高产高效夏玉米的冠层结构及其光合特性

【目的】研究高产高效夏玉米的冠层结构特性,探讨高产高效形成的生理机制,为夏玉米高产高效栽培提供理论依据。【方法】通过对播种方式、播种时间、种植密度、施肥时期及用量和收获时间等综合农艺管理措施的合理优化,设置综合生产管理（MT）和施氮量试验（NT）,研究探讨高产高效夏玉米的冠层结构特征和光合特性。【结果】施氮量试验中,施氮184.5 kg•hm-2（N2）时,产量、穗位及底层透光率达到最高,超过这一水平,产量、透光率和净光合速率均有所降低。综合生产管理中,再高产高效处理的叶面积指数从大喇叭口期（V12）到抽雄后6周（6WAT）始终维持在4.4以上,生育后期下降缓慢;穗位及底层透光率以及茎粗、穗位茎节长、株高和穗位高等植株性状整齐度相对较高,获得了10.91 t•hm-2的产量和54.97 kg•kg-1的氮素利用效率。【结论】单一增施氮肥,产量没有持续增加,冠层透光率有所下降;将栽培方式与肥料运筹结合,再高产高效处理的叶面积指数高值持续时间较长,穗位叶层透光率、植株性状整齐度和净光合速率较高,实现了产量与氮素利用效率的协同提高。     

夏玉米LAI与冠层反射光谱的定量关系

从不同角度研究夏玉米LAI与其对应冠层反射光谱的相关性.结果表明,夏玉米LAI与冠层反射光谱的定量关系以由多个单波段建立的多元线性回归模型为最优,其次是由DVI(900,730)建立的三次多项式回归模型,再次是由SAVI(950,600)建立的幂函数回归模型.     

不同株型夏玉米冠层叶片气孔特性的差异

【目的】气孔是叶片和外界环境进行气体和水分交换的重要通道,探讨不同株型玉米冠层叶片气孔特性的差异变化,对深入研究气孔特性与光合和蒸腾等重要生理过程的关系具有重要意义。【方法】以株型分别为平展型、中间型和紧凑型的玉米品种陕单9号、农大108和陕单902 3个夏玉米品种为试材,采用盆栽试验研究不同生育期及不同冠层叶片气孔密度等特性的差异和变化规律。【结果】全生育期内,各夏玉米品种叶片气孔特性存在显著差异(P<0.05):随生育期推进,叶片气孔密度逐渐上升,气孔面积显著下降,气孔长度和气孔宽度先增加后降低。不同株型玉米品种间叶片气孔密度、气孔长度和气孔宽度均以紧凑型品种高于其他株型品种,平均分别为101.8个/mm2、72.81μm、37.45μm;气孔面积的差异与之相反,以平展型品种叶片较大,平均为3 157.35μm2。全生育期内,不同株型玉米品种不同叶层叶片气孔特性存在显著差异,但缺乏普遍规律性;同株型品种不同叶层比较,气孔密度均表现为上层大于中、下层,且各层间存在显著差异。相关分析表明,气孔长度与气孔宽度、气孔面积之间均呈极显著正相关,而气孔长度和宽度与气孔密度间呈一定负相关,但差异不显著;气孔密度与气孔面积之间也表现出负相关。【结论】不同株型玉米品种叶片气孔特性的差异及变化,不仅受其本身基因型控制,而且与生育期及叶层位置有关。因此,在测定作物气孔特性时,不仅要考虑作物生育期,而且在取样时还应考虑叶片冠层位置。     

不同株型夏玉米冠层叶表观自由空间变化规律研究

以3种不同株型夏玉米为供试材料,采用盆栽试验研究了不同生育期及冠层不同叶位叶片表观自由空间的大小差异和变化规律。结果表明,在相同施肥水平下,随生育期推进,各株型夏玉米叶片表观自由空间逐渐降低;不同玉米品种冠层叶片表观自由空间在全生育期内存在极显著差异(P<0.01)。从不同株型品种叶片表观自由空间看,以紧密型品种陕单902叶片表观自由空间最大,中间型品种农大108与平展型品种陕单9号间较小,二者差异不显著;平展型品种各生育时期间叶片表观自由空间的差异较小,而紧密型品种的差异最大。全生育期内不同株型品种不同叶位间叶片表观自由空间存在明显差异,但缺乏普遍规律性;比较不同生育期内不同叶位,以拔节期不同叶位间差异较大;比较同株型品种不同叶位,以中间型品种农大108不同叶位间差异较大。以上结果说明了在研究和评价植物叶片表观自由空间时,不仅要考虑植物遗传特征,而且还需考虑植物生育期及叶位。     

不同氮素水平下夏玉米冠层光辐射特征的研究

对不同氮素水平(0、7.5和15 g&#183;m-2)下3个夏玉米品种的群体光辐射特征进行了研究.结果表明:叶面积指数(LAI)随生育进程呈抛物线单峰变化,且生长约55 d时各氮肥处理的LAI值及其差异性达到最大;平均叶簇倾斜角(MLIA)在抽雄期达到最大且随施氮量的增加而变小;散射辐射透过系数(TCDP)和直接辐射透过系数(TCRP)随生育进程和施氮量增加均呈递减的趋势,TCRP随天顶角增加呈先增后减的趋势,以37.5&#176;时最大;消光系数在抽雄期最小,且随天顶角增大而增大,随施氮量的变化因生长期而异;叶片分布(LD)值随生育进程和施氮量呈增加趋势,随方位角增大呈先增后减的趋势,以180&#176;～270&#176;最大.此结果为实现夏玉米冠层结构改良和高产、稳产目标奠定了基础.     

不同氮素水平下夏玉米冠层光辐射特征的研究

对不同氮素水平(0、7·5和15g·m-2)下3个夏玉米品种的群体光辐射特征进行了研究。结果表明:叶面积指数(LAI)随生育进程呈抛物线单峰变化,且生长约55d时各氮肥处理的LAI值及其差异性达到最大;平均叶簇倾斜角(MLIA)在抽雄期达到最大且随施氮量的增加而变小;散射辐射透过系数(TCDP)和直接辐射透过系数(TCRP)随生育进程和施氮量增加均呈递减的趋势,TCRP随天顶角增加呈先增后减的趋势,以37·5°时最大;消光系数在抽雄期最小,且随天顶角增大而增大,随施氮量的变化因生长期而异;叶片分布(LD)值随生育进程和施氮量呈增加趋势,随方位角增大呈先增后减的趋势,以180°~270°最大。此结果为实现夏玉米冠层结构改良和高产、稳产目标奠定了基础。     

株型调控对夏玉米冠层结构及生理性状的影响

以紧凑型玉米品种郑单958为材料,以"金得乐"化控试剂为调控株型的手段,在紧凑型的基础上进一步优化玉米的株型,挖掘玉米的增产潜力。试验设为3个密度:60 000、75 000和90 000株/hm2,每个密度下设置相同的化控处理:T(6+12)6、12叶展期分别叶面喷施2.25和1.5mL/L"金得乐"(EC)试剂;T(6+8)6、8叶展期分别叶面喷施1.5mL/L EC试剂;CK对照不喷施。结果表明:在不同的密度下存在着不同的理想株型。中低密度下较为理想的株型为穗位低(占株高的40%),穗位层短即棒三叶叶间距小(占株高的17%),穗位层叶面积大(占整株叶面积的29%),穗上层叶片紧凑,叶间距大。高密度下较为理想株型为穗位低(占株高35%),穗下叶面积大(占整株叶面积的47%),穗位及穗上叶片紧凑,穗位叶面积较小(占整株叶面积的26%)、穗位及穗上叶间距大。     

夏玉米不同基因型水分适应性研究

对11个玉米杂交种在充分灌溉、节灌、干旱三种水分处理下的产量结果进行了分析,结果表明,不同杂交种的水分适应性不同,有些杂交种在各种水分条件下都有较好的适应性,这些杂交种的首要特性是具有较好的丰产性,并具有一定的抗旱性。     

错株密植对夏玉米冠层特性和产量的影响

为探讨错株种植方式改善玉米密植群体冠层结构,实现增产的作用机制,以耐密品种‘郑单958’为材料,设置67 500(D₁)、82 500(D₂)和90 000(D₃)株/hm² 3个密度水平,常规对株(CK)和错株(S)种植2种方式,测定错株密植夏玉米群体冠层叶面积指数(LAI)、无截获散射(DIFN)、叶绿素荧光参数、SPAD、产量及其构成因素等指标。结果表明,密植水平和错株种植均对夏玉米冠层特性和产量产生了显著的影响。提高密植水平虽然显著增加了植株叶面积指数,降低了无截获散射;但对穗位叶叶绿素荧光参数和SPAD产生了不利影响,以90 000株/hm²密植水平下降幅最大。说明过高的密植水平不利于叶片对光能的吸收和利用。错株种植方式可有效削弱密植群体冠层叶片相互遮蔽的弊端。与对株(CK)种植相比,错株种植(S)可显著增加冠层叶面积指数,降低冠层无截获散射,优化了群体冠层结构,且对82 500株/hm²密植水平调控效果最优。同时,错株种植缓解了高密植水平对植株...     

不同栽培模式对夏玉米冠层结构及光合性能的影响

【目的】比较研究夏玉米不同栽培模式群体冠层特性、穗位叶叶绿体结构及光合性能的差异,阐明栽培模式对上述指标的调控效应,为进一步构建高效冠层结构的夏玉米高产栽培模式提供理论依据。【方法】本试验于2018—2019年在山东泰安进行,以登海605为供试品种,以当地农户栽培管理模式(FP)为对照,通过综合优化种植密度、肥料运筹和种植方式等设置超高产栽培模式(SH)、高产高效栽培模式(HH)2种优化管理模式,比较3种栽培管理模式夏玉米冠层结构、穗位叶叶绿体结构及净光合速率的差异。【结果】与FP模式相比,SH、HH模式群体上层叶片茎叶夹角小、叶向值大,中、下层叶片发育较好,叶面积指数高及高值持续期长,中部叶层光能截获率显著提高21.64%和12.63%,形成了适宜的群体冠层结构。SH、HH模式的叶绿体结构发育良好,而FP发育相对较差。SH和HH模式下穗位叶叶绿体中类囊体发育良好且数目较多,基粒片层和基质片层排列整齐、清晰,细胞内膜结构完整;FP的叶绿体中类囊体发育相对较差,发育不完全的类囊体占比较大,基质片层模糊且排列不整齐。吐丝期穗位叶净光合速率表现为SH>HH>FP,干物质积累量及产...     

夏玉米耗水量预报模型的研究

在上隔天雨、下隔地下水的测坑内研究夏玉米耗水规律。结果表明 ,苗期夏玉米耗水量与土层含水百分率呈正相关 ;拔节抽雄期夏玉米耗水量与玉米叶面积系数呈正相关 ;灌浆期夏玉米耗水量与玉米叶面积系数呈指数关系     

夏玉米肥料利用率田间试验

为探索玉米氮肥、磷肥和钾肥的利用率,掌握配方施肥减少肥料用量,提高氮肥、磷肥和钾肥利用效果,特进行夏玉米肥料利用率试验研究。结果表明:配方施肥下,施肥量减少75kg/hm2左右,氮磷钾肥利用率平均提高9.13%,增产率超过5%。     

鲁北夏玉米施锌效果及其影响因素

2010~2012年,通过玉米锌肥施用技术试验,重点研究了玉米施用锌肥的有效性及影响玉米锌肥效果的相关因素。结果表明:鲁北褐土化潮土上施用锌肥一般增产14.3%左右;以666.7m2基施1.0~2.0kg锌肥效果较佳,叶面喷施则以0.20%浓度硫酸锌效果最佳,喷施时期以苗期和拔节期施用效果较好,土壤有效锌含量在0.6 mg/kg以下时施用锌肥有稳定的增产效果。     

保护性耕作对旱作夏玉米光合和水分利用效率日变化的影响

[目的]探讨保护性耕作对旱作夏玉米(Zea mays L.)光合和水分利用效率日变化的影响,为该地区完善和推广该技术提供理论依据。[方法]以传统翻耕无覆盖(CT)为对照,研究西北旱作地区免耕不覆盖(NT)和免耕秸秆还田(NTS)处理对夏玉米抽雄-吐丝期叶片光合特性和水分利用效率(WUE)日变化的影响。[结果]夏玉米光合速率(Pn)日变化呈"单峰"型曲线,日均Pn为NTSCTNT。气孔导度(Gs)早上出现高峰,中午和下午降至低水平小幅波动,日均为NTSNTCT。WUE变化趋势与Pn相似,表现出明显的正相关性(R2=0.701*),玉米叶片WUE日均值NTSCTNT,NTS处理效果显著,说明免耕秸秆还田处理提高玉米WUE作用较好。胞间CO2浓度(Ci)与Pn变化表现出负相关性,蒸腾速率(Tr)日变化也为"单峰"型曲线,与Pn表现出明显的正相关性(R2=0.895**),日均Tr值为NTSCTNT。[结论]免耕秸秆还田措施下玉米Pn、Gs、WUE均高于传统翻耕。因此在西北旱作夏玉米田实施免耕秸秆还田既有利于作物对有限降水的高效利用,也可促进农田系统生产力可持续提高,是较为适宜的一项耕作措施。     

豫南雨养区夏玉米产量与气象因子的关系

根据豫南雨养区方城、西平两县1995-2008年的夏玉米单产和同期气象资料,分析了该区生长期间气温、降水量、日照时数等气象因子对夏玉米气象产量的影响。结果表明,水分影响夏玉米生育的全过程,与光照时数相比,气温显著影响产量,6月、8月的降水量、7月的气温是影响夏玉米产量的关键气象因子。     

密植条件下去叶处理对夏玉米籽粒灌浆及产量的影响

增加种植密度是当前玉米增产的重要举措之一。然而,随着密度的提高,群体拥挤,叶片之间郁闭遮阴,导致群体中下部叶片光合速率下降,致使籽粒灌浆受阻,粒质量降低,严重限制高密度条件下产量的进一步增加。因此,如何提高密植玉米群体对光能的有效利用,增强群体光合能力进而提升产量成为当前玉米高产栽培的关键问题。2016年在种植密度为82 500株/hm~2的大田试验条件下,以紧凑型玉米‘郑单958’和半紧凑型玉米‘强盛101’为试验材料,于吐丝后7d进行不同程度去叶处理,即分别去除顶部1片叶(S1),2片叶(S2),3片叶(S3),4片叶(S4),以不去叶为对照(CK)。结果表明,去叶可显著改善密植玉米群体冠层透光率(LT),去除顶部2片叶(S2)能延缓密植夏玉米冠层中下部叶片的衰老,延长群体LAI高值持续期,同时还有效提高功能叶SPAD值。此外,去除顶部2片叶(S2)还显著增加灌浆中期籽粒的灌浆速率,使收获期粒质量增加,进而表现增产。其中成熟期,‘郑单958’S2处理较对照增产13.1%,‘强盛101’增产12.7%。可见,去除顶部2片叶(S2)能显著改善籽粒灌浆中后期冠层中下部叶源光照环境,保证籽粒灌浆期间有较高的源叶面积,籽粒灌浆速率得以显著提高,成熟期粒质量得以明显增加,最终收获较高的群体产量。     

氮、钾、甜菜碱对减缓夏玉米水分胁迫的效果

 采用盆栽试验研究了水分胁迫和正常供水条件下，氮、钾和甜菜碱对2种不同基因型夏玉米（陕单9号和陕单911）各生育期干物质、籽粒产量及水分利用效率的影响，确定这些因子在增强作物抗旱性方面的功能。结果表明，水分胁迫条件下玉米干物质和籽粒产量明显降低，但各品种反应不同：陕单9号干物质和籽粒产量高，抗旱性强；陕单911相反。施用氮、钾和甜菜碱能不同程度提高玉米干物质和籽粒产量以及水分利用效率，减缓水分胁迫，提高程度与品种关系密切。施用氮肥后，在水分胁迫条件下陕单911干物质和籽粒产量显著增加，水分利用效率明显提高，2种氮肥用量有显著差异；陕单9号在低氮用量时增产，增加氮量并未进一步提高产量，低、高氮肥用量间无显著差异。正常供水时，氮肥作用明显下降，表明氮肥不仅能供应养分，还有增强抗旱的功能。施用钾肥和喷施甜菜碱对受水分胁迫的玉米有同样功能，且效果更突出。在供水条件下这些效果下降更明显，甚至消失，表明它们对增强作物抗旱性的贡献更大。     

绿色防控技术在夏玉米田的应用与效果

故城县协调运用生物、物理等综合防治措施,在玉米有害生物防治中取得了较好的效果,从而解决了玉米生长中后期害虫防治难的问题。介绍了故城县应用白僵菌、赤眼蜂、中红侧沟茧蜂、 Bt制剂、诱虫灯和性诱剂等绿色防控技术防治夏玉米田有害生物的效果,并提出了“田间使用Bt制剂技术压前,设置诱虫灯、释放赤眼蜂技术控后”的玉米病虫害绿色防控配套技术模式。     

不同灌水次数对夏玉米生长发育及水分利用效率的影响

通过防雨棚下测坑试验,研究了不同灌水次数对夏玉米形态指标、产量、耗水量以及水分利用效率的影响.结果表明,夏玉米株高和叶面积指数随灌水次数的减少而降低;拔节期不灌水明显抑制株高和叶面积的增长.果穗长、果穗粗、穗粒数有随着灌水次数的减少而降低的趋势;灌4水的产量最高,在苗期和灌浆期灌水(2水)的处理产量最低,较灌4水的处理...     

施氮对不同品种夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

为实现因不同夏玉米品种科学施用氮肥,采用田间试验研究了不同施氮量对郑单958、浚单20、农华101和先玉335产量、经济效益、氮素积累及氮肥效率的影响.结果表明,4个夏玉米品种施氮增产显著,郑单958在低氮时产量和纯收益较好,增产18.19％,增收3 158元/hm^2;浚单20、农华101和先玉335在高氮时产量和纯收益较好,分别增产17.31％、25.03％和17.41％,增收2642、3726和3182元/hm^2.施氮量增加,郑单958氮肥农学效率显著降低,浚单20、农华101和先玉335氮肥农学效率无显著差异.生产中郑单958适宜低氮肥用量,而浚单20、农华101和先玉335适当增加氮肥用量可获得较好收益.