苗期与拔节期淹涝抑制夏玉米生长发育、降低产量

为了探明夏玉米对不同淹涝时期与历时的响应规律,采用防雨棚下有底测坑试验在夏玉米的苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期分别设置不同的淹涝天数(2、4、6、8、10d),分析了淹涝时期与历时对夏玉米生长发育及产量性状的影响。研究结果表明,淹涝对夏玉米株高的影响随着淹涝时期的后移而减小,苗期淹涝对株高影响最大,拔节期次之,抽雄吐丝期影响较小,且随着淹涝历时的增加株高呈降低趋势,而灌浆期淹涝对株高无显著性影响。苗期淹涝解除后,因玉米前期的补偿生长能力强,受涝处理的株高与对照(CK)间的差异随生育进程的推进逐渐减少;而拔节期淹涝植株的补偿生长能力较弱,各处理灌浆期的株高与CK间的差异仍较大。不同淹涝处理下叶面积指数(LAI)的变化趋势与株高一致,任一生育期发生淹涝,其LAI随着淹涝历时的增加逐渐降低。与CK相比,苗期、拔节期、抽雄吐丝期和灌浆期淹涝使株高和LAI平均分别降低5.49%～45.26%、2.38%～35.62%、1.60%～8.23%、0.63%～5.15%和17.36%～62.42%、14.81%～46.56%、4.40%～17.34%、1.97%～15.39%。淹涝对夏玉米生长发育进程也具有明显影响,特别是在生长前期,苗期淹涝对玉米生育进程的影响最大,其次为拔节期,抽雄吐丝期影响很小,灌浆期无影响。此外,任一生育阶段发生淹涝,其果穗长、出籽率、穂粒质量、穗粒数、百粒质量和产量均随淹涝历时的增加呈降低趋势;苗期、拔节期、抽雄期和灌浆期淹涝分别减产17.98%～54.97%、9.12%～100%、2.58%～28.63%和5.93%～20.28%,其淹涝历时分别达到2、4、6、4d时就会造成显著减产,减产率分别为17.98%、21.34%、12.99%和13.52%。可见苗期和拔节期是夏玉米淹涝的关键时期,生产上应避免该生育期发生淹涝。该研究可为对夏玉米农田排水方案的合理制定、洪涝灾害损失的评估以及抗灾减灾能力的提高提供参考。     

拔节期水分冗余胁迫对淮北平原夏玉米产量形成机制的影响

为探明拔节期涝渍灾害对淮北平原夏玉米产量形成机制的影响,以登海605为试验材料,以正常水分处理为对照（CK）,在夏玉米拔节期设置淹水和渍水2个水分胁迫处理,于2018年和2020年在安徽农业大学皖北试验站进行了大田试验,分析了水分冗余胁迫对夏玉米生育进程、光合性能、干物质积累、抗倒特性、雌雄间隔期、叶粒比和产量的影响。结果表明：1）与CK相比,淹水处理和渍水处理均显著增加了拔节期-吐丝期的天数和雌雄间隔期,且淹水处理显著大于渍水处理。2）淹水处理在大喇叭口期至蜡熟期的单株叶面积、叶绿素含量和净光合速率显著低于CK;渍水处理的单株叶面积显著低于CK,但其叶绿素含量和净光合速率仅大喇叭口期显著低于CK。3）淹水与渍水处理在大喇叭口期至完熟期夏玉米的叶片、茎、穗及整株的干物质积累量显著低于CK;整株干质量是影响产量的最关键生理指标,淹水处理整株干物质质量降幅为53.99%,渍水处理为23.65%。4）淹水处理的茎粗、茎秆穿刺强度均显著低于CK,倒伏率显著高于CK,增幅为78.53%。5）淹水与渍水处理的空秆率显著高于CK;穗粒数是影响产量的最关键产量构成因素,淹水与渍水处理的穗粒数和产量均显著低于CK,穗粒数降幅分别为44.48%和30.61%,产量降幅分别为57.26%和34.68%。与CK相比,渍水处理千粒质量和叶粒比显著增加,淹水处理则显著降低。研究结果可以为涝渍灾害易发生地区夏玉米安全生产调控技术的实施提供理论依据和技术支持。     

钴对冬小麦生理生化性状和产量影响的初步研究

在潮土上采用大田小区进行了钴元素肥效试验。试验结果如下：施用适量的钴可以显著提高旗叶的叶绿素含量、硝酸还原酶活性以及小麦的根系活力；各施钴处理较对照增产7．4％～20．3％，施钴量在0．75kg／hm^2以内，随着施钴量的增加，增产效应提高，当施钴量超过0．75kg／hm^2时，随着施钴量的增加，冬小麦的产量增加，但增产效应下降。经回归分析，小麦产量与施钴量呈抛物线型，回归方程为y=-1263．9x^2 2083．4x 4371．7，相关系数r=0．8910，达到5％显著水平。     

钴对冬小麦生理生化性状和产量影响的初步研究

在潮土上采用大田小区进行了钴元素肥效试验。试验结果如下:施用适量的钴可以显著提高旗叶的叶绿素含量、硝酸还原酶活性以及小麦的根系活力;各施钴处理较对照增产7 4%～20 3%,施钴量在0 75kg/hm2以内,随着施钴量的增加,增产效应提高,当施钴量超过0 75kg/hm2时,随着施钴量的增加,冬小麦的产量增加,但增产效应下降。经回归分析,小麦产量与施钴量呈抛物线型,回归方程为y=-1263 9x2 2083 4x 4371 7,相关系数r=0 8910,达到5%显著水平。     

宽行垄作增强苗期淹水夏玉米光合和抗倒性提高产量

为探明苗期淹水夏玉米对不同种植方式的响应规律,在大田条件下,以先玉335为材料,设置传统平作和宽行垄作两种种植方式,分别进行正常水分处理(模拟不淹水年型)和淹水处理(模拟淹水年型),分析了传统平作和宽行垄作两种种植方式对苗期淹水夏玉米光合特性和抗倒性能以及产量的影响。结果表明:淹水年型下,宽行垄作功能叶SPAD值和光合速率恢复至不淹水年型水平与传统平作相比提前了10 d,宽行垄作与传统平作相比在淹水年型下可以快速改善夏玉米功能叶光合能力。淹水年型下,宽行垄作叶面积在淹水后15 d即可恢复至不淹水年型水平,而传统平作至淹水后30 d仍不能恢复至不淹水年型水平,宽行垄作与传统平作相比在淹水年型下提供了更大的绿色光合面积。淹水年型下,传统平作第3节间茎粗、刺穿强度和弯折强度等抗倒指标显著变差,两年平均值比不淹水年型分别降低了20.1%、16.1%和20.0%;宽行垄作第3节间抗倒指标在两种水分年型下差异不显著;同一水分年型下,两种种植方式抗倒性能差异不显著。淹水年型下,宽行垄作空秆率和千粒质量显著低于传统平作,两年平均值分别降低了21.5%和5.7%。传统平作淹水年型下穗粒数显著低于不淹水年型(P0.05),两年平均值降低了11.3%;宽行垄作在两种水分年型下穗粒数差异不显著,宽行垄作较传统平作可以获得相对稳定的穗粒数。与不淹水年型相比,淹水年型下传统平作和宽行垄作均显著减产(P0.05),两年减产平均值分别为1 349.6和547.3 kg/hm2,但无论淹水与否,宽行垄作产量均不低于传统平作;淹水年型下,传统平作减产率显著高于宽行垄作(P0.05),两年分别高14.1%和6.8%,宽行垄作稳产性更好。研究结果可以为涝害易发生地区夏玉米高产稳产栽培提供理论依据和技术支持。     

作物产量差研究与展望

作物实际产量与潜在产量间存在较大差距,地区间甚至同一地区不同田块间作物产量也存在显著差异,这种现象在世界范围内的农业生产中广泛存在.缩小该差距对于提高粮食产量,确保粮食安全具有重要意义.本文在阐述开展作物产量差研究重要性和必要性的基础上,从产量差的内涵、研究尺度的扩展及分析方法等方面介绍了目前国内外有关作物产量差的研究进展,并综述了作物生长模拟模型在产量差研究中的应用,最后分析了目前作物产量差研究中存在的问题和不足之处,并探讨了未来作物产量差研究的发展方向.     

不同发育期干旱对冬小麦灌浆和产量影响的模拟

为探明不同强度干旱对农作物生长过程所产生的影响,本文基于作物生长模型WOFOST,采用数值模拟方法,模拟分析了河南省郑州地区冬小麦在拔节期、抽穗期和灌浆期分别发生不同程度干旱、两个发育期以及3个发育期都发生不同程度干旱对冬小麦灌浆过程和产量的影响。结果表明,当单一发育期供水减少10~30 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第14~18 d下降,可使小麦减产1.34%~12.5%,且以抽穗期干旱影响最大,其次是灌浆期干旱,拔节期干旱影响最小;当两个发育期供水都减少10~20 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第10~17 d下降,可使小麦减产4.94%~21.88%,且以抽穗期和灌浆期干旱影响为最大,其次是拔节期和灌浆期干旱,拔节期和抽穗期干旱影响最小;当3个发育期供水都减少5~15 mm时,干旱导致小麦灌浆强度在正常灌浆后的第11~16 d下降,可使小麦减产3.93%~24.84%。可见,干旱致使土壤水分亏缺,影响了作物正常的灌浆强度,进而导致作物减产。干旱发生时段与程度不同,造成作物的减产率也不尽相同,多个发育期干旱导致小麦的减产率往往大于单一发育期干旱相叠加的效应。     

不同施氮量及基追比例对玉米冠层生理性状和产量的影响

以加拿大魁北克地区推广的玉米品种Pioneer 38B84为材料,研究不同施氮量和基追比例对玉米最上一片全展开叶SPAD值、Dualex值、净光合速率(PN)、叶面积指数(LAI)、地上部生物量、冠层叶绿素密度(SPAD×LAI)、冠层光合能力(PN×LAI)以及产量的影响。试验设5个处理:N0(基0+追0)、N20+93(基20 kg/hm2+追93 kg/hm2)、N45+68(基45 kg/hm2+追68 kg/hm2)、N113(基113 kg/hm2+追0)和SAT225[基225(播种时施氮45 kg/hm2,播种后10 d再沟施180 kg/hm2)+追0],完全随机区组设计,重复4次,基本苗为79000株/hm2。结果表明,追肥前,叶片SPAD值、PN、LAI、地上部生物量、SPAD×LAI及PN×LAI均随基肥氮量的增加而增加,Dualex值则降低。同等施氮量下,基肥配合追肥显著提高叶片SPAD值,而追肥对叶片Dualex值和PN无显著影响。虽然基肥配合追肥处理的LAI、地上部生物量、SPAD×LAI、PN×LAI在追肥后均显著低于氮肥一次性基施,但显著提高了玉米产量。基施氮肥20 kg/hm2与45 kg/hm2处理之间玉米产量无差异,但前者过早地表现出缺氮。总施氮量为113 kg/hm2时,其SPAD值、Dualex值、PN、LAI、地上部生物量、SPAD×LAI以及PN×LAI等指标在出苗后256~0 d与SAT225处理差异不显著,但产量却显著低于SAT225处理。本试验条件下,基肥量45 kg/hm2能较好地满足玉米前期生长,但总施氮量113 kg/hm2不能满足玉米全生育期的需求,需要进一步地评估适宜的施氮量。同等施氮量下,基肥配合追肥显著提高玉米产量;SPAD值和Dualex值均与玉米植株氮含量显著相关,SPAD和Dualex可以作为实时快速指导玉米追肥的有效工具。     

水位、排水量和作物产量对排水管理的响应

地下排水是优化作物产量的一个重要策略,但会加速NO3-N损失进入下游水体。因此,需要一个既维持作物产量又降低地下排水量和NO3-N输出的策略。设置控制排水、浅排水、传统排水和不排水4种处理,通过测定地下排水量、水位深度、作物产量和NO3-N输出,评估排水管理的影响。研究期间,控制排水管理和浅排水管理下的排水量较传统排水管理分别下降37%和46%,年均NO3-N损失分别降低36%和20%。控制排水小区玉米产量低于传统排水小区,然而和浅排水小区没有差异。排水区的大豆产量无显著差异。不排水小区玉米产量显著低于传统排水处理区和浅排水处理区,而大豆产量最低。排水管理可降低地下排水量并减少下游NO3-N损失,进而维持作物产量。     

黄淮地区涝渍胁迫影响夏玉米生长及产量

在黄淮平原,夏玉米常因降水过多遭受涝渍害而减产,确定其能忍受的涝渍胁迫天数,可为该区减轻涝渍引起的夏玉米产量损失和农业生产防灾减灾管理提供依据。该研究在田间条件下以玉米品种浚单20为试验材料,分别于玉米拔节期和抽雄期设置持续淹水(3和5 d)和渍水(5、7和10 d)处理,旨在研究黄淮地区夏玉米拔节期和抽雄期持续涝渍胁迫对其生长及产量的影响。结果表明:玉米拔节期连续淹水3 d或拔节期、抽雄期连续渍水5 d夏玉米产量开始降低,产量损失率随涝渍时间延长而增加:拔节期淹水3 d、抽雄期淹水5 d,其产量损失率分别为28.4%和42.8%;拔节期或抽雄期渍水5 d的产量损失分别为13.8%和5.5%(2011年)和3.0%和3.4%(2012年);拔节期淹水5 d产量损失是淹水3 d的3.1倍;拔节期或抽雄期渍水10 d产量损失分别为渍水5 d的1.3和3.0倍(2011年)、2.4和3.2倍(2012年)。淹水天数相同时,拔节期淹水产量损失率大于抽雄期淹水。所有淹水处理都会降低每平方米有效株数,而抽雄期淹水5 d还影响秃尖比,拔节期淹水5 d影响所有测定指标如收获指数、果穗性状等。不同于淹水处理,所有渍水处理都不影响每平方米有效株数,但影响果穗长和秃尖比、收获指数(抽雄期渍水5 d除外)。涝渍胁迫的后续影响与胁迫生育期、及涝渍天数有关,如抽雄期淹水3~5 d和抽雄期渍水5 d只影响乳熟期地上部分干质量累积,而抽雄期渍水7 d会影响所有生育期干质量累积。拔节期淹水5 d和渍水10 d使玉米后期(吐丝后25~35 d)灌浆速度降低59.6%和28.9%。因此在玉米实际生产中出现连续强降水天气时,建议尽快采取排涝降渍措施减少以避免玉米拔节期连续淹水3 d或抽雄期连续渍水5 d,从而降低涝渍胁迫对玉米生长及产量的影响。     

Brassinolide effects on maize (Zea mays L.) growth and yield under waterlogged conditions

Our aim was to assess if Brassinolide (BR) could ameliorate stress caused by waterlogging on maize. Two BR levels (with and without), two maize varieties [Ikom White (IKW) and Obatanpa-98 (Oba-98)] and three growth stages [control (WL_o), seedling stage (WL₁), and tasseling stage (WL₂)] were studied under waterlogging lasting 10 days. Maize growth and development were significantly (p?≤?.05) reduced by waterlogging stress under WL₁ than WL₂. Waterlogging stress at WL₁ adversely affected (p?≤?.05) the protein and relative water contents. The nitrogen (N) content among the plant partitions (leaves, stems, and grains) were reduced (p?≤?.05) at both silking and harvest. The beneficial effect of BR was more pronounced in Oba-98 with higher protein contents, dry matter yield, N-uptake and harvest index than IKW. Oba-98 was also better yielding than IKW. Thus, in a waterlogged soil, treatment of maize plants with BR at WL₁ could induce some tolerance.     

Foliar nutrition of baby corn (Zea mays L.)

Abstract

Field experiments were conducted during late Rabi (January to March) and Kharif (June to September) seasons of 2002, to study the influence of foliar spraying of nutrients on growth and yield of baby corn (Zea mays L.). The experiment was laid out in randomized complete block design with three nutrients (phosphorous [P], potassium [K] and boron [B]) each at three concentrations along with control (water spray) and absolute control (no spray). Di-ammonium phosphate, Muriate of Potash and Borax are the sources of P, K and B nutrients respectively. Results showed that spraying of P favorably influenced the growth parameters, yield attributes and green cob and fodder yields of baby corn. Application of P at 0.75% concentration at 25 and 45 days after sowing (DAS) gave significantly higher growth parameters with thicker cobs and corns, increasing the individual cob weight, which in turn increased the green cob yield of baby corn. Increased growth parameters resulted in increased green fodder yield. Application of B and K with different concentrations and P (0.25 and 0.50%) failed to influence the growth and yield of baby corn.     

玉米灌浆期渍水对产量及氮磷淋失量的影响

为了阐明渍害对土壤养分淋失及产量的影响,采用测坑控制排水试验,研究了玉米灌浆期渍水对土壤溶液中全氮、全磷及玉米产量的影响。研究表明,玉米灌浆期渍水土壤溶液全氮质量浓度最大值出现在渍水后的第5天,渍水30cm和渍水50cm全氮质量浓度最大值分别达到2.037和1.833mg/L,全磷质量浓度在渍水后的3d达到最大值分别为0.163和0.148mg/L。渍水深度30cm超过3d和渍水深度50cm超过5d均会造成玉米产量显著减少。因此,在雨季适当控制地下水位和渍水天数对玉米灌浆期的籽粒形成非常重要。该研究可以为农田控制排水设计和管理提供依据。     

Drip irrigation and nitrogen fertilization alter phenological development and yield of spring maize (Zea mays L.) under semi-arid conditions

Abstract

Maize response to deficit water and nitrogen for assessing phenological development and yield was studied under semi-arid conditions. Experiment consisting three drip irrigation levels, replenish 60 (DI₆₀), 80 (DI₈₀) and 100 percent (DI₁₀₀) of cumulative pan evaporation, and four nitrogen doses 50 (RN₅₀), 75 (RN₇₅), 100 (RN₁₀₀) and 125 (RN₁₂₅) per cent of recommended nitrogen. A Furrow irrigated treatment was kept as control/check. Significant earliness in visibility of collar of 8^th leaf, tasseling, silking and significant delay in dough stage and physiological maturity was recorded under well water treatment DI₁₀₀ as compared to DI₆₀. Days to collar of 8^th leaf, tasseling and silking had significant negative correlation, and duration of yield formation phase and days to physiological maturity had significant positive correlation with grain yield. Higher DM production, longer yield formation phase and late physiological maturity led to significantly higher grain yield under DI₁₀₀. In case of nitrogen levels, phonological characteristics like collar of 8^th leaf, tasseling and silking were significantly delayed, and dough stage and physiological maturity were advanced under nitrogen deficit treatment RN₅₀ as compared to RN₁₀₀ and RN₁₂₅. Significantly higher dry matter production and longer yield formation phase observed led to significant higher SCY under RN₁₀₀ and RN₁₂₅ as compared to RN₅₀. Yield formation phase was significantly longer under drip irrigated crop as compared to control during 2^nd year of study. Crop phenological development significantly affected by drip irrigation regimes and nitrogen levels, and there was significant correlation between phenological stages development and grain yield.     

涝渍胁迫与大气温、湿度对棉花产量的影响分析

在多雨湿润地区，涝渍胁迫与大气温、湿度共同影响作物。研究发现：作物相对产量与涝渍胁迫指标和降渍过程的大气温、湿度指标之间有密切的相关关系，其中，涝对作物的影响是第一位的；作物关键生育期受单过程涝渍胁迫时，涝后10 d内不出现高温，渍对作物的影响居第二位，出现高温天气（日最高气温不低于35℃），则渍的影响小于高温天气的影响；在多个涝渍过程连续发生的条件下，涝后10 d内日最高气温≥35℃的天数对产量的影响大于地下水埋深小于80 cm的累积作用时间对产量的影响。     

Response of maize (Zea mays L.) to potassium nano-silica application under drought stress

Abstract

To investigate the influence of potassium nano-silica (PNS) on maize plant under drought stress including non-stress (NS), moderate drought stress (MDS) and severe drought stress (SDS), a factorial experiment was conducted with completely randomized blocks with three replications. Drought stress decreased the concentrations in the shoot of phosphor (P), calcium (Ca), iron (Fe), zinc (Zn), manganese (Mn) and silica (Si) and nitrogen (N), P, Ca, Fe, Zn, copper (Cu), Mn and Si concentrations of seed. There was an increase in the concentration in the N seed and shoot potassium (K) concentration under drought stress. It was observed that applying PNS increased nutrient absorption. The highest concentration of N in the seed was obtained at 100?ppm PNS. The highest concentrations of seed K and N, Cu, Mn and Si in the shoot were found when 200?ppm of PNS was applied. Applying PNS had no significant effect on the concentrations of P, Ca, sodium (Na) and Cu in the seed, and of Ca and Na in the shoot. These findings demonstrate that the application of PNS can limit the negative effects of drought stress and improve plant’s resistance against drought stress.     

施氮水平对超高产夏玉米籽粒及植株形态学特征的影响

氮肥是夏玉米高产的先决条件,为明确不同施氮水平对超高产夏玉米（13500 kg/hm2）籽粒及植株形态学特征的影响,以苏玉30、 苏玉20、 苏玉29三个玉米品种为材料,连续4年、 在6 个施氮水平（0、 360、 405、 450、 495、 540 kg/hm2）上,对成熟期玉米籽粒及植株的形态学特征进行了统计分析。结果表明,密植条件（82500 plant/hm2）下,产量与施氮水平呈抛物线关系, 三个品种均在 450 kg/hm2 施氮水平下产量最高,分别为13798、 14531、 16787 kg/hm2。适宜的施氮水平（450 kg/hm2）可显著增加穗粒重、 粒长、 粒宽及棒三叶叶夹角角度,增大茎秆第一、 二、 三节间长度及茎粗,缩短果穗位三节间（第七、 八、 九节间）的长度。氮肥水平对籽粒厚度影响不显著。产量和茎粗与第一、 二、 三节间长度分别表现为极显著、 显著正相关关系,与第七节间长度分别表现为显著、 极显著负相关关系,而二者与其他节间长度关系不显著。因此, 育种上可选育粒长和粒宽较大的品种作为玉米超高产育种的方向; 生产上可在第一、 二、 三、 七节间伸长的关键时期, 通过氮肥运筹调节其节间长度,达到扩库、 强源、 畅流的目的,最终建立玉米的超高产群体。