玉米灌浆期籽粒脱水速率的研究进展(综述)

在高纬或高海拔地区,成熟玉米收获的籽粒含水量是决定玉米能否安全采收的一项重要农艺性状。欧美玉米育种家和植物生理学家近百年的研究结果表明,玉米生理成熟后籽粒脱水速率决定收获时籽粒含水量,脱水速率品种间有差异,在遗传上主要表现为加性效应,是高度遗传的;高温干旱和肥水供应不足,以及减少植株绿色叶面积的行为,都可能加快籽粒脱水速率,植株形态特征、农艺特性和籽粒油分与脱水速率有关;通过田间对某些相关性状,特别是生理成熟时果穗和籽粒含水量的直接选择,便可有效地改变籽粒脱水速率,从而得到高产而籽粒脱水速率较快的材料或品系。     

12叶展倒伏对夏玉米子粒灌浆特性和产量的影响

选用先玉335(XY335)和浚单20(XD20)两个玉米品种,在种植密度为75 000株/hm2下设置不倒伏(CK)、根倒(RL)、茎折(SL)3个处理,分析品种和倒伏类型对夏玉米子粒灌浆特性、穗部性状、产量、产量三要素和产量损失率的影响。结果表明,12叶展(V12)倒伏使XY335和XD20显著减产,其中SL处理造成的减产幅度较RL高,XD20的减产幅度小于XY335。RL使XY335和XD20的产量、穗数、穗粒数、千粒重的损失率分别达到21.1%、7.2%、9.5%、7.3%和19.2%、6.0%、13.6%、11.9%;SL处理使XY335和XD20产量、穗数、穗粒数、千粒重的损失率分别达到61.0%、22.3%、42.3%、9.5%和41.8%、17.2%、19.4%、14.9%。倒伏后,穗部性状变差,SL的影响大于RL,XD20的穗部性状相对好于XY335。倒伏缩短了灌浆期,SL降幅大于RL;倒伏降低了平均灌浆速率,RL主要降低了XY335的缓增期灌浆速率,SL降低了XY335的渐增期灌浆速率,RL和SL均降低了XD20缓增期灌浆速率。V12倒伏造成夏玉米减产的原因从大到小依次为穗粒数、穗数和千粒重的降低。     

卷叶——玉米水分亏缺的外观症状

植株水分亏缺是玉米产量的主要限制因素,它同时影响玉米形态的和生理的进程。玉米因水分亏缺而造成的减产幅度取决于干旱的程度、持续时间和开始时期。在易旱地区,通过育种方案或农艺管理更有效地利用水分,会有助于降低水分亏缺对玉米籽粒产量的影响。另一个途径就是灌溉。尽管灌溉不是降低水分亏缺对籽粒产量影响的最经济办法,但它可用     

玉米籽粒灌浆速度研究进展

综述了玉米籽粒灌浆速度与粒重、种质类型、外界条件以及脱水速度之间关系的研究进展。玉米籽粒灌浆速度、持续期与籽粒重呈显著正相关,但也有例外杂交种。百粒鲜重与授粉后的天数呈二次曲线关系,百粒干重与授粉后的天数符合Logistic方程。不同类型玉米(普通玉米、高赖氨酸玉米、糯玉米、甜玉米)、不同熟期品种、不同紧凑型玉米以及不同类型玉米杂交其灌浆特性有较大差异。温度、光照、养分、水分是影响灌浆的四大因素。灌浆期间光照充足温度适宜,比光照少温度低灌浆期短,百粒重提高。玉米灌浆速率与籽粒含水率的关系极为密切。籽粒含水率与灌浆天数呈极显著的直线相关。用籽粒含水率将籽粒发育过程分为3个阶段:水分上升阶段、水分平稳阶段、水分下降阶段。     

不同自然脱水类型玉米品种子粒含水率变化与灌浆动态的关系

采用不同自然脱水速率的玉米品种为材料,分析其花后子粒含水量、粒重、体积和子粒灌浆的动态变化以及灌浆参数,研究玉米子粒含水量变化与灌浆动态的关系。结果表明,不同自然脱水类型玉米品种子粒含水量变化,以花后29 d和46 d为时间点,可划分为3个阶段。两种类型玉米品种46 d后自然脱水速率与蜡熟期(29~46 d)子粒含水量的变化趋势都正好相反。子粒体积和粒重变化趋势基本一致,花后46 d品种间差异逐渐加大。不同类型玉米品种灌浆动态变化差异较大,自然脱水快的品种(先玉335和桥玉8号)和自然脱水慢的品种(蠡玉16和中科4号)最大灌浆速率分别出现在花后29 d和36 d,二者最大灌浆速率差异达到显著水平,自然脱水快的品种平均灌浆速率低于脱水慢的品种,且活跃灌浆期较脱水慢品种短。两种类型玉米品种子粒含水量变化和灌浆速率呈正相关关系,其中脱水快的类型品种达到显著水平,相关系数为0.805(R0.05=0.755)。     

剪叶对豫农202籽粒灌浆与干物质积累的影响

为了探讨小麦新品种豫农202植株上部三片叶对籽粒干物质积累的影响,分别在小麦开花期和灌浆中期进行了不同的剪叶处理,分析了不同剪叶处理对剩余叶片的SPAD值、籽粒灌浆速率及籽粒干物质积累量的影响。结果表明,小麦开花期和灌浆中期剪叶后,植株上部三片叶的SPAD值在不同处理间具有明显差异,剪去部分叶片后剩余叶片的SPAD值均有所提高。从剪叶对籽粒灌浆速率和干物质积累量的影响来看,开花期剪叶的影响程度显著大于灌浆中期剪叶。不同剪叶处理间籽粒的灌浆速率和干物质积累量存在明显差异,开花期剪去倒一叶对灌浆速率具有较大的负向效应,其干物质积累量比对照降低了21.22%;剪去倒三叶对灌浆速率具有较大的正向效应,其干物质积累量增加了12.20%。灌浆中期剪叶后,所有剪叶处理的籽粒灌浆速率和干物质积累量均低于对照,且剪去的叶片越多灌浆速率和干物质积累量下降的幅度越大,同时剪去倒一叶和倒二后下降的幅度最大。     

小麦重组自交系群体大粒品系籽粒灌浆特性研究

为了明确大粒小麦的灌浆特性,以豫农9901/周麦16重组自交系群体中籽粒大小基本一致而饱满度和粒重具有较大差异的11个半冬性品系为试验材料,以周麦18为对照,分析了籽粒灌浆特性及阶段性灌浆参数与粒重的关系.结果表明,籽粒灌浆呈“慢-快-慢”的变化规律,可以用logistic曲线方程拟合其增长趋势;粒重较高的品系W02、W03与对照周麦18具有相似的灌浆特性,其他品系的籽粒灌浆特性与对照周麦18有明显差异,表现在前期灌浆速率高于周麦18且增速较快,后期则明显低于周麦18且下降的幅度较大;在三个灌浆阶段参数中,缓增期灌浆速率、渐增期和快增期持续时间明显低于周麦18,而缓增期持续时间明显长于周麦18.通径分析表明,阶段灌装参数中对粒重直接作用最大的是快增期持续时间,其次是缓增期持续时间,但是缓增期持续时间对粒重的直接正向效应被其较大的负向间接效应所掩盖;快增期和缓增期灌浆速率对粒重的间接效应明显大于直接效应.     

玉米倒伏和扶直的产量效应研究

2012年受台风“布拉万”影响吉林省玉米乳熟期大面积根倒伏。针对玉米倒伏进行倒伏后扶直及不同扶直时间的产量对比研究。结果表明,台风造成倒伏玉米平均减产10.16%～24.43%;3 d内及时扶直可挽回产量损失11%;扶直抢救在考虑倒伏后不同时间段的同时也要考虑土壤含水量,扶直以20 cm土层体积含水量超过25%的效果最好。     

河北东部旱作区耐密宜机收春玉米品种筛选

选择适宜机收籽粒的玉米品种是实现玉米全程机械化的重要条件。玉米生理成熟期籽粒含水率高、后期脱水速率慢以及成熟后田间站秆性状差是制约玉米直收籽粒的重要原因。通过比较12个玉米品种在生理成熟期的籽粒产量、籽粒含水率以及生理成熟后籽粒脱水速率和倒伏倒折率、籽粒霉变率等田间站秆性状指标,结果发现:迪卡653和C1210两个玉米品种比较适宜河北东部旱作区直收籽粒,可作为苗头品种进一步应用验证。     

机收玉米籽粒破损率与农艺性状的关联分析

玉米机械化籽粒收获是饲用玉米的发展方向。利用2018年国家黄淮海玉米区域试验机收组品种试验数据,采用相关分析和灰色关联分析方法,分析了收获时籽粒破损率与产量、农艺性状(株高、穗位、倒折率、倒伏率、空秆率)、穗部性状(穗长、秃尖长、百粒质量)和机收性状(籽粒杂质率、籽粒含水量、籽粒脱落率、果穗脱落率)的关系。结果表明:机收籽粒玉米的籽粒破损率与收获时籽粒杂质率和籽粒含水量相关性最大,相关系数分别为0.799和0.791,达到极显著相关,灰色关联度分析位次分别位于第1、第2位;与穗位、穗长、空秆率和籽粒脱落率相关性中等,相关系数绝对值在0.30～0.40之间。因此,在机收品种选育时要优先关注籽粒脱水率,兼顾穗位、穗长和籽粒脱落率等其它农艺性状。     

灌浆成熟期粳稻抗倒伏性和茎鞘化学成分含量的动态变化

分析了不同抗倒类型的粳稻品种灌浆成熟过程中茎鞘抗倒伏性和化学成分含量的动态变化。结果表明,不同抗倒类型品种茎鞘的钾、硅和可溶性糖等总量差异很大,与钾和可溶性糖总量相比,硅总量的差异较大。随着籽粒灌浆进程,不同抗倒类型品种的茎秆物理强度和最大承载量均逐渐变小,到成熟期为最小,尤其是茎秆物理强度到蜡熟期开始迅速变小,但茎的钾、硅含量和总量及叶鞘的硅含量逐渐增加,出现沉积现象,而叶鞘的钾含量和总量及硅总量逐渐减少,呈输出迹象。除齐穗期茎的钾总量外,灌浆不同时期茎秆物理强度与茎的钾总量和硅总量均呈极显著正相关;茎秆物理强度与齐穗期和乳熟期茎的可溶性糖总量,与齐穗期叶鞘的硅总量和可溶性糖总量,与齐穗期和乳熟期的钾总量呈极显著或显著正相关,灌浆各时期穗部最大承载量与茎秆物理强度均呈极显著正相关。说明提高灌浆前期的茎鞘可溶性糖总量,以及通过追施硅肥增加植株硅总量有利于提高水稻抗倒伏能力。     

Lodging yield penalties as affected by breeding in Mediterranean wheats

Stem lodging, a permanent displacement of cereal stems which may reduce wheat yields significantly, affects wheat crops in both developed and developing countries, mainly under high-yielding conditions. Although breeding has decreased these losses by reducing the likelihood of the plant lodging through reduced height (mainly by the introgression of dwarfing genes), lodging continues to affect wheat yields. We aimed to quantify how wheat breeding has modified the sensitivity of yield to lodging, identifying physiological causes for yield reductions. Two field experiments were carried out in Mediterranean Spain during the 2006/07 and 2007/08 growing seasons. The first season two genotypes (Aragon 03 and ID-2151) and two lodging treatments (control and lodged near anthesis) were analysed. The second season four genotypes (Aragon 03, Estrella, Anza and ID-2151) and three lodging treatments (control, lodged from either jointing to maturity or anthesis to maturity) were imposed. In addition, in the 2007/08 experiment the source-sink ratios of five representative spikes of each plot were modified through hand trimming all spikelets from one side of each spike soon after anthesis. Yield losses due to early lodging were reduced by wheat breeding: yield penalties in the oldest and newest genotypes were 61% and 43% (mean values of both lodging treatments), respectively while it was 57% in intermediate cultivars (mean value of both lodging treatments and cultivars). Lodging decreased both the number of grains per m² and the average grain weight (AGW). The decrease of the number of grains per m² was associated with reductions in the crop growth, while the AGW loss seemed related to both a reduction of the availability of assimilates to fill grains and a direct effect on grain size potential. Lodged plants exhibited stronger source-limitation during grain filling than those un-lodged, while the response of the grain weight to sink-strength reductions in lodged plants was very similar to that in the un-trimmed controls, indicating that grain filling in un-lodged and in strongly lodged canopies was similarly balanced in terms of source-sink ratios.     

密度和施氮量对强筋小麦藁优2018产量和抗倒性的影响

为明确减量播种和减施氮肥对强筋小麦品种藁优2018茎秆质量和抗倒性的影响,采用双因素裂区试验,研究了种植密度(D210,210万株·hm-2;D330,330万株·hm-2;D450,450万株·hm-2)和施氮量(N0,0kg·hm-2;N120,120kg·hm-2;N240,240kg·hm-2)对小麦倒伏高发期茎秆形态的影响,以及抗倒伏指数与茎秆形态指标的相关性。结果表明,在籽粒形成期和蜡熟期,密度由D210增加至D330,小麦茎秆重心高度显著增加,基部节间充实度、秆壁厚度、茎秆机械强度和抗倒伏指数降低;茎秆重心高度以N0最小,N240最高;基部节间秆壁厚度在3个施氮量处理间差异不显著;茎秆充实度、茎秆机械强度和抗倒伏指数随施氮量增加呈降低趋势,但在乳熟期和蜡熟期N120和N240差异不显著。相关分析表明,基部第1节间抗倒伏指数与节间粗度、充实度和第1节间秆壁厚度呈极显著正相关,与第2节间秆壁厚度相关性不显著。逐步回归分析表明,种植密度对小麦抗倒性的影响大于施氮水平。籽粒产量在不同密度处理间差异性不显著,但在不同施氮量间表现为N120和N240处理显著高于N0处理。因此,210万株·hm-2至330万株·hm-2的种植密度和120kg·hm-2的氮素水平在获得较高产量的同时具有较强的抗倒伏能力,是本试验条件下小麦抗倒高产的最优组合。     

夏玉米子粒含水率和子粒灌浆的粒位差异及其关系研究

以不同自然脱水类型玉米品种为材料,分析其花后不同部位子粒含水率变化、粒重、体积、灌浆动态以及灌浆参数,明确子粒含水率变化与灌浆动态的关系。结果表明,灌浆后期两个时间节点子粒含水率差异较大,先玉335较蠡玉16子粒含水率分别低4.27和5.49个百分点。子粒含水率、体积和粒重均存在粒位效应,两个玉米品种子粒含水率均表现为下部子粒中部子粒上部子粒,子粒体积和粒重粒位效应表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆速率粒位效应存在基因型差异,蠡玉16表现为中部子粒下部子粒上部子粒,先玉335表现为下部子粒中部子粒上部子粒。灌浆启动势均表现为上部子粒下部和中部子粒,活跃灌浆期粒位差异较大,且品种间粒位效应趋势相反,先玉335活跃灌浆期上部子粒略大于下部子粒,蠡玉16下部子粒活跃灌浆期长于中部和上部子粒。灌浆峰值出现时间不同,两个品种最大灌浆速率出现时间相差4.77 d。     

豫西地区株行距配置对夏玉米产量及灌浆特性的影响

以郑单958为试验材料,设置两个种植密度(82500、97500株/hm2)、5个行距配置(60+60、70+50、80+40、90+30、100+20 cm)和4种不同留苗的株距配置(单株、单双、双株、三株)方式,研究高密度条件下株行距配置对玉米产量及灌浆特性的影响。结果表明,两个密度条件下均以80+40行距、双株留苗处理产量最高,密度增加,增产效果更好。宽窄行配置增加了穗行数和穗粗,减小秃尖长,双株留苗增加玉米穗粒数和千粒重;80+40行距配置、双株留苗处理改变了玉米后期的灌浆特性,增加渐增期持续时间和累积子粒量,增大了平均灌浆速率。因此,在豫西地区高密度种植条件下,采用80+40的种植行距,通过双株留苗扩大株距,有利于玉米高密度群体植株的生长和最终产量的提高。     

新疆春小麦品种资源抗倒性评价

为了给新疆小麦抗倒育种提供参考依据,采用田间试验与实验室分析相结合的方法,比较了两种种植密度(100×104和600×104株·hm-2)下40份新疆自育春小麦品种资源的抗倒性,分析了抗倒性与其影响因素的关系。结果表明,与低密度(100×104株·hm-2)相比,高密度(基本苗为600×104株·hm-2)条件下小麦抗倒伏能力、第二节间机械强度、壁厚、茎粗、充实度及地上部鲜重极显著降低,第二节间长度及重心高度极显著增加,茎秆机械强度的降低是小麦抗倒伏能力下降的关键因素。低密度下抗倒性与第二节间长、株高、重心高及第二节间壁厚的关系密切。其中,第二节间长度与小麦抗倒性关系最密切,第二节间越短,抗倒伏能力越强。高密度下第二节间机械强度与抗倒性的关系最密切,茎秆强度越高,抗倒性越强。壁厚可作为评价茎秆机械强度的可靠指标。依据倒伏指数的大小,将40份品种分为高抗型、普抗型、中间型、风险型和易倒型5个级别。供试材料中,80.0%的品种抗倒性较好,其中新春22号为高抗型品种,是较为理想的抗倒伏育种亲本。     

播期对冬小麦产量和抗倒性能的影响

为明确播期对高产小麦抗倒性的调控效应,以大穗型小麦品种泰农18和多穗型小麦品种山农15为材料,设置早播(10月1日)、传统播期(10月8日)和适期晚播(10月15日)三个播期,研究了播期对冬小麦抗倒性相关形态学指标、抗倒指数以及籽粒产量的影响。结果表明,播期对冬小麦的抗倒性有显著影响,与早播和传统播期相比,适期晚播小麦的基部节间长、株高和茎秆重心高度显著降低;小麦茎秆基部第二节间壁厚显著增厚,充实度增加,显著提高了茎秆机械强度。相关分析表明,小麦抗倒指数与重心高度呈显著负相关,与机械强度呈显著正相关(相关系数分别为-0.91**和0.99**)。逐步回归分析表明,播期对小麦基部第二节间长和株高的调控均极显著影响植株的重心高度,并通过影响基部节间充实度影响机械强度。适期晚播小麦单位面积有效穗数减少,穗粒数增加,千粒重维持不变,可获得与早播和传统播期处理相当水平的籽粒产量。因此,适期晚播可在显著增强小麦抗倒能力的同时获得高产。     

Decreasing radioactive cesium in lodged buckwheat grain after harvest

This study assessed soil contamination with high radioactive cesium (R–Cs) concentration in buckwheat grains by lodging, and assessed the possibility of R–Cs reduction in grain through post-harvest preparation. Analysis of buckwheat grain produced in farmers’ fields and reports from farmers indicated that grain from fields that had lodging showed higher R–Cs than grain from fields with no lodging. A field experiment demonstrated that R–Cs in grain after threshing and winnowing (TW) was about six times higher in lodged plants than in nonlodged plants. In lodged plants, R–Cs in grain was decreased to about one-fourth by polishing, and was decreased to about one-seventh by ultrasonic cleaning, compared with R–Cs in grain after TW. These results demonstrate that R–Cs of buckwheat grain of lodged plants can be decreased by removing soil from the grain surface by polishing and winnowing.     

种植密度对不同年代玉米子粒物质积累的影响

以我国1970～2010年代5个在生产中大面积种植的玉米品种为试验材料，设置4.5万株/hm2和10.5万株/hm2两个种植密度，分析品种更替过程中灌浆特性的演变特征及其对增密的响应情况。结果表明，2010年代品种（DH618）的子粒产量较其余年代品种显著提高10.22%～68.79%（P<0.05），且种植密度越大，产量增加越明显。种植密度增加后，1970～2010年代品种渐增期和快增期灌浆速率均降低，1970、1990、2000年代品种缓增期灌浆速率降低，1980、2010年代品种缓增期灌浆速率增加。2010年代品种渐增期、快增期和缓增期灌浆持续时间较其余年代品种增加了7.68%～51.55%、3.39%～30.22%和3.39%～30.22%，渐增期、快增期和缓增期灌浆速率增加了-16.37%～3.31%、3.65%～14.19%和8.26%～30.18%，百粒重增加了16.99%～34.86%。2010年代品种在高密度种植条件时可有效保障灌浆持续时间并提高缓增期的灌浆速率，缓解百粒重的降低幅度，最终实现了增产。