种植密度对川中丘区夏玉米冠层结构、干物质积累及产量的影响

通过设置4.50×104、5.25×104、6.00×104、6.75×104、7.50×104株·hm~(-2)(分别用T1、T2、T3、T4、T5表示)5个密度,研究种植密度对玉米冠层结构、干物质积累及产量的影响,为川中丘区夏玉米高产栽培提供理论依据和技术支撑。结果表明:随种植密度增加,玉米叶面积指数显著增加,茎粗、茎叶夹角和透光率显著降低;密度每增加1×104株·hm~(-2),茎粗分别降低1.4 mm(2015年)和1.3 mm(2016年),穗下、穗上第1叶夹角分别降低3.601°、1.440°,吐丝期和灌浆中期底层透光率分别降低3.73%和2.82%;玉米单株干物质积累随种植密度增加显著降低,T5较T1在成熟期分别降低37.13%(2015年)、25.95%(2016年);而群体干物质随种植密度呈增加趋势,2016年T5较T1在吐丝后7天、成熟期分别增加了26.72%、23.41%;玉米产量随种植密度呈先增后降的变化趋势,在密度为6.00×104株·hm~(-2)下产量最高;该密度下玉米群体和个体功能达到协同增益,玉米产量构成(有效穗数、穗粒数和千粒重)协调,是产量提高的主要原因。     

种植密度对不同耐密性春玉米基部茎节维管束及根系伤流的影响

选用不同耐密性玉米品种‘郑单958’(密植品种)和‘辽单526’(稀植品种)为材料,设置4个不同的密度水平,分别在拔节期和乳熟期采用徒手切片显微观测基部茎秆内部维管束结构变化,采集茎基部伤流液测定其主要成份含量并计算伤流强度,以期为春玉米的密植高产提供理论依据.结果显示:(1)在拔节期,‘郑单958’维管束结构对密度变化反应相对敏感,而‘辽单526’维管束结构在各密度间并无显著差异;当密度最大时,‘辽单526’伤流强度的下降程度要大于‘郑单958’,但两品种伤流液成分对密度反应无明显变化.(2)在乳熟期,密度对‘郑单958’维管束结构无显著影响,而‘辽单526’在密度增加后维管束结构各指标明显下降且与对照(适宜密度)差异显著;各密度‘郑单958’的伤流强度均大于‘辽单526’,增加密度会提高两品种伤流液中可溶性糖的含量,尤其以‘辽单526’增加更显著.(3)在高于对照密度条件下,两品种的籽粒产量都不同程度低于对照,但‘辽单526’产量降低程度要大于‘郑单958’.研究表明,密植性玉米对密度压力的反应要早于稀植性玉米,其在高密度表现出的适应性也要优于稀植性玉米,这从茎基部的结构和功能上揭示了玉米品种耐密性差异的生理基础.     

紧凑型夏玉米群体的辐射截获

测量了紧凑型夏玉米 (掖单 1 3)群体的太阳总辐射和光合有效辐射 ( PAR)的反射率、透过率和截获率 .结果表明 ,紧凑型夏玉米具有直立型叶片的透光和截获特点 ,抽雄前总辐射和 PAR的消光系数分别为 0 .2 84和 0 .40 1 ,良好的透光特性使紧凑型夏玉米比平展型的能承受更大的种植密度 .雄穗的透过率约为 75% ,去掉部分雄穗能改善叶簇的光照条件 .本文探讨了总辐射和 PAR的日平均截获率 (āQ)和 (āu)和绿色叶面积指数 ( L )的关系     

种植密度对夏玉米产量和源库特性的影响

以高产玉米品种郑单958(ZD958)和登海661(DH661)为试验材料,在4个不同区域(山东农业大学、汶口、兖州和莱州)设置22500、45000、67500、90000和112500株.hm-25个种植密度,研究了种植密度对夏玉米产量及源库特性的影响.结果表明:两品种在112500株.hm-2密度条件下玉米籽粒产量和生物产量最高,分别为19132和36965kg.hm-2,与22500和67500株.hm-2密度相比,籽粒产量分别增加了72%和48%,生物产量分别增加了152%和112%.两品种单株叶面积、最大花丝数、穗粒数和千粒重随密度增大而减小,但叶面积指数随密度增大而显著提高.收获指数与粒叶比随密度增大而显著减小,当密度超过67500株.hm-2时差异不显著,表明高密度条件下玉米通过增加群体库来提高产量.     

密植条件下种植方式对夏玉米群体根冠特性及产量的影响

选用平展大穗型品种鲁单981(Ludan981,LD981)和紧凑中穗型品种鲁单818(Ludan818,LD818),在两种种植密度(60000和90000株/hm2)和两种种植方式(单株和双株)下,研究了密植及种植方式对夏玉米冠层和根系结构与功能以及子粒产量等的影响.研究发现,随种植密度增加,冠层垂直分布呈现干重比例权重上移的趋势,根系则呈现下移的趋势.密植条件下,LD981冠层对生长空间更为敏感,其根系对生长空间的竞争强于冠层,其群体产量限制因素是子粒库容;LD818根系对生长空间更为敏感,冠层对生长空间的竞争强于根系,其群体产量限制因素是单位面积穗数.60000株/hm2下,LD981的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其冠层竞争,根、冠协调,表现增产;在90000株/hm2下,LD818的群体结构质量和功能较优,双株种植可缓解其根系竞争,部分改善冠层群体结构质量和功能,根、冠协调,表现增产.     

植酶Q9对大田遮阴夏玉米产量和衰老特性的调控作用

黄淮海夏季太阳辐射量降低以及种植密度增加引起了夏玉米冠层光照不足,产量大幅降低。本试验选用夏玉米品种‘登海605'(DH605)为试验材料,设置3个遮阴处理:花粒期遮阴(S₁)、穗期遮阴(S₂)和全生育期遮阴(S₃),以大田自然光照为对照(CK),并选用化控试剂植酶Q9(原液稀释100倍)对遮阴处理和CK进行外源调控,即花粒期遮阴-植酶Q9(S₁Q)、穗期遮阴-植酶Q9(S₂Q)、全生育期遮阴-植酶Q9(S₃Q)及大田自然光照-植酶Q9(CKQ),化控处理以同时期喷施清水为对照,探讨植酶Q9对大田遮阴夏玉米衰老特性的调控作用。结果表明: 遮阴显著降低了夏玉米的叶面积指数(LAI)、功能叶片叶绿素相对含量值(SPAD值)和净光合速率,进而显著降低了夏玉米产量。同时,遮阴夏玉米穗位叶的超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量显著增加,可溶性蛋白含量显著降低。喷施植酶Q9后,S₃Q和S₂Q的LAI、功能叶片SPAD值和净光合速率显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的MDA和游离脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量和POD活性显著提高,S₂Q、S₃Q各时期的SOD和CAT活性显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的产量分别较S₃、S₂、S₁平均提高19%、8%、7%,CKQ与CK间无显著差异。因此,喷施植酶Q9通过提高弱光胁迫下夏玉米的光合能力,延缓叶片的衰老,增加产量,可有效缓解弱光胁迫导致的减产危害。     

密度、种植方式和品种对夏玉米群体发育特征的影响

在豫北高产灌区的生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,研究了不同密度和种植方式对夏玉米群体发育特征的影响。结果表明:密度和种植方式对两个品种的株高、茎粗、穗位、叶面积指数(LAI)、叶绿素含量、干物质积累量、穗部性状、籽粒产量和经济系数的影响达到极显著水平。郑单958在宽窄行种植方式和90000株/hm2的密度下产量最高,达到14236.97kg/hm2,浚单20在宽窄行种植方式和82500株/hm2的密度下产量最高,达到13333.51kg/hm2。     

松嫩平原不同株型玉米品种根系分布特征比较研究

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法,对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较。结果表明,平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同,二者根干重分别在抽丝后15d和抽丝后30d时达到最大值,成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高12．2％,二者根系垂直分布有明显的差异,在20cm以下的根干重比率,平展型玉米在19％以下,而紧凑型玉米高于23％,紧凑型玉米的深层根量较多,在深40～100cm土层内根干重比率比平展型高42．3％,二者的根系水平分布也不同,紧凑型玉米根系水平分布较集中,在距植株0～10cm水平范围内,根系分布比率比平展型玉米高9．6％,紧凑型玉米深层根量较多,水平分布集中,耐密植,是易获得高产的重要原因之一。     

干旱对东北春玉米生长发育和产量的影响

选取玉米品种丹玉39为供试材料,利用大型农田水分控制试验场,采用大田池栽方式,在玉米三叶-拔节期、拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期分别开展中度干旱胁迫及复水控制对比试验,分析3个关键生育时期干旱胁迫对春玉米生长发育和产量的影响.结果表明：与水分适宜对照（CK）相比,三叶-拔节期遭受干旱胁迫后,全生育期推迟13 d,至拔节普遍期,株高偏低29.8%,叶面积偏小41.2%,复水后,株高和产量得到较大程度恢复,果穗性状和最终产量差异不大;拔节-吐丝期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短7 d,至吐丝普遍期,株高偏低18.6%,叶面积偏小14.1%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降6.9%、19.1%、28.1%和29.4%,空秆率增加13.3%;吐丝-乳熟期遭受干旱胁迫后,全生育期缩短15 d,生长至乳熟普遍期,株高偏低2.3%,叶面积偏小37.3%,果穗长、穗粒数、果穗干质量、穗粒质量分别下降9.2%、24.1%、30.8%和27.9%,空秆率增加24.5%.拔节-吐丝期、吐丝-乳熟期干旱胁迫处理并复水后,玉米株高恢复不明显,产量降幅显著.     

东北雨养区地膜覆盖条件下种植密度对玉米田间土壤水分和产量的影响

在东北雨养农业区,地膜覆盖和玉米密植高产栽培技术得到广泛应用。本文探讨了不同种植密度条件下,地膜覆盖对玉米田间土壤水分及其产量的影响。研究设置60000、67500和75000株·hm-23个种植密度,分析玉米田间土壤水分动态及其产量变化。结果表明:3个种植密度下玉米全生育期土壤含水率变化趋势基本一致,在拔节期至灌浆期,种植密度对土壤水分的影响明显;同一密度下,覆膜玉米产量明显高于不覆盖玉米产量,密度在60000株·hm-2时增产率最大(14.3%);不覆盖模式下不同种植密度间水分利用效率差异不显著,覆膜模式下不同密度间水分利用效率差异显著;分析表明,提高玉米种植密度或者采用覆膜种植模式,均可以增加玉米产量,但同时也会导致土壤库存水量降低。     

遮阴对夏玉米干物质积累及养分吸收的影响

以振杰2号(ZJ2)、登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为试验材料,在大田条件下设置花粒期遮阴(S₁)、穗期遮阴(S₂)、全生育期遮阴(S₃)3个遮阴处理,以自然光照条件为对照(CK),研究了遮阴对夏玉米干物质积累和氮、磷、钾吸收的影响.结果表明: 遮阴后夏玉米籽粒产量和单株干物质积累量显著降低,降低程度与遮阴时期有关,表现为S₃>S₁>S₂,其中S₁、S₂和S₃籽粒产量平均降低61.6%、25.3%和92.8%,说明花粒期遮阴较花前遮阴对夏玉米干物质积累和籽粒产量影响更大,不同品种的变化趋势相同.夏玉米植株花前养分吸收量表现为钾>氮>磷,植株吸收总量表现为氮>钾>磷.遮阴后植株氮和磷积累量显著减少,由于遮阴后干物质较对照降低程度大于对氮、磷吸收的降低程度,各处理氮、磷相对含量有所升高;遮阴后各处理植株钾吸收量较对照显著降低,但S₂处理的钾吸收降低程度大于干物质积累降低程度,钾相对含量降低,即花前遮阴对玉米钾吸收的影响大于氮和磷.     

玉米株型和幅宽对套作大豆初花期形态建成及产量的影响

在“麦/玉/豆”套作模式下研究了不同幅宽和玉米株型对大豆生长前期形态建成和产量的影响.结果表明：不同株型玉米下大豆生长带的温度、湿度和透光率是导致大豆茎叶形态和组织解剖结构出现差异的直接原因.较大幅宽和紧凑型玉米下大豆的植株较矮,主茎较粗、干物质积累量较大,叶面积指数和比叶质量较高,产量较高;而较小幅宽和松散型玉米下大豆的茎叶生长不良,株高增长过快,主茎柔弱,容易倒伏,产量较低.在1.17 m/0.83 m(大豆/玉米)幅宽下对不同株型玉米影响下的大豆初花期茎、叶组织切片观察发现,随着荫蔽程度的加重,大豆的叶片变薄,表皮细胞体积变大,角质层变薄,栅栏组织和海绵组织分化不明显,细胞间隙增大;茎的表皮和次生木质部也变薄,薄壁细胞排列疏松,导管分化较迟,韧皮纤维不发达.套作模式下保证全年高产、高效的田间最优配置为：与紧凑型玉米套作,大豆幅宽1.17 m,玉米幅宽0.83 m.     

弱光胁迫对不同耐荫型玉米果穗发育及内源激素含量的影响

2010—2011年以耐荫性较弱的玉米杂交种豫玉22和耐荫性较强的玉米杂交种郑单958为材料,在抽雄前3 d开始进行弱光胁迫处理,吐丝后10 d恢复自然光照,研究弱光胁迫及光恢复对不同耐荫型玉米果穗生长发育及其内源激素含量的影响。结果表明:弱光胁迫下,玉米果穗生长发育明显减缓,穗长、穗粗和果穗干物质积累显著减小,秃尖度变大;穗行数、穗粒数和籽粒库容显著降低;吐丝期果穗顶部小穗子房发育停滞,已有败育迹象的籽粒在恢复自然光照后无明显改善;豫玉22果穗和籽粒性状在处理间的差异程度均大于郑单958。弱光胁迫下,两玉米杂交种果穗的ABA和ZR含量均升高,而GA含量和GA/ABA比值均降低;IAA含量和IAA/ABA比值在郑单958果穗中表现为升高,而豫玉22则表现为下降。     

遮荫对夏玉米产量及生长发育的影响

在大田条件下研究了不同时期和不同程度遮荫对夏玉米产量及生长发育的影响.结果表明,遮荫显著降低玉米产量.不同时期遮荫对其影响不同,花粒期（从开花到成熟期）遮荫的影响最显著,农大108（ND108）和掖单13号（YD13）遮荫50%、90%处理分别减产67.5%、79.4%和82.9%和86.7%,其次是穗期（从拔节到开花期）遮荫,ND108和YD13分别减产34.1%、55.3%和47.2%、65.7%,而苗期（从出苗到拔节期）遮荫对其影响相对较小,ND108和YD13分别减产16.9%、24.5%和18.9%、24.3%.遮荫对YD13产量的影响大于ND108.遮荫时期对玉米产量的影响显著地大于遮荫程度.遮荫后两个玉米品种的生育进程都延迟,并随着遮荫程度的增加,对其影响加剧.穗期遮荫显著影响玉米的穗分化,花丝数和雄穗分枝数显著降低,对YD13的影响大于ND108.苗期和穗期遮荫显著抑制玉米叶面积、株高和茎节的生长.     

紧凑大穗型玉米品种陕单902群体源库性状与产量形成的研究

通过对紧凑大穗型玉米品种陕单902的研究发现,保证适宜种植密度,增加群体总粒数是陕单902高产的基础;建立合理的群全结构和干物质生产体系,提高吐丝至成熟期的干物质生产能力是陕单902高产的关键;协调群体库源关系,提高成粒率是陕单902高产的根本。采用合理密植（不超过60000株／hm^2),宽窄行和双株栽培,保证足量氮肥和适宜氮,磷,钾配比等主要配套技术可改善大穗型玉米品种陕单902的群体库源性状,提高产量潜和。     

全膜覆土下施有机肥对春小麦旗叶碳氮比、光合特性和产量的影响

于2016和2017年,以春小麦品种‘陇春27'为试验材料,在甘肃省中部半干旱雨养农业区设置定位试验,分析全膜覆土平作穴播(PMS)、全膜覆土平作穴播+有机肥(PMO)、裸地平作穴播(CK)3个处理春小麦抽穗至灌浆阶段土壤水分与群体冠层温度、净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、旗叶C/N、旗叶全氮之间的相互关系,探讨不同处理对产量及其构成要素的影响。结果表明: 施用有机肥可提高小麦生育中后期土壤含水量,PMO抽穗至灌浆阶段0～300 cm土层土壤贮水量较PMS和CK分别提高4.6%和8.5%,群体冠层温度分别降低0.1～1.3 ℃和1.4～4.9 ℃,P_n分别提高9.3%和29.7%,g_s分别提高30.9%和103.8%,T_r分别提高5.1%和55.0%,全氮含量分别提高6.6%和18.9%,C/N分别降低6.4%和22.8%。收获后,PMO较PMS和CK显著促进穗粒数和千粒重增加,籽粒产量分别提高9.1%和53.7%。抽穗至灌浆阶段旗叶P_n和g_s与C/N呈负相关性;C/N与籽粒产量呈显著负相关。因此,半干旱区全膜覆土穴播条件下施有机肥可提高春小麦抽穗至灌浆阶段土壤含水量,促进旗叶光合作用,有利于降低生理干旱胁迫强度和旗叶氮吸收同化限制,促进穗粒数和粒重增加,使产量提升。     

花粒期光照对夏玉米光合特性和叶绿体超微结构的影响

在大田条件下,以夏玉米品种‘登海605’为试验材料,研究花粒期不同光照强度(正常光照、开花至收获期遮阴和开花至收获期增光)对夏玉米叶片光合、荧光性能和叶绿体超微结构的影响.结果表明:与对照相比,花粒期遮阴影响叶绿体排布及内部结构发育,基粒个数和基粒片层数均有不同程度减少,叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量下降,PSⅡ反应中心的实际光化学效率和最大光化学效率降低,非光化学淬灭系数数值增加,导致产量降低;增光后叶绿体结构良好,基粒片层排列紧致、清晰且数量增加,PSⅡ反应中心的实际光化学效率增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量上升,叶片光合性能增强,产量增加.即花粒期遮阴破坏了夏玉米叶片叶绿体超微结构,降低了叶片光合能力,产量下降;花粒期增光增加了叶肉细胞中叶绿体的基粒和基粒片层,导致基粒片层排列紧密有序,有利于增加作物产量潜力.