高产玉米新品种登海661的高产特性研究

通过不同玉米品种比较,研究玉米新品种登海661的高产特性,为超高产玉米育种和栽培提供科学依据。结果表明,登海661的穗大、粒重,单株子粒产量高,分别较郑单958和农大108高25%和30%;干物质积累量大,与郑单958和农大108的差异主要表现在花后;叶面积指数高值持续期较长,在生育后期下降速度慢。登海661的株高、穗位高分别较郑单958和农大108低18.53%、22.68%和51.97%、48.03%,穗高系数显著低于郑单958和农大108;穗部及上下两节间较短,抗倒伏,耐密植。     

玉米细胞质雄性不育分类体系的建立

为建立完整、简洁、有效的玉米细胞质雄性不育分类体系,从大田育性鉴定、育性专效性恢复鉴定、细胞学鉴定和分子水平鉴定四方面对分类方法作了全面总结,建立了相对完整的分类体系.同时对体系进行优化,认为大田育性鉴定,细胞学鉴定和PCR分类鉴定是最优化的体系,从而为不同类型的细胞质快速应用、种质鉴定作了理论铺垫,为不同细胞质类型研究提供了理论支持.     

种植密度对玉米自交系产量和灌浆特性的影响

选取玉米骨干自交系黄早四及其衍生系昌7-2、骨干系掖478及其衍生系郑58为试验材料,研究种植密度对玉米自交系产量和灌浆特性的影响。结果表明,与黄早四、掖478相比,昌7-2、郑58的产量构成改良明显,产量显著提高。在试验所设3个种植密度下,4个自交系产量均随种植密度的增加呈先上升后下降的趋势,子粒灌浆过程均符合慢—快—慢的"S"形曲线,但各品种的灌浆参数差异较大。相关分析表明,粒重与平均灌浆速率、灌浆活跃期显著正相关,与最大灌浆速率、达最大灌浆速率所用时间无明显相关性。随种植密度的增加,粒重、最大生长速率等下降,平均灌浆速率等上升。衍生系昌7-2、郑58的子粒灌浆过程比骨干系黄早四、掖478对种植密度的敏感性更大。     

春玉米群体净同化率(NAR)动态变化特征及定量化分析

对吉林省桦甸地区春玉米群体NAR动态变化进行系统的试验研究,探讨不同玉米品种、不同地区以及不同栽培条件下净同化率(NAR)变化规律。利用归一化方法将最大NAR和播种至成熟天数设为1,以相对NAR(0-1)和相对时间(0-1)为变量建立数学模型。研究结果表明,净同化率在整个生育期呈"M"形双峰曲线,前期峰值出现在拔节期,后期出现在灌浆期,且前期峰值高于后期。对NAR模型进行筛选,变化规律符合4次方数学模型NARR=a+b(TR)+c(TR)2+d(TR)3+e(TR)4;建立春玉米群体相对NAR动态变化数学模型NARR=-0.01+10.54(TR)-39.72(TR)2+52.81(TR)3-23.37(TR)4,r=0.946 1**。利用模型对2006年吉林桦甸的密度试验以及河北廊坊的品密试验进行检验,相关系数分别在0.91～0.93和0.83～0.88之间,均达到极显著相关水平,说明该模型符合东北平原以及黄淮海流域变化规律。净同化率模型的确定可实现作物产量性能方程的数字化、模式化和指标化。     

镉对玉米叶片光系统活性的影响

 【目的】研究Cd对玉米叶片光系统活性的影响及其抑制光合性能的作用位点与方式,为进一步解释Cd对玉米叶片光合机构伤害机理提供理论依据。【方法】以郑单958和登海661为供试材料,3叶期开始以Hoagland营养液为养分来源,设置4个不同浓度Cd处理连续培养40 d,选择第8片展开叶测定气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学曲线及820 nm光吸收曲线,分析Cd抑制玉米叶片光合机构性能的主要原因。【结果】Cd胁迫下,PSⅡ电子供体侧K点荧光（Wk）和受体侧J点荧光（Vj）明显增加,与受体侧相比,供体侧性能下降导致PSⅡ性能（Ψo）降低。Cd胁迫使RuBP羧化酶活性和光能产物（NADPH）利用率显著降低,PSI电子积累量上升,RuBP羧化酶活性的下降使PSI 820 nm光吸收量（ΔIR/Io）快速降低,PSⅡ与PSI性能下降比率不同,造成两光系统协调性（Φ(PSI/PSⅡ)）降低。【结论】Cd抑制叶片Pn由非气孔因素引起。Cd降低羧化系统活性,导致光能转化为化学能过程受阻,使过剩电子大量积累于PSI处;随Cd浓度增加,PSI性能降幅显著高于PSⅡ,二者协调性降低,导致Pn降低。     

不同株高夏玉米品种同化物积累转运与分配特性

以矮秆玉米品种登海661 (DH661),中间型玉米品种超试3号(CS3),高秆玉米品种鲁单981 (LD981)和先玉335 (XY335)为试验材料,研究不同株高夏玉米品种同化物积累、转运及分配特性。结果表明,不同株高类型玉米品种干物质积累量在开花期之前差异不显著,其差异主要表现在开花后,随株高的增加,开花后的干物质积累降低。矮秆品种植株中下部茎秆的碳素分配率比高秆品种低,叶片则相反。通过¹³C同位素示踪研究表明,不同株高类型玉米品种不同部位叶片对产量的贡献不同。随株高降低,中、下部叶片的光合产物转移率相对提高,而上部叶片的转移率有所下降,高秆品种LD981和XY335上部叶片对籽粒的贡献率相对较高,中矮秆品种DH661和CS3下部叶片对籽粒的贡献率相对较高。不同部位叶片在开花前后对籽粒贡献也不相同,高秆品种LD981和XY335上部叶片开花后光合产物的转移率最高;矮秆品种DH661中部叶片开花前光合产物的转移率最高。     

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。     

不同基因型玉米气孔数量及形态差异研究

[目的]研究不同基因型玉米的气孔数量及形态差异。[方法]以超甜玉米(华威6号)、爆裂玉米(特爆2号)、糯玉米(西星黄糯6号)、高油玉米(高油115)和普通玉米(郑单958)为材料,研究不同品种玉米穗位叶解剖结构的差异。[结果]不同基因型玉米上表皮及下表皮气孔的形态及数量均存在差异,不同基因型玉米的上表皮气孔数均小于下表皮气孔数。[结论]研究结果可为挖掘不同基因型玉米的产量潜力提供理论依据。     

种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

【目的】玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低。根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制。研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958(ZD958)和不耐密型品种鲁单981(LD981)为试验材料,采用土柱栽培与~(15)N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm~2与D2,82 500 plants/hm~2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低。两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958。D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致。两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著,但根冠活性面积比显著降低;增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低,肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高,但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响;D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981。【结论】耐密型品种ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收,有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。     

不同栽培模式对夏玉米根系性能及产量和氮素利用的影响

【目的】研究不同栽培模式对夏玉米根系性能、籽粒产量形成以及氮素吸收利用的影响,探明不同栽培模式下玉米根系形态特征与产量形成、氮素吸收能力的关系,为促进玉米根系生长发育、增强根系吸收性能、优化施肥量,促进玉米高产高效生产提供理论依据。【方法】在定位试验条件下,选用郑单958为试验材料,在两种地力条件下,以不施氮肥处理为对照(CK),设置超高产玉米栽培模式(SH)、高产高效栽培管理模式(HH)、农民习惯栽培管理(FP)3种栽培模式,比较分析不同栽培模式夏玉米根系特性对产量形成和氮素吸收利用的调控效应。【结果】不同栽培模式间夏玉米产量存在显著差异,与HH、FP和CK模式相比较,高地力和低地力田块SH模式的两年平均产量分别提高3.54%、17.50%、30.12%和3.16%、18.45%、27.72%,统计分析表明地力和栽培模式均对夏玉米产量有极显著影响,两种因素综合影响因年份变化有所差异。两种地力条件下,夏玉米各时期群体生物量均表现为SHHHFPCK。在抽雄期(VT)和完熟期(R6),SH处理的植株氮素积累总量显著高于其他处理,氮肥利用效率和氮肥农学利用效率均高于FP模式,HH模式的氮肥农学利用效率、氮肥利用效率和氮收获指数均最高,氮肥偏生产力低于FP模式,但仍高于SH模式。在不同地力基础上夏玉米不同栽培模式的根系指标变化趋势基本一致,在大喇叭口期(V12)、抽雄期(VT)、乳熟期(R3)的根系干重密度、根长密度和根表面积密度均为SHHHFPCK,从V12到VT期,SH和HH模式的根长密度、根干重密度和根表面积密度增幅均显著高于FP模式,从VT到R3期,降幅均显著低于FP模式,SH和HH模式VT期根系活跃吸收面积比例显著高于FP模式。不同栽培模式各时期根长密度、根表面积密度和根干重密度与产量和氮肥利用效率均呈显著正相关。【结论】高产高效栽培模式可以有效地促进根系发育、延缓根系衰老、提高氮肥利用效率,有助于实现夏玉米高产高效的目标。