不同水分条件下广适性小麦品种中麦175的农艺和生理特性解析

【目的】探讨小麦广适性品种在不同水分条件下的农艺和生理特征,为广适性新品种培育提供参考依据。【方法】2011-2012年和2012-2013年,选用节水品种京冬8号、高产抗倒品种矮抗58与广适性品种中麦175,在干旱和充分供水2个水分处理下,分别在河北省高邑原种场和北京中国农业科学院作物科学研究所中圃场种植,小区间随机区组设计。测定株高、抽穗期、籽粒产量和产量三要素等农艺学性状,以及春季苗期植被覆盖度（GC）、抽穗前植被归一化指数（NDVIv）、灌浆中期植被归一化指数（NDVIg）、抽穗前叶绿素含量（SPADv）、灌浆中期叶绿素含量（SPADg）、灌浆中期叶片衰老等级评分（LSS）、抽穗前叶面积指数（LAIv）、灌浆中期叶面积指数（LAIg）、叶片衰老速率（LSR）和叶片卷曲度（LRS）等生理性状,比较研究不同类型品种间的性状差异。【结果】穗粒数、LAIg和SPADv品种间差异不显著,其他性状品种间存在显著差异。与干旱条件相比,充分灌水条件下中麦175、京冬8号和矮抗58的籽粒产量分别增加1 072.6、1 274和991.7 kg·hm^-2,穗数分别增加104、15和47个/m²,千粒重分别增加0.9、1.8和1.7 g,株高分别增加7.2、9和6.2 cm,抽穗分别推迟3、2和3 d。中麦175产量和穗数较其他品种高647.3-1 505.8 kg·hm^-2和38-68.8个/m²。中麦175的平均株高、GC、NDVIv、NDVIg、SPADg、LSR和干旱环境下LRS分别是75.8 cm、13.2%、0.64、0.55、56.5、14.10和4.0;其产量、千粒重、株高、SPADg和LAIv的水分敏感指数分别为0.86、0.64、0.94、0.61和0.57。【结论】广适性品种中麦175穗数多,苗期繁茂性好,株高中等,株型紧凑,抽穗后植被指数低,叶片衰老速度慢;干旱条件下叶片发生明显卷曲,但叶绿素含量较高,叶功能好;产量、千粒重和株高的水分敏感性低,而穗数和穗粒数的水分敏感性较高,灌浆中期的叶绿素含量和抽穗前叶面积指数对水分不敏感。以上这些特性使其在水旱条件下均表现出高产。     

种植密度对郑单958叶绿素荧光参数和产量性状的影响

以郑单958为材料,设置3个种植密度,研究不同密度条件下玉米在拔节期、抽雄期、吐丝期、灌浆期、成熟期5个不同生育期穗位叶叶绿素荧光参数的变化;同时通过对比不同处理之间产量和产量性状的差异,探究适合郑单958高产栽培的种植密度。结果表明,密度对不同生育期叶绿素荧光参数变化趋势影响明显,最低荧光水平在不同处理下整个生育期呈上升趋势;最大荧光水平在全生育期内表现为先上升后下降,吐丝期达到最大值;吐丝期之后光系统Ⅱ的最大光合效率降低;光系统Ⅱ的实际光合效率在3种处理下整体变化趋势相同,最大值都出现在灌浆期,最小值出现在成熟期;随着生育期的推进光化学荧光淬灭系数总体呈先上升后下降的趋势;非光化学荧光淬灭系数总体呈先上升后下降再上升的趋势。当密度增加时,光系统Ⅱ的活性降低,量子产量会降低,光合效率下降。产量性状中穗长、穗粗、百粒重、行粒数随着密度增加表现下降,穗行数基本保持不变,出籽率表现为先上升后降低。郑单958的最高产量是在6.00万株/hm~2密度下获得,产量为9 260.43 kg/hm~2。     

灌水量对河南省夏玉米品种光合特性和干物质积累的影响

[目的]研究灌水量对河南省夏玉米(Zea mays L.)光合特性和干物质积累的影响,探讨不同夏玉米品种对干旱的响应,为河南省夏玉米种植时灌水量的选择提供科学依据。[方法]采用2因素裂区设计,以灌水量为主处理、品种为副处理。供试夏玉米品种分别为浚单20、中科11、先玉335、郑单958和浚单22。[结果]干旱胁迫下,夏玉米叶面积指数、叶绿素含量、光合速率、干物质量、穗粒数、千粒重和产量均下降,且随胁迫的加剧,下降幅度加大。[结论]河南省主推夏玉米品种抗旱性表现为中科11先玉335浚单20≈郑单958浚单22。     

不同品种玉米种植密度对其农艺性状及产量的影响

采用裂区设计,对大丰30、登海618、利民33、瑞普959、先玉335、郑单958等6个玉米品种,在6.0万,6.5万,7.0万,7.5万株/hm~2 4个种植密度下的农艺性状及产量进行研究。结果表明,各玉米品种单株叶面积和穗长随种植密度增加而减小,株高、穗位、秃尖长度随种植密度增加而增加;在6.5万株/hm~2密度条件下种植大丰30、先玉335、瑞普959,在7.0万株/hm~2密度条件下种植郑单958可以获得高产。     

花粒期干旱对春玉米产量及品质影响的研究

为保证黑龙江省玉米的高产稳产,以嫩单14玉米杂交种为试验材料,通过对花粒期的不同生育时期进行干旱胁迫处理,对春玉米的植株性状、产量性状及其品质进行测定,分析了花粒期干旱胁迫对产量及品质的影响。结果表明:花粒期不同生育时期干旱胁迫春玉米株高、单株干重、单株叶面积、产量及产量构成因子均有不同程度下降。穗粒数在抽雄期干旱处理降低幅度最大,百粒重在灌浆期干旱处理降低幅度最大,单株产量在抽雄期干旱胁迫处理减产最大;抽雄期、吐丝期和灌浆期干旱胁迫处理使籽粒粗脂肪含量下降,粗蛋白含量升高。     

冀西北玉米源库特性及产量比较研究

目的：以4个玉米品种为试验材料,比较研究高产玉米源库特征及产量关系。方法测定不同生育时期叶面积指数、叶绿素和胚乳细胞数的变化。结果群体条件下高产品种先玉335和郑单958的叶面积指数和胚乳细胞数均高于普通品种,而高产玉米先玉335和郑单958在高密度下和普通玉米叶绿素含量接近,但果、穗、叶、叶肉细胞中三、四环以上的细胞所占比例大;品种粒叶比由高到低的顺序是：超高产先玉335＞郑单958＞长城799＞张玉117,超高产先玉335和普通品种张玉117粒叶比差异极显著（P≤0.01）;4个品种茎鞘物质输出率差异极显著（P≤0.01）,由低到高的顺序是超高产先玉335＜郑单958＜长城799＜张玉117。结论试验条件下,从源库特征上比较,高产先玉335和郑单958属较典型的源库互作型,适宜在冀西北地区种植。     

不同沼液用量对夏玉米灌浆及产量的影响

以郑单958为材料,研究了3个不同沼液用量(15 000 kg/hm~2、22 500 kg/hm~2、30 000 kg/hm~2)对夏玉米灌浆速率和产量构成因素的影响。结果表明:与对照和施氮肥相比,田间浇灌沼液可改善玉米的灌浆过程,从而增加了玉米穗粗、穗行数、穗粒数、穗粒重、千粒重和单位面积产量。在3个沼液处理中,以22 500 kg/hm~2处理(拔节期、大口期、抽雄期各追施7 500 kg/hm~2)效果最好,每公顷产量可达14 006.7 kg,比对照增产40.7%。     

不同氮水平下超高产玉米品种的产量性状分析

采用相关分析、通径分析方法对8个超高产玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行了分析,结果表明,在高氮条件下(474kg/hm2),穗部各性状对玉米产量的作用依次为行粒数>百粒重>穗行数,保证吐丝期具有较高的生物量和叶绿素含量。在低氮条件下,应注重选育穗粒数多、百粒重大、吐丝期叶绿素和灌浆期生物量高的耐低氮品种(郑单958)。金山27和先玉335是高氮高效型品种,高氮水平下金山27产量较低氮水平下高68.18%,先玉335产量在高氮水平下比低氮水平增加90.40%,可在高氮水平下加以利用,郑单958在低氮水平下产量高于高氮水平,是低氮高效型品种。     

高温干旱复合胁迫对玉米光合生理的影响

以玉米耐高温品种郑单958和高温敏感品种先玉335为试验材料,采用盆栽试验,研究高温、干旱及高温干旱复合胁迫对玉米苗期叶片光合生理的影响,为培育耐高温干旱的优良玉米品种提供理论依据。结果表明,胁迫处理后郑单958叶绿素含量均较自然环境生长（CK）显著减少,且所有处理间差异显著,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大,先玉335叶绿素含量变化与郑单958一致且受胁迫影响减少幅度更大;郑单958叶绿素a/b在干旱和高温干旱复合胁迫下均大于CK,先玉335仅高温干旱复合胁迫下大于CK。胁迫处理后郑单958和先玉335叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和电子传递速率均下降或显著下降,以干旱胁迫下降幅度最大,且干旱和高温干旱复合胁迫下郑单958下降幅度大于先玉335。高温胁迫显著增加了郑单958叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性;干旱及高温干旱复合胁迫对郑单958叶片中PEPCase活性无显著影响,但显著降低了核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性。各胁迫条件下先玉335叶片中PEPCase活性均低于CK,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大;Rubisco活性均显著低于C...     

河北省10个主栽夏玉米品种的抗旱性评价

玉米是需水量大、对水分胁迫较为敏感的作物,干旱会影响玉米产量和品质,因此,筛选抗旱性强的玉米品种进行推广意义重大。选用河北省10个主栽夏玉米品种为试材,以正常灌溉为对照,分析了干旱胁迫下玉米生育期、农艺性状、产量性状和产量的变化;并分别利用抗旱指数和隶属度,对参试玉米品种的田间抗旱性进行了评价。结果表明:郑单958、伟科702、衡单6272和登海605抗旱性较好,其次是先玉335、沧玉7s和沧玉76,沧玉6s、蠡玉86和浚单20抗旱性较差。     

花期高温对不同玉米品种主要农艺形状和产量的影响

为了评价玉米杂交种的花期耐高温能力,利用智能温室模拟高温气象在玉米花期前后进处理,评价花期高温环境对阳光98等10个夏玉米杂交种的花期、植株性状与产量性状等指标的影响。结果表明,花期高温使玉米的株高、穗位高变高,抽雄期、吐丝期延后,雌雄间隔期变长,穗长、穗粗、穗粒数、穗粒重、成穗率、理论产量下降。综合不同玉米品种各性状的耐高温系数、高温处理的理论亩产和隶属函数值分析,漯玉336、阳光98、豫丰3358的花期耐高温能力强,郑单958、阳光99的花期耐高温能力较强,漯玉152、先玉335、漯玉151花期耐高温能力适中,漯玉164、漯玉167花期耐高温能力较弱。     

不同玉米品种氮素利用率差异性的研究

试验选用辽单565、先玉335、郑单958、丹玉2166、丹玉39等5个玉米品种,每个品种设4个氮素水平处理。经农艺、生理性状的分析研究,结果表明：就同一玉米品种而言不同氮素水平对各个性状的影响有一定的差异,同一品种株高、穗位变化随着氮素水平的增加而增高,穗长、穗行数、行粒数变化基本稳定。辽单565、郑单958在不同氮素水平下百粒重之间差异很大;随着氮素水平的增加,光合速率有上升的趋势;叶面积指数有下降趋势,不同氮素水平间其差异较大;不同品种的叶绿素含量不同,随氮素的变化,差异也较大;辽单565在不同氮素水平下的产量差异不显著,其次是丹玉39,而先玉335、郑单958、丹玉2166不同的氮素水平间产量达显著水平,说明辽单565和丹玉39属于对氮素利用较高的品种。     

滴灌土壤水分下限对春玉米生长发育及水分利用效率的影响

确定新疆滴灌春玉米不同生育期的适宜水分下限,可为该地区滴灌春玉米高产高效生产制度建立提供技术依据。以郑单958为试材,采用宽窄行覆膜种植,井水滴灌方式灌溉,分别在玉米拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期均设置3个不同的土壤水分下限水平,采用正交试验设计,研究了不同水分处理对春玉米生长发育和水分利用效率的影响。结果表明:滴灌春玉米不同生育阶段的适宜灌水下限不同,拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期土壤水分水下限分别为田间持水量的60%、90%和70%时,玉米生长发育最好,产量(15.61 t/hm~2)和水分利用效率〔29.14 kg/(hm~2·mm)〕最高,该处理(T_3)下全生育期总灌水量为464.2 mm。利用试验结果分别拟合产量与耗水量和水分利用效率的关系曲线,结果显示,耗水量为540.27 mm时水分利用效率最高〔27.97 kg/(hm~2·mm)〕,耗水量为570.68 mm时玉米产量最高(15.58 t/hm~2),该拟合结果与T_3处理的实际测定结果相近。滴灌条件下,春玉米拔节—抽雄期、扬花—灌浆期、乳熟—完熟期的适宜土壤水分水下限分别为田间持水量的60%、90%和70%。     

灌水对不同品种玉米产量和水分利用的影响

选用甘肃武威市黄羊镇天祝移民点主推的6个品种,研究不同品种玉米对不同灌溉制度(蒙头水;蒙头水+拔节水;蒙头水+拔节水+灌浆水)的响应。结果表明:玉米灌浆期水分消耗主要分布在20~40cm土层;不同品种玉米耗水量以‘中单909’最高(434mm),‘登海605’(411mm)次之,‘郑单958’(352mm)最低。低灌水‘浚单20’和高灌水‘先玉335’的水分利用效率较高,分别为29和28.9kg/(hm~2·mm),中灌水‘郑单958’和高、中灌水‘登海605’次之,分别为28.2和27.8kg/(hm~2·mm),低灌水‘中单909’的最低,为22kg/(hm~2·mm);高灌水‘登海605’和‘先玉335’的产量分别为12.0和11.4t/hm~2,分别较低灌水处理增产13.0%和14.2%;而‘郑单958’和‘浚单20’高灌水处理的产量分别为10.1和10.2t/hm2,与低灌水处理差异不显著。因此,在甘肃武威市黄羊镇天祝移民点,‘登海605’和‘先玉335’灌蒙头水+拔节水+灌浆水可以获得高产,‘郑单958’和‘浚单20’仅灌蒙头水即可稳产。     

黑龙江寒地高产春玉米灌浆期不同群体冠层结构与产量各因素相关研究

在大田试验条件下于灌浆期对两种株型的高产玉米品种丰禾1(平展型)及郑单958(紧凑型)的冠层结构特征进行研究,并对灌浆期冠层结构与产量及其构成因素进行相关分析。结果表明:中密度处理下(丰禾1为5万株/hm2、郑单958为6万株/hm2),灌浆末期叶面积指数最高,衰减最慢,产量最高(丰禾1为9896kg/hm2、郑单958为10867kg/hm2);灌浆期平均叶倾角总趋势为先增大后减小;两个株型玉米品种株高、穗位高均随密度增加而增大,茎粗变化趋势相反;灌浆前期和中期叶面积指数与穗数呈显著正相关,与百粒重显著负相关;茎粗与穗粒数正相关,与百粒重呈现极显著正相关。     

种植密度对不同玉米品种茎秆性状及产量的影响

为探索晋南地区玉米适宜的栽培品种和种植密度,以‘先玉335’、‘郑单958’和‘浚单20’3个玉米品种为试验材料,设置7个密度处理,4.50、5.25、6.00、6.75、7.50、8.25和9.00万株/hm~2,分析小麦-玉米一年两熟制条件下,不同种植密度对晋南夏玉米茎秆及产量等性状。结果表明:随着玉米种植密度的增加,株高和穗位高均增加,茎粗减小,倒伏率呈现增加趋势。同密度条件下,‘郑单958’的倒伏率低于‘先玉335’和‘浚单20’。‘先玉335’、‘郑单958’和‘浚单20’在种植密度为7.50、8.25和9.00万株/hm~2获得最大产量分别为1 1034、8 668和8 456 kg/hm~2。随着种植密度增加,玉米单位面积穗数增加,而穗长、穗粗、行粒数和百粒重均降低,但对穗行数的影响不显著。综合茎秆性状和产量结果看,‘先玉335’种植密度为6.75～8.25万株/hm~2时,可取得较好生产效益。     

种植密度对郑单958玉米品种产量的影响

郑单958玉米品种随着种植密度的增加,个体发育进度减慢,密度由每公顷4.5万株增加到9万株,拔节期至抽雄吐丝期可推迟1~2d;但到玉米生育后期密度大的处理则出现早衰,提前到达生理成熟期;每公顷播种9万株的处理4株高和穗位高均最高;每公顷播种7.5万株的处理3叶面积最大;穗长、穗粗、穗粒数和百粒重等穗部性状逐渐降低,而群体产量呈现先增加后降低的趋势,在达到一定密度后产量开始下降。试验结果显示:公顷播种密度在7.5~9.0万株,为郑单958的最适密度,公顷产量最高可达到13230.0kg。     

不同玉米品种产量潜力的比较研究

[目的]比较登海605、郑单958、浚单20共3个玉米品种的产量潜力。[方法]以登海605、郑单958、浚单20为试验材料,探讨不同玉米品种产量潜力,并同时研究3个玉米品种的千粒重、穗数以及穗粒数的变化。[结果]3个玉米品种的生育期、日照时数及积温表现一致,从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的叶面积系数、光合生产率及灌浆速率随生育期的推进呈先升高后降低,从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的产量、穗数及穗粒数从大到小依次为登海605、郑单958、浚单20。3个玉米品种的千粒重从大到小依次为浚单20、郑单958、登海605。[结论]在黄淮海现有的生态条件下,比较适宜种植的玉米品种是登海605及郑单958。     

密植条件下去叶对夏玉米籽粒灌浆特性及产量的影响

增加种植密度是实现产量提升的重要途径之一,但是过高的种植密度导致玉米冠层结构不合理,影响籽粒灌浆过程,制约产量提升。本研究在密植条件下,设置不同去叶处理,以期明确改变密植夏玉米冠层透光条件后夏玉米籽粒灌浆特性及产量的变化规律。本试验在10.5万株/hm~2种植密度下,以郑单958和先玉335为试验材料,于夏玉米吐丝后7天做去叶处理,分别减少植株顶部2片叶(L2)、4片叶(L4)和6片叶(L6),并设置不去叶处理为对照(L0),研究不同去叶数量对夏玉米冠层透光率、籽粒灌浆特性以及产量的影响。结果表明:减少植株顶部叶片显著改善夏玉米吐丝后30天的群体光照条件,使穗位层透光率显著提高,但是L4和L6处理导致该层内光照损失严重,生育后期叶面积指数(LAI)显著降低,而L2处理完熟期LAI显著高于L0处理,郑单958和先玉335的L2分别增加18.65%、28.56%。同时密植条件下去叶影响夏玉米籽粒灌浆特性,L2处理显著增加夏玉米籽粒体积,郑单958的L2处理籽粒体积增加5.36%,先玉335的L2处理增加6.29%。较L0而言,两品种L2籽粒灌浆速率增大,郑单958、先玉335的L2最大灌浆速率较L0分别增加6.19%、8.66%,平均速率分别增加8.10%、9.35%。L2处理灌浆速率最大时的生长量(W_(max))增加,到达最大灌浆速率时的天数(T_(max))及籽粒灌浆活跃期(P)延长,郑单958、先玉335的W_(max)分别增加8.55%、10.92%,T_(max)分别增加0.45、0.59天,P分别延长0.63、1.81天。同时L2处理籽粒干重显著增加,较对照L0,郑单958和先玉335吐丝后49天籽粒干重分别增加8.10%、9.40%。但是过度减少植株顶部叶的L4、L6处理则显著降低两品种籽粒体积和灌浆速率,W_(max)、T_(max)减少,P缩短,同时显著降低籽粒干重,郑单958的L4、L6处理吐丝后49天籽粒干重分别降低8.34%、19.05%,先玉335的L4、L6分别降低7.46%、14.90%。此外,密植条件下减少顶部叶片对籽粒产量也有显著影响,L2处理较L0显著增加籽粒产量,郑单958、先玉335产量分别增加9.14%、9.92%,但是L4、L6处理造成产量显著降低,郑单958的L4、L6处理分别减产17.22%、34.28%,先玉335的L4、L6分别减产21.13%、38.46%。可见,密植条件下减少夏玉米顶部2片叶显著改善籽粒灌浆阶段穗位层光照条件,延长绿叶面积持续期,籽粒体积、籽粒灌浆速率增加,获得较大粒重,从而显著提高夏玉米产量。     

吐丝期干旱对夏玉米叶绿素荧光特性和产量的影响

【目的】探讨吐丝期干旱胁迫造成夏玉米减产的叶绿素荧光生理机制,为夏玉米抗旱栽培提供理论依据。【方法】以夏玉米品种郑单958和先玉335为试验材料,利用具有遮雨棚的抗旱池,设充分灌水［CK,0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（75±5）%］和吐丝期干旱胁迫［0～20 cm土层含水量为田间最大持水量的（45±5）%］2个处理。测定吐丝期（0 d）及吐丝后10、20和40 d穗位叶叶片SPAD值及叶绿素荧光参数,调查成熟后穗部性状及产量。【结果】吐丝期干旱胁迫显著降低了夏玉米吐丝期及吐丝后的叶片SPAD值,以吐丝后20 d降幅最大,分别为15.38%（郑单958）和17.65%（先玉335）。干旱胁迫下,2个夏玉米品种穗位叶光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学效率（F_v/F_m）和PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）均显著下降（P<0.05,下同）,且随着干旱胁迫时间延长而加剧,以吐丝后20 d降幅最大,分别达0.036和0.574（郑单958）、0.039和0.593（先玉335）。同时,干旱胁迫还降低了穗位叶光合性能综合指数（PI_ABS）,影响程度随着干旱胁迫时间的延长而加剧,以吐丝后20 d胁迫强度最大,分别降低12.30%（郑单958）和16.87%（先玉335）。此外,在干旱胁迫结束恢复供水后,干旱胁迫处理吐丝后40 d的叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数仍低于CK,但与CK间差距缩小。干旱胁迫增加了2个夏玉米品种秃尖长,显著降低了穗粒数和千粒重,最终导致郑单958和先玉335分别显著减产10.29%和11.83%。【结论】吐丝期干旱胁迫对夏玉米穗位叶叶绿素造成了不可逆的损伤,导致叶片SPAD值、F_v/F_m、F_v/F_o和PI_ABS显著下降,限制叶片光合作用,造成减产。