长期定位施氮条件下种植密度对冬小麦石4366品质和氮肥利用的影响

为探究长期施氮条件下种植密度对冬小麦品质特性和氮肥利用的调控作用,在长期定位试验的基础上,2020-2021年度采用裂区试验设计,主区为施氮量,设75 kg·hm^-2（N75）、150 kg·hm^-2（N150）、225 kg·hm^-2（N225）和300 kg·hm^-2（N300） 4个水平;副区为种植密度,设225×10⁴ 株·hm^-2（D225）、300×10⁴株·hm^-2（D300）、375×10⁴株·hm^-2（D375）、450×10⁴株·hm^-2（D450）和525×10⁴株·hm^-2（D525）5个水平;分析了不同施氮条件下种植密度对石4366产量、粉质特性、RVA特性、拉伸特性及氮肥利用率的影响。结果表明,不同施氮量和密度组合下籽粒产量和品质相关指标有较大差异,施氮量对氮肥农学效率和氮肥偏生产力有显著影响。小麦产量随着施氮量的升高而增加,施氮量225 kg·hm^-2、密度范围375×10⁴~525×10⁴株·hm^-2和施氮量300 kg·hm^-2、密度范围225×10⁴~450×10⁴株·hm^-2组合下均能获得较高产量。蛋白质含量、容重和湿面筋含量随着施氮量增加呈升高趋势;稳定时间和粉质质量指数随着施氮量增加呈先升高后降低的趋势,N225下粉质参数最高。小麦籽粒品质和面粉粉质指标均随种植密度的增加而增加。施氮量225 kg·hm^-2、密度525×10⁴株·hm^-2组合是小麦粉质指标最优组合。淀粉RVA参数在施氮量225 kg·hm^-2、密度225×10⁴株·hm^-2处理下最好。拉伸特性在施氮量225 kg·hm^-2、密度450×10⁴~525×10⁴株·hm^-2组合和施氮量300 kg·hm^-2、密度225×10⁴株·hm^-2组合下较好。氮肥农学效率和氮肥偏生产力在施氮量225 kg·hm^-2、密度375×10⁴~525×10⁴株·hm^-2组合下较高。综合籽粒产量、品质相关指标和氮肥利用效率的结果,本试验条件下,施氮量225 kg·hm^-2、种植密度450×10⁴~525×10⁴株·hm^-2可作为石4366高产、优质的较佳肥密组合。     

高油玉米花粉直感等遗传效应对普通玉米产量及品质的影响

通过大田试验筛选出了高油玉米为普通玉米单交种授粉来达到增产和提高普通玉米含油量、蛋白质含量的组合。所筛选出的3个组合(SN3×HO115、SN3×HO298、SN98-1×HO298)中,与普通玉米自身相比较,子粒产量分别提高1 457.6、1 465.1和1 363.1 kg/hm²,油产量分别提高296.1、323.3和300.8 kg/hm²,蛋白质产量分别提高296.0、15.6和389.6 kg/hm²。高油玉米的花粉直感及与普通玉米杂交的杂交优势效应在大田玉米生产中应用前景广阔。     

株行距配置对宽幅播种小麦产量形成的影响

为探明不同株行距配置对宽幅播种高产栽培下冬小麦产量形成调控的生理基础,选用高产冬小麦品种泰山28为材料,采用裂区设计,主区为种植密度（150×10⁴、225×10⁴和300×10⁴株·hm^-2）,副区为播种行距（25、20和15 cm）,研究了不同株行距配置下小麦干物质积累、转运及产量的影响。结果表明,在150×10⁴株·hm^-2种植密度下,小麦干物质积累量均处于较低水平,产量亦较低;在种植密度225×10⁴株·hm^-2配置20或25 cm行距和种植密度300×10⁴株·hm^-2配置25 cm行距时,小麦干物质积累量和产量均达到较高水平。在种植密度225万株·hm^-2和行距20 cm处理下,小麦开花前营养器官贮藏的同化物向籽粒的转运量、开花后光合产物在籽粒中的积累量及其对籽粒产量的贡献率均显著高于其他处理。泰山28在种植密度225×10⁴株·hm^-2配置20或25 cm行距和种植密度300×10⁴株·hm^-2配置25 cm行距下均可实现三者的协调,获得较高的产量。因此,合理的种植密度和行距配置是实现宽幅播种高产栽培小麦高产的重要技术途径。     

优质高产极早熟春玉米边三2号的选育及栽培技术

边三2号是黑河农科所以单交种(kmo38×kin130)为母本，以NB15B为父本杂交育成的极早熟高产玉米新品种，具有产量高、品质好、抗逆性强、活秆成熟等特点。适合在黑龙江省第五积温带种植，种植密度为55000～60000株/hm²。     

稻茬晚播小麦高产群体特征分析

为给稻茬晚播小麦高产、稳产栽培提供参考,以扬麦23为材料,在稻茬晚播（12月5日,较适播期晚约30~40 d）条件下设置不同密度、氮肥施用量及运筹处理,按产量高低划分为不同产量水平群体（≥6 750 kg·hm^-2高产;6 000~6 750 kg·hm^-2中产;<6 000 kg·hm^-2低产）,研究了晚播小麦高产群体的产量及其结构、群体质量特征和光合特性。结果表明,稻茬晚播条件下,产量大于6 750 kg·hm^-2小麦高产群体的平均穗数、穗粒数、千粒重分别为516×10⁴·hm^-2、36粒、39.8 g。通径分析表明,穗数对产量的影响最大,穗粒数与千粒重的影响较小。稻茬晚播小麦在以下条件下有利于达到6 750 kg·hm^-2产量水平：拔节期、开花期茎蘖数在1 350×10⁴·hm^-2、700×10⁴·hm^-2左右,茎蘖成穗率为38%左右;开花期的干物质积累量为13 500 kg·hm^-2左右,成熟期为18 500 kg·hm^-2以上,花后干物质积累量大于5 300 kg·hm^-2;孕穗期、开花期、乳熟期LAI控制在7.5、5.5、3.5左右;提高花后旗叶SPAD值以及净光合速率,尤其是乳熟期。本试验条件下,稻茬晚播小麦实现高产的最佳组合为密度330×10⁴株·hm^-2、施氮量225 kg·hm^-2和氮肥运筹6∶0∶2∶2处理。     

玉米热带资源的改良

美国在玉米热带资源改良方面取得了重要进展。得到了产量超过B73Ht×Mo17Ht的一些双交组合、单交组合和一些配合力高的优良自交系，同时测定了许多群体的配合力。这些优良的组合、群体和自交系是： ①双交组合有(105.5×8101)×B73Ht/Mo17Ht，(105.5×304.54)×B73Ht/Mo17Ht，(105.5×155)×B73Ht/Mo17Ht，(105.5×155.504)×B73Ht/Mo17，(105.5×304.504)×B73Ht/Mo17Ht等13个。 ②单交组合有Tecpeno×B73Ht类型的16个组合。 ③群体有Bov582，Bov585，Gua110，San349，Gua597。 ④自交系有1408—3，1401—1.1411—1，1411—7，1424—3，1424—4，1425—3，1496—1，1497－1。     

播期和密氮组合对镇麦10号干物质积累及产量的调控效应

为确定江苏淮南麦区红皮强筋小麦高产栽培的适宜播期、种植密度和氮肥施用量,选用红皮强筋小麦新品种镇麦10号作为试验材料,在基施45%复合肥375 kg·hm^-2和尿素150 kg·hm^-2条件下,分析了播期和密氮组合对小麦群体干物质积累和产量的影响。结果表明,播期和密氮组合对镇麦10号产量及干物质积累量有极显著的影响。随着播期的延迟,镇麦10号产量先升后降,穗数和千粒重下降,穗粒数略有增加。11月5日播种较10月20日和11月20日播种分别增产2.26%和10.59%;种植密度对籽粒产量的影响因播期不同而有所差异;种植密度增加有利于提高有效穗数,但降低穗粒数和千粒重。10月20日播种时,提高种植密度不利于产量的增加,在基本苗225×10⁴ 株·hm^-2下平均产量最高,较基本苗300×10⁴ 和375×10⁴ 株·hm^-2分别增产3.52%和9.21%;11月5日和11月20日播种时,籽粒产量随着密度的提高而增加,以基本苗375×10⁴ 株·hm^-2的产量最高,较基本苗225×10⁴ 和300×104株·hm^-2分别增产6.32%、4.89%和4.58%、3.25%。增加追氮量有利于穗数、穗粒数和千粒重的增加,但过量追氮时,穗数、穗粒数和千粒重降低;追施纯氮120 kg·hm^-2可显著提高籽粒产量,追氮量过多过少均不利于产量的增加。早播、增加种植密度、增施氮肥均能促进镇麦10号干物质积累,但不利于产量的提高。在本试验条件下,镇麦10号高产最适播期为11月5日,最优密度为375×10⁴ 株·hm^-2,适宜追氮量为120 kg·hm^-2。     

配制玉米改良单交种及其利用效果

从1987年引进玉米姊妹种配制改良单交技术以来，先后配制了中单2号、成单13、丹玉13和川农单交9号等7个改良单交种，结果都比配制相应的单交种增产38.88%－174.68%，其种子质量也好于相应单交种，其一代种又比相应单交种增产2.57%－6.19%。1989年以来，我县共推广改良单交种7.333万hm²，获得较好的增产效果。     

北疆超晚播小麦品种生育特性及产量比较

为探明北疆超晚播条件下,冬、春性小麦品种间生育特性及产量的差异,采用田间试验（10月31日播种,冬前不灌水）,比较了6个冬性和5个春性小麦品种的生育特性及产量。结果表明,春性品种出苗率明显高于冬性品种,春性品种平均生育期（91.8 d）比冬性品种(95.0 d)短约3.0 d;春性品种总茎数平均峰值（869.3×10⁴·hm^-2）明显高于冬性品种（772.4×10⁴·hm^-2）;叶面积指数和干物质积累量的平均值在春、冬性品种间差异不明显;新冬41、新春6号、新春43号的产量较高,为7 581.6~7 935.6 kg·hm^-2,获得高产的穗数为431.7×10⁴~515.8× 10⁴·hm^-2,穗粒数 31.6~36.3,千粒重46.8~52.8 g。综合考虑产量、出苗率、成熟期等因素,初步认为新春6号、新冬41号、新春43号适合在北疆超晚播。     

灌水和施肥对垄作沟灌啤酒大麦产量及水分利用效率的影响

为给甘肃河西绿洲灌区啤酒大麦垄作沟灌栽培的水肥管理提供参考,通过裂区试验,设置4个不同灌溉定额(1 500 m·hm^-2、2 100 m·hm^-2、2 700 m·hm^-2和3 300 m·hm^-2)和3个不同施肥水平（N 75 kg·hm^-2+P₂O₅56.25 kg·hm^-2、 N 150 kg·hm^-2+P₂O₅112.5 kg·hm^-2、N 225 kg·hm^-2+P₂O₅168.75 kg·hm^-2）,研究了灌水和施肥对垄作沟灌栽培啤酒大麦产量及水分利用效率的影响。结果表明,灌溉定额、施肥量及水肥互作对啤酒大麦的产量和水分利用效率均有明显影响。当灌溉定额从1 500 m·hm^-2增大到2 700 m·hm^-2时,啤酒大麦千粒重提高5.36 g,成穗数增加1.16×10⁶·hm^-2,增产57.99%,水分利用效率提高24.12%;灌水量超过2 700 m·hm^-2时,增产效果不明显。在N 75～150 kg·hm^-2、P₂O₅56.25～112.5 kg·hm^-2范围内,增施肥料有利于啤酒大麦千粒重和穗粒数增加,并显著提高产量和水分利用效率。在灌溉定额2 700 m·hm^-2、纯N 150 kg·hm^-2、P₂O₅ 112.5 kg·hm^-2条件下,垄作沟灌栽培啤酒大麦的产量和水分利用效率分别为6 239.84 kg·hm^-2和13.33 kg·mm^-1·hm^-2,水肥利用效果和经济效益相对较优。     

加拿大早熟群体杂交选系农艺性状的综合评价

以80份加拿大玉米群体杂交选系为材料,通过田间农艺性状鉴定结果表明,供试自交系存在丰富的表型遗传变异.主成分分析结果筛选到12份综合性状表现优良的杂交选系,SW1184(B73×EP8)、SWl084(M017×EP3)、SW1081(Mol7×EP3)、SW1195(掖478x EP18)和Sw1137(龙抗11×EP21)等选系生育期较早,株高和穗位高适中,花期间隔较短,单株产量和百粒重较高,出籽率较高,其他性状综合表现较好.SW1184(B73×EP8)各性状表现均 优良,在育种中可优先利用.     

玉米幼苗叶表面蜡质含量及成分对干旱胁迫的响应

选用抗旱性不同的两个玉米自交系Mo17和B73为试验材料,采用盆栽控水试验,设置干旱和正常浇水两个处理,研究干旱胁迫对两个玉米品种3叶期幼苗叶面蜡质含量及成分变化的影响。结果表明,在干旱处理条件下,Mo17和B73的叶片失水率和叶绿素的抽提率均低于正常条件;两个品种叶面的蜡质含量均明显高于正常条件下的蜡质含量,且Mo17在正常和干旱条件下蜡质含量均高于B73。此外,在干旱条件下,蜡质合成相关的基因KCS、CER1、CER2、GL1、GL2和GL15的表达也明显增高。玉米叶片表面蜡质合成是应答干旱胁迫的一种重要方式,抗旱品种Mo17的抗旱性比B73要强,其表面蜡质合成较强是其中一个重要原因。     

高纬度地区两个玉米半外来群体的改良和利用研究

以2个由亚热带群体和与之杂种优势关系最近的温带核心种质代表系杂交构建的半外来群体为试验材料,将其中的部分选系与测验种测交,通过杂种优势和配合力来分析改良效果,为这些半外来群体及其选系在高纬度地区的继续改良和利用提供依据。结果表明：半外来群体B73×Pob45与旅大红骨群和Lancaster群测验种有较大的杂种优势和特殊配合力,Mo17×Pob46主要与改良Reid群测验种有较大的杂种优势和特殊配合力,其中的部分选系有进一步改良和利用的价值。     

利用不同群体对玉米株高和叶片夹角的QTL分析

应用H21×Mo17、自330×K36、B73×L050这3个F23∶群体为作图材料,利用SSR等分子标记,对株高、穗位高和叶片夹角3个性状进行了数量性状位点(QTL)分析。对株高共检测到18个QTL,对穗位高检测到12个QTL,对叶夹角检测到9个QTL。在这些影响不同性状的QTL中,有一部分处于染色体上的同一区域,有的则是区域间部分重叠或处于邻近区域。此外,有的QTL还与其他研究中发现的影响相应性状的质量性状基因位点处于相同基因组区域。     

Photosynthetic components associated with differential senescence of maize hybrids following ear removal

The effect of ear removal on carbon exchange rate (CER), leaf resistance, transpiration and internal CO₂ concentration of leaves for two field-grown maize (Zea mays L.) hybrids was determined using a portable photosynthesis system. Ears were removed 15 days after anthesis and measurements were made at intervals during grain development on the first leaf above the ear. Leaf CER and transpiration of earless cv. B73 × Mo17 plants were lower than controls by 4 days after ear removal (DAER) and were not detectable by 18 DAER. In contrast, ear removal from cv. FS854 plants did not affect leaf CER or transpiration relative to eared controls until 9 DAER, and leaves retained 20% of maximum CER and transpiration by 29 DAER. The decline in CER in both hybrids did not appear to be due to stomatal closure, as initial internal CO₂ concentrations were sufficient to support adequate CER. The levels of CER, transpiration, and leaf resistance were consistent with visual estimates of leaf senescence.Grain harvested from the eared plants used for CER measurements showed that FS854 plants had more (23%) and heavier (4%) kernels than B73 × Mo17 plants. For FS854, the larger kernel number of comparable weight was attributed to the maintenance of a relatively higher level of leaf photosynthesis during the later stages of grain fill. The differences in CER and visual ratings indicate that the rate of leaf senescence following ear removal may be useful in identifying hybrids with late-season photosynthetic capabilities and high production potential.     

玉米根部萜类合酶基因对干旱与激素处理的表达差异分析

选用两个具有抗性差异的玉米自交系B73与Mo17,分别对其根部进行干旱、脱落酸(ABA)、茉莉酸甲酯(MeJA)以及茉莉酸甲酯与乙烯利联合(MeJA/EP)处理,定量检测4个与防御相关的萜类合酶基因An2、ZmTPS6、ZmTPS8以及ZmTPS26的表达情况。结果表明,4个基因在B73与Mo17应对干旱和ABA处理时基因表达差异明显。在Mo17中,干旱胁迫以及ABA处理显著诱导4个基因的表达;在B73中,干旱处理导致An2、ZmTPS6和ZmTPS8基因表达下调,在ABA处理下时,只有ZmTPS6被显著上调;MeJA与MeJA/EP处理在B73与Mo17中都能上调4个基因的表达,但在Mo17中的诱导程度更剧烈。B73与Mo17的根部在响应胁迫时存在显著的萜类代谢差异,可能为其抗性差异原因之一。     

10个玉米自交系穗部性状的配合力分析

采用5×5不完全双列杂交设计,对10个玉米自交系的单株产量等7个性状的一般配合力和特殊配合力进行了分析。结果表明:交51、7922、丹340、自330有较高的一般配合力,黄早四×7922、自330×木4、Mo17×5331、丹340×095、32×7922、自330×交51和丹340×交51有较高的特殊配合力。在所有杂交组合中,丹340×交51的产量最高,丹340×095、自330×交51的产量次之,这3个组合可作为潜势组合进一步试验。在选择性状时,玉米穗长、穗粗、穗行数和单株产量宜早代选择,行粒数、出籽率、百粒重宜晚代选择。     

玉米耐盐碱生理特性的杂种优势及遗传分析

利用7个自交系进行4×3不完全双列杂交,获得12个杂交组合,在盐碱土和黑土条件下进行盆栽试验,调查苗期植株形态(株高、叶面积)与生理特性(SOD、POD活性),并进行杂种优势及遗传分析。结果表明,4个指标可以用于鉴定玉米的耐盐碱性,盐碱胁迫下玉米幼苗株高和叶面积降低,SOD、POD活性升高。不同自交系耐盐碱能力差异显著,根据4个指标及减少比例进行动态聚类,筛选出郑58是耐盐碱能力较强的自交系,Mo17对盐碱最敏感,5个中耐品种中昌7-2、444和B73偏敏感。杂交种间耐盐碱能力差异显著,郑单958、郑58×178、郑58×Mo17和黄C×178是耐盐碱性较高的杂交组合,444×Mo17是敏感组合。杂交种的耐盐碱性能与性状的杂种优势无关,与亲本的耐盐碱程度有关。4个指标的广义遗传力较高,非加性遗传的作用较突出。因此,筛选耐盐碱的自交系时既要考虑有关性状,又要考虑其性状对比非逆境条件下的变化率。     

低磷胁迫下玉米自交系配合力分析

缺磷是限制作物生产的重要因素之一。通过遗传改良提高玉米杂交种的磷吸收利用能力,是提高磷肥利用率的一条重要途径。本研究利用磷肥长期定位田,在前期磷高效自交系筛选的基础上,对低磷胁迫下玉米自交系的配合力进行分析,以期为磷高效育种选择亲本提供依据。研究结果表明,鲁原92×7922为高磷高效型杂交组合,减产率达67.2%;Mo17×7922为低磷高效型杂交组合,减产率只有3.5%。耐低磷育种中,高配合力自交系为CA200和Mo17;低配合力自交系为丹黄02、107、原引1号、鲁原92、3189、Oh43和黄C;中配合力自交系为91041-1、CA170、L种和7922。低磷条件下,组合产量与空秆率、成熟期熟相呈负相关,即早熟型且空秆少的玉米品种较为耐低磷胁迫。     

对导入Suwan1玉米种质选育自交系的评价

试验选用地方常用系甸骨11A、红玉米、长3、Mo17、黄早四导入Suwan1种质选育的自交系5份,分别与选定测验种杂交。通过改良系与未改良系、改良杂交种与未改杂交种的比较,结果表明改良系生育期延后,穗行数增加、百粒重下降、单株产量提高,增产幅度在3.9%～43.5%。改良系与选定测验种的杂种优势表现:甸骨11A改良系与红玉米、红玉米改良系与甸骨11A、长3改良系与海014的产量对照优势显著高于相邻对照;红玉米改良系与C500、Mo17改良系与B73和444的产量对照优势为正,长3改良系与龙抗11,黄早四改良系与Mo17和8112的产量对照优势为负,但与相邻对照差异均不显著;甸骨11A改良系与早大黄的产量对照优势为负并差异显著,其杂交种丝黑穗发病率25.3%。