夏玉米超高产群体光合特性的研究

对夏玉米中熟品种超高产群体光合特性的研究结果表明,超高产群体叶面积发展动态为花前块,花后稳,蜡熟期衰减缓;光合势总量适度,经济产量形成期的阶段光合势高;群体光合速度高而稳;群体呼吸占群体光合的比率较低;净同化率与群体叶面乘积高;总干物质各界量大,干物质生产率高,尤其生育后期干物质生产量大、生产率高是夏玉米超高产群体光合的重要特性之一。实现 玉米产量水平１３５００ｋｇ／ｈｍ＾２;适宜密度为７５００株     

大田遮荫对夏玉米光合特性的影响

在大田条件下研究不同时期和不同程度遮荫对夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明，遮荫对玉米叶片的光合特性有显著影响，导致玉米籽粒产量显著降低，农大108（ND108）苗期遮荫50%和90%的籽粒产量分别比对照降低16.9%和24.5%，穗期遮荫分别降低34.1%和55.3%，花粒期遮荫分别降低67.5%和79.4%。遮荫后玉米的叶面积指数、叶绿素含量和净光合速率等都显著降低。不同生育时期对遮荫的响应不同，苗期遮荫50%和90%处理的叶面积指数分别较对照降低53.6%和64.3%，穗期分别降低22.1%和23.0%，花粒期分别降低66.2%和79.4%。遮荫50%和90%处理叶片的光合速率苗期分别较对照降低28.6%和49.0%，穗期分别降低36.6%和59.6%，花粒期分别降低43.9%和64.7%。遮荫使玉米叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）和核酮糖二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性显著降低，不同遮荫时期对其影响不同，花粒期遮荫影响最显著。遮荫时期对玉米光合特性的影响大于遮荫程度对其影响。     

大田淹水对夏玉米光合特性的影响

选用登海605和郑单958为试验材料,在大田条件下设置淹水时期(三叶期、拔节期、花后10 d)和淹水持续时间(淹水3 d和6 d)处理研究淹水对夏玉米光合特性的影响。结果表明,淹水胁迫后叶面积指数和叶绿素含量显著下降,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)显著降低,三叶期淹水6 d对其影响最显著,开花期郑单958和登海605功能叶片的Pn、Gs、Ci较对照的分别下降21.24%、33.65%、16.49%和24.50%、32.31%、10.99%。淹水后叶片的Fv/Fm、Fm/Fo、ΦPSII显著下降,三叶期淹水6 d后影响最显著,登海605和郑单958分别下降16.86%、17.12%、11.67%和13.58%、21.40%、22.52%,这是导致夏玉米产量显著下降的主要光合生理机制,三叶期淹水6 d产量降幅最大,登海605和郑单958较对照分别下降41.51%和40.96%。三叶期淹水造成的影响最大,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水造成的影响较小,其影响随淹水持续时间的延长而加剧。     

不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响

氮肥是玉米生产中最重要的增产要素之一。为探明不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响, 采用盆栽试验研究了释放期不同的2种控释尿素(CRU₃₀, 释放期为30 d; CRU₆₀, 释放期为60 d)的作用效果, 以普通尿素为对照(U)。结果表明, 控释尿素处理显著增加玉米干物质积累量, 但释放期不同的控释尿素在不同地力水平下增产效果不同, 低地力水平下增产效果为CRU₃₀>CRU₆₀>U (P<0.05), CRU₃₀处理比施用普通尿素增产18.9%; 高地力水平下增产效果为CRU₆₀>CRU₃₀>U(P<0.05), CRU₆₀处理比U增产18.2%。与对照相比, 控释尿素使干物质向开花后分配比例增加, 氮肥偏生产力(PFPN)显著提高, 低地力时CRU₃₀最高, 而高地力时CRU₆₀最高。控释尿素处理的单株干物质积累量、穗粒数及千粒重显著增加, 主要因为生育中后期叶面积、光合速率、叶绿素及叶片氮含量维持较高水平。所以, 在等氮量做基肥一次性施入时, 低地力水平下施用释放期较短的控释尿素为宜, 而高地力水平下应施用释放期较长的控释尿素。     

高湿和干旱对夏玉米灌浆期叶片光合特性的影响

针对土壤高湿和干旱影响夏玉米籽粒灌浆并对其造成减产的灾害问题,为了揭示其致灾的生理机制,2016年在夏玉米生长季通过人工控制土壤水分,笔者设计了土壤高湿、干旱和对照3种处理,在玉米灌浆期测定叶片的光合特性日变化、光饱和点和光补偿点、夜间叶片暗呼吸等。结果表明:对照玉米叶片的净光合速率日变化曲线呈双峰型,即"M"型,而高湿处理被弱化为单峰型,干旱处理全天持续走低。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的日变化规律一致,呈显著正相关;胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)的日变化曲线呈反向变化,呈显著负相关。高湿处理的叶片暗呼吸比对照提高0.5800~0.7767μmol CO2/(m2·s),干旱处理比对照降低0.1767~0.4933μmol CO2/(m2·s),可能因为土壤高湿情况下,玉米叶片等绿色器官呼吸作用强,导致果穗籽粒养分积累少进而造成减产;分析光饱和点和光补偿点发现,高湿处理光合作用有效利用光强的区间拉大,干旱胁迫下,光合作用有效利用光强的区间缩小,这可能是玉米灌浆期干旱造成减产的主要生理原因。     

夏玉米超高产适宜种植密度研究

超高产条件下,以登海661(晚熟型)和郑单958(中熟型)2个玉米品种为材料,研究了5个种植密度对其产量的影响.结果表明,在每667m2 1500～6000 株范围内,产量随种植密度的增加而提高,密度由6000株继续增加到7500株,产量呈下降趋势.超高产条件下,2个品种达到667m2产900kg的最佳种植密度均为6000株.     

夏玉米超高产栽培技术规程

宁陵县地处豫东平原,属黄淮海生态类型区。夏玉米常年播种面积3．5万公倾,占秋作物播种面积的70％左右。近年来,随着科学技术的发展和新品种的推广应用,宁陵县涌现出大面积每667m2平均产量超600～700kg的高产典型。为更好地指导玉米生产,提高玉米单产水平,特制定本技术规程。     

土壤干旱条件下外源锌、锰对夏玉米光合特性的影响

干旱条件下光合性能的降低是限制植株生长的主要生理因素之一.邵嘉鸣等[1]的研究表明,随供水量的减少,玉米生长、蒸腾速率、光合速率均降低.微量元素锌和锰在作物的生长发育,特别是光合作用过程中起着重要作用[2～6].植物对锌、锰的吸收以及土壤对植物锌、锰的供应,在很大程度上取决于土壤环境,特别是土壤水分状况.在不同的水分状况下,土壤中锌、锰的存在状态受到很大的影响,其生物有效性也随之发生改变.高柳青等[7]研究发现,对于高pH,固锌、固锰能力较强,释放养分能力较弱的土壤,适当施用锌、锰肥(2～8 mg ZnSO4/kg土,5～30 mg MnSO4/kg土)可显著提高作物根系活力,促进了养分吸收,增强根系对养分的活化作用.     

华北平原夏玉米农田CO_2通量与光合特性及主要环境因素的关系

为准确估算夏玉米产量和净生产力,以华北平原典型夏玉米农田为对象,研究了CO2通量(Fc)与玉米光合特性及主要环境因素的关系。结果表明,Fc与群体光合速率(CAP)之间有明显的正相关关系,相关系数达0.910;从日累积量来看,Fc和CAP均在抽雄吐丝期达到最大;将单叶净光合速率(Pn)与叶面积指数(LAI)的乘积(Pn·LAI)和Fc进行曲线拟合,预测值与实测值的相关系数为0.790,达极显著水平;从主要环境因素对Fc的通径分析来看,水蒸汽分压对Fc的决定系数及其所占比重最大,其次是水汽浓度、Pn·LAI、光合有效辐射、CO2浓度,可见蒸腾作用对Fc的耦合效应十分显著。     

夏玉米光合特性对氮素用量的反应

随氮素用量增加,植株下位叶、穗位叶和上位叶的光合速率（P_n）、叶绿素含量（Chl）、可溶蛋白含量（Pro）、Hill反应活性、Ca²⁺-ATPase活性、Mg²⁺-ATPase活性和PEPCase活性均不断增大。植株不同叶位Pn和Pro随生长进程均不断下降;不同叶位Chl的变化动态表现为下位叶在各测定时期之间差异较小、穗位叶和上位叶为单峰曲线。Hill反应活力、Ca²⁺-ATPase活性和Mg²⁺-ATPase活性的变化规律不同,随生长进程表现不断下降、单峰曲线和双峰曲线等不同形式。各叶位PEPCase活性均表现单峰曲线型变化。随氮素用量增加,叶源量、生物产量和籽粒产量不断增加。适量施氮具有全面改善玉米光合效率和内在生理、生化过程的作用。Ca²⁺-ATPase活性是影响光反应活力的重要因素;在叶片生长前中期,P_n受到PEPCase的影响较小,主要受到光反应活力和暗反应效率的调控。可采用叶源量作为玉米单株生产力的参考诊断指标。     

Role of Sulphydryl Compounds in Improving Dry Matter Partitioning and Grain Production of Maize (Zea mays L.)

Three sulphydryl compounds, viz., 2-mercaptoethanol, 2-mercaptoethylamine and thiourea, were tested for improving dry matter partitioning and grain production of maize in field culture. The chemicals were applied ca. 0.1 % concentration as foliar spray at grain formation stage. Mercaptoethanol, mercaptoethylamine and thiourea increased grain yield ha⁻¹ by 18.1, 29.2 and 34.1 %, respectively compared with water control Significant improvement in harvest index, a measure of dry matter partitioning for grain production, was also noted with the spray chemicals but stover and biological yields ha⁻¹ remained uninfluenced. Foliar spray of 0.1 % urea did not have any effects on the above parameter and thus the effects of thiourea were largely a function of sulphydryl group. It is suggested that sulphydryl compounds have a considerable potential for increasing grain production of maize and perhaps of similar other cereals.     

水稻、大豆、玉米光合速率的日变化及其对光强响应的滞后效应

用LI-6400光合测定系统对水稻、大豆和玉米3种作物在不同生育时期叶片光合速率的日变化规律进行了研究。结果表明:在各个生育时期,C3作物(水稻、大豆)叶片的光合作用均存在午休现象。而午休现象的产生是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果。其中“气孔因素”是高温加剧蒸腾作用,气孔对蒸腾作用的反馈抑制造成的。C3作物(水稻、大豆)叶片的光合速率对光强的响应在上午和下午存在明显差异,上午利用光能的能力明显大于下午。这主要表现在上午的表观初始量子效率比下午大。光合产物对光合作用的反馈抑制会造成这种量子效率的差异性。无论是气孔限制还是光合产物反馈抑制都可能是导致光合速率对光强响应产生“滞后效应”的主要原因。C4作物(玉米)的午休现象不明显,光合速率对光强的响应在上午和下午的差异也不明显,不存在明显的“滞后效应”,这可能与C4作物(玉米)自身的生理特性适应高温的能力有关。     

不同氮肥管理对春玉米干物质生产、分配及转运的影响

为探索华北地区春玉米高产可持续栽培技术,研究了不同氮素管理(不施氮、推荐施氮、经验施氮)对春玉米的干物质积累、分配及转运的影响。结果表明,在高肥力土壤条件下,第一年推荐和经验施氮同不施氮相比在干物质积累、叶面积指数、籽粒产量、穗位叶光合速率等方面都没有起到明显的促进作用,但在第二年不施氮处理产量比推荐施氮和经验施氮分别下降了12.0%和11.6%。推荐施氮的优势不仅体现在减少氮肥投入的前提下保持产量的稳定,同时也明显促进了生育后期植株营养体干物质向籽粒的转运,各器官干物质转运总量占籽粒总干质量的22.1%,比经验施氮高6.1%。     

Alternate Row Spacing and Plant Density Effects on Forage and Dry Matter Yield of Corn Hybrids (Zea mays L.)

Irrigated field experiments were conducted in the Marmara region of Turkey in 2002 and 2003 to compare alternate 40 : 25 cm row spacings and conventional 65 cm with four different plant densities (65 000, 85 000, 105 000 and 125 000 plants ha⁻¹) of three corn hybrids (DK-585, ADA 95–10 and C-955) in some morphological traits and forage and dry matter yield. Morphological traits such as plant height, leaf per plant, stem diameter, ear per plant and ear percentage were measured, forage and dry matter yield was also determined in this study. Hybrids, row spacings and plant densities significantly affected some morphological traits, forage and dry matter yield at 0.01 level. Later maturing hybrids tended to produce taller and thicker stemmed plants. Row spacings and plant densities did not affect plant height. Average stem diameter increased significantly with population density. Row spacings did not influence leaf number, whereas leaf number increased slightly with plant density. On average, all corn plants had slightly more than 1.0 ear per plant in our experiment. Row spacings and plant densities did not affect significantly number of ear per plant. Early maturing DK-585 had the highest ear percentage whilst late maturing C-955 lowest. Yields usually increased with hybrid maturity. When averaged across years, row spacings and plant densities, late maturing C-955 performed significantly better in forage and dry matter yield in all experimental years and combined years. The studies showed favourable advantage for alternate 40 : 25 cm rows over conventional 65 cm row spacings at all plant densities. Average forage and dry matter yields were greater for alternate 40 : 25 cm row spacings than for 65 cm row spacings. However, strong hybrid × row spacing interactions for both forage and dry matter yield were detected.     

株型对玉米群体光合速率和产量的影响

在大田条件下，采用人工改变株型的方法，比较了原型（平展型）与改型（紧凑型）玉米不同密度的群体光合速率，结果表明，改型群体光合速率比原型平均提高１７．２％，籽粒产量增加５．３％￣８．６％。抽丝期群体光合速率和籽粒产量之间呈极显著的正相关（ｒ＝０．８６９２）。改型玉米群体内光合有效辐射、ＣＯ２浓度分布比原型相对的“均匀”，是群体光合速率较高的重要原因，认为玉米作物的优化群体结构为紧凑型玉米个体所组成的     

玉米杂交种水分利用效率及相关性状分析

为充分发挥玉米杂交种的水分利用效率,实现玉米高产、高效的目的,本研究以中国生产和推广应用的玉米杂交种为材料,在多变低水条件下,根据成熟期产量水分利用效率剖析其高效性。研究结果表明,不同玉米杂交种间其水分利用效率存在较大的变异范围,玉米杂交种水分利用效率存在着丰富多样的类型;水分利用效率相关性状方差分析结果表明,产量水分利用效率各构成性状在品种间存在着较大差异,不同玉米品种可利用不同性状达到水分的高效利用;简单相关和偏相关分析结果表明,与水分利用效率密切相关的性状是穗行数、行粒数和百粒重。因此,在生产应用中应因地制宜选用不同玉米杂交种,在品种选育过程中应重视相关性状的选择。     

四川地方玉米种质的SSR聚类分析

利用SSR分子标记方法研究28个玉米自交系的遗传变异。分析四川地方玉米种质的遗传基础,并进行SSR聚类分析,探讨四川地方玉米种质与国内主要杂种优势群的关系。结果表明：大部分四川地方玉米种质均可被划分到常见的几大杂种优势群中去,少数地方玉米自交系可形成单独的类群,四川地方玉米种质具有广泛的遗传基础;SSRs能较真     

玉米花期性状的全基因组关联分析

花期性状是玉米的重要性状,与熟期、散粉结实率和产量关系密切,对玉米品种选育至关重要。为探究玉米花期性状的遗传基础,本研究以248份遗传多样性丰富的玉米自交系作为关联群体,通过2017年和2018年在河北保定和辛集的田间试验调查抽雄期、散粉期、吐丝期和散粉吐丝间隔期4个花期相关性状,利用分布于全基因组的83057个SNP标记进行关联分析。结果表明,4个花期相关性状的基因型、年份、地点、基因型与地点的互作、基因型与年份的互作均达到极显著水平;抽雄期、散粉期、吐丝期的遗传率分别为71.77%、71.27%、73.93%,并且两两性状间呈极显著正相关,散粉吐丝间隔期遗传率为62.50%,仅与吐丝期呈极显著正相关;4个花期性状共检测到18个SNPs-性状关联(共涉及16个SNP位点),单个位点的表型贡献率范围为5.46%~28.36%,仅1个位点在不同性状中检测到;筛选到81个候选基因,其中36个在GO分析中具有功能注释。潜在候选基因GRMZM5G877647编码early flowering 4蛋白,参与光周期的调节;GRMZM2G173630编码类赤霉素受体蛋白参与植物激素信号转导;GRMZM2G001139、GRMZM2G375707编码与花器官建成的MADS转录因子。这些潜在候选基因为解析玉米花期性状遗传基础和分子辅助选择育种提供参考。