低温对玉米光合作用、超氧物歧化酶活性和籽粒产量的影响

玉米在孕穗期和灌浆期,尤其是在孕穗期遇低温逆境会导致光合速率下降,光合有效叶面积降低,叶片和雌穗(或籽粒)超氧物歧化酶(SOD)活性下降、丙二醛含量剧增和相对电导率提高,造成低温冷害。孕穗期低温处理主要抑制了雌穗分化和发育,减少了穗粒数,灌浆期低温逆境主要影响了籽粒灌浆,致使百粒重下降,引起产量降低。     

不同生育时期遮光对玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

为探索不同时期遮光对玉米籽粒灌浆特性和产量的影响, 2012-2013年以玉米品种京科968与郑单958为试验材料, 在大田条件下用透光率50%的遮阳网分别于13叶全展期(T1)、吐丝期(T2)、吐丝后15 d (T3)遮光处理, 每期遮光7 d, 以自然光照为对照, 并利用Logistic方程y =A/(1+Be^–Cx)比较不同遮光处理玉米籽粒灌浆过程。结果表明,不同时期遮光均导致玉米穗粒数、千粒重和产量不同程度降低, 且遮光时期越晚降幅越大, 其中产量差异显著; 遮光导致灌浆高峰持续期与活跃灌浆天数(P)缩短, 最大灌浆速率(G_max)与平均灌浆速率均下降, 籽粒终极生长量(A)降低; 品种特性决定粒重、穗粒数与灌浆参数的关系, 同一品种的粒重与灌浆速率最大时的生长量(W_max)呈显著正相关, 品种间的粒重差异由活跃灌浆天数(P)决定, 同一品种的穗粒数与最大灌浆速率(Gmax)呈显著正相关, 品种间的穗粒数差异由灌浆速率最大时的生长量(W_max)决定。选择适宜品种, 提高籽粒灌浆速率最大时的生长量(W_max)与最大灌浆速率(G_max), 并延长活跃灌浆天数(P)是玉米在光胁迫环境下获得高产、稳产的重要途径。     

夏玉米乳线位置与粒重及机械化收获关系的研究

为研究黄淮海夏玉米乳线位置与粒重及机械化收获的关系,选用推广面积较大的8个品种(A、B、C、D、E、F、G、H)作为处理,测定其灌浆速率、百粒重、含水量及乳线位置等性状,并分析其相关性。结果表明:乳线位置在90%时籽粒灌浆已经结束,百粒重出现峰值,最高为43.02 g,灌浆时间与百粒重程正相关,乳线完全消失后,百粒重最大可降低8.66%;在粒重上升期处理间差异不显著,下降期处理D、E、H与其他处理间差异达极显著水平;脱水速率处理C、A与其他6个处理间差异显著;籽粒含水量与乳线位置呈负相关,乳线下移至90%,籽粒含水量在30%以下。影响夏玉米机械化收获籽粒的关键因素是收获时间,而不是品种;乳线位置下移至90%是夏玉米收获的最佳时间,收获过晚产量会有不同程度的降低。     

不同生育时期干旱对夏玉米耗水及水分利用效率的影响

为了探求土壤水分变化对河南地区夏玉米耗水特性及水分利用效率的影响,通过两年测坑试验,选择土壤含水率作为灌水下限控制指标对比分析了水分胁迫条件下夏玉米不同生育阶段的耗水量、耗水强度、产量及其构成因素和水分利用效率的变化。结果显示,两季夏玉米的穗长和穗粗的处理间极差分别为2.86 cm和0.46 cm,灌浆期严重亏水不利于其果穗发育;夏玉米的穗行数基本不受土壤水分影响,其穗长、穗粗、穗粒数和百粒重随水分胁迫程度的加剧呈下降趋势,其中各重旱处理的果穗总是最短最细,其百粒重、穗粒数和籽粒产量也总是最低。夏玉米的产量与耗水量间呈良好的二次函数关系,当耗水量为538.9 mm时产量可达到最高。各生育阶段内不同程度的水分亏缺都会使夏玉米的总耗水量降低,其中轻旱处理的阶段耗水量和日耗水强度较对照处理均小幅降低,WUE则有所增加,各中旱处理的水分利用效率总是最大。     

施氮方式对玉米-大豆套作体系中作物产量及玉米籽粒灌浆特性的影响

氮肥的过量施用和低效利用, 造成资源浪费和环境污染, 不利于农业的可持续发展。为了减少氮肥的投入量, 发挥氮肥的增产效益, 本研究对玉米-大豆套作模式的施氮量和施肥距离进行优化调整。通过两年田间试验, 探讨了减氮36% (RN36%)、减氮18% (RN18%)和习惯施氮(CN) 3种施氮水平和距离窄行玉米0 cm (D1)、15 cm (D2)、30 cm (D3)、45 cm (D4) 4种施肥距离对作物产量和玉米花后干物质积累与转运、籽粒灌浆特征的影响。结果表明, 与习惯施氮相比, 减氮18%处理的玉米花后干物质转移量、转移率及对籽粒的贡献率分别提高了22.65%、18.75%和15.90%, 籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率提高了9.79%和10.76%; 玉米、大豆产量及系统周年产量提高了4.95%、7.07%和5.35%; 各施肥距离间, 以距离窄行玉米15~30 cm的施肥效果最佳。减氮18%时, D2处理下玉米的平均灌浆速率、最大灌浆速率、穗粒数及百粒重比玉米常规穴施(D1)处理分别提高了10.32%、10.92%、9.08%和4.75%; 玉米、大豆产量和系统总产最高。玉米-大豆套作体系下, 减氮18%和距离窄行玉米15~30 cm施肥有利于增加玉米花后干物质的积累, 促进干物质向籽粒中转运, 增大灌浆速率, 增加百粒重和穗粒数, 提高玉米产量和大豆产量, 以实现系统周年作物增产。     

穗期高温对玉米子粒灌浆生理及产量的影响

为揭示玉米穗期高温胁迫对子粒灌浆生理及产量的影响,以耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种先玉335为试验材料,研究了第9片叶完全展开至抽雄期高温对玉米子粒灌浆特性、淀粉合成酶活性、激素含量和产量的影响。结果表明,穗期高温处理,郑单958和先玉335的产量分别比对照降低了11.14%和25.40%;2个品种的粒重和灌浆前期的灌浆速率降低,到达最大灌浆速率的时间延迟,灌浆速率最大时的生长量减小,活跃灌浆期延长;灌浆前期子粒淀粉合成酶活性降低;高温对先玉335的影响明显高于对郑单958。高温处理后,2个品种子粒中的生长素、玉米素核苷和赤霉素含量变化趋势一致,均表现为灌浆初期降低,灌浆后期升高,脱落酸含量表现则相反。     

种植密度对春玉米灌浆期光合特性日变化和光响应曲线及产量的影响

为明确不同种植密度对春玉米灌浆期光合性能日变化以及产量影响的差异性,阐明春玉米灌浆中后期籽粒干物质积累、转运及籽粒产量的形成机制,为春玉米适宜种植密度的选择提供理论依据和实践指导。以春玉米品种广德5为研究对象,分析了不同密度处理对春玉米灌浆期穗位叶光合特性日变化、光响应曲线以及籽粒产量的影响。结果表明,随着密度的增加,各处理的净光合速率日变化、气孔导度日变化以及蒸腾速率日变化均呈单峰曲线变化趋势,只是达到峰值的时间存在一定差异;而各密度处理的胞间CO_2浓度日变化则呈先降低后升高的"V"字形曲线变化趋势。不同种植密度的光响应曲线拟合较好,在P 0. 05水平下均达到显著,最大净光合速率以M50处理最大,分别比M40、M45、M55和M60处理提高了24. 28%,15. 41%,18. 41%,3. 13%。籽粒产量以M50处理最大,分别比M40、M45、M55和M60处理高出21. 60%,1. 24%,0. 84%,4. 10%。综合各密度处理下的净光合速率、气孔导度、模拟的最大净光合速率和籽粒产量可看出,广德5适宜种植密度为M50处理(7 5000株/hm~2)。     

玉米灌浆期果穗不同部位籽粒碳水化合物积累与淀粉合成相关酶活性变化

玉米果穗顶部籽粒通常较中、下部籽粒充实差,粒重轻,其机制不清楚。本研究旨在探明玉米果穗不同部位籽粒淀粉合成相关酶活性变化及其与籽粒灌浆的关系。以玉米品种登海11为材料,分别进行春播和夏播试验,观察果穗不同部位籽粒中可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量及淀粉合成相关酶活性变化。结果显示,与夏播玉米相比,春播玉米具有较多的每穗粒数、较高的百粒重和产量。虽然产量在春播和夏播间有差异,但两季玉米籽粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率、百粒重、可溶性糖和蔗糖含量、最大淀粉积累速率、平均淀粉积累速率均表现为果穗下部籽粒中部籽粒上部籽粒。灌浆期果穗不同部位籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(St S)和淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线,果穗上部籽粒AGPase、St S和SBE活性峰值和平均值均显著低于果穗中、下部籽粒。相关分析表明,淀粉积累速率、籽粒灌浆速率与AGPase、St S和SBE活性均呈极显著正相关。说明玉米果穗顶部籽粒较低的AGPase、St S和SBE活性是其灌浆较差、粒重较低的重要原因。春播玉米粒重较高,与其灌浆期较强的淀粉合成能力有关。     

2种熟型玉米籽粒灌浆特性及其与产量关系的比较研究

为了明确不同熟型玉米籽粒灌浆特性及其对产量的影响,比较研究了中晚熟品种农大108和中早熟品种石玉7号籽粒灌浆动态与产量表现,并对籽粒灌浆特性与籽粒水分的关系进行了分析.结果表明,石玉7号与农大108产量差异显著,百粒重是两品种产量差异的主要原因;石玉7号具有籽粒发育速度快、体积大等特点,前中期(0～45 d)灌浆速率始终快于农大108,生育后期(45 d以后)急剧下降.农大108后期灌浆速率则下降缓慢.籽粒发育速度快,灌浆盛期灌浆速度快、强度大是石玉7号百粒重高的主要原因;籽粒水分状况与籽粒灌浆速率关系密切.回归分析表明,籽粒含水百分率在59.47%左右时,石玉7号灌浆速率达到最大值,为9.28 mg/(粒·d);农大108则在57.92%左右时,灌浆速率达到最大值,为8.23 mg/(粒·d).当籽粒含水百分率下降到某一临界值时,籽粒灌浆停止.两品种收获时,籽粒含水百分率尚远在籽粒灌浆终止临界值以上.     

2种熟型玉米籽粒灌浆特性及其与产量关系的比较研究

为了明确不同熟型玉米籽粒灌浆特性及其对产量的影响,比较研究了中晚熟品种农大108和中早熟品种石玉7号籽粒灌浆动态与产量表现,并对籽粒灌浆特性与籽粒水分的关系进行了分析。结果表明,石玉7号与农大108产量差异显著,百粒重是两品种产量差异的主要原因;石玉7号具有籽粒发育速度快、体积大等特点,前中期（0-45d）灌浆速率始终快于农大108,生育后期（45 d以后）急剧下降。农大108后期灌浆速率则下降缓慢。籽粒发育速度快,灌浆盛期灌浆速度快、强度大是石玉7号百粒重高的主要原因;籽粒水分状况与籽粒灌浆速率关系密切。回归分析表明,籽粒含水百分率在59.47%左右时,石玉7号灌浆速率达到最大值,为9.28 mg/（粒.d）;农大108则在57.92%左右时,灌浆速率达到最大值,为8.23 mg/（粒.d）。当籽粒含水百分率下降到某一临界值时,籽粒灌浆停止。两品种收获时,籽粒含水百分率尚远在籽粒灌浆终止临界值以上。     

基于控制授粉技术的玉米弱势粒发育与库特征的关系

明确弱势粒败育和灌浆受限与其库容量或库活性关系,对于探讨弱势粒调控途径、实现密植群体产量挖潜具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉IcP、完全授粉CP),比较成功发育弱势粒(IcP处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的库容量和库活性及籽粒灌浆参数的差异。结果表明,不同控制授粉处理下,玉米弱势粒胚乳细胞增殖过程和最大胚乳细胞数无显著差异;IcP处理弱势粒可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达12.6%和21.8%,且实测百粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率和平均灌浆速率皆表现为IcP处理高于CP处理。可见,玉米果穗顶部弱势粒败育或灌浆停滞不受其库容量的限制,籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子。     

不同灌水施氮方式对玉米叶片生理特性和产量的影响

为了研究不同灌水施氮方式对玉米叶片生理特性、产量及其构成的影响。以春玉米‘宜单629’为供试材料,监测不同灌水方式下玉米生育期内的叶面积指数(LAI)、生理特性指标和籽粒产量。结果表明,与均匀灌水均匀施氮(CICN)相比,交替灌水均匀施氮(AICN)和交替灌水交替施氮水氮协同供应(AIANS)显著提高玉米抽雄期及以后第7、14、21、28和35天的LAI和叶绿素含量及抽雄期、灌浆期和乳熟期叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、玉米行数、行粒数、穗粒数、千粒质量和籽粒产量(P<0.05),但显著降低相应生育期叶片的MDA、可溶性糖和脯氨酸含量(P<0.05)。可见,AICN和AIANS有利于提高玉米的LAI和抗氧化酶活性,改善活性氧产生与清除之间的关系,从而使玉米产量增加。     

冬小麦不同茎蘖生产力对立体匀播技术的响应

为了明确小麦立体匀播技术对茎蘖生产力的影响,完善小麦立体匀播技术提高小麦生产力的理论,以多穗型品种藁优2018为试验材料,采用立体匀播和常规条播2种播种方式,探讨了立体匀播对茎蘖叶片光合速率、子粒灌浆特性、生物产量、子粒产量和收获指数的影响。结果表明,与常规条播相比,立体匀播处理的主茎千粒重与之相等;第一子蘖（1蘖）旗叶灌浆期的净光合速率（P_n）提高了0.3%,达到最大灌浆速率的时间、缓慢增长期、指数增长期、增长滞缓期分别延长了0.12、0.12、0.11、0.12d,千粒重和单穗粒重分别增加了0.5和0.03g;第二子蘖（2蘖）P_n提高了8.0%,并且随着灌浆期推进其下降幅度减缓,最大灌浆速率、平均灌浆速率、千粒重分别提高了2.0%、1.8%、2.3g,成熟期单株生物产量、单穗粒重和收获指数分别增加了0.3g、0.11g和0.02。综合以上结果得出,立体匀播处理在保持主茎粒重不降低的同时,提高了1蘖P_n,延长了灌浆持续期,进而提高了粒重;提高了2蘖的P_n和子粒灌浆速率,进而提高了粒重;并且缩小了1蘖、2蘖与主茎粒重之间的差异,提高了茎蘖群体的整齐度,进而提高了单株和群体生产力。     

油菜素内酯对春玉米灌浆期叶片光合功能与产量的调控效应

以玉米品种"郑单958"为材料,在大田条件下,采用植物生长调节物质油菜素内酯(brassinolide,BR)对苞叶和穗位叶喷施处理,研究了BR对玉米穗位叶功能、籽粒灌浆及产量的调控作用。结果表明,灌浆期随生育进程,玉米穗位叶叶绿素含量、光合速率、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ru BPCase)以及蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性均显著下降。同时,籽粒蔗糖含量显著降低,但淀粉含量和粒重均显著增加。与对照相比,BR处理显著增加玉米穗位叶叶绿素含量,提高光合速率,增强PEPCase、Ru BPCase、蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶的活性。BR处理显著增加籽粒蔗糖和淀粉积累,提高玉米籽粒干物质积累。在产量构成上,BR显著缩短秃尖长度,增加穗粒数和千粒重,显著提高产量。本研究说明,灌浆期喷施BR可提高玉米叶源的活性,延长叶片光合功能持续期,促进籽粒灌浆和物质积累,从而实现增产。     

高产栽培条件下夏玉米穗部性状研究

本文采用灰色关联分析理论,对16个玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行研究。结果表明,在高产栽培条件下,玉米产量与穗部性状的关联度排序为：粒数/m2＞千粒重＞穗粒数＞出籽率＞穗行数＞行粒数＞穗粗＞穗数/hm2＞穗长＞秃尖长。进一步分析表明与高产栽培条件相适应的杂交种是单位面积粒数较多、穗粒数和千粒重较高的中大穗耐密型玉米杂交种,出籽率较高;从玉米的形态性状来看,穗行数和穗粗对产量的影响大于行粒数和穗长对产量的影响。     

不同春玉米品种花后光合物质生产特点及碳氮含量变化

玉米高产实践表明增加花后干物质生产对于产量的进一步增加具有重要作用。为了探明高产条件下花后干物质生产增加的原因,本研究比较了玉米品种登海661 (DH661)、中单909 (ZD909)和970的产量差异,并利用产量性能分析理论剖析了花后的产量性能参数,分析了花后主要功能叶穗位叶的叶绿素含量、净光合速率和碳、氮含量的变化。结果表明,品种间的产量差异显著,产量较高的品种(DH661和ZD909)具有较高的穗粒重,而DH661具有较多的穗粒数(466.7),ZD909具有较高的粒重(392.7 g);产量较高的品种后期干物质生产及其向籽粒的分配比例高,产量性能分析表明花后的平均叶面积指数(mLAI)及光合势(LAD)与干物质生产及产量均呈显著正相关;产量较高的品种花后穗位叶叶绿素、全碳和全氮含量下降慢,碳氮比值增加慢,光合速率在整个灌浆期相对较高,光合产物不仅向籽粒运转,还能在叶片中以淀粉的形式持续积累,在后期随着光合速率的下降,淀粉才开始降解向籽粒运输。可见玉米花后碳氮代谢协调、光合作用和物质生产能力衰减缓慢对于有效维持较高平均叶面积指数和光合势,进一步提高作物产量具有重要意义。     

5个玉米新组合产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

为了揭示玉米主要农艺性状对产量的影响,以‘盛农玉6号’、‘LCBB18-12’、‘百隆玉303’、‘惠农单5号’和‘西抗18’5个玉米新组合为材料,用Excel和SPSSPRO在线统计分析平台对包括生育期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、秃尖、单穗粒重、百粒重和产量的11个农艺性状进行灰色关联度分析。结果表明,所考察的性状对产量的影响依次为穗行数(0.85)、穗粗(0.846)、百粒重(0.845)、株高(0.843)、单穗粒重(0.839)、生育期(0.827)、穗长(0.817)、行粒数(0.812)、穗位高(0.812)、秃尖(0.59)。除秃尖以外的9个性状与产量的关联度均较大,关联系数在0.8以上,秃尖这一性状与产量的关联度相对较小,关联系数为0.59。由此可推断,穗行数、穗粗、百粒重、株高、单穗粒重、生育期、穗长、行粒数、穗位高是产量构成的主要因子。该结果为高产育种实践提供理论参考。     

Yield Components of Apical and Subapical Ear Contributing to the Grain Yield Responses of Prolific Maize at High and Low Plant Populations

Subapical ears are largely responsible for grain yield variations in prolific maize (Zea mays L.) grown under conditions favourable for the expression of prolificacy trait, but limited information exists on yield components contributing to yield responses. A field experiment was conducted to determine the yield components of apical and subapical ear in prolific maize after various pollination treatments at two plant populations. Hybrid Pioneer 3733 was grown in the perfect stands of 71 428 and 35 714 plants ha^?1. Three pollination treatments were carried out: (i) free pollination; (ii) subapical earshoots were covered to prevent pollination; and (iii) apical earshoots were covered to prevent pollination. Grain yields of free pollinated plants were by 50.1 % larger at low plant population (265 g per plant) than at high plant population (177 g per plant) due to a 45.3 % increase in kernels per plant, whereas 1000‐kernel weight slightly increased by 3.3 %. These increased kernels per plant at low plant population were, in part, the result of kernel increments on apical ear (10.1 %), and mainly associated with kernels from subapical ears that did not occur at high plant population. At low plant population, the total grain yield per plant was reduced by 94 g (35.5 %) after the apical ear was bagged to prevent pollination, but only 52 g (19.6 %) when the subapical ear was bagged. When subapical ear development was stopped at low plant population, grain yield on apical ears increased by only 3.9 % as a result of heavier 1000‐kernel weights, clearly demonstrating limitations in kernel set and size. After grain development on apical ear was prevented, subapical ear enlarged to 80.3 % of maximum apical ear yield because the former had, on average, 2.5 % lighter 1000‐kernel weight and 17.5 % fewer kernels than the latter. Ears did not differ in row number when only apical or subapical ear was developed on plant, whereas subapical ears tended to have fewer rows than apical ears when both were present on the same plant. Our results showed that: (i) plant population affected all yield components on both apical and subapical ear except row number; (ii) the occurrence of subapical ear is triggered by achieving maximum potential kernel set on apical ear; and (iii) subapical ear is inferior in potential grain yield to apical one even when the latter was prevented from pollination.