玉米饲用营养价值的氮素调控

采用盆栽法研究了施氮时期对玉米鲁单50饲用营养价值的调控作用。结果表明,施氮肥处理玉米的生物产量、籽粒产量以及饲用营养品质都显著的高于不施氮肥的。拔节期一次性施用氮肥可以获得较高的生物产量,有利于提高玉米作为青饲（贮）饲料的营养价值;拔节、大口（或开花）期,2或3次施氮肥有利于提高粮饲兼用玉米的饲用营养价值。     

高温干旱复合胁迫对夏玉米产量及光合特性的影响

【目的】气候变化导致全球变暖,高温、干旱等极端天气频发,且生产中高温干旱时常相伴发生。本研究旨在探讨不同生育时期高温干旱复合胁迫影响夏玉米产量和光合特性的生理机制。【方法】选用DH605为试验材料,设置不同生育时期高温（T）、干旱（D）以及高温干旱复合（T-D）处理。2019年于三叶期（V3）、拔节期（V6）和抽雄期（VT）进行,2020年于三叶期（V3）、大喇叭口期（V12）和抽雄期（VT）进行,以自然温度和正常水分处理为对照（CK）。研究不同生育时期高温干旱复合处理对夏玉米产量、光合特性以及干物质的积累与分配的影响。【结果】不同生育时期高温干旱复合胁迫处理后,夏玉米LAI和SPAD值均显著降低,光合性能下降,净光合速率（P_n）显著降低。其中VT时期复合胁迫对P_n影响最显著,VT时期的T-D处理的P_n较CK平均下降39.0%,且高温干旱复合处理后夏玉米净光合速率的下降幅度大于高温、干旱等单一胁迫。高温干旱复合处理引发夏玉米光合性能降低,导致夏玉米干物质积累能力及向籽粒分配比例的下降,进而导致产量显著降低。2019年V3、V6、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低27.4%、18.3%和66.5%;2020年V3、V12、VT时期的T-D处理的产量较CK分别降低14.5%、14.6%和68.7%。【结论】不同生育时期的高温干旱复合胁迫导致夏玉米叶面积指数和叶绿素含量降低,气体交换受抑制,光合性能下降,导致光合同化物的积累与分配受阻,产量显著降低。其中,抽雄期遭受高温干旱复合胁迫后对夏玉米产量和光合特性的影响最大,且复合胁迫对其影响大于单一胁迫。     

不同熟期夏玉米品种生长发育特性与产量形成的关系

【目的】研究不同熟期夏玉米品种生长发育特性与产量形成的关系,以期为早熟、高产、适应机械粒收的玉米新品种的筛选提供理论依据。【方法】2017年以早熟玉米品种登海518（DH518）、衡早8号（HZ8）和中晚熟玉米品种登海605（DH605）、郑单958（ZD958）为试验材料,2018年以早熟玉米品种登海518（DH518）、京农科728（JNK728）和中晚熟玉米品种登海605（DH605）、郑单958（ZD958）为试验材料,种植密度为75 000株/hm²,研究玉米生长发育过程中的叶片建成规律、穗部发育特性以及各生育阶段对光温需求的差异。【结果】不同熟期夏玉米品种各生育阶段的光温需求大小表现为吐丝期（R1）—生理成熟期（R6）>出苗期（VE）—吐丝期（R1）>播种期（sowing）—出苗期（VE）。不同品种花后对积温的需求高于花前,中晚熟和早熟夏玉米品种对积温需求的差异主要在拔节期—吐丝期,具体表现为第9—16片叶建成期;花后对积温的需求品种间差异不显著。相关性分析表明,不同熟期夏玉米品种的产量与穗位高、穗高系数呈极显著正相关关系。不同熟期夏玉米品种的雄穗发育特性不同,晚熟品种的雄穗长度显著低于早熟品种,但晚熟品种的雄穗分枝数、雄穗总小花数、小花败育率、有效小花数显著高于早熟品种;而雌穗分化到籽粒形成受品种基因型影响较大。【结论】不同熟期夏玉米品种生长发育特性具有较大差异,在75 000株/hm²条件下,中晚熟品种的产量显著高于早熟品种;植株总叶片数较少,拔节期—吐丝期所需时间短,后期脱水速率快是早熟宜机收玉米品种的典型特征。     

控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响

采用旱棚盆栽试验,以郑单958为材料设置3个水分水平(正常水分W3、轻度水分胁迫W2、重度水分胁迫W1)和高氮N3(施纯氮315 kg hm–2)、中氮N2(施纯氮210 kg hm–2)、低氮N1(施纯氮105 kg hm–2)、不施氮N0四个控释尿素施氮水平,探讨控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性的影响。结果表明,控释尿素水氮耦合对夏玉米产量和光合特性具有显著影响。相同水分条件下,夏玉米产量随施氮量增加而增加,W1条件下增产13.17%~20.96%,W2条件下增产13.93%~32.48%,W3条件下增产14.37%~21.83%。相同施氮水平下,产量也随水分增加而增加,W2N3、W3N2和W3N3的产量在所有处理中较高。水氮耦合对夏玉米穗位叶净光合速率的影响显著,W1条件下N3、N2和N1处理间差异不显著,均显著高于N0,W2、W3各施氮处理的净光合速率随施氮量增加而增加,W3各处理的平均净光合速率高于其他2个水分处理,W2N3比W3N3和W3N2前期略低,后期无显著差异。水氮耦合效应能有效减缓穗位叶的实际光化学效率ΦPSII、叶片光化学猝灭系数qP以及PSII反应中心的最大光能转换效率的下降速率,提高光能利用率。控释尿素水氮耦合能有效提高夏玉米花后穗位叶净光合速率,保证籽粒对营养物质的需求,提高穗位叶实际和最大光化学效率,从而提高夏玉米的产量,产量构成因素中增加千粒重和穗粒数的优势较大。综合产量与光合特性、荧光特性的表现,在田间持水量为75%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮210 kg hm–2为最佳;在田间持水量为55%±5%的土壤条件下,控释尿素施氮量以纯氮315 kg hm–2为宜。     

不同类型玉米品种分蘖发生过程中内源激素的作用

【目的】研究不同类型玉米品种分蘖发生与衰亡过程中内源激素的变化,探讨内源激素对玉米分蘖的调控作用。【方法】选用不同分蘖能力的玉米品种为试验材料,在调查研究分蘖发生规律的基础上,于分蘖高发期与消亡期测定基部茎节和功能叶中内源激素的含量。【结果】不同类型玉米品种的分蘖能力受基部茎节中激素含量及其之间比值的控制,分蘖高发阶段,基部茎节和功能叶中玉米素核苷（ZR）值较高或呈升高趋势,生长素（IAA）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）值较低或呈降低趋势;激素之间平衡状态对分蘖的影响表现为,在分蘖高发阶段,IAA/ZR、ABA/ZR值较低,分蘖停止发生时其值较高。不同玉米类型之间,分蘖高发阶段,分蘖能力最强的墨西哥玉米（MXG）的ZR值较高,IAA、ABA、GA值较低,IAA/ZR、ABA/ZR较低。【结论】ZR促进分蘖发生,IAA、ABA和GA抑制分蘖发生,促进分蘖衰亡。分蘖的发生,还由激素间的平衡状态决定,更重要的是以互作的方式影响分蘖发生,即低IAA/ZR、ABA/ZR值促进分蘖发生;高IAA/ZR、高ABA/ZR值则抑制分蘖的发生,促进分蘖的衰亡。     

肥料配施枯草芽孢杆菌对夏玉米产量及养分利用的影响

目的枯草芽孢杆菌能增加土壤养分、改善土壤结构、提高化肥利用率,并能促使土壤中的有机质分解,促进作物生长,提高产量。研究枯草芽孢杆菌与肥料配施对夏玉米产量、肥料吸收利用的影响,为提高肥料的增产效果、降低农业面源污染提供理论指导。方法2016和2017年以登海605(DH605) 为试验材料,设置不施氮肥 (CK)、单施化肥 (N)、单施牛粪 (M)、牛粪 + 枯草芽孢杆菌 (MB)、化肥 + 枯草芽孢杆菌 (NB) 5个处理,分析了夏玉米产量和肥料吸收利用状况。结果牛粪配施枯草芽孢杆菌处理的籽粒产量及肥料利用效率最高,显著高于单施牛粪处理。与单施牛粪相比,牛粪配施枯草芽孢杆菌两年产量平均增幅为20.2%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为30.8%、63.5%、30.8%,肥料偏生产力平均提高20.7%;化肥配施枯草芽孢杆菌两年产量平均值比单施化肥提高2.55%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为12.5%、10.6%、3.84%,肥料偏生产力平均提高3.18%。牛粪配施枯草芽孢杆菌的经济效益比单施牛粪提高16.9%,化肥配施枯草芽孢杆菌的经济效益与单施化肥基本相同。分析表明,植株干物质积累量和氮素积累量,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是增产增效的主要原因。其中牛粪配施枯草芽孢杆菌的效果要优于化肥配施枯草芽孢杆菌。结论肥料配施枯草芽孢杆菌能显著增加夏玉米的干物质积累量及产量,促进肥料的吸收利用。在施用氮肥的基础上,配施适量的枯草芽孢杆菌不仅能实现增产增效的目的,还能提高玉米的经济效益。有机肥配施枯草芽孢杆菌是实现夏玉米节肥增效的有效措施之一。     

低温胁迫下S-诱抗素拌种对玉米生理指标的影响

为探讨S-诱抗素在低温胁迫下对玉米(Zea mays)的生理调控作用,选用‘大丰30号’玉米种子为材料,S-诱抗素不同有效成分剂量(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/kg)包衣玉米种子,玉米出苗后使用培养箱模拟低温环境,待玉米长至三叶期,测定玉米幼苗生物学性状、根系活力、叶绿素含量和叶片保护酶活性等生理指标。结果表明：低温胁迫下,S-诱抗素拌种处理能显著提高玉米幼苗生长量、根系活力、叶绿素含量和保护酶活性;降低膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量;增加渗透调节物质还原糖和信息传递物质可溶性蛋白质的积累,且均随着S-诱抗素有效成分的增加呈现出先上升后下降的趋势,表明S-诱抗素提高玉米耐寒性的介导调控具有一定浓度效应,整体表现为低促高抑。     

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。     

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。     

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。