超高产夏玉米花粒期不同部位叶片衰老与抗氧化酶特性

为探讨超高产玉米叶源衰老特征, 揭示其抗氧化关键酶及膜脂过氧化特性, 为玉米衰老调控和高产栽培提供依据, 本研究在大田条件下, 以我国创高产纪录的夏玉米为例, 从单株水平上对高产纪录试验(EHYR)和普通生产田(MCFF)玉米叶片衰老及抗氧化酶特性比较表明, EHYR产量达19 349 kg hm^-2, 是MCFF的2.28倍。MCFF和EHYR叶片分别在开花后30 d和50 d进入速衰期, MCFF叶片衰老比EHYR提前20 d;速衰期EHYR叶面积降幅比MCFF低5.7%。EHYR在籽粒灌浆后期, 中上部叶片净光合速率较高, 可溶性蛋白含量明显高于MCFF, 而MDA含量则维持较低水平。在叶片衰老过程中, 自开花后20 d开始, EHYR上部和中部叶片SOD活性较高, 下部叶片则以SOD、POD和CAT三者活性较高;MCFF仅中部叶片POD和CAT活性较高。EHYR叶片衰老程度与CAT活性极显著负相关, MCFF叶片衰老与SOD和POD活性显著负相关, 且二者叶片衰老进程中SOD、POD、CAT的直接作用大于间接作用。与MCFF相比, EHYR叶片除具较高SOD和POD活性外, 在籽粒灌浆后期同时保持较高CAT活性和可溶性蛋白含量是降低膜脂过氧化程度, 延缓叶片衰老的重要原因。开花后20 d是EHYR与MCFF叶片衰老出现差异的生理临界点, 因而在此时期之前调控更有利于延缓衰老。     

玉米籽粒容重与产量和品质的相关分析

【目的】了解不同品种玉米籽粒容重的差异及其与产量和品质的关系。【方法】采用聚类分析、相关分析及通径分析的方法，对多个玉米品种籽粒的容重和产量、品质性状进行分析。【结果】将山东省最新审定的29个玉米品种划分为三类，高容重型（H-TW）、中容重型（M-TW）和低容重型（L-TW）。玉米容重的变异来源于基因型和试验地区，二者均达极显著水平。受基因型控制的籽粒形状是决定容重的重要因素，不同粒型之间容重差异显著，容重值排序是爆裂型>硬粒型>马齿型。施氮肥对玉米容重的影响不大，同一品种不同的施氮量处理之间玉米的容重差异不显著。相关分析表明，不同类型玉米籽粒容重与千粒重和产量均呈极显著的正相关。容重与蛋白质含量和淀粉总含量呈显著正相关，与粗脂肪含量呈负相关。通径分析指出赖氨酸含量对玉米容重起负作用，且由于决定系数最小（R（3）2=-0.05%），成为影响容重的主要限制因素，尤其是对蛋白质形成的限制，但对淀粉总含量的限制作用较小。【结论】提高玉米籽粒容重，应该首先着眼于籽粒总淀粉含量的提高。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

施氮量对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试验材料,研究了超高产条件下施氮量对夏玉米产量、氮素利用及其转运规律的影响。结果表明,随着施氮量的增加,子粒产量、植株氮素总积累量和氮肥利用率呈先增加后降低。施氮量为N 240～360 kg/hm2,DH661和ZD958产量分别达12172～15080 和12011～15360 kg/hm2;而氮素利用率和氮肥农学利用率,DH661分别为10.6～23.1%和11.5～13.6%,ZD958分别为24.1～28.6%和9.5～11.4%;植株氮素总积累量和氮肥利用率均达到最大。施N 240～360 kg/hm2,提高了营养器官中氮素转运量和花后氮素同化量,可以有效调控开花前氮素转运及花后直接同化,促进子粒氮素积累,提高产量。在本试验条件下,施 N 240～360 kg/hm2可提高氮肥利用率,实现玉米高产。     

不同年代玉米品种氮素利用效率与其根系特征的关系

【目的】玉米品种根系构型及解剖结构决定着其氮素利用的效率。研究不同年代推广的玉米品种根系构型与解剖结构的演进规律,可为选育高产氮素高效利用型玉米新品种提供理论依据。 【方法】以20世纪80年代至今推广的8个玉米品种掖单13号（YD13）、农大108（ND108）、郑单958（ZD958）、先玉335（XY335）、京科968（JK968）、中单909（ZD909）、登海605（DH605）、登海618（DH618）为试验材料,进行大田和土柱栽培两种试验。大田试验施氮量为N 236.25 kg/hm2和不施氮,土柱试验为N 4.5和1.5 g/plant,定期取样测定根系相关指标、干物质及氮素积累与分配。 【结果】近代玉米品种籽粒产量和氮素积累量均显著高于早期品种,高氮处理2000's以后品种（JK968、ZD909、DH605、DH618）较之前的4个品种分别增加14.7%和11.7%,低氮条件下分别增加16.1%和20.6%;高氮处理,1990's玉米品种ND108、ZD958根系干重较1980's品种YD13平均减少54.2%,2000's以后的品种JK968、ZD909、DH605、DH618较1990's玉米品种平均增加23.2%,但仍少于YD13;次生胚根数目随品种更替呈现逐渐增加趋势;根系皮层通气组织（RCA）占根系横截面积的比例随品种更替呈现增加趋势,而根系皮层细胞层数（CCFN）和细胞大小（CCS）虽有差异,但并无明显变化趋势;2000's以后品种D95（95%的根系干重所达到的土层深度）较之前品种增加23.7%,表明近代品种根系下扎能力增强,在深层土壤中的根系分布比例增加。在同一氮素水平下,根干重、D95、RCA%与氮素积累量呈显著线性正相关,根系呼吸速率和氮素积累量呈显著线性负相关。 【结论】现代玉米品种的氮素吸收量与氮素利用效率显著高于早期品种,在低氮条件下优势更明显。随品种更替,次生胚根数目增多,利于玉米苗期的生长;根系总量呈现先减少后增加的趋势,根系下扎能力明显增强,深层土壤中根系显著增加。现代玉米品种根系RCA占根系横截面积比例显著增加,减少了根系呼吸消耗,有利于产量的提高。     

甜高粱茎秆糖产量形成及其调控研究进展

甜高粱茎秆多汁,糖分含量高,是最具有发展前景的绿色能源作物之一。作为重要的生物质能源作物,种植甜高粱的直接目标是获得高的糖产量。 因此,了解甜高粱茎秆糖的产量形成过程及其调控途径对于甜高粱品种改良与高产栽培具有重要意义。综述了甜高粱茎秆糖产量形成过程中糖分 组成、分布、积累规律及其调控途径（主要包括播期、矿质营养、栽培方式和密度、源库改变4个方面）的研究进展,分析了茎秆糖分研究中存 在的问题,并就未来研究重点进行了展望。     

授高油玉米花粉对普通玉米子粒胚乳细胞增殖及灌浆特性的影响

以高油115为授粉者,与2个普通玉米杂交种进行杂交,用Richards模型拟合胚乳细胞增殖过程和子粒灌浆过程,以胚和胚乳的贡献率、胚乳细胞增殖参数、子粒灌浆参数和子粒的充实状况来评价授高油玉米花粉对普通玉米粒重的影响。结果表明,授高油玉米花粉后普通玉米粒重有增有减,主要原因是胚乳重量的增加或减少所致。增产组合(ND108×HOC115)与自交相比粒重增加的部分中胚乳的贡献率为70.51%;减产组合(LY20×HOC115)与自交相比粒重降低的部分中胚乳的贡献率为-85.46%。增产组合(ND108×HOC115)起始分裂势(R_o)增加、最大增殖速率(G_max)升高、胚乳细胞增殖速率最大时胚乳细胞数(W_max)增多、平均增殖速率(G_average)增加、胚乳细胞活跃分裂期(D)缩短;减产组合(LY20×HOC115)则表现出相反的趋势。通过增加胚乳细胞数量和提高胚乳质量是进一步提高授高油玉米花粉后普通玉米产量的根本途径。     

不同类型饲用作物营养成分的比较研究

对3种类型饲用作物杂交苏丹草皖草2号、墨西哥玉米和粮饲兼用玉米农大108进行了比较。结果表明,鲜、干物质产量以皖草2号最高,墨西哥玉米其次,农大108最低。皖草2号和墨西哥玉米叶片是干物质产量构成的主体,对农大108茎秆是主体。皖草2号粗蛋白(CP)、无氮浸出物(NFE)、酸性洗涤纤维(AWF)、粗脂肪(EE)、粗灰分(CA) 5大养分产量均显著高于墨西哥玉米和农大108,其粗蛋白和粗灰分含量均低于墨西哥玉米高于农大108。皖草2号总能量(GE)极显著高于墨西哥玉米和农大108,分别高出1 448.024×10⁶ J·hm^-2和2 339.687×10⁶ J·hm^-2。农大108干物质和粗蛋白降解率最高,分别为57.880%和12.424%。墨西哥玉米粗纤维的降解率显著高于皖草2号,但它们的干物质和粗蛋白降解率差异不显著。3种类型饲用作物营养价值差异来自其生物学特性的显著差异。     

施氮时期对超高产夏玉米产量及氮素吸收利用的影响

选用登海661（DH661）和郑单958（ZD958）为试材,研究了超高产条件下施氮时期对夏玉米子粒产量、氮素利用率以及转运特性的影响。结果表明,拔节期一次性施氮较不施氮增产不显著;随着施氮次数的增加产量显著提高,灌浆期施氮可以显著提高粒重,从而提高产量。拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2。生长期内分次施氮及灌浆期施氮可显著提高植株和子粒中氮素积累,延长氮素积累活跃期;同时可以显著提高氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮素表观回收率和氮肥偏生产力。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下开花前和开花后氮素吸收比例分别为51:49和60:40。开花前分次施氮可显著提高氮素转运量和转运效率,灌浆期施氮可显著提高花后子粒氮素同化。DH661和ZD958在2:4:4和3:5:2施肥方式下花后氮素同化量分别占子粒吸氮量63.0%和50.5%。本试验条件下,DH661采用拔节期、大口期、花后10d按2:4:4施入,ZD958基肥、拔节期、大口期、花后10d按1:2:5:2施入或拔节期、大口期、花后10d按3:5:2施入可提高氮素利用率,实现高产高效。     

竞争对不同基因型玉米产量及氮素含量的影响

通过大田试验,比较研究了不同基因型玉米在混播时的竞争能力与产量之间的关系。研究结果表明,在不同密度条件下,竞争可以使4个玉米品种的产量发生变化,紧凑型玉米品种产量较对照有所提高,其他3个品种显著降低;竞争显著增加了ZD958叶片N素含量,而其他3个品种叶片N素积累量显著下降;另外,竞争显著升高了4个品种茎秆和籽粒中的N素含量。说明不同基因型玉米之间的竞争力存在差异,紧凑型玉米品种ZD958在4个玉米品种当中具有较强的竞争能力。