不同氮素水平下添加纳米碳增效剂对玉米氮肥利用率及产量影响

为探究纳米碳增效肥在玉米生产中的肥效效果,以玉米‘九单48’为试验材料,通过田间小区试验研究不同氮素水平下添加纳米碳增效剂对玉米产量以及氮肥利用率的影响。结果表明,添加纳米碳对玉米生育前期影响显著,出苗后41 天相同供氮水平下添加纳米碳与不添加纳米碳处理干物质差异显著,N190+C较N190 显著提高42.4%,N150+C较N150 显著提高39.5%。到玉米生育后期对玉米产量影响不显著,相同供氮水平下添加纳米碳的处理的玉米产量与不添加纳米碳处理差异不显著。同一供氮水平下添加纳米碳处理的肥料利用率和氮素吸收效率比不添加纳米碳的处理高,N150+C、N190 和N190+C处理氮收获指数差异不显著。N150+C处理与N190 处理产量差异不显著,其中N150+C处理在节肥增产方面效果显著。本试验添加纳米碳有利于节约成本、提高氮肥利用效率。因此,在农业生产中,施用化肥并添加适宜浓度的纳米碳有助于节约成本,提高氮肥利用效率。     

不同氮素水平下施用钾肥对花生产量的影响

通过田间试验,研究了贵州地区不同氮素水平下的钾肥用量对花生的增产作用。结果表明：不同氮素水平下,花生产量随着钾肥用量的增加,产量也随着增加,当钾肥用量达到一定量时,花生产量达到最高值,在这个基础上增加钾肥用量,花生产量不但不增加,反而下降。不同氮素水平下,都以钾2（K2O 135．0kg／hm^2）水平时,花生产量最高。分别较不施钾增产20．60％和18．99％。施用钾肥能抑制花生植株徒长并且增加花生单株结果数、百果重和出仁率。施用钾肥增加纯收入118．35～2194．00元／hm^2,增幅1．02％～18．92％。     

不同氮素水平下加工型辣椒生长、产量和品质特性

利用基质培养法,研究了正常施氮量的60%、80%、90%、100%、120%、140%条件下加工型辣椒‘艳椒425’的生长、产量和品质特性,并综合分析最佳氮素施用量。结果表明,施氮量90%与施氮量100%、120%、140%辣椒植株生长指标无显著差异,与施氮量100%的单株结果数量和产量无显著差异;施氮量90%辣椒的不挥发性乙醚提取物、辣椒素和二氢辣椒素含量处于中间水平,粗纤维和蛋白质含量与其余5种施氮方案无明显差异,并且施氮量90%与100%辣椒的维生素C含量接近,远高于其余4种施氮方案。粗纤维、蛋白质和辣椒素含量与生长、产量性状相关性较高,其中粗纤维含量与开展度呈极显著负相关,与单株果实干重呈显著负相关。综合产量、品质,以及经济和绿色环保等因素,初步确定传统施氮量的90%为‘艳椒425’最佳施氮量,即比传统栽培减少10%的氮肥施用量。本研究可为加工型辣椒生产合理施用氮肥、实现减氮增效提供理论参考。     

玉米不同时期氮素分配对产量的影响

通过玉米不同时期氮素分配对产量影响的研究,结果表明,氮素分次施用比集中施用效果好,可提高氮素对利用率３．６％～１０．８％,提高玉米产量４．８％～１４．４％。氮素的分配与玉米生育进程密切相关,施是穗肥是玉米获得高产的关键,氮素分配以基肥２５％,拔节肥２５％,穗肥５０％效果最好,氮素利用率达３９．７％,玉米产量达单产５３８．１ｋｇ／６６７ｍ＾２。     

不同生态环境下玉米产量性状QTL分析

以玉米（Zea mays L.）自交系黄早四和Mo17为亲本得到的191个F₂单株为作图群体,衍生的184个F_2∶3 家系作为性状评价群体,分析了单株穗数、穗行数、行粒数、百粒重和单株籽粒产量在北京和新疆2个生态环境下的表现和数量性状基因位点的定位结果。QTL检测结果表明,2个环境共检测出47个QTL,分布于除第10染色体以外的9条染色体,其中与单株穗数相关的QTL共10个,可解释的表型变异为5.3%~25.6%;与穗行数相关的QTL共13个,可解释的表型变异为4.5%~23.2%;与行粒数相关的QTL有9个,解释的表型变异为5.4%~13.7%;与百粒重相关的QTL达10个,可解释的表型变异为4.9%~13.3%;与单株籽粒产量相关的QTL有5个,可解释的表型变异为6.1%~35.8 %。大部分产量QTL只在单一环境下被检测到,说明产量相关QTL与环境之间存在明显的互作。表型相关显著的产量性状,它们的QTL容易在相同或相邻标记区间检测到。研究还发现了若干个QTL富集区域,可能是发掘通用QTL的候选位点。     

不同密氮模式下高产玉米品种籽粒产量与氮素利用特性研究

为给玉米高产高效栽培提供科学依据,在大田试验条件下,选用郑单958和先玉335为材料,在每个品种下设置2个种植密度(6.75,8.25万株/hm~2)和4个施氮水平(0,180,240,300 kg/hm~2),研究了种植密度和施氮水平下2个高产玉米品种籽粒产量和氮素吸收利用特性。结果表明:在相同密度水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随施氮量增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低;在相同施氮水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随密度的增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低。在不同密氮组合下,先玉335的籽粒产量、氮素积累量、蛋白质产量及氮素利用效率均高于郑单958。本研究条件下,2个玉米品种在密度为8.25万株/hm~2,施氮量为240 kg/hm~2组合下,均可以同步协调实现籽粒产量、蛋白质产量和氮素利用效率的协调统一。     

不同生态条件下氮肥对玉米氮素吸收利用及产量的影响

探明不同生态条件下氮肥对玉米氮素吸收利用及产量形成的影响,为不同生态区玉米生产合理施用氮肥提供理论与实践依据。采用裂区试验设计,研究氮肥对四川成都平原双流和川中丘陵区简阳玉米生长发育、干物质积累与分配、氮素积累与分配、氮素利用效率、产量及其构成因素的影响。生态条件和氮肥对玉米的生长发育、干物质积累与分配、氮素积累与分配、氮素利用效率、产量及其构成因素有显著影响。成都平原降水丰富,光热水集中,土层深厚,土壤肥沃使其玉米株高、叶面积指数、干物质积累量、氮素积累量和产量均高于川中丘陵区,而无效生长过多,收获指数较低,氮素利用效率、农学效率及产谷效率不高是限制该区域玉米产量进一步提高的主要因素;而川中丘陵区气候温和,雨量充沛,土层浅薄,土壤贫瘠使其玉米前期生长不足,后期养分不足,从而不利于高产,但氮肥增产幅度较大,收获指数及氮素利用效率、农学效率、产谷效率较高使其在一定的施氮水平下仍能获得较高产量。在双流等成都平原地区种植玉米可以适当降低施氮量以充分利用土壤中充足的养分,促进氮素的转运,减少无效生长,提高收获指数来获得稳产;而在简阳等川中丘陵区,则可适当增加施氮量以促进玉米前期的营养生长,保证生育后期的养分供应提高玉米的干物质和氮素积累来获得高产。     

不同产量水平玉米杂交种生育后期光合效率比较分析

大田条件下,玉米的光合速率(Pn)受光子流密度(PFD)的影响要大于受二氧化碳浓度(Ca)的影响,并且对PFD和Ca的响应也存在着差异.最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光合速率(Pn)、非光化学猝灭(NPQ)和光化学猝灭系数(qP)存在着明显的日变化.其中Fv/Fm、ΦPSⅡ、 qP呈倒抛物线型日变化,在中午强光下降低到一天中的     

施肥水平与种植密度对玉米产量和氮素利用的效应

为探讨不同施肥水平与种植密度对玉米产量及氮素利用的作用效应,以玉米杂交种‘桂单0810’为材料,裂区设计,设置4个施肥水平和6个种植密度,进行一年两季田间试验。结果表明：不同施肥水平与不同种植密度对玉米产量都有显著的作用效应;随着施肥水平提高,氮素利用率、氮素农学效率、氮素生理效率均有所降低,同一施肥水平随密度增加,氮素利用率、氮素农学效率、氮素生理效率均有所提高,通过调节种植密度可以较好发挥氮素的作用效率;以(A2)施纯N 225.0 kg/hm²、P2O5 75.0 kg/hm²、K2O 187.5 kg/hm²与种植密度在(B3)52500株/hm²至(B4)60000株/hm²玉米产量可达7913.2~8207.8 kg/hm²是一种较优的密、肥配合选择。     

不同形态氮素对基质培番茄生育、产量及品质的影响

采用盆栽的方法,研究了不同形态氮素及不同配比对基质培番茄的生理代谢、生长发育、产量形成以及品质的影响。结果表明：氨态氮或酰胺态氮比例达到50：50时,植株生长正常,不曩根系活力和光合作用,叶片含水量正常。在秋冬茬可明显提高产量;在春夏茬可增加早期产量,总产量和单果重正常,并可延长果实的保鲜期。当氨态氮或酰胺态氮占营养液总氮量的75％时,植株生长受抑制。随着氨态氮或酰胺态氮比例的提高,叶片中全氮、全磷含量增加,果实中硝酸盐含量下降,还原糖、Vc含量上升,总酸含量不受影响。     

不同降水状况下旱地玉米生长与产量对施氮量的响应

水分不足是旱地玉米生长主要限制因素,渭北旱塬雨养玉米种植区降水季节波动大,干旱频繁发生,已严重影响春玉米正常生长发育及产量稳定性。于2016—2018年在渭北旱塬合阳县进行旱地玉米施氮量定位试验,设置5个施氮量处理, 2016—2017年包括0、75、150、270、360 kg hm~(–2) (分别以N0、N75、N150、N270、N360表示), 2018年施氮量处理为0、90、180、270、360kgNhm~(–2) (分别以N0、N90、N180、N270、N360表示),供试品种为郑单958(ZD958)和陕单8806(SD8806)。分析了不同降水分布年份施氮量对春玉米生育期土壤水分变化动态、干物质积累动态、产量构成、经济效益及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,试验年份降水分布可分为穗期多雨、粒期干旱型(2016年和2018年)和穗期干旱、粒期多雨型(2017年)。生长季降水量及其分布显著影响土壤蓄水量和玉米地上部干物质积累,从而影响玉米产量及其构成因素,穗期干旱显著降低地上部干物质积累量和穗粒数,粒期干旱会明显降低粒重。不同降水分布年份施氮处理较N0增产6.72%～91.23%不等,施氮量对玉米产量、水分利用效率(WUE)影响呈现二次曲线关系,穗期多雨、粒期干旱型以N270处理籽粒产量和WUE最高,而穗期干旱、粒期多雨型以N150处理产量和WUE最好。籽粒产量与"休闲至抽雄期降水(FP2)"、"播前土壤蓄水量+播种至抽雄期降水(SP2)"相关性较强(FP2:R2=0.839**; SP2:R2=0.837**)。根据产量、水分利用和经济收益综合评价,渭北旱地玉米最适施氮方案为基施氮肥150kghm~(–2),再根据休闲至抽雄期降水量或播前土壤蓄水量与播种至抽雄期降水量之和预测产量,估算并及时追施适宜施氮量。     

Grain yield and root characteristics of summer maize (Zea mays L.) under shade stress conditions

Low light is a major adversity affecting yield and quality of summer maize in the Huang‐Huai‐Hai region of China. We conducted a field experiment to explore the effects of shading on root development and yield formation in two summer maize hybrids (Zea mays L.), Denghai605 (DH605) and Zhengdan958 (ZD958). The experiment consisted of four treatments (CK: ambient sunlight, S1: shading from tasselling to physiological maturity stage, S2: shading from six‐leaf to tasselling stage, S3: shading from seeding to physiological maturity stage). Shading had a strong impact on the development of roots in the upper soil layer. Shading significantly decreased the root dry weight, root/shoot ratio, root length density, root absorption area and active absorption area. The results showed that treatments in a diminishing sequence of effects on root from S3, S1, S2 to CK. Overall, shading decreased the root morphologic and activity indices, and decreased yield in summer maize. During an average of 2 years, yields of ZD958 in S3, S2 and S1 decreased by 85%, 24% and 55%, yields of DH605 in S3, S2 and S1 decreased by 87%, 26% and 67%, in compare to CK. The results will be useful for hybrid selection and improving cultural practices for enhancing the maize shading resistance in Huang‐Huai‐Hai region.     

A QTL atlas for grain yield and its component traits in maize (Zea mays)

Grain yield and its component traits are essential targets in maize breeding. These traits are genetically complex and controlled by a large number of quantitative trait loci (QTL). The aim of this study was to compile reported QTL and major genes for grain yield and its component traits in a QTL atlas, as a valuable resource for the maize community. To this end, 1,177 QTL related to maize yield were collected from 56 studies published between 1992 and 2018. These QTL were projected to genetic map “IBM2 2008 Neighbors”, which led to the identification of 135 meta-QTL. Some genomic regions appear to be hotspots for yield-related meta-QTL, often affecting more than one of the investigated traits. Moreover, we catalogued 20 major maize loci associated with yield and identified 65 maize homologs of 21 rice yield-related genes. Interestingly, we found that a significant proportion of them are located in meta-QTL regions. Collectively, this study provides a reference for QTL fine-mapping and gene cloning, as well as for molecular marker-assisted breeding of yield-related traits in maize.     

黄淮海区域现代夏玉米品种产量与养分吸收规律

为玉米合理施肥,实现高产高效提供理论依据,2016年在济南商河国家农作物新品种展示示范中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行试验,于玉米完熟期进行植株取样,测定产量、产量构成因素和植株矿质元素含量,探究黄淮海区域现代夏玉米品种的产量与养分吸收规律。探测分析和正态分布检测结果表明单株生产力、单株生物产量、千粒重和籽粒产量分别符合正态分布N (167.0, 22.722)、N (285.0, 33.472)、N (318.0, 35.752)和N (10.9,1.502),其变化范围为141.55～246.99 g株–1、197.68～389.92 g株–1、226.58～413.76 g和5.84～13.41 t hm~(–2)。每生产100kg籽粒氮素需求量平均为1.95 kg,单位籽粒氮素需求量随籽粒产量提高呈降低趋势。当产量水平由7.0 t hm~(–2)增加到8.0～9.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从2.15 kg降低到1.96 kg,主要是收获指数升高和籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由8.0～9.0 t hm~(–2)增加到10.0～11.0 t hm~(–2)时,每生产100 kg籽粒氮素需求量从1.96 kg降低到1.84 kg,主要是籽粒氮浓度降低造成的;当产量水平由10.0～11.0 t hm~(–2)增加到11.0 t hm~(–2)时,单位籽粒氮素需求量基本不再变化。生产100kg玉米籽粒的磷素需求量平均为0.97kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0t hm~(–2)的1.07 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的0.92 kg,这是由收获指数升高和籽粒磷浓度降低造成的。生产100 kg玉米籽粒钾素需求量平均为1.89 kg,其与籽粒产量呈显著负相关,从产量水平7.0 t hm~(–2)的2.14 kg下降到产量水平11.0 t hm~(–2)的1.74 kg,这是由收获指数升高、茎秆钾浓度增加和叶片钾浓度降低造成的。当前黄淮海区域现代玉米品种籽粒产量为(8.91±1.23)thm~(–2),生产100kg籽粒的氮素、磷素和钾素需求量的变化范围分别为(1.95±0.24)、(0.97±0.11)和(1.89±0.28)kg。氮磷钾需求量随产量的提高而增加,但每生产100kg籽粒产量的氮素、磷素和钾素需求量随着产量升高而下降。     

种植密度对贵州春玉米茎秆抗倒伏性能及籽粒产量的影响

为了明确密植条件下春玉米茎秆特性和产量的变化及其相互关系,为贵州春玉米密植高产提供理论依据和实践指导。以贵州广泛种植的玉米品种先玉1171和新中玉801为材料,设置3.0、4.5、6.0、7.5、9.0和10.5万株hm-26个密度,于2018—2019年开展田间试验,研究种植密度对春玉米茎秆形态特征和力学特性、空秆率、倒伏率和产量的影响。结果表明:(1)春玉米株高和穗位高随密度增加先增高后降低;增密后第3节长增幅最大,第3节单位茎长干重、穿刺强度和抗折力,第7节茎粗、干重和横截面积下降幅度最大;密度对茎秆横截面扁率影响不显著。品种之间比较,先玉1171节间长,第3、5节的节间干重和第3节穿刺强度显著高于新中玉801,第7节干重、节间粗、单位茎长干重、节间横截面积、横截面扁率和抗折力显著低于新中玉801。(2)倒伏率和空秆率随密度增加而增大,增密后先玉1171倒伏率显著高于新中玉801,空秆率显著低于新中玉801。(3)产量随密度增加先增加后降低,先玉1171和新中玉801分别在9.3万株hm^-2和8.6万株hm^-2时产量最高。增密后先玉1171比新中玉801增产10.28%,有效穗数和穗粒数更高。(4)相关和多元回归分析表明,株高、穗位高与倒伏率显著正相关,节间粗和单位茎长干物质对玉米茎秆抗折力的正向影响显著。产量与茎秆性状密切相关,株高对产量的正向影响最大。可见,不同春玉米茎秆抗倒伏性能和籽粒产量对密度的响应有差异,新中玉801增密后茎秆节间短而粗,单位茎长干重较大,抗倒伏能力较强。而先玉1171由于在高密度下空秆率比新中玉801低,有较高的有效穗数和穗粒数,因此高密度下产量更高。综合考虑茎秆性状和产量,先玉1171和新中玉801在贵州适宜密度分别为9.0万株hm^-2和8.5万株hm^-2。     

不同熟期玉米不同粒位籽粒灌浆和脱水特性对密度的响应

研究密度对不同熟期玉米品种不同粒位的籽粒灌浆和脱水特性的调控效应,为陕北灌区春玉米密植高产机械粒收技术提供依据。于2018—2019年以中熟品种先玉335 (Xianyu 335)和晚熟品种东单60 (Dongdan 60)为材料,设置45,000 (D1)、60,000 (D2)、75,000 (D3)、90,000 (D4)株hm–2四个种植密度,分析其不同粒位籽粒灌浆、脱水特性及其与气候因子的相关性。结果表明,密度的增加能显著提高不同熟期品种玉米籽粒产量,其中2018年2个品种均在D4处理下达到最高产量;2019年先玉335和东单60分别在D4和D3处理下达到最高产量,2年平均最高产量分别为18,739 kg hm^-2和17,111 kg hm^-2,较D1处理产量分别提高了32.2%和27.7%。随着种植密度的增加,不同粒位的籽粒灌浆速率降低,粒重减小,脱水速率加快。在D4种植密度下,先玉335下部和上部籽粒平均灌浆速率较东单60分别高0.08 g d–1和0.04 g d–1,粒重较东单60分别高3.6 g和1.6 g。生理成熟时不同...     

不同栽培管理条件下夏玉米产量与肥料利用效率的差异解析

于2017—2018年在泰安、淄博和烟台,根据生产调研和各地夏玉米高产经验,在同一地块综合设置了超高产栽培、高产高效栽培和农户栽培3种栽培模式,分别模拟超高产生产水平(SH)、高产高效生产水平(HH)和农户生产水平(FP) 3个层次。并分别设置不施氮(SHN_0、HHN_0、FPN_0)、不施磷(SHP_0、HHP_0、FPP_0)和不施钾(SHK_0、HHK_0、FPK_0)的肥料空白处理。定量分析不同产量层次之间产量差及肥料利用效率差,探究产量差和效率差的影响因素及缩差增效途径。结果显示,当前山东省夏玉米SH、HH和FP的籽粒产量分别实现了光温潜力产量的68.13%、63.71%、53.22%。随着产量差距的增大,肥料利用效率降低。FP的N、P、K肥料利用效率分别为4.23、5.83、4.94 kg kg~(–1), SH的分别为3.84、4.64、2.97 kg kg~(–1)。通过优化栽培措施后,高产高效管理模式能够较FP籽粒产量提升10.49%, N、P、K的肥料利用效率分别提高67.07%、101.35%、57.65%,是实现产量与肥料利用效率协同提升的有效技术途径。对各产量水平进行产量性能分析发现,随着产量水平的提高,平均叶面积指数和单位面积穗数明显提高,而穗粒数、平均净同化率和粒重则有所下降。随着产量水平的提高,吐丝后干物质和N、P、K元素积累比例有增加的趋势。因此,在保持现有功能性参数不降低情况下,优化结构性参数是当前产量与资源利用效率协同提升的有效措施,今后高产高效应更加注重生育后期群体结构性能的优化。     

Maize commercial hybrids compared to improved population hybrids for grain yield and agronomic performance

Improved maize (Zea mays L.) populations and population hybrids can both be profitable alternatives to commercial single-cross hybrids as well as good elite sources of diverse inbred lines. The objective of this research was to compare grain yield and agronomic performance between early maturing maize population hybrids and current early maturing commercial single-cross hybrids. This is a consequence of our research program targeted at identifying alternative heterotic patterns for the northern Corn Belt. Improved maize populations and population hybrids (S₀ generations) were evaluated in experiments arranged in randomized complete block and partially balanced lattice designs across 29 environments. Grain yield potential of population hybrids was optimally expressed under irrigated conditions. Data across environments showed that 20% of the population hybrids evaluated were not different (P 0.05) from at least one of the commercial single-cross hybrids for grain yield performance, root lodging, and stalk lodging percentages. The average mid-parent heterosis value across population hybrids from different geographic regions was 20.4% with negative estimates observed in only two population hybrids. Breeding efforts toward elite populations and population hybrids have demonstrated that germplasm improvement is extremely valuable and deserves public funding. These efforts should be supported in order to enable the development of elite sources of diverse inbred lines and the development of improved population hybrids for specific markets (e.g., organic) to increase producer options. Public maize breeding programs utilizing recurrent selection methods for germplasm improvement could address the need. These programs, however, should incorporate extensive testing of population hybrids.     

Dent corn genetic background influences QTL detection for grain yield and yield components in high-oil maize

Despite the well-recognized importance of grain yield in high-oil maize (Zea mays L.) breeding and production, few studies have reported the application of QTL mapping of such traits. An inbred line of high-oil maize designated ‘GY220’ was crossed with two dent maize inbred lines to generate two connected F_2:3 populations with 284 and 265 F_2:3 families. Our main objective was to evaluate the influence of genetic background on QTL detection of grain yield traits through comparisons between the F_2:3 populations. The field experiments were conducted during the spring in Luoyang and summer in Xuchang, Henan, China. Two genetic linkage maps were constructed with a genetic distance of 2111.7 and 2298.5 cM using 185 and 173 polymorphic SSR markers, respectively. In total, 18 and 15 QTL were detected for six grain yield traits in the two populations. Only one common QTL marker was shared between the two populations. A QTL cluster associated with five traits was identified at bin 1.05–1.06, including the shared QTL for 100GW, which demonstrated the largest effect (16.7%). Among the detected QTL, 12 digenic interactions were identified. Our results reflect the substantial influence of dent maize genetic background on QTL detection of grain yield traits.