玉米子粒灌浆的生理机制和分子调控机理

玉米灌浆速率影响干物质的积累和后期的子粒脱水过程,要获得高产优质的玉米必须深入了解玉米子粒灌浆特性。玉米子粒灌浆过程受遗传和环境两个方面共同影响,是一个动态变化的复杂生理代谢过程。对玉米子粒灌浆的生理特性以及子粒灌浆速率的分子调控机制进行概述,为通过调控玉米子粒灌浆速率实现玉米增产提质提供理论依据。     

玉米子粒败育的影响因素及败育过程中的特征变化

从库活性变化、库源调节、内源激素变化动态等多方面综述了前人在玉米子粒败育研究方面的进展 ,尤其对乙烯与玉米子粒败育的关系进行了探讨 ,发现败育子粒在授粉前期子房长度及重量明显低于正常子粒。子粒败育过程 :0～ 8d为败育诱导期 ,8～ 16d为表现衰退期。顶端败育子粒可能与其库活性较低有关     

剪源缩库对玉米子粒产量形成的影响

本试验以紧凑型玉米先玉335为试验材料,于吐丝期对其进行剪1/4叶片、2/4叶片、3/4叶片和剪2/4穗等减源和减库处理,研究改变源库关系,源库调节对玉米子粒产量及相关因素的影响。结果表明:源库变化对先玉335子粒干重和产量的影响均为源>库;对子粒体积的影响则为库>源。故维持玉米群体的源库平衡,保证总粒数和吐丝后干物质积累量是紧凑型玉米高产栽培的重要措施之一。     

新疆春玉米源库关系及其栽培措施的调控

通过对新疆春玉米源库关系及调控措施的研究，确定了新疆主栽春玉米的产量源库限制类型及共配套栽培技术措施；并就高产栽培中主要技术措施对源库的调节效应和进一步的增产途径及潜力挖掘作了相应的探讨。     

玉米子粒发育的生理特性研究

１９８９～１９９０年对７个玉米杂交种子粒发育特性进行了研究。结果表明：（１）决定杂交种间粒重差异的内因主要是灌浆期间同化产物向子粒运转的快慢和充实期的长短；（２）粒草干重与粒重和子粒饱满度间呈显著正相关；（３）不同的子粒生长发育曲线可形象地反映不同玉米杂交种自身干物质积贮和运转的遗传关系；（４）用充实指数计量玉米杂交种的灌浆能力和用饱满指数度量源库的平衡程度是可行的。     

花期高温胁迫对黄淮地区夏玉米生产的影响及应对措施研究进展

本文针对近年来黄淮地区高温频发的气候条件限制,综合当前国内外研究进展,分别从产量和干物质积累、光合、花粉及授粉受精、子粒灌浆、子粒品质和内源激素等6个方面分析了高温胁迫对玉米生产的影响。结果表明：高温对玉米授粉结实、干物质积累及内源激素含量产生影响,降低了玉米光合速率及子粒灌浆速率,从而降低子粒产量。此外,高温提高子粒中蛋白质含量,使淀粉及脂肪含量相对降低,影响子粒品质。结果表明,通过选育、选用抗（耐）高温品种,配以外源激素及微肥的使用,采用适当晚播及合适的水肥栽培措施,可达玉米抗高温高效生产。     

长期玉米秸秆还田模式下氮肥用量对玉米生长发育及土壤养分的影响

采取两因素裂区设计,研究了长期玉米秸秆还田、不还田两种模式下氮肥用量对玉米生长发育、产量建成、土壤养分的影响。结果表明,长期玉米秸秆还田后,土壤有机质、速效钾含量明显提高,速效磷变化较小,株高、茎粗、穗位叶宽、穗长和子粒产量、淀粉含量增加,子粒粗蛋白含量降低。在玉米小口期、大口期,秸秆还田处理的地上部干重明显高于秸秆不还田处理。在长期玉米秸秆还田模式下,推荐夏玉米施氮量为207.3 kg/hm2,较秸秆不还田模式增加施氮量17.4 kg/hm2,可以增加子粒产量398.5 kg/hm2。     

春玉米超高产群体结构与调控技术

以玉米公顷产量高于15000kg作为超高产指标,基于2003～2006年课题组设在吉林省梨树县等地、以郑单958为供试品种的100个高产区块的试验数据,从产量构成因素、干物质积累与分配、源库关系等角度对超高产群体结构进行了分析。结果显示,春玉米超高产群体具有以下特征：超高产群体在拥有高量穗数的同时,仍保持良好的结实性,即超高产群体的总粒数明显高于一般高产群体;超高产群体的生物学产量明显高于一般高产群体,且收获指数仍保持在一定的高水平上;营养体建成期间高量的干物质积累是超高产形成的基础,而子粒形成及灌浆期间高量的干物质积累则是超高产形成的关键,二者缺一不可;超高产群体具有高叶面积指数（LAI）的同时,维持了较高的粒叶比。即与一般高产群体相比,超高产群体的源库关系是建立在更高水平上的相对平衡关系。在此基础上,结合多年超高产试验研究与创建实践,提出了春玉米超高产调控技术。     

玉米子粒自然脱水速率的研究概述

玉米子粒含水量是影响玉米品质的重要因素,特别是东北地区"水苞米"的问题严重.近年来,玉米子粒自然脱水速率的研究受到了育种专家的高度重视,子粒脱水速率直接影响收获期子粒的含水量.研究影响玉米子粒脱水速率的因素及选育高产、优质、快速脱水的玉米新品种,对于改良玉米品质、提高玉米产量,解决东北地区"水苞米"问题都有着十分重要的意义与作用.     

调控因子对玉米产量性状及品质的影响

通过田间根袋试验,研究了调控因子(微生物菌剂、腐殖酸和有机-无机复合肥)对玉米成熟前期产量性状及其品质的影响。结果表明:施用微生物菌剂、腐殖酸和有机无机复合肥能增加玉米产量;同时,施用微生物菌剂、腐殖酸提高了玉米子粒蛋白质含量,改善玉米品质。     

不同基因型玉米品种源库调节对籽粒产量形成的影响

在45000和75000株/hm2两个密度下,于吐丝期分别对大穗型玉米品种陕单902和小穗型玉米品种户单4号进行了剪50%叶、剪50%穗、断50%根等减源、减库处理,研究不同类型玉米品种库源调节与籽粒产量形成的关系。结果表明,减源处理对籽粒产量的影响大小为叶>根;源库变化对籽粒产量影响大穗型品种为源>库,小穗型品种为库>源;在源库同时减少50%时,两品种籽粒产量下降约50%。源不变,库容减少,源库比增加时玉米茎杆可溶性糖和物质残留率增加,干物质积累量和籽粒产量下降20%～30%;库容不变,源减少,源库比降低时玉米茎杆可溶性糖和物质产留率降低,干物质积累量和籽粒产量同样下降20%～30%。始终维持源库在群体上的相对平衡是玉米高产栽培中的主要措施。     

减源缩库对玉米子粒产量及相关性状的影响

本试验以先玉335和农大364为试验材料,于吐丝期对其进行剪1/4叶片、2/4叶片、3/4叶片和剪2/4穗等减源和减库处理,研究改变源库关系,源库调节对玉米子粒产量及相关性状的影响。结果表明:源库变化对先玉335子粒干重和产量的影响均为源>库;对农大364为库>源。     

从源库观点看玉米籽粒产量的形成

根据作物生产的源库学说,主要介绍了玉米源对干物质生产,库的建成和充实,以及库对干物质生产、分配及灌浆速率的影响。     

高产春玉米群体库及源库流的综合调控

在不同密度和氮用量条件下研究了春玉米群体高产和超高产（12750－16000kg.hm^-2)群体库及源库流综合调控措施。试验在吉林省梨树县进行,设3,6,9,12万株.hm^-24个种密度和0,180,360,540kg.hm^-24个氮素处理。研究结果表明,群体粒数、穗粒重、百粒重可反映群体的库数量和质量,粒叶比可反映群体源与群体库的数量关系;对于以高密度和高肥为水为基础的高产和超高产群体,提高群体粒数可同时克服库物流对产量的限制,是进一步提高产量的有效途径,而提高群体粒数的关键是减少籽粒败育;粒叶比随密度增加而下降,通过增加密度来扩库的同时,应适当降低源增加幅度。     

玉米群体粒叶比与光合特性及产量的关系

以４个玉为单交种为材料,在适宜密度条件下,于抽丝期剪叶或剪穗改变粒叶比与光合竺探讨不同品种群体粒叶比与产量、分配指数、光合速率及茎秆内可溶性糖含量的关系。结果表明：在适宜的叶面积指数（ＬＡＩ）条件下,同一品种群体粒叶比高,则分配指数和叶片光合速率高,茎秆中可溶性糖积累少,因此,高粒叶比具有强源畅流的作用。在适宜的ＬＡＩ范围内,扩大群体总库容,提高粒叶比有利于获得高产。     

高产春玉米源库特征及其关系

【目的】明确高产春玉米（15 000 kg•hm-2）的源库特征及其数量关系,揭示玉米不同密度对源、库及其产量的调控规律。【方法】在新疆、宁夏具有相似气候特征的玉米高产区共设置4个试验点（新疆农四师71团、新疆农六师奇台农场、宁夏大学试验农场、宁夏同心县）,按照统一的栽培管理措施,以广适、耐密、高产品种郑单958为试材,设12个密度处理（从1.5万—18万株/hm2）以创造不同源库类型和产量水平,研究高产（15 000 kg•hm-2及以上）玉米的物质生产特征、最大叶面积指数（LAI）、光合势、单株粒重、单穗粒数、收获指数和粒叶比等源库特征及其相互关系。【结果】高产玉米干物质积累量与籽粒产量呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米干物质积累量为24 937—54 895 kg•hm-2,19 270 kg•hm-2（最高单产）玉米干物质积累量为37 417 kg•hm-2,其中吐丝前占44.31%,吐丝后占55.69%;高产玉米产量与最大LAI、光合势均呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米最大LAI为3.9—11.4,光合势为113 401—502 703 m2•d,最高单产玉米最大LAI为6.68,光合势为348 142 m2•d;产量与单株穗重呈极显著负相关（r=0.7188**）,15 000 kg•hm-2以上的玉米,单株穗重为95.5—289.6 g,穗粒数为366.6—545.9粒,千粒重为232.6—388.6 g,最高产量玉米单株穗重平均为169 g,穗粒数为469粒,千粒重为361.0 g;产量与穗粒数、千粒重均呈二次函数关系;高产玉米产量与收获指数呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米收获指数为31.5%—61.9%,最高单产玉米收获指数为51.5%,产量与粒数/叶面积和粒数/叶干重相关不显著（r粒数/叶面积=0.1520,r粒数/叶干重=0.2577）,而与粒重/叶干重极显著相关（r=0.5847**）,两者呈二次曲线关系,15 000 kg•hm-2以上高产玉米,粒重/叶重为1.1—7.13,粒重/叶面积为149.4—506.5 g•m-2,最高产量时的粒叶比为5.39和366.4 g•m-2。【结论】不同产量水平玉米物质积累量、光合势、吐丝前、吐丝后物质积累和吐丝前、吐丝后光合势比例均有差异,产量越高,对吐丝前干物质积累量要求越高,吐丝后光合势比例也越高;郑单958类型的品种在低密度下源不足是产量的主要限制因子,此时增密能够增产,而增产的主要机制是叶源的增加;高密度下源、库同时增加但增加比例不同导致的库相对不足是产量的主要限制因子,此时提高结实率和增加粒重等扩库措施是增产的主要机制。     

不同控释肥对夏玉米源库流特性的影响

在大田条件下,以常规施肥为对照,通过测定群体光合速率(CAP)、叶面积指数(LAI)、果穗叶SPAD值.子粒灌浆速率、产量、基部节间伤流强度及穗柄伤流强度等指标,研究了控释肥对夏玉米源库流特性的影响.结果表明,与常规施肥相比,控释肥显著改善了吐丝期以后群体各项生理指标,各控释肥处理的CAP,LAI和果穗叶SPAD值分别提高了5.45%～37.02%,4.61%～26.42%和1.28%～7.51%;穗粒数、穗粒重、千粒重和产量增幅分别为5.56%～20.24%,5.00%～9.50%,3.73%～14.67%和3.38%～13.36%,子粒日增重的平均值增加了14.18%～19.32%;基部节间伤流强度和穗柄伤流强度的增幅分别为2.42%～74.97%和1.41%～116.67%.在本试验条件下,控释肥能明显调节夏玉米源库流特性,其中硫加树脂包膜尿素控释肥的调节效果最好.     

玉米机械粒收质量现状及其与含水率的关系

【目的】机械粒收技术是现代玉米生产的关键技术,是国内外玉米收获技术发展的方向和中国玉米生产转方式的关键。明确当前中国玉米机械粒收质量的现状,研究影响收获质量的主要因素,推动玉米机械粒收技术发展。【方法】利用2011—2015年在西北、黄淮海和东北和华北玉米产区15个省(市)168个地块获得的1 698组收获质量样本数据,分析当前中国玉米机械粒收质量的现状及其影响因素。【结果】结果表明,籽粒破碎率平均为8.63%,杂质率为1.27%,田间损失籽粒(落穗、落粒合计)为24.71 g·m~(-2),折合每亩损失16.5 kg,平均损失率为4.12%,破碎率高是当前中国玉米机械粒收存在的主要质量问题。收获玉米籽粒平均含水率为26.83%,含水率与破碎率、杂质率及机收损失率之间均呈极显著正相关。其中,破碎率(y)与籽粒含水率(x)符合二次多项式y=0.0372x~2-1.483x+20.422(R~2=0.452**,n=1 698),在一定含水率范围内(含水率大于19.9%),破碎率随籽粒含水率增大而增大。【结论】当前中国玉米机械粒收时破碎率偏高,而籽粒含水率高是导致破碎率高的主要原因。对此,建议选育适当早熟、成熟期籽粒含水率低、脱水速度快的品种,适时收获,配套烘干存贮设施等作为中国各玉米产区实现机械粒收的关键技术措施。     

耐密植玉米新品种HM-1化调矮化栽培试验

耐密玉米(Zea mays L.)新品种HM-1经过化调矮化处理,直接导致其玉米干子粒产量显著下降,对其干子粒产量下降的影响力随着其种植密度的加大表现减弱的趋势,但在一定化调施药浓度范围内施药浓度对其产量影响的差异不大。化调矮化能明显降低株高和穗位高,矮化效率与其种植密度关系不大,但随着施药浓度的加大,对其株高和穗位高的矮化效率越大。化调矮化主要通过影响其玉米果穗穗长、穗粗,导致其穗行数和行粒数稍减以及子粒千粒重降低,累计效应导致其单穗粒重明显降低,从而导致其子粒产量明显下降。因没有发生倒伏倒折现象,化调矮化防倒增产的效能没有显现出来,该耐密品种在防灾安全生产上是否适用化调矮化防倒增产这项安全生产技术有待讨论,总之,对其在生产上大面积应用化调矮化这项技术要慎重。