氮对高粱的影响明显大于不施磷或不施钾,平衡施肥有利于粒用高粱产量的提高和品质的改善。     

灌浆初期低温对春玉米产量构成的影响研究

旨在研究东北地区低温冷害对春玉米灌浆的影响,确定春玉米灌浆期间冷害影响农业气象指标。用人工气候室通过模拟自然低温（平均15℃、17℃、19℃）方法,对灌浆初期盆栽春玉米进行（3、5、7天）胁迫处理。结果表明：春玉米在灌浆初期经不同天数的低温处理后,穗粒数减少,穗粒重、百粒重和叶绿素降低,成熟期延迟,果穗秃尖长度和籽粒含水量增加,作物产量呈不同程度的下降。温度越低,持续时间越长,对玉米产量的影响越严重。其中在15℃低温下处理7天后,玉米产量下降最大,较对照穗粒重减少了32.4%,百粒重减少9.2%。可见,灌浆初期低温对春玉米产量结构影响最大的因素是结实率和籽粒干物质含量的双重降低。     

倒伏对玉米机械粒收田间损失和收获效率的影响

通过大田机械粒收过程田间植株倒伏、机收落穗、落粒损失的大样本数据分析以及人工模拟倒伏控制试验, 研究了倒伏率与机械粒收产量损失率及收获效率之间的定量化关系。结果表明, 黄淮海夏玉米区田间倒伏率、机械粒收落穗率、落粒率均高于北方和西北春玉米区。大田自然条件下, 倒伏对产量损失的影响主要表现为落穗损失, 倒伏率每增加1%, 落穗率增加0.15%; 分区分析表明, 倒伏每增加1%, 春玉米区落穗率增加0.12%, 夏玉米区落穗率增加0.15%; 不同类型收获机械的测试结果表明, 采用全喂入式机械时落穗率随倒伏率增加呈指数递增趋势, 采用半喂入式机械时落穗率和倒伏率呈线性增加趋势, 即倒伏在黄淮海夏玉米区对机械粒收落穗损失的影响更大。在倒伏控制试验条件下, 倒伏每增加1%, 落穗率增加0.59%; 落粒与倒伏则呈显著负相关, 可能与倒伏增加使进入机械的果穗减少从而降低了机械落粒有关; 收获速度随倒伏率增加呈指数递减趋势, 降低收获机割台可以减少落穗损失, 但是降低了收获速度。通过选用抗倒伏品种、构建高质量群体、适时收获等防止倒伏措施, 能够有效降低玉米机械粒收的田间损失。     

高产夏玉米‘浚单29’产量性能分析及增产途径研究

为了明确不同栽培技术对高产夏玉米‘浚单29’产量性能的调控效应,进一步挖掘‘浚单29’高产潜力的技术途径,以‘浚单29’为试验材料,于2013—2015年连续3年在河南鹤壁设置种植密度与不同生产水平的田间比较试验。试验结果表明:玉米生长期间光照及气温对‘浚单29’生长产生了显著影响,苗期低温寡照导致‘浚单29’生育期的延长;散粉期高温或阴雨影响着授粉,灌浆期高温少雨或低温阴雨均导致玉米千粒重下降,最终导致产量的下降。随密度增加,‘浚单29’产量、叶面积指数、实收穗数均增加,穗粒数、千粒重降低。适当增加‘浚单29’种植密度可增加叶面积指数、生育天数及穗粒数,有利于产量的提高。试验表明,‘浚单29’生育期天数为108天、有效穗数71000株/hm~2、单穗粒数为580粒、千粒重为297 g,可以实现12000 kg/hm~2以上产量水平。     

油菜素内酯及配施外源钙对日光温室越冬茬番茄生长、坐果及产量的影响

为检验油菜素内酯(BR)的应用效果,采用大田试验的方法,研究不同浓度BR及其配施外源钙对日光温室越冬茬番茄生长、生理特性变化、坐果及产量的影响.结果表明,在试验浓度范围内,高浓度BR处理对番茄前期株高生长起到一定的抑制作用;适宜浓度的BR处理使株高增加.高浓度BR处理使番茄叶片MDA含量显著增高,且降低可溶性糖含量;适...     

低温胁迫下玉米高光谱特征及产量构成的相关分析

为了研究低温胁迫对玉米生长发育的影响并为粮食生产安全提供理论依据,测定了低温胁迫玉米关键发育期的光谱参数,进而研究光谱植被指数与产量构成的关系。结果表明：随着低温胁迫温度降低以及持续时间的增加,红边位置出现“蓝移”现象,红边幅值和红边面积也相应地减小;大喇叭口期 “双峰”现象减缓明显,说明该时期出现低温对玉米生长的影响较大;穗重在不同发育期与DVI(810,680)显著正相关(相关系数为0.8395),线性模型反映光谱植被指数和产量构成的关系。     

Brassinolide Application Improves the Drought Tolerance in Maize Through Modulation of Enzymatic Antioxidants and Leaf Gas Exchange

Brassinolides (BRs) are naturally occurring substances, which modulate plant growth and development events and have been known to improve the crop tolerance to abiotic stresses. In this study, possible role of exogenously applied brassinolide (BR) in alleviating the detrimental effects of drought in maize was evaluated in a rain‐protected wire‐house. Maize was subjected to drought at the start of tasseling for 6 days by withholding water application followed by foliar spray of BR (0.1 mg l^?1) to assess the changes in growth, gas exchange, chlorophyll contents, protein, relative leaf water contents (RLWC), proline, malonialdehyde (MDA) and enzymatic antioxidants. Drought substantially reduced the maize growth in terms of plant height, leaf area and plant biomass. Moreover, substantial decrease in gas exchange attributes (net photosynthetic rate (A), transpiration rate (E), stomatal conductance (g_s), water use efficiency (WUE), instantaneous water use efficiency (WUEi) and intercellular CO₂ (C_i) was also recorded. However, exogenous application of BR remarkably improved the gas exchange attributes, plant height, leaf area, cobs per plant, seedling dry weight both under drought and well‐watered conditions. BR‐induced promotion in growth and physiological and metabolic activities were mediated through increased protein synthesis enabling maintenance of tissue water potential and activities of antioxidant enzymes lowering the lipid peroxidation under drought.     

杀真菌剂对玉米生长和重金属吸收的影响

为了明确重金属污染胁迫条件下, 杀真菌剂 （苯菌灵） 对玉米重金属耐性的影响, 探讨杀真菌剂对非目标生物的不利作用。以重金属污染的农田土壤为基质, 开展室内盆栽试验, 研究苯菌灵对玉米的生长、 生理、 重金属含量与吸收量的影响。结果表明：（1） 重金属胁迫条件下, 苯菌灵显著影响玉米的生长和生理, 导致玉米株高和生物量分别下降 14%和 23%, 玉米叶片 MDA含量显著增加了 87%;（2） 苯菌灵显著降低玉米地下部的 Cd含量, 并显著减少玉米对 Pb、 Zn和 Cd的吸收, 吸收量分别下降 32%、 33%和43%。可见, 土壤重金属污染条件下, 杀真菌剂导致玉米对重金属的耐性与吸收均降低。     

Ca^2＋,BR对玉米呼吸器官耐冷性的影响

研究了外源Ｃａ２＋、ＢＲ对低温下玉米胚芽呼吸速率、膜透性以及对线粒体呼吸控制比、ＳＯＤ活性和ＭＤＡ含量的影响。结果表明，Ｃａ２＋、ＢＲ处理，相应提高了种苗胚芽的呼吸速率，降低膜透性。低温下经Ｃａ２＋、ＢＲ处理的玉米种苗，其线粒体有较高的呼吸控制比。Ｃａ２＋处理的线粒体中ＳＯＤ活性比对照高；ＭＤＡ含量比对照低。Ｃａ２＋和ＢＲ可能是在低温下通过维持膜系统的正常结构和功能来提高玉米种苗的耐冷性的     

Zinc biofortification of maize (Zea mays L.): Status and challenges

Zn deficiency is one of the leading health problems in children and women of developing countries. Different interventions could be used to overcome malnutrition, but biofortification is most impactful, convenient, sustainable and acceptable intervention. Maize is one of the major crops grown and consumed in the regions with prevalent Zn malnutrition; therefore, this is suitable target for Zn biofortification. Zn biofortification of maize could be achieved through agronomic and genetic approaches. Discussion of agronomic approaches with genetic approaches is prerequisite because soils in developing countries are deficit of Zn and availability of Zn in soils is mandatory for estimating the genetic responses of maize genotypes through genetic approaches. Seed priming, foliar and soil applications are agronomic tools for biofortification, but solo and combined applications of these treatments have different effects on Zn enrichment. Genetic approaches include the increase of Zn bioavailability or increase of kernel Zn concentration. Zn bioavailability could be increased by reducing the anti‐nutritional factors or by increasing the bioavailability enhancers. Kernel Zn concentration could be improved through hybridization and selections, whereas genetically engineered attempts for improving Zn uptake from soil, loading in xylem, remobilization in grains and sequestration in endosperm can further improve the kernel Zn concentration. Key challenges associated with dissemination of Zn biofortified maize are also under discussion in this draft. Current review emphasized all of above‐mentioned contents to provide roadmap for the development of Zn biofortified maize genotypes to curb the global Zn malnutrition.     

不同固化剂对玉米吸收铅镉的影响

研究了2个固化剂处理对玉米各部位吸收铅、镉的影响,探讨了2种改良材料在重金属中度污染土壤上的修复效果,以期为重金属复合污染石灰性土壤的安全利用提供科学依据。选用膨润土和磷酸二氢钾为固化剂材料,在中度污染耕地上进行田间试验。结果显示,膨润土与磷酸二氢钾配施可使玉米籽粒、茎叶和根中铅含量分别降低37.22%、40.18%、34.06%,镉含量分别降低24.53%、5.85%、14.82%。2种固化剂处理均能增加玉米的株高、产量和地上部干物质量,降低玉米对铅的富集系数和对镉的转运系数及富集系数,膨润土与磷酸二氢钾配施还可降低玉米对铅的转运系数。可得出结论,在重金属复合污染石灰性土壤上,膨润土与磷酸二氢钾配施一定程度上可作为理想的修复材料。     

前茬冬小麦栽培措施对后茬夏玉米光合特性及产量的影响

为了明确前茬冬小麦施氮和种植方式对后茬夏玉米光合特性及产量的影响,于2013-2015年华北平原冬小麦-夏玉米轮作区进行裂区试验。冬小麦施氮112.5 kg/hm2(N1)和225.0 kg/hm2(N2)为主处理,冬小麦等行距(U)改为夏玉米等行距(UR),20+40沟播(F)改为垄作(BP)的种植方式为副处理。结果表明,与UR和N1相比,BP和N2提高夏玉米叶面积指数(LAI)、叶绿素含量指数(CCI)、净光合速率(Pn)及干物质重(DM),且减缓LAI、CCI和Pn后期降低幅度。冬小麦季,与U相比,F种植方式增产3.1%、穗数提高6.9%、穗粒数提高2.4%。与N1相比,N2处理增产5.0%、穗数提高13.8%、穗粒数提高4.9%;夏玉米季,与UR比,夏玉米BP种植方式增产7.1%、穗粒数提高2.4%、收获指数提高5.9%。与N1相比,N2处理增产13.0%、穗粒数提高9.2%、收获指数提高11.9%。在华北冬小麦-夏玉米轮作区,冬小麦季施氮225.0 kg/hm2的条件下,氮肥后效明显,结合沟播冬小麦收获后在垄上直播夏玉米的种植方式是一种全程简化、高效、丰产的栽培措施,在华北平原冬小麦-夏玉米轮作区有很高的实践意义。     

施用沼渣对玉米产量及相关农艺性状的影响

笔者研究了沼渣和化肥不同施肥处理对玉米产量及主要农艺性状的影响,为以牛粪为主要原料的沼渣资源化利用及农牧沼循环农业模式提供理论依据。在海林农场白浆土试验田播种期施入经过发酵的新鲜沼渣,采取沼渣、沼渣+复合肥及复合肥3种施肥模式,施肥量设7个水平。在玉米成熟期和收获期,分别测定株高、穗位高、产量、穗长、穗粗等性状。研究结果表明,沼渣和复合肥混合施用有利于玉米生长和产量提高,其中施用复合肥使玉米穗长、穗粗分别增加17.46%、10.68%;复合肥+沼渣模式可以使玉米穗长和穗粗增加10%左右。施用沼渣可以有效降低株高和穗位高,对防御倒伏有一定作用。沼渣和化肥混施,玉米产量比对照增加50%以上。相关性分析表明,穗长和穗粗与产量性状呈极显著正相关,株高与产量性状间也呈显著正相关,表明在没有倒伏情况下,玉米植株长势越好其产量越高。沼渣可以替代一部分化肥的效应,通过与复合肥按照一定比例混合施用能够提高玉米产量,促进玉米生长。     

37个玉米新品种（组合）耐旱性评价

为评价37个玉米新品种（组合）的耐旱性潜力,采用4种控水处理对玉米植株性状和产量性状进行了分析评价。结果表明,水分胁迫对穗长、秃尖长、行粒数、百粒重、ASI和单株产量6个性状有显著或极显著影响。水分胁迫使玉米品种抽丝散粉间隔期延长,秃尖变长,结实率降低,行粒数减少,籽粒变小,百粒重下降,单株产量降低。应用模糊数学隶属函数法综合评价分析,‘帮豪玉509’、‘忠玉9号’、D36、BH0310和D30综合耐旱性较强,D23、D3、D26和BH3404综合耐旱性较差。     

植物激素表油菜素内酯对小麦生理特性及产量的影响

于小麦孕穗期到灌浆期喷洒低浓度的表油菜素内脂(Brassinolide 简称BR) 能引起小麦生理特性和产量性状的变化.BR能加速灌浆后旗叶可溶性总糖的运转,提高灌浆中的子粒活度;减少逆境条件下体内游离氨和腐胺的积累量,增强植株抗青枯能力,降低不育小穗数,提高结实率和粒重,使小麦增产10%左右.     

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...