钾肥对玉米光合、荧光特性及钾素吸收效率的影响

本试验以21份不同玉米自交系为基础材料,通过钾素吸收效率的聚类分析将供试材料分为钾高效型、钾中效型和钾低效型三类。以三种不同钾素吸收效率类型玉米自交系为材料,采用大田试验,研究了施用钾肥对不同钾素吸收效率类型玉米自交系光合、荧光特性和钾素吸收效率的影响。结果表明,与不施钾水平相比较,在施钾水平下,玉米自交系穗位叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、可变荧光、最大荧光产量、最大光化学效率、籽粒钾素积累量、钾含量和钾素吸收效率均显著升高,胞间CO₂浓度和初始荧光显著降低。可变荧光和最大荧光产量的升高,以及初始荧光的降低显著增加净光合速率,进而提高钾素吸收效率。不施钾水平下,钾高效型玉米自交系钾素吸收效率、光合特性和荧光特性降低程度较小,说明钾高效型玉米自交系在低钾胁迫下维持钾素营养、光合及荧光特性的能力较强,这为下一步钾高效型玉米材料的选育提供理论基础。     

内蒙古农牧交错区生态因素对玉米生长发育和饲用品质的影响

选择内蒙古从东到西5个典型生态类型区,通过不同玉米品种的比较试验,对不同生态区玉米全生育期内生态因素与玉米生长发育和全株饲用品质的关系进行系统研究,结果表明:玉米产量主要与地区温度和降水有关;不同生态区间按照温度升高,降雨量递减的顺序,玉米生育进程渐次加快,植株营养体增高,保绿性增强,籽粒产量和生物产量增大;玉米全株粗蛋白、粗脂肪、总消化养分和各能量指标含量降低,而粗纤维、粗灰分和无氮浸出物含量增高;粗蛋白、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物和总消化养分群体积累量增大,而粗脂肪和能量积累量相反.不同生态区玉米生育期间日均温度、有效积温、平均日长和降雨量与玉米全株营养品质间可以通过线性回归较好拟合,方程可以反映各生态因子与玉米全株饲用品质的正负效应和定量关系,为各生态区根据当地生态因素预测玉米饲用品质、指导玉米青贮利用提供理论依据.     

玉米根系特征的基因型差异及与氮吸收效率的关系

在4个硝酸盐浓度下进行2个玉米品种盆栽砂培试验,研究玉米根系特征的基因型差异对硝酸盐浓度的响应及与氮素吸收效率的关系。结果表明,氮高效品种郑单958在硝酸盐浓度为0.08、0.8、4.0 mmol/L时,根重、根幅、根长、根表面积、根体积、分枝数、分形维数、根系活力均显著高于氮低效玉米品种内单314。各根系形态指标随硝酸盐浓度的增加逐渐增加,当硝酸盐浓度从4.0 mmol/L增加至8.0 mmol/L时,不同基因型品种间差异不显著。在低氮胁迫条件下,玉米主要通过增加细根比例、增加根表面积吸收更多的氮素;在氮素供应充足条件下,通过增加根系平均直径,形成高密的分枝系统吸收氮素。进一步通径分析表明,根长与根体积对氮吸收效率直接影响最大,是氮吸收效率差异的主要原因。     

氮高效玉米基因型氮素生产效率研究

通过田间试验,在高氮和低氮条件下对不同氮效率的27个玉米自交系氮素生产效率进行研究。结果表明,高氮和低氮下,高产氮高效型自交系在吐丝期氮素干物质生产效率最高,分别为53.69、58.69 g/g,高产氮高效型自交系在吐丝期干物质量高于低产氮低效型自交系。施氮肥后氮素子粒生产效率和氮素干物质生产效率均有下降趋势。高氮和低氮下高产氮高效型自交系在生育后期植株氮积累量高于低产氮低效型自交系,低氮下二者差异显著,高产氮高效型自交系比低产氮低效型自交系高5.88%,氮积累量的差异主要来自于吐丝后氮的积累。高产氮高效型植株生育后期根系吸收能力强,子粒氮素利用效率高,施氮肥后高产氮高效型植株生育后期氮吸收积累能力增强。     

基于SPEI指数的内蒙古多时空尺度干旱特征分析

【目的】分析内蒙古地区1951—2018年的多时空尺度干旱变化特征,为该地区农业生产科学减灾提供理论依据。【方法】基于1951—2018年内蒙古地区50个基准地面气象观测站的连续日值气象数据,采用标准化降水蒸散指数（SPEI）和Mann-Kendall趋势检验分析方法研究了内蒙古不同时空尺度干旱演化特征。【结果】时间上,1979年前后是内蒙古地区气候变化的一个关键突变点,大部分地区干旱有所缓解,逐步进入湿润转变期,但内蒙古西部地区自1996年前后又进入新一轮干旱期。空间上,内蒙古中西部和赤峰、通辽的部分地区干旱形势较为严峻。【结论】SPEI指数可以较好地表征内蒙古长期的干旱变化特征。     

不同年代玉米单交种产量和品质性状对秸秆还田的响应

选用 1970s～2000s典型玉米单交种及其亲本自交系共 12个基因型为试验材料,以秸秆不还田为对照,研究秸秆还田条件下其产量性状和品质性状的变化规律。结果表明,自 1970年代至 2000年代,玉米单交种及其亲本的产量同步增加,这种增产效应在秸秆还田条件下表现更优。秸秆还田条件下, 2000s较 1990s、 1980s、 1970s单交种增产 7.23%～25.56%,母本增产 12.05%～30.38%,父本增产 9.80%～32.74%;秸秆不还田条件下,单交种增产5.92%～13.98%,母本增产 11.41%～28.54%,父本增产 9.96%～32.31%。单交种子粒蛋白质含量与脂肪含量呈下降趋势,淀粉含量与容重呈上升趋势。秸秆还田对各年代玉米单交种的产量性状和容重的提高程度产生一定促进作用,对于现代品种的影响较老品种更大。     

提升土壤肥力可实现玉米机械粒收增产减损

针对我国玉米生产中机械粒收存在产量损失率、破碎率高的问题,本试验以农户浅旋的土壤肥力为对照,设置深耕、免耕和秸秆原位还田措施等创造的不同土壤肥力水平,以‘先玉696’和‘西蒙6号’为试验材料,在高低两种种植密度下测定玉米机收质量、穗位整齐度、倒伏率、籽粒脱水速率和籽粒含水率,以及产量和产量构成等指标,揭示土壤肥力提升后对玉米机械粒收增产减损的影响机制。研究结果表明:1)提升土壤肥力可降低玉米机械粒收的产量损失率,在高密度下作用更加明显,每提升1个肥力单位,产量损失率下降12.55～15.70个百分点。2)提升土壤肥力可以使穗位整齐度提高5.35～9.69、玉米倒伏率降低5.44～9.75个百分点、籽粒平均脱水速率提高0.048～0.090%·d~(–1),有效缓解增密带来的负面影响,是产量损失率降低的主要原因。3)提高土壤肥力可明显增加玉米的有效穗数、穗粒数和千粒重,从而使玉米籽粒产量提高1878.5～2544.4kg·hm~(–2);增密后高肥力水平土壤具有增产效果。因此,内蒙古地区通过耕作措施与秸秆还田提升土壤肥力可实现玉米机械粒收增产减损。     

高产氮高效玉米品种的筛选及其指标研究

试验在施氮肥条件下以产量和耐低氮胁迫指数筛选氮高效品种,并对筛选指标进行分析。结果表明,郑单958、金山27和郑单17是高产氮高效型玉米品种。不施氮肥条件下,灌浆期茎叶总氮量、吐丝期叶绿素SPAD值和穗位叶氨基酸浓度是氮高效筛选的有效指标;施氮肥条件下,吐丝期茎叶总氮量和穗位叶氨基酸浓度是氮高效辅助筛选指标。高产氮高效型玉米品种无论在施氮肥还是不施氮肥条件下,其营养器官生育后期氮积累能力均强于低产氮低效型玉米品种的,且吐丝期叶绿素SPAD值也具有显著优势。     

基于不同玉米品种叶片高光谱的SPAD值估测模型研究

通过研究不同玉米品种叶片SPAD值与高光谱参数的关系,建立玉米叶片SPAD值估测模型,并对模型进行品种间精度检验。通过两年试验,测定不同玉米品种的叶片SPAD值及其高光谱数据,综合分析叶片SPAD值与高光谱反射率、反射率一阶导数及其光谱参数的相关关系,对玉米叶片SPAD值估测模型进行构建。玉米叶片SPAD值与高光谱反射率最敏感波段在550和710 nm附近,反射率一阶导数最敏感波段出现在500~750 nm范围内。叶片SPAD值与单波段反射率的相关性要高于其一阶导数,以550 nm附近光谱反射率构建的模型对大多数品种的叶片SPAD预测值平均误差最小。     

不同覆膜方式对大豆根系空间分布的影响

在行上覆膜、行间覆膜及不覆膜3种不同处理下,对大豆根系在0～20cm土层的水平分布和距主茎0～15cm范围的垂直分布进行了系统研究。结果表明,随着土层深度和离主茎距离的增加,根系干重、活力、活跃吸收面积明显减少;同时,宽行分布根系的干重、活力及活跃吸收面积均高于窄行分布的根系干重、活力及活跃吸收面积。不同覆膜方式对根系干重和活力的影响表现为：行间覆膜〉行上覆膜〉不覆膜;对根系活跃吸收面积的影响则表现为：行上覆膜〉行间覆膜〉不覆膜。