不同玉米基因型叶片呼吸速率的差异及与光合特性关系的研究

对４０个我国常用玉米自交系和２２个不同类型玉米材料测定的结果表明,玉米基因型间呼吸速率存在显著的差异,可做为基因型分析的重要生理指标。４０个自交系呼吸速率平均值为（ＣＯ２）６．６４ｍｇｄｍ＾－２ｈ＾－１,变异系数为２２．０３％。不同玉米类型间呼吸速率高低依次是普通杂交组合、姊妹系、自交系、糯质玉米和甜质玉米,与类型间光合速率高低的排列是一致的。杂交种呼吸速率呈明显的正优势,超中亲率平均为２４．５８     

基于根冠协调发展的东北春玉米高产种植密度分析

植株地上部与地下部的协调是生长发育的内在需求,分析种植密度对冠根协调的影响能够为玉米增密高产理论和技术提供新的视角。本研究于2020—2021年在吉林省中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行,以郑单958和先玉335两个耐密品种为试验材料,调查了玉米关键生育时期内根系和冠层的相关指标在产量稳定区间的2个种植密度(D1:6.75万株hm^-2; D2:9.75万株hm^-2)下的差异。试验条件下,种植密度从D1增加到D2,玉米的单株干物质积累量、根干重等均出现显著降低,群体指标表现不同。其中, 2个品种的群体籽粒产量未出现显著提升,在根系各指标达到最大值的吐丝后15 d(R2期),群体根干重、根长密度等也未出现显著提升。随着生育进程推进,玉米的冠根比呈指数函数增长(y=ae^bx),增加种植密度显著提高了玉米冠根比,粒根比、叶根比也增加,根系压力增大。研究结果表明,玉米根系对种植密度的响应程度与地上部存在差异,在产量水平基本相当的前提下,根系压力较小的种植密度更有利于冠根协调和合理群体的构建。     

东北和西北春玉米氮磷钾养分吸收、积累特点比较

通过东北(吉林公主岭,JL-GZL)和西北(新疆伊犁71团,XJ-71)两个生态条件差异明显的大田试验,比较不同生态区春玉米植株养分吸收、积累差异。研究表明,西北试点的春玉米子粒产量、干物质积累量、氮磷钾等养分积累量均高于东北试点,其中,子粒产量、干物质积累量达极显著水平,叶片、茎秆、子粒氮、磷、钾养分积累量均达显著水平。东北春玉米叶片、茎秆氮含量较西北春玉米高,叶片、茎秆磷含量无显著差异,叶片、茎秆钾含量在整个生育期低于西北春玉米。西北春玉米每吸收1 kg氮所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米高7.75%、7.11%,每吸收1 kg钾所产生的子粒、干物质分别较东北春玉米低9.12%、9.71%,每吸收1 kg磷所产生的子粒、干物质两个生态区无显著差异。氮磷钾收获指数与养分利用效率的变化趋势相同,西北试点氮收获指数高于东北试点,钾收获指数低于东北试点,磷收获指数无显著差异。     

作物病害机器视觉诊断研究进展

 据统计,由病害引起的作物产量损失平均在12%以上,病害不仅直接影响产量,而且也严重降低农产品的品质。通过快速诊断识别作物病害而及时采取防治措施,提高作物病害的诊断水平是保证有效防治病害的重要组成部分。机器视觉技术的发展为作物病害诊断和识别提供了快捷、低廉、无损检测的可能手段。本文综述了面向多种作物病害机器视觉诊断研究的进展,归纳了作物病害机器视觉诊断的识别模式,分析了诊断中存在的问题,提出了相应的解决方法。     

病害胁迫对棉叶光谱反射率和叶绿素荧光特性的影响

研究病害胁迫对棉叶光谱反射率和叶绿素荧光特性的影响,以期为利用光谱和叶绿素荧光技术监测棉花黄萎病提供新的技术和方法.通过田间黄篓病接种处理,诱导发病后测定病害棉叶理化参数,光谱及叶绿素荧光参数,并对三者进行分析.结果表明,随着病害严重度增加,棉叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、叶片含水率、叶片全氮质量分数均减少,类胡...     

玉米宽窄行交替休闲保护性耕作的根系和光分布特征研究

为探明宽窄行交替休闲种植玉米产量变化的原因,在2007—2008年设置大田试验,比较研究了宽窄行和均匀垄两种耕作方式下玉米光合有效辐射和根系分布等指标的变化动态。结果表明:深松后(6月25日—9月20日),宽窄行处理的土壤紧实度低于均匀垄处理,降低25.17%~52.04%,在0~45 cm不同土层间平均降低14.08%~53.16%,差异最大值出现在11~20 cm土层。在0~45 cm土层,均匀垄处理的根系干重在乳熟期和成熟期显著高于宽窄行处理,分别高13.47%和29.62%;但在根系垂直分布中,宽窄行比均匀垄处理显著增加了根系在深层土壤所占的比例,在15~30 cm土层,宽窄行和均匀垄处理在吐丝期、乳熟期和成熟期根系分布比例分别为6.59%、8.21%、9.00%和5.21%、7.48%、5.42%,在30~45 cm土层分别为2.30%、2.61%、3.24%和1.62%、2.53%、2.09%;不同品种和当年的降雨情况均会影响宽窄行模式下根系的生长。均匀垄处理中部透光率整体上低于宽窄行处理,6月18日、7月24日、8月29日宽窄行底部透光率分别比均匀垄处理高16.12%、5.15%、4.95%,差异达显著水平。因此,提高种植密度将有利于宽窄行处理截获更多的光合有效辐射,从而提高群体的光能利用率。     

基于X-rayμCT技术的玉米籽粒结构特征的粒位效应分析

玉米籽粒因其在果穗上着生位置不同存在较大差异,明确籽粒结构特征的粒位效应为玉米的消费、加工和播种质量等玉米产量和品质性状的评价提供参考。该研究以3个不同籽粒类型的玉米品种登海618(DH618)、KX3564和先玉335(XY335)为材料,利用X射线计算机断层(X-ray micro-computed tomography,X-ray μCT)技术扫描测试样本,通过图像滤波、阈值分割等图像分析方法重建籽粒3维结构,获取玉米果穗不同粒位籽粒的胚、胚乳、皮下空腔、胚空腔、硬质胚乳、粉质胚乳、胚乳空腔等结构参数。数据分析表明,籽粒不同结构指标在果穗上呈现不同的变化规律,从基部到顶部(不考虑果穗两端的极端籽粒),胚、胚乳及硬质胚乳体积线性下降,各指标在果穗上的变化范围分别为15.82～33.36、180.15～296.50及87.13～166.00 mm~3;胚乳空腔皮下空腔胚空腔,果穗中部籽粒的空腔较小且稳定,3个品种表现一致;胚与胚乳的比值在粒位间基本稳定,粉质胚乳体积、硬质胚乳与粉质胚乳的比值从基部至顶部逐渐减小,但不同指标的变化斜率存在差异。3个供试品种的籽粒结构参数不同:DH618果穗不同部位籽粒胚与胚乳的比值大于KX3564和XY335,XY335籽粒硬质胚乳与粉质胚乳的比值大于DH618和KX3564。在籽粒空腔方面,KX3564皮下空腔的比例较高,而XY335胚乳空腔的比例较高。3个品种胚、胚乳、皮下空腔体积在玉米籽粒中的比例平均分别为9.27%、89.87%、0.86%。X-ray μCT扫描技术为玉米籽粒性状的研究提供新的方法与思路,明确果穗籽粒结构的粒位效应有利于全面地掌握玉米果穗上籽粒的性状特征,为玉米的生产、加工及品种改良等提供借鉴。     

水肥一体化施磷对滴灌高产春玉米产量及肥料利用率的影响

磷肥的施用方式和施用量对提高作物的产量和磷肥利用效率有重要影响。研究常规一次性施肥和滴灌分次施肥以及不同磷肥用量对玉米生长及磷肥利用效率的影响,为进一步提高滴灌密植高产春玉米产量及肥料利用率提供理论依据。结果表明,在滴灌水肥一体化分次施磷模式下,磷肥用量在90 kg/hm2时玉米产量达到最大(16.66～17.29 t/hm2),比一次性基肥施入产量高8.3%～12.6%,经济效益平均提高11.0%;磷肥偏生产力和农学利用率比一次性基肥施入处理分别提高44.4%～50%和59.5%～73.65%。在滴灌水肥一体化条件下,在玉米开花前随水分次滴施水溶磷肥能有效提高玉米产量和磷肥利用率,同时能减少磷肥用量,提高经济效益。     

东北高产春玉米氮营养指标的无人机多光谱遥感监测

为了探究随机森林算法在春玉米氮营养指标预测精度,于2021-2022年在东北地区进行氮肥梯度试验,以迪卡159为试验材料,设置10个施氮水平,利用无人机搭载多光谱分别在小喇叭口期(V9)、大喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)获取遥感数据。利用19个植被指数分别构建地上部生物量(AGB)、植株吸氮量(PNU)、叶面积指数(LAI)和比叶氮(SLN)模型。结果表明,随机森林算法在预测AGB和LAI有较高的精度,R²分别是0.83和0.9。通过相关分析,LAI、AGB、PNU及SLN与结构不敏感色素指数(SIPI)相关性最高,相关系数分别为-0.75、-0.70、-0.84和0.63,SIPI在4个模型中重要性均最高。研究结果表明,随机森林算法在春玉米氮素监测中具有一定的发展潜力,SIPI在氮素监测中有重要作用,研究结果可为春玉米氮素营养监测提供参考依据。