间混作效果定量评价研究

间混作是耕作学研究的主要内容之一，也是生产中广泛应用的种植模式。在剖析间混作土地当量比的基础上，本文针对间混作群体的特点，对间混作效果定量评价的理论与方法进行了研究，提出了间混作当量的概念、计算公式，对其应用范围及内涵进行了讨论。     

不同基因型玉米间混作对产量的影响

不同基因型玉米间混作的栽培模式,是现代玉米生产的关键技术,是以抗性互补,育性互补,当代优势为理论基础,构建不同基因型玉米间混作复合群体,提高玉米抗逆减灾和节本增效,加快玉米由单产向籽粒生产效率转变。利用选择吉单27和金博士813两个品种进行混种处理,选择先玉335和金科玉3308两个品种进行间作处理,探究其对玉米产量的影响。结果表明,混播(吉单27+金博士813)比CK增产比例是19.23%,比金博士813增产比例是8.95%,在667 m~2产量、出籽率、千粒重三方面都好于吉单27和金博士813单种。间作(先玉335+金科玉3308)比CK增产比例是4.21%,比金科玉3308增产比例是18.78%,在亩产量均好于先玉335和金科玉3308单种,在出籽率、千粒重两方面差异不明显。针对定边区域玉米生产实际情况,应对气候变化带来的自然灾害,迫切需要为缓解产量损失和提高玉米的稳产性提供科学依据。因此建议,继续试验示范吉单27+金博士813(1+1)混作,加大其他不同基因型玉米间混组配示范。     

玉米间混作增产又减灾

2003～2004年连续两年玉米在授粉期间出现阴雨连绵天气,造成玉米授粉不良,秃尖长、缺粒多,减产幅度大。近几年来,我站向农民推广不同品种的间混作技术,取得了较好的效果,特别是在这两年中表现突出。由于在2003年的多雨天气下取得了较好的示范效果,2004年面积得到了迅速扩大。凡是应用这项技术的农户,在这两年中都取得了较好的收成。玉米间混作增产减灾的理论依据玉米是异花授粉作物,接受异种花粉,由于上位性作用,能够增产10%左右,这是玉米杂交种间混作增产的理论依据。不同玉米品种的花期和花粉量有差异,选择适当的玉米品种组合实行间混种植…     

间混作豆科牧草对青贮玉米产量及氮肥利用的影响

多样性种植是种植结构调整和土地提质增效的一种重要栽培措施,为研究多样性种植条件下青贮玉米生长发育和对氮素的响应,以期在“粮改饲”背景下氮肥高效利用、实现化肥零增长战略提供理论依据。试验于2019—2020年在云南农业大学现代农业教育科研基地进行,设置3种种植方式（青贮玉米单作、青贮玉米间作苜蓿、青贮玉米混作白三叶草）和3种施肥水平（常规施氮N3=345 kg/hm²;减氮20%N2=276 kg/hm²;减氮40%N1=207 kg/hm²）,分析不同处理对青贮玉米生长发育、产量及氮素吸收利用的影响。结果显示：（1）青贮玉米株高、茎粗和叶面积指数随施氮量的减少而下降,而混作白三叶草能减缓减氮对青贮玉米叶面积等农艺性状变差的影响,减氮40%条件下,能提高青贮玉米叶面积指数17.87%。（2）单作减氮40%条件下青贮玉米鲜草质量和干草质量显著降低,分别降低10.9%和21.3%;减氮40%和20%条件下,间作苜蓿和混作白三叶草处理较常规施氮单作处理干草质量分别仅降低14.2%、9.3%和9.6%、7.4%。（3）青贮玉米氮素...     

不同玉米基因型幼苗缺锌敏感性评价

采用砂培试验方法,在缺锌条件下对35个玉米基因型的缺锌敏感性及相关影响因子进行了比较和评价。根据培养试验中玉米幼苗叶片缺锌症状出现的严重程度和时间早晚,将供试玉米基因型划分为缺锌敏感型、中等敏感型和非敏感型3种类型。对10个缺锌敏感型和非敏感型玉米基因型进行比较发现,外界缺锌对玉米幼苗期的生物量影响不大,敏感型玉米基因型仅仅从外观上显示出缺锌症状。缺锌能显著降低缺锌敏感型玉米基因型叶片的叶绿素含量,而对非敏感型玉米基因型的叶绿素含量影响较小。缺锌敏感型玉米基因型的根冠比普遍较大,其根冠比均大于1,而非敏感型玉米基因型的根冠比却等于或小于1。缺锌敏感型玉米基因型种子中P/Zn较高,非敏感型玉米基因型的P/Zn较低。在缺锌条件下,缺锌敏感型玉米基因型锌从种子向地上部转移的转移率更高。总的来看,玉米种子中的P/Zn可以作为判断玉米生长期内缺锌敏感性的一个重要指标,玉米幼苗的根冠比可以作为鉴别缺锌敏感性的另一指标。     

不同种植方式土地利用效率的定量评价

 【目的】针对目前土地当量比在间作应用中存在的问题，分析土地当量比概念的实质是评价不同种植方式的土地利用效率。【方法】采用理论分析与田间试验结果相结合的方法。【结果】在研究土地当量比内涵的基础上，结合实例进一步就应用土地当量比评价复种套作、间混作及轮作等不同种植方式的土地利用效率进行了深入探讨，明确了土地当量比是评价不同种植方式土地利用效率的客观指标。【结论】复种套作、间混作及轮作的土地当量比分别为1.68、1.38和1.21，三种不同的种植方式土地利用效率较单作分别提高68％、38％和21％。     

带型对小麦间作玉米产量和种间竞争力的影响

以小麦/玉米间作为对象,设置3种不同带型模式(小麦/玉米行比为6:2、6:3和6:4),研究间作体系中带型改变对种间竞争力和群体产量的影响,旨在为间作高产优化带型提供依据。结果表明:试验采用的3种小麦/玉米间作模式均具有明显的产量优势,各处理的土地当量比(LER)均大于1。间作优势随玉米行数的增加呈增大趋势,6:4(W6M4)模式的LER、时空当量比和土地利用率分别较6:3(W6M3)模式高3.5%、5.2%和4.3%,较6:2(W6M2)模式高3.0%、8.1%和5.2%。增加玉米行数能够显著提高小麦相对玉米的种间竞争力(A_(wm)),6:4间作处理的A_(wm)分别较6:3模式和6:2模式高7.3%和14.1%。复合群体产量与种间竞争力呈显著的线性增长关系。因此,提高间作小麦的竞争力有利于间作群体整体产量的提高,6:4模式获得较高产量的主要原因之一是提高小麦的相对竞争力。     

模拟铅胁迫下玉米不同基因型生长与铅积累及各器官间分配规律

我国遭受重金属污染的土地中有87%左右是中轻度污染土壤类型,深入研究不同植物对重金属的吸收和转运积累规律,是科学利用植物和土壤资源的重要基础工作.通过玻璃网室盆栽模拟污染的手段,研究了玉米6种基因型在铅中度污染胁迫(800mg·kg-1)与轻度污染胁迫(400mg·kg-1)下的植株生长、铅吸收积累及其在玉米不同器官间分配的规律.结果表明,不同铅污染胁迫下,玉米不同基因型的生长及铅吸收量达到极显著差异(P＜0.01),铅在不同器官之间的分布形式也存在显著的基因型差异.轻度铅污染胁迫不同程度地促进玉米所有供试基因型的生长,而中度污染胁迫下糯玉米基因型生物量最大.与正常土壤对照条件下的表现相比,不同程度铅污染胁迫下基因型申甜1号的生物量增幅最大,表现出较强的铅耐受能力.不同基因型的玉米体内铅积累量随着污染水平的提高而增加,各器官内铅积累浓度差异规律为根>叶>茎>穗.掖单13号具有较强的铅转运能力(TF=0.662 8),申甜1号的生物富集能力最强(BCF=0.0264),掖单13号和申甜1号均具有较强的铅吸收和积累能力,属于潜在的高积累基因型.但掖单13号根部富集量少而穗部积累多,申甜1号根中铅积累较多而果穗中较少.2个甜玉米基因型果穗内铅积累量较少,其含量符合国家规定的食品生产相应的安全标准.     

玉米不同亚种染色体C带带型分析

<正>染色体显带是一项细胞学技术,它借助特殊处理程序,使染色体特定部位显示深浅不同的带纹,以此作为鉴别染色体组和单个染色体的一种手段.这项技术1968年以来即用于哺乳动物和人类细胞研究,以后也用于植物细胞研究.本文分析了玉米马齿型、硬粒型和半马齿型三个亚种自交系染色体的C带带型.马齿型、硬粒型是纯种,其同源染色体间C带带型完全一致;半马齿型是杂种,其同源染色体间C带带型不一致,表现出明显的杂合性.     

弱光胁迫对不同耐荫型玉米果穗发育及内源激素含量的影响

2010-2011年以耐荫性较弱的玉米杂交种豫玉22和耐荫性较强的玉米杂交种郑单958为材料,在抽雄前3 d开始进行弱光胁迫处理,吐丝后10 d恢复自然光照,研究弱光胁迫及光恢复对不同耐荫型玉米果穗生长发育及其内源激素含量的影响。结果表明:弱光胁迫下,玉米果穗生长发育明显减缓,穗长、穗粗和果穗干物质积累显著减小,秃尖度变大;穗行数、穗粒数和籽粒库容显著降低;吐丝期果穗顶部小穗子房发育停滞,已有败育迹象的籽粒在恢复自然光照后无明显改善;豫玉22果穗和籽粒性状在处理间的差异程度均大于郑单958。弱光胁迫下,两玉米杂交种果穗的ABA和ZR含量均升高,而GA含量和GA/ABA比值均降低;IAA含量和IAA/ABA比值在郑单958果穗中表现为升高,而豫玉22则表现为下降。     

高效生物诱导玉米单倍体及加倍方法的研究

【目的】探讨高效的玉米单倍体诱导和加倍方法。【方法】以北方春玉米区高抗茎腐病的自交系Z99和高感茎腐病的自交系R120的杂交F1代为母本,以5个诱导系(Y601~Y605)为父本,进行单倍体杂交诱导试验;以秋水仙素作为玉米单倍体人工染色体加倍药剂,采取4种处理方法(浸种法、浸芽法、滴心叶法、注射法),每种方法设置3个质量浓度梯度(0.1,0.3和0.5mg/mL)进行单倍体加倍试验。【结果】单倍体诱导试验表明,延迟授粉(长花丝≥8cm)的平均单倍体诱导率为17.4%,约为正常授粉(短花丝≤4cm)条件下的3.3倍;伏后授粉的诱导率平均为18.9%,约为伏期授粉的3.3倍。秋水仙素加倍试验中浸种法对植株伤害较严重,存活率低于50%;注射法(0.5mg/mL)和滴心叶法(0.3mg/mL)的散粉率较高(46.9%,28.3%),相应的结实率也较高(14.6%,10.9%)。【结论】花丝长短和授粉时间对玉米单倍体诱导率有重要影响,延迟授粉时间和较低的温度有利于提高单倍体诱导率;秋水仙素加倍玉米单倍体时注射法处理效果最好,滴心叶法次之。     

宽窄行间作模式下不同玉米品种的互补抗逆增产效应研究

为探索不同玉米品种间作对植株生长、生理参数及互补抗病增产效应,进一步挖掘玉米生产潜力.以'先玉335'和'农大372'为试验材料,设置'先玉335'(单作),'农大372'(单作),'先玉335':'农大372'为1:1(间作)3种处理,研究植株生长、干物质积累、生理参数、产量及对玉米大斑病的抗性特征.结果 表明:'先玉335'和'农大372'间作对株高无明显影响,后期增加了茎粗和总绿叶面积并促进了干物质的积累;2个品种间作较单作提高了可溶性糖和蛋白含量,其中可溶性糖在灌浆和成熟期分别显著提高41.91％和47.58％,47.84％和36.55％,SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)和MDA(丙二醛)活性升高,而O2(活性氧)含量降低,叶面积指数(LIA)增大,植株紧凑,导致GA3(生长素)含量升高,ABA(脱落酸)含量降低,其中灌浆和成熟期JZ-'农大372'较DZ-'农大372'分别显著升高28.86％和22.89％,吐丝和灌浆期JZ-'先玉335'较DZ-'先玉335'分别显著降低12.99％和9.45％;间作通过增加粒重来提高产量,每公顷产量分别显著提升9.61％和13.82％,此外,间作也提高了玉米对大斑病的抗性,病情指数分别显著降低56.75％和54.29％.'先玉335'和'农大372'间作可通过调控群体结构来延缓后期叶片衰老,提高产量并增强对玉米大斑病的抗性.     

种子出苗率对玉米个体生长和群体产量的影响

为研究精量播种条件下玉米出苗率对产量的影响,采用‘郑单958’、‘京科968’和‘晋单73’3个玉米杂交种,在田间单粒播种条件下设置80%、85%、90%、95%和100%,5种出苗率,测定群体产量的变化。结果发现,3个品种的株高和穗位高不受出苗率影响,但果穗单穗重和穗长随出苗率的降低而增大,相反秃尖长度则减小。3个品种的产量在出苗率为100%时最高,随着出苗率的降低,产量呈现先轻微下降后显著下降的趋势,‘郑单958’和‘京科968’在出苗率低于95%时产量开始显著下降、而‘晋单73’则在低于90%时才显著下降。因此,为保障单粒播种玉米的高产稳产,‘郑单958’和‘京科968’的种子出苗率应该达到95%以上,‘晋单73’应达到90%以上。     

玉米花期性状主效QTL（基因）的SSR标记

【目的】筛选玉米花期性状主效QTL(基因)的SSR标记,为玉米分子育种与相关基础研究提供参考和依据。【方法】选用花期不同的玉米自交系JZ8、JZ16、JW1100为亲本,分别组配得到2个杂交后代F1(JZ8×JW1100)和F1(JZ16×JW1100),F1经自交获得2个F2(JZ8×JW1100)、F2(JZ16×JW1100)群体。从前人已报道的与玉米花期相关性状主效QTL(贡献率10%)连锁的SSR标记中,选取30对SSR标记引物,利用亲本、F1代对这30对引物进行筛选,将获得的特异性引物再通过F2群体单株花期性状与单株SSR标记的符合度和准确率验证,筛选出符合率大于50%的主效标记。【结果】umc1875、umc1016、bnlg1651、umc1115为玉米花期性状的主效SSR标记,其中标记umc1875适宜用于筛选抽雄期(DTT)、散粉期(DTP)、吐丝期(DTS)晚的材料,筛选准确率分别为57.5%,66%和61%;标记umc1016适宜用于筛选散粉期和吐丝期早的材料,筛选准确率分别为66%和58.5%;标记bnlg1651和umc1115适宜用于筛选散粉期早的材料,筛选准确率分别为69%和62.5%。【结论】筛选出4个与花期性状连锁且高通用性的标记,在分子水平上揭示了材料之间的内在联系,在某种程度上揭示了对不同的玉米材料在分子水平上直接对目的性状进行选择的可能性。     

Maize/peanut intercropping increases photosynthetic characteristics, ~(13)C-photosynthate distribution,and grain yield of summer maize

Intercropping is used widely by smallholder farmers in developing countries to increase land productivity and profitability. We conducted a maize/peanut intercropping experiment in the 2015 and 2016 growing seasons in Shandong, China. Treatments included sole maize(SM), sole peanut(SP), and an intercrop consisting of four rows of maize and six rows of peanut(IM and IP). The results showed that the intercropping system had yield advantages based on the land equivalent ratio(LER) values of 1.15 and 1.16 in the two years, respectively. Averaged over the two years, the yield of maize in the intercropping was increased by 61.05% compared to that in SM, while the pod yield of peanut was decreased by 31.80% compared to SP. Maize was the superior competitor when intercropped with peanut, and its productivity dominated the yield of the intercropping system in our study. The increased yield was due to a higher kernel number per ear(KNE). Intercropping increased the light transmission ratio(LTR) of the ear layer in the maize canopy, the active photosynthetic duration(APD), and the harvest index(HI) compared to SM. In addition, intercropping promoted the ratio of dry matter accumulation after silking and the distribution of ~(13) C-photosynthates to grain compared to SM. In conclusion, maize/peanut intercropping demonstrated the potential to improve the light condition of maize, achieving enhanced photosynthetic characteristics that improved female spike differentiation, reduced barrenness, and increased KNE. Moreover, dry matter accumulation and ~(13) C-photosynthates distribution to grain of intercropped maize were improved, and a higher grain yield was ultimately obtained.     

玉米ZmMYB59基因启动子的克隆及功能分析

为研究ZmMYB59基因启动子的表达模式,以玉米自交系‘B73’幼苗基因组DNA为模板,克隆ZmMYB59基因2个启动子片段分别命名为MYB59-P-1、MYB59-P-2,构建GUS植物表达载体pCXGUS-MYB-1K,pCXGUS-MYB-2K,并通过农杆菌介导法转化水稻‘日本晴’获得GUS植物表达载体转基因植株。通过PlantCARE软件进行生物信息学分析,发现ZmMYB59基因启动子中具有ABRE和CCGTCC-box等重要的顺式作用元件。GUS染色结果显示:1)pCXGUS-MYB-1K的种子没有着色,表明其未驱动GUS在种子中表达,pCXGUS-MYB-2K的种子胚乳边缘着色,表明其驱动的GUS在种子胚乳边缘表达;2)种子萌发期pCXGUSMYB-1K只有芽尖着色,表明其仅驱动GUS在芽尖表达,pCXGUS-MYB-2K芽尖和根均着色,芽尖着色较深,根维管束细胞少量着色,表明其驱动的GUS主要在芽尖表达,而在根部维管束组织中表达较弱;3)苗期pCXGUSMYB-1K,pCXGUS-MYB-2K植株的根、茎、叶均能着色,但后者着色较深,表明ZmMYB59基因的启动子可能是组成型启动子,同时也说明MYB59-P-1是启动子发挥正常调控功能所必须的,但启动能力不强,推测MYB59-P-2中可能存在增强启动子表达的顺式作用元件。     

花期前后高温对玉米花粉发育及结实率的影响

为明确花期不同梯度高温对玉米开花特性和花粉活力的影响,以热敏感基因型玉米品种‘驻玉309’为试验材料,于花期(吐丝前8d～吐丝后8d)进行不同程度高温(31、34和37℃)处理,测定受精结实率、雄穗性状、开花时间、花粉活力及花粉超显微结构,分析生育期前后的高温对受精结实、开花特性及花粉活力的影响。结果表明,花期高温胁迫显著降低玉米受精结实率,对抽雄吐丝间隔期无显著影响,但盛花期提前;极端高温则导致玉米抽雄期显著提前、开花期和盛花期延后,抽雄吐丝间隔期延长;花期高温使花粉粒形态皱缩、萌发孔内陷,显著降低花粉活力,且温度越高,花粉活力降低幅度越大。因此,花期前后高温通过影响玉米影响雄穗开花特性、延长抽雄吐丝间隔期、影响花粉粒形态、降低花粉活力,从而降低玉米的小花受精率和籽粒结实率。