玉米品种根系性状和产量不同年代的演替规律及其对深松响应研究

以1970～2010年10个玉米主栽品种为试材,在深松增密条件下,研究玉米品种演替过程中根系性状和产量的变化情况。结果表明,随着年代推进,玉米单株根系性状指标(根系干重、根长、根表面积以及根系平均直径)均呈先升后降的变化趋势,1980年各指标达到最大值。根系性状指标在20～50 cm土壤中根系所占比例随着品种更替而增加,根系不断向深层土壤延伸。深松增密措施更有利于玉米新品种形成横向紧缩、纵向延伸的根系构型,不仅通过改变根系空间分布实现结构性增产,而且通过改善耕层环境实现功能性增产。     

渍水对黑龙江不同年代育成大豆品种特性的影响

为了明确黑龙江省不同年代育成大豆品种抗涝能力的遗传改良趋势,选用黑龙江省1985-2010年育成的5个代表性主栽大豆品种为试材,采用盆栽试验模拟田间渍水灾害,分别在盛花期设置渍水7和14 d处理,以常规水分处理为对照,研究渍水对大豆植株形态、根系活力、生理指标及粒重的影响。结果表明:株高、单株叶面积、根体积、根表面积、根干重降低百分率以及冠根比增加百分率在渍水7和14 d条件下均呈先降低后升高的变化趋势;根系活力降低百分率呈现先降低后升高的变化趋势;叶色值和净光合速率降低百分率呈先降低后升高的趋势;丙二醛(MDA)增加百分率呈先降低后升高的趋势,过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖(SS)含量呈相反的变化趋势;单株粒重降低百分率呈先降低后升高的趋势;以上各性状变化百分率与品种育成年代相关均达到显著或极显著水平。从不同年代育成品种植株形态、光合生理、根系活力、叶片部分生理指标变化规律可以看出,黑龙江省不同年代育成大豆品种抗涝能力呈先升高后降低的趋势。     

吉林省不同年代主栽玉米品种生理成熟后的抗倒伏特性

以吉林省过去50年来大面积种植的8个春玉米品种为试验材料(1980s、1990s、2000s和2010s各2个代表性品种),采用整体研究思路和随机区组试验设计,分析不同年代主栽玉米品种生理成熟后茎秆质量变化规律与农艺性状相关性.结果 表明,不同年代更替品种的植株农艺性状更加优化,适应密植群体;节间长度分布更加优化,上部...     

不同产量潜力玉米品种群体生理参数研究

以紧凑型高产潜力玉米品种先玉335、郑单958和普通平展型玉米品种豫玉22、农大518为试验材料,对其群体叶面积指数、光合势、净同化率、干物质积累量及产量在全生育时期内的动态进行分析。结果表明,两个高产潜力玉米品种的群体叶面积指数、光合势和干物质积累总量均高于平展型玉米品种;群体光合生产率在不同生育时期表现不同,生育前期豫玉22和农大518的净同化率高于先玉335和郑单958,出苗90d后呈现相反趋势;产量与吐丝后干物质积累量呈现显著正相关,与各群体生理参数并非全部呈现显著差异。作物产量的形成过程是数量性状和质量性状的综合作用结果,最佳产量水平群体不是某项生理指标的突出表现,而是决定于各项生理指标的适度。     

不同种植密度下东北春玉米根系特征及其干物质积累的差异比较

以郑单958和先玉335为供试品种,对45 000、67 500和90000株/hm2种植密度下春玉米关键生育期0～60 cm土体根系的主要形态指标及其干物质积累进行分析.结果表明,随密度提高,0～ 60 cm土体中玉米单株根系生物量积累下降,但群体根系总生物量呈上升趋势.3个密度下,从拔节期至乳熟阶段郑单958玉米根系的根长、根表面积、根体积与根长密度均随生育进程呈单峰曲线变化,在抽雄吐丝期达最大值;先玉335根系的相应形态指标从拔节期至乳熟阶段呈下降趋势,在拔节期最大.抽雄吐丝期和乳熟期,两个品种的单株根长、根表面积和根体积随密度增加而下降,但群体的总根长、根表面积、根体积和根长密度随密度的增加而增大.     

北方玉米品种更替过程中品质的演变

选用我国北方1950s~2000s这6个年代在生产中大面积推广应用的玉米品种为试材,在3个种植密度下比较分析品种更替过程中主要品质性状的演变特征。结果表明,我国北方单交种更替过程中,1970s~2000s品种淀粉含量在低、中、高密度下分别为0.88%、0.81%和0.77%的增长比率持续递增,1970s品种与其他年代间差异达极显著水平,脂肪、蛋白质、赖氨酸含量与淀粉含量均呈负相关关系。1970s~2000s品种更替过程中子粒脂肪、蛋白质和赖氨酸含量呈降低趋势;容重的变化整体较为平缓,年代间差异不大。我国北方地区玉米品种更替过程中蛋白质、脂肪、赖氨酸等品质指标则自1970s以来逐渐下降,说明品质没有得到正向改良。     

长期水分亏缺对吉林省不同年代玉米品种光合及物质生产特性的影响

以吉林省20世纪70年代以来的3个不同年代大面积推广的玉米品种为材料,采用遮雨棚土柱栽培试验,研究长期水分亏缺对不同年代玉米品种光合特性及干物质转运的影响。结果表明,与对照相比,水分亏缺使老品种(1970s和1990s)果穗叶净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)降低幅度大于当代品种(2010s)。水分亏缺下,当代玉米品种叶片和茎鞘干物质转运率高于老品种,与对照相比,2010s、1990s和1970s玉米品种叶片和茎鞘干物质平均转运率分别提高了48.9%、47.7%和33.8%。水分亏缺下,玉米花前贮藏同化物转运对子粒产量贡献率随着年代的推进而降低,花后干物质积累量对产量贡献率则随着年代的推进而提高。     

株行距配置对玉米密植群体根系及养分吸收的影响

以玉米品种郑单958为材料,以玉米株行距配置为重点,设置高(100 050株/hm²)和中(67 500株/hm²)两个种植密度,每个密度下设置40 cm、60 cm两种行距处理,探究不同密度下株行距配置对产量、根系分布和养分吸收的影响。结果表明,随着种植密度的不断增加,产量呈先增大后减小的趋势,与中密度种植相比,高密度下玉米产量增加13.9%。在中密度下减小行距玉米产量提高1.0%,高密度下减小行距玉米产量显著提高26.1%。在高密度条件下,减小行距在水平、垂直方向均增加根长、根表面积、根体积等,并使植株地上部氮、磷、钾和干物质的积累量分别提高4.9%、8.1%、25.8%和4.5%。根系性状、植株养分含量、植株干重和产量均呈显著正相关。在高密度下通过适当减小行距、增大株距,减小株间根系竞争,提高根系对土壤养分吸收,对玉米密植增产具有重要作用。     

烯效唑对淹水胁迫下大豆农艺性状及生理生化指标的影响

为研究烯效唑对大豆淹水胁迫的缓解作用,以亚有限结荚习性大豆品种垦丰14(耐涝品种)和垦丰16(涝渍敏感品种)为试验材料,在大豆始花期叶面喷施烯效唑,喷药5d后进行淹水胁迫,5d后恢复正常水分管理,调查各处理大豆农艺性状和生理生化指标。结果表明:淹水胁迫抑制大豆生长,降低大豆株高,增加茎基部茎粗,减少植株叶片、叶柄、茎、根等各部位干物质重的积累;涝渍导致大豆体内抗氧化酶活性降低。喷施烯效唑处理能有效缓解淹水胁迫下植物干物质的降低;显著提高大豆体内抗氧化系统酶活性,降低MDA含量,诱导叶片中脯氨酸增加,提高根系中脯氨酸含量,增加根系中可溶性糖与淀粉的积累,为提高大豆耐涝性和恢复正常水分后产量积累提供保障。     

水分胁迫条件下氮素营养对不同冬小麦基因型的生理效应

为给旱地小麦高产栽培和氮素高效利用提供依据,以水氮高效型品种小偃22和水氮低效型品种小偃6号为供试材料,通过水培试验,研究了水分胁迫下介质氮素营养对冬小麦幼苗根系和冠层干重、叶片相对含水量、根系活力、叶片叶绿素含量(SPAD值)等生理指标的影响.结果表明,水分胁迫和介质氮素供应对小麦幼苗各生理指标均有显著影响.水分胁迫下,介质供氮显著提高冠层干重、叶片相对含水量、根系活力及叶片叶绿素含量,降低根干重.而在供氮条件下.水分胁迫导致小偃22根系和冠层干重均明显降低,而小偃6号根系和冠层干重均明显增加,两个品种的叶片相对含水量(P<0.05)和根系活力(P>0.05)显著降低,培养阶段前期的叶片叶绿素含量提高.在介质缺氮条件下,水分胁迫使小偃22和小偃6号冠层干重分别增加和下降,两个品种根干重和叶片叶绿素含量均明显下降,叶片相对含水量和根系活力均增加.说明改善介质氮素营养可增强水分胁迫下小麦抗旱能力,促进冠层干物质积累,同时也增大小偃22根、苗干物质积累和两个品种叶片相对含水量对水分胁迫的敏感性,而降低了小偃6号根系和冠层干物质积累及两个品种根系活力和叶绿素含量对水分胁迫的敏感性.     

不同抗倒能力玉米品种物质生产与分配及产量性状研究

2005～2006年以4个不同耐密性品种为材料,研究玉米不同抗倒能力对光合物质生产及其产量的影响.结果表明,当稀植(52 500株/hm2)条件下,大穗品种京科518和京科519的丰产优势明显,叶面积指数、群体光合势、单株干重和群体干物质积累量均较高,其产量显著高于耐密品种登海3719;当群体密度大于75 000株/hm2以上时,发生倒伏,两品种绿叶面积和光合性能下降,群体干物质积累减少,有效收获穗数显著降低,产量明显下降.从玉米抽雄前到生理成熟期,根系干重所占比例越高,植株抗倒伏能力越强;玉米抽雄前单株干重和根干重所占比例与倒伏率呈显著负相关,相关系数分别达-0.5405*和-0.5302*.田间倒伏对产量有较大影响,选用在吐丝前根系发达、干物质积累多的玉米品种抗倒能力强,是实现在大群体条件下创高产的保障.     

紧凑型玉米根系高产特性的研究

紧凑型玉米比平展型玉米容易获得高产,根系性状良好是重要原因之一.主要表现为:根系干重苗期发展快,后期变化平稳.深层根量较多,水平分布紧凑,耐密植.密植条件下,籽粒增重期根系吸收活力高,活跃吸收层深.气生根发达,气生根根系活力受密度影响小,对产量贡献大.     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

不同熟期玉米品种在不同生态区的干物质积累、转运与分配特征

以不同熟期的9个玉米品种为试验材料,2014、2015年在哈尔滨和北京同步开展试验,研究不同熟期玉米品种在不同生态区的干物质积累、转运和分配特征.结果表明,不同熟期玉米品种的干物质积累量、花前、花后干物质积累率及产量在不同生态区之间、品种间存在显著或极显著差异,并存在生态区、品种、年际间的显著互作效应.玉米各器官的干物...     

不同大气湿度与氮肥水平对夏玉米苗期水分利用效率的影响

通过大型智能人工气候箱的盆栽试验,设置4个大气湿度水平(35%RH、55%RH、75%RH、95%RH)及5个氮肥施用水平(0、50、100、150、200mg/kg),研究夏玉米苗期干物质积累及蒸腾耗水量对不同处理的响应。结果表明,施氮量小于100mg/kg时,随大气湿度的增加玉米总干物质量呈增加趋势;施氮量高于150mg/kg时,75%RH最有利于玉米的总干物质积累;不施氮时随大气湿度水平的提高玉米根冠比显著增加,施氮处理夏玉米根冠比随大气湿度水平呈先增加后降低的趋势,在75%RH达最大值;随大气湿度的增加玉米耗水量显著减少,水分利用效率随之增加,表现为95%RH>75%RH>55%RH>35%RH处理,且均达显著水平。     

不同播种深度对玉米出苗的影响

采用盆栽试验,研究四川省丘陵区8个玉米品种在7个不同播种深度处理下的出苗率、出苗时间、幼苗形态特征以及干物质积累量的变化,探讨不同播种深度对玉米出苗的影响。结果表明,随播种深度增加玉米出苗率逐渐下降,出苗时间逐渐延后,其中,播种深度为3、6、9 cm处理平均出苗率分别为91.3%、89.4%和62.1%,在此范围内苗长和中胚轴长逐渐增加,主根长和幼苗整齐度逐渐减小,苗干重和中胚轴干重逐渐增加,根冠比逐渐减小,根干重差异不显著,与玉米出苗率关联度最大的是中胚轴长和中胚轴干重。不同玉米品种对播深的忍耐能力存在一定差异,中单808、成单30和川单418的耐深播能力较强。     

不同氮反应冬小麦品种幼苗素质及氮代谢关键酶活性的耐低氮差异研究

为了明确不同氮敏感型冬小麦品种的幼苗对低氮胁迫的反应,基于小麦籽粒产量和籽粒氮含量的耐低氮指数,对24个冬小麦品种进行了耐低氮丰产型和氮敏感型分类,并以典型品种为材料,比较了其幼苗(5叶龄)在不施氮(0mmol·L~(-1))和施氮(16 mmol·L~(-1))条件下,地上部和根部的干物质积累量、氮含量、氮积累量及其叶片和根部的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。结果显示,与施氮处理相比较,不施氮处理小麦品种的幼苗根部干物质积累量、根冠比均增加,地上部干物质积累量、氮含量和氮积累量、根部氮含量和氮积累量以及NR和GS活性均降低。在不施氮处理下,耐低氮丰产型小麦品种的幼苗地上部干物质积累量的降幅小于氮敏感型品种,根部干物质积累量和根冠比的增幅均大于氮敏感型品种;耐低氮丰产型小麦品种幼苗总根长和总根表面积显著增加,根直径显著下降;氮敏感型小麦品种幼苗根直径和总根体积显著降低。与氮敏感型品种相比,耐低氮丰产型小麦品种幼苗地上部、根部的氮吸收能力较高,NR和GS两种酶活性降幅较小。     

施氮水平对玉米开花后干物质积累、转运及土壤无机氮含量的影响

通过连续两年(2015～2016年)在吉林省中部玉米主产区开展田间试验,研究不同施氮水平对玉米产量、开花后干物质积累、转运与分配特征以及土壤无机氮含量动态变化的影响。结果表明,与不施氮肥处理相比,施氮处理2年玉米产量平均增幅为13.1%～42.1%,其中以施氮量210 kg/hm2处理产量最高。随施氮水平的增加,玉米茎干重、叶干重呈上升趋势,子粒干重呈先增后降趋势;施氮处理较不施氮肥处理显著提高玉米开花后不同器官干物质向子粒的转运量、转运率和营养体对子粒的贡献率(P0.05),均以施氮量210 kg/hm2处理为最高。开花期至成熟期0～20 cm土壤无机氮含量,随施氮水平的提高而提高。相关分析表明,玉米成熟期干物质积累量、转运量与玉米产量及构成因素均呈正相关关系,除穗数外,相关性均达显著水平。因此,适宜的施氮量可提高土壤无机氮含量,促进玉米开花后干物质积累与转运,提高玉米产量。