高温胁迫对玉米形态、叶片结构及其产量的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,模拟增温处理,探索营养生长和生殖生长并进时期(第9片叶完全展开至抽雄期)高温处理对玉米形态、叶片结构及其产量的影响。结果表明,高温处理后ZD958和XY335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%。高温处理促进株高增长,促使茎粗变细,降低叶面积指数、干物质重、成熟叶片和幼嫩叶片的比叶重。随生育进程,XY335的株高、茎粗、叶面积指数、干物质重和ZD958的干物质重变化幅度逐渐增大,2个玉米品种的幼嫩叶片比叶重降低幅度均要大于成熟叶片比叶重。叶片厚度和上下表皮细胞厚度变薄,叶绿体膜结构被破坏,抑制光合作用及光合产物的输出。对高温胁迫的敏感性而言,XY335大于ZD958,ZD958成熟叶大于幼嫩叶,XY335幼嫩叶大于成熟叶。     

不同成熟度玉米叶片抗氧化生理对高温胁迫的响应

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为试验材料,研究高温胁迫下玉米叶片膜透性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质的动态变化。结果表明,高温胁迫下,玉米叶片相对电导率、MDA含量增加,ZD958成熟叶的增幅大于幼嫩叶,XY335成熟叶增幅小于幼嫩叶。处理早期阶段,ZD958成熟叶SOD、POD和CAT活性均增加并高于对照,后期阶段增幅放缓,甚至低于对照;幼嫩叶3种酶活性在处理前期大多与对照无明显差异,后期则明显升高。XY335成熟叶CAT活性均大于或显著大于对照,SOD和POD活性多低于或显著低于对照;幼嫩叶3种酶活性均大于或显著大于对照;可溶性蛋白含量无显著性变化。ZD958成熟叶和幼嫩叶可溶性糖含量均呈先升后降的趋势,XY335成熟叶表现为升高趋势,幼嫩叶则呈升-降-升-降的变化;脯氨酸在两个品种成熟叶中呈降-升-降的变化。     

不同应对措施对高温胁迫下夏玉米生长的影响

通过文献检索共获得52篇缓解夏玉米受高温影响的相关试验性文献,以不采取任何措施为对照,基于Meta分析方法定量研究高温胁迫下采取不同应对措施对夏玉米的影响。结果表明,高温胁迫下,选用耐热型夏玉米品种对产量的提升效果最优,达27.62%,选用耐热性品种主要提高夏玉米的授粉结实能力。施用植物生长调节剂、施肥和调整播期可分别使夏玉米产量提高23.55%、19.15%和13.15%,施用植物生长调节剂主要影响穗位叶抗氧化酶活性,施肥对穗位叶净光合速率的提高效果最突出。综合分析表明,选用耐热型品种是缓解夏玉米高温热害最直接有效的方法,在此基础上可通过施用植物生长调节剂、施肥和调整播期进一步缓解高温所带来的不利影响。     

干旱胁迫下氮肥对玉米叶片衰老影响及与碳氮平衡的关系

以玉米品种兴民18为研究材料,设置高氮和低氮两个氮水平,通过盆栽人工控水的方式进行干旱和复水处理,分析干旱胁迫下氮肥对玉米叶片衰老和叶片碳氮平衡的影响,研究碳氮平衡和叶片衰老及抗旱性的关系。研究结果表明,在干旱胁迫下,高氮处理下增加了玉米对干旱的敏感性,加快了干旱胁迫下玉米叶片的衰老进程;干旱胁迫下碳氮比显著升高,说明碳氮平衡可能参与了干旱诱导的叶片衰老调控。在干旱胁迫及复水条件下,干旱条件下高氮处理的碳氮比相较于低氮处理增加幅度更大,碳氮平衡受干旱破坏程度更严重,说明高氮并不能增加干旱胁迫后下部衰老叶片中的氮浓度,也不能缓解干旱胁迫引起的碳氮失衡。干旱胁迫下高氮导致碳氮失衡加剧,可能是高氮增加了玉米对干旱的敏感性和叶片加速衰老的原因之一。     

高温胁迫对玉米关键生育期生理特性和产量的影响研究进展

以气候变暖及极端气候为主要特征的全球气候变化,会对农业生产产生重大影响,甚至威胁全球粮食安全。随着技术进步和社会对粮食需求的改变,玉米已成为中国第一大粮食作物。高温胁迫对玉米生理生化特征及生长发育产生不利影响,导致玉米产量和品质降低。本文对高温胁迫对与产量相关的玉米器官的生理生化影响和不同生育期高温胁迫对玉米生长及产量的影响进行综述。高温胁迫对玉米细胞膜及抗氧化系统、叶片光合作用及相关酶活性、雄穗分支分化及花粉活力、雌穗吐丝及花丝活力、子粒内淀粉合成相关酶活性均有负面影响;不同生育期高温胁迫对产量及产量构成有不同程度影响,玉米生育期对高温胁迫的敏感程度由高到低分别为开花期灌浆期穗期苗期。同一生育期高温胁迫在不同玉米品种间亦有较大差异。     

水分胁迫对玉米叶片水分代谢的影响

试验在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片水分代谢的影响。结果表明,水分胁迫下玉米叶片水势、相对含水量、气孔导度和蒸腾速率均明显降低,随胁迫程度增强,降低幅度增大。其中叶片水势和叶片相对含水量与品种抗旱性密切相关,蒸腾速率和气孔阻力与品种抗旱性关系不明显。     

拔节至大喇叭口期高温胁迫对夏玉米穗粒形状的影响

以漯玉16等11个玉米杂交种为研究材料,在拔节至大喇叭口期通过智能温室模拟高温环境进行处理,对穗长、穗粗、子粒体积指标(粒长、粒宽和粒厚)、穗粒体积指标(穗周粒宽和有效穗长)和穗粒重进行分析,综合评价夏玉米拔节至大喇叭口期的耐高温能力.结果表明,拔节至大喇叭口期高温胁迫导致夏玉米的雌穗发育受阻,穗长变短、穗粗变细,子粒...     

氮肥对夏玉米子粒不同部位重量的影响

对玉米子粒不同部位进行划分,从粒位角度研究了不同氮肥用量和施用时期对夏玉米子粒中下部和上部重量的影响。结果表明,中下部子粒是单穗重量的主要构成部分。不同氮肥运筹对上部子粒重量的影响大于中下部子粒;增加上部子粒重量对提高单穗重量意义重大。在所有氮肥处理中,以基肥施氮45 kg/hm2 雌穗小花分化期施氮135 kg/hm2的单穗总重量最高。     

脲酶抑制剂对夏玉米产量及氮肥利用率的影响

2007～2009年在河北省正定、辛集、深州等地,对添加不同浓度脲酶抑制剂尿素在夏玉米上的应用效果进行评价。结果表明,添加不同浓度脲酶抑制剂的尿素对夏玉米有一定的增产效应,增产幅度为1.7%～20.5%。肥料利用率和收获后土壤无机氮含量均较普通尿素有明显的提高,表明脲酶抑制剂能显著减少尿素在土壤中的氮素损失。     

氮肥后移对晚收夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

采用田间试验研究氮肥后移对晚收夏玉米产量、氮素吸收分配和氮肥利用效率的影响。结果表明,氮肥后移使夏玉米产量和氮素积累量增加,在农民习惯收获和晚收条件下分别较正常施氮增产2.11%～2.91%和7.23%～9.52%。晚收较农民习惯收获增产2.12%～6.42%,氮积累量增加1.10%～3.18%;晚收夏玉米茎和子粒氮积累量增加,而叶和其他器官中积累量减少。氮肥后移提高了夏玉米氮肥利用率和农学效率,晚收条件下氮肥利用率提高了3.52%～6.87%,氮肥农学效率提高了0.82～1.60 kg/kg。氮肥按"30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥"方式施用在晚收条件下产量和氮肥利用效率最高。     

不同施氮方式对夏玉米产量、氮素吸收与利用的影响

大田条件下以不施氮处理为对照(CK),设置农民传统施肥(FP)、水肥一体化(WF)以及水肥一体化减氮20%(WF-N)4种水氮管理模式,研究氮肥用量及施氮方式对玉米产量形成、氮素吸收及其利用效率的影响。结果表明,同等施氮量下,与FP处理相比,WF处理的子粒产量、穗粒数、千粒重和完熟期植株干物质积累量分别增加9.57%、7.45%、2.41%和9.14%;完熟期植株氮素积累量增加8.77%,氮肥偏生产力(PFPN)、氮肥农学效率(AEN)、氮肥利用率(NUE)分别增加9.57%、45.28%、28.65%。减氮20%条件下,水肥一体化施氮处理的玉米产量及产量构成、完熟期植株干物质积累量与FP处理间无显著差异,其PFPN、AEN、NUE较FP处理分别增加24.34%、21.87%和21.38%。     

不同氮肥模式对夏玉米产量、蛋白质品质和氮素利用特性的影响

以高产玉米品种郑单958和先玉335为供试材料,在大田生产条件下设置4个施氮水平,研究不同氮肥模式对两个高产玉米品种子粒产量、蛋白质产量及氮素利用特性的影响。结果表明,两个玉米品种子粒产量随施氮量的增加显著增加,均以240 kg/hm~2处理最高,先玉335子粒产量显著高于郑单958;两个玉米品种子粒蛋白质含量及其产量随施氮量的增加显著增加,先玉335的蛋白质含量及其产量均高于郑单958;两个玉米品种氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率随施氮量的增加而显著降低,均以180 kg/hm2处理最高,先玉335的氮素利用效率、氮肥生产效率和氮肥农学利用效率均高于郑单958。综合分析认为,两个玉米品种均以240 kg/hm~2处理可以同步协调实现较高的子粒产量、蛋白质含量和氮素利用效率,获得产量、品质和高氮素利用效率的协调统一。     

控释氮肥适量减施对玉米产量和氮素利用效率的影响

通过连续两年田间试验,研究控释氮肥较农民习惯用量减施对玉米产量与产量构成因素、氮素吸收利用的影响。试验设5个处理,分别为不施氮肥(N0)、农民习惯施氮(FP)、80%控释氮肥(CRU1)、70%控释氮肥(CRU2)、60%控释氮肥(CRU3)。结果表明,与FP处理相比,CRU1和CRU2处理显著提高了玉米产量(P<0.05),两年平均产量分别提高7.0%和5.4%。CRU1、CRU2处理两年平均玉米氮素最大积累速率和平均积累速率较FP处理分别提高9.6%、6.5%和7.9%、6.2%,玉米氮素最大增长速率出现天数分别提前7.2 d、5.0 d。与FP处理相比,控释氮肥减量施用处理显著提高了氮素回收率、农学利用率和偏生产力(P<0.05),其中,氮素回收率和偏生产力随控释氮肥减施比例的增加显著增加,氮素农学利用率表现为先增后降,以CRU2处理最高。控释氮肥减量30%(193 kg/hm2)可实现玉米产量和氮素利用率同步提高。     

水氮胁迫对玉米产量和氮素吸收和运移的影响

2011~2012年在吉林公主岭试验区可移动防雨棚内进行两年微区试验,探讨水氮胁迫对玉米产量及氮素的吸收和分配的影响。结果表明,全生育期灌水300 mm情况下,玉米产量随施氮量的增加而增加;水分胁迫(灌水100 mm)情况下,玉米产量随施氮量的增加而减少。植株氮积累总量成熟期最高,氮素在营养器官中的比例最高时期是拔节期,生殖器官含氮比例最高在吐丝期,子粒的含氮百分比最高时期是吐丝后15 d。水氮胁迫条件下,氮素转运率、贡献率均下降,仅氮胁迫转运率和贡献率增加。相同灌水量情况下,子粒吸收氮素量与施氮量显著正相关;水分胁迫条件下,表观土壤水分利用效率随施氮量的增加而下降,正常供水则相反;水分胁迫下的土壤水分利用效率极显著高于正常供水。     

氮肥运筹对农大108产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响

以农大108为试材,通过田间试验研究不同氮肥运筹方式对春玉米干物质积累、子粒产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响。结果表明,氮肥不同运筹方式增产效果差异显著,其中,1/3氮肥底施、2/3氮肥两次追肥(N3)处理增产效果最好,其次是1/4氮肥底施、3/4氮肥3次追肥(N4)处理,氮肥全部作底肥(N1)处理增产效果最小。分次施肥有利于子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率的提高;随着施肥次数的增加,子粒粗蛋白含量、子粒蛋白质产量以及氮肥利用率均呈上升趋势,以N4处理最佳,其次是N3处理。氮肥不同运筹方式氮素表观损失量差异显著,N1处理其表观损失量最高,N3处理最低。因此,N3处理有效促进了植株对氮素的吸收利用,显著增加了产量和子粒蛋白质产量,降低了氮素表观损失量,是最佳氮肥运筹方式。     

氮肥不同比例分期施用对玉米硝酸还原酶活性的影响

对氮肥不同比例分期施用下的玉米叶片和根系中硝酸还原酶活性(NRA)的变化进行研究。结果表明：玉米叶片中硝酸还原酶活性在整个生育期内呈单峰曲线变化,根系中硝酸还原酶活性呈双峰曲线变化。在各生育时期,NRA随氮肥施入比例的不同而发生变化。在生育后期,9.5万株/hm²密度下的玉米叶片和根系中硝酸还原酶活性低于8.5万株/hm²,NRA与产量的相关性更显著。     

等氮量投入下有机无机肥配施对玉米产量及氮素利用的影响

以1989年建立的国家黑土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料定位试验为研究平台,研究等氮条件下有机无机肥长期配施对玉米产量及氮肥利用率的影响。研究结果表明,长期氮磷钾肥配施(NPK)及氮磷钾肥与有机肥配施(牛粪+NPK、秸秆+NPK)有利于玉米产量的提高,与不施肥(CK)相比,分别提高192.0%、218.3%和192.6%。NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显著高于单施氮肥处理。经18年长期定位试验,与试验初期相比均能提高土壤有机质含量、全氮含量及碱解氮含量,以牛粪+NPK处理效果最好,分别增加46.6%、28.6%和36.8%。施用牛粪及秸秆后土壤pH值年纪间变化不大,长期施用化肥土壤pH值降低。     

氮肥管理对夏玉米冠层结构和氮肥吸收利用的影响

通过大田试验研究不同氮肥管理模式下夏玉米群体结构和氮肥利用情况,探索节肥、高产、高效的夏玉米氮肥管理模式。结果表明,施氮显著改善夏玉米产量因子、提高产量。氮肥适量后移显著改善穗部性状,等氮量下大喇叭口期和吐丝期均追施氮肥处理与大喇叭口期追施氮肥处理相比穗粒数提高28.5粒,收获指数提高11.3%,增产101 kg/hm2。吐丝期施氮显著增加灌浆期LAI,使LAI峰值从吐丝期后移至灌浆期。施氮肥可增加夏玉米SPAD值,大喇叭口期追施氮肥可提高各生育时期玉米SPAD值;吐丝期追施氮肥可提高株高、茎粗、穗位高。适当降低氮肥投入,氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高232.3%、60.9%;氮肥用量相同时氮肥适当后移分别提高10.5%、1.3%。吐丝期施氮增加夏玉米成熟期营养器官的氮素积累,减少子粒的氮素积累,导致氮收获指数下降。     

灌浆结实期高温胁迫对糯玉米子粒产量和叶片光合特性的影响

以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,研究灌浆结实期高温胁迫对子粒充实、叶片光合特性和产量的影响。结果表明,高温胁迫下灌浆后期粒重增速缓慢,穗粒数减少,产量降低。高温胁迫使花后5 d光合速率下降,胞间CO₂浓度、气孔导度和蒸腾速率上升。随灌浆进程推进光合参数逐渐降低,高温胁迫处理下降幅较高,是粒重降低并造成产量损失的关键因素。与苏玉糯5号相比,渝糯7号在高温胁迫处理下光合参数降幅较低,光合速率和胞间CO₂浓度中后期较高,受高温胁迫影响较小。