喷施脱水剂对不同熟期夏玉米脱水特性和籽粒品质的影响

目前,我国种植的夏玉米品种收获时籽粒含水率过高,限制了玉米机械粒收技术的发展。喷施脱水剂可以调控作物籽粒灌浆生理过程,降低收获时的籽粒含水率。本试验研究了喷施脱水剂对不同熟期夏玉米品种脱水过程、收获期籽粒含水率和籽粒品质的调控作用。结果表明: 喷施脱水剂减少了玉米各器官的干物质积累量,促进了植株向籽粒中的干物质转移,提高了收获指数,而且对籽粒品质没有显著影响。相关性分析显示,籽粒脱水速率与各器官脱水速率呈正相关,喷施脱水剂后籽粒脱水速率与茎鞘脱水速率呈极显著正相关。喷施脱水剂在产量没有显著降低的前提下提高了总脱水速率,缩短了开花期至生理成熟期的时间,增加了生理成熟期到收获的时间,有利于后期籽粒含水率的进一步降低,为玉米机械粒收提供了更大的可能性。不同熟期夏玉米品种喷施脱水剂进行机械粒收的经济效益与机械穗收相比没有显著差异,中晚熟品种的经济效益高于早熟品种。因此,收获前合理喷施脱水剂可以作为玉米机收籽粒的一种可行性配套技术。     

外源6-BA对不同时期遮光下江汉平原稻茬小麦产量的影响

针对江汉平原小麦生长季阴雨天气持续时间长、光照辐射少而形成的弱光环境,本试验以江汉平原大面积推广品种‘郑麦9023’和‘扬麦23’为材料,研究了孕穗期遮光处理(S₁)和开花期遮光处理(S₂)对两品种小麦产量的影响及其生理基础,并设置遮光前喷施6-BA处理(S₁+6-BA、S₂+6-BA),探究喷施6-BA对弱光胁迫的缓解作用.结果表明:孕穗期与开花期遮去自然光强的45%均显著降低了各处理籽粒产量,且开花期遮光处理籽粒产量下降幅度大于孕穗期遮光处理,遮光处理开花后14~21 d籽粒干物质积累量显著下降导致的粒重降低是造成籽粒产量下降的主要原因;两时期遮光均降低了成熟期干物质积累量,改变了营养器官干物质分配比例,使籽粒产量更多地依赖于开花前营养器官贮藏同化物,从而导致遮光处理籽粒产量下降.开花期遮光前喷施6-BA处理的籽粒产量显著大于开花期遮光处理,主要是由于喷施6-BA能够延缓遮光处理下旗叶的衰老进程,其灌浆速率和粒重亦显著大于遮光处理,同时提高了开花期遮光处理植株在成熟期的干物质积累量,且S₂+6-BA花后同化物的转运量及对籽粒的贡献量较S₂增大,最终提高了遮光处理的籽粒产量.总之,开花期遮光对小麦籽粒产量的影响大于孕穗期,开花期遮光前喷施外源6-BA对遮光造成的不利影响有一定的缓解效应,降低了开花期遮光造成的产量损失.     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

不同密度混播对玉米植株13C同化物分配和产量的影响

为了探讨不同密度混播对玉米植株¹³C同化物分配和产量的影响,选用‘郑单958’(ZD)和‘登海605’(DH)为试验材料,在不同密度下(LD,67500株·hm^-2;HD,97500株·hm^-2)设置单播(SZD、SDH)与混播(M、1∶1、2∶2)处理,研究玉米品种不同密度混播对植株光合特性、¹³C同化物分配、干物质积累量和产量的影响.结果表明: 随密度增加,籽粒产量、¹³C同化物在籽粒中的分配、干物质积累量和叶面积指数均提高;而叶绿素含量和净光合速率则降低.在67500株·hm^-2下,混播较单播处理无显著优势,但在97500株·hm^-2下,两品种混播提高了叶面积指数、叶绿素含量和穂位叶净光合速率,干物质积累量增加.混播促进茎等营养器官的干物质向籽粒的转运,提高了¹³C同化物在籽粒中的分配比例.混播处理较单播产量增加,主要因为千粒重显著增加.在高密度种植条件下,混播有助于扩大光合面积,维持较高的净光合速率,提高群体干物质积累量,改善干物质的分配状况,增加同化物向籽粒的分配,最终提高夏玉米产量.可见,混播栽培可显著增加黄淮海区密植夏玉米产量.     

遮荫对甜瓜叶片光合特性的影响

以适宜不同栽培条件的3个甜瓜品种为材料,研究了遮荫对其光合色素含量、净光合速率及比叶重等叶片特性的影响。结果表明:与正常光照相比,遮光处理能诱使甜瓜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高,叶绿素a/b显著降低。全光照条件下,3个甜瓜品种的净光合速率日变化曲线均呈双峰型,有明显的"光合午休"现象,而在遮荫条件下则呈单峰曲线变化,且光合峰值出现的时间比全光照下推迟;遮光条件下甜瓜叶片气孔导度日变化曲线与其净光合速率日变化类似。3个品种间比叶重在全光照条件下差异不显著,但遮荫显著降低了壮龄叶片的比叶重,且遮荫强度越重,比叶重越小;品种‘黄河蜜3号’壮龄叶的比叶重降幅(31.83%)显著大于‘银帝’(27.22%)和‘玉金香’(26.01%)。可见,遮荫降低了甜瓜叶片的净光合速率和功能叶片的比叶重,植株通过增加自身叶片光合色素含量以增强对环境的适应性,缓解遮荫对其的影响,品种‘银帝’表现出较强的耐弱光性。     

生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响

通过盆栽试验研究了生育前期（插秧至孕穗期）遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明：前期遮光使水稻分蘖数明显降低（降低26.72%）,齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66 d,实际灌浆时间延长了6.80 d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素 a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.     

遮光对小麦籽粒淀粉品质和花前贮存非结构碳水化合物转运的影响

以耐荫品种扬麦158和不耐荫品种扬麦11两个小麦品种为材料,研究了拔节至成熟期遮光对小麦籽粒产量、淀粉含量和淀粉糊化特性的影响,并分析了花前营养器官非结构碳水化合物转运及其与籽粒产量、淀粉含量和淀粉糊化特性的关系.结果表明：遮光条件下小麦花前营养器官中可溶性总糖转运量的下降是造成小麦籽粒产量降低的原因之一;小麦支链淀粉在遮光条件下显著降低而直链淀粉变化不明显,导致小麦籽粒总淀粉含量和支／直显著下降;遮光降低了两品种小麦籽粒淀粉峰值粘度;降低了不耐荫品种扬麦11的低谷粘度,提高了其糊化温度,但对耐荫品种扬麦158的低谷粘度和糊化温度无显著影响.     

遮阴和种植密度对东北春玉米穗部发育和植株生产力的影响

探讨遮阴对玉米穗部特性的影响及其产量效应,可以为应对气候变化与密植栽培条件下的玉米品种选育和高产栽培提供参考依据.本研究选用2个品种(紧凑型‘中单909’、平展型‘内单4’)和2个种植密度(4.5、9.0万株·hm^-2),在吉林省公主岭市开展田间遮阴试验,设置遮阴(遮阴度65%,小喇叭口期-成熟期)和不遮阴(对照)2个处理,研究遮阴和种植密度对不同株型玉米的穗部发育和植株生产力的影响.结果表明: 遮阴显著影响春玉米雌穗发育,造成散粉和吐丝期推迟,导致散粉吐丝间隔期延长3～15 d;遮阴显著降低春玉米干物质积累,籽粒产量下降50%以上(50.8%～87.0%);密植条件下春玉米穗部特性和产量性能受遮阴的影响显著高于稀植栽培;不同玉米品种相比,紧凑型品种的穗部特性和产量受遮阴和种植密度的影响低于平展型品种,紧凑型品种对生态环境变化的适应性较强,耐阴性和耐密性表现出一致性.     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响

为了进一步揭示玉米花生间作体系中玉米间作产量优势的光合机理,于2010—2011年在河南科技大学试验农场研究了间作玉米功能叶的光-光响应曲线和光-CO2响应曲线特点、荧光参数、叶绿素含量与构成、干物质积累及灌浆速率。结果表明:间作提高了玉米功能叶片的叶绿素含量,改变了叶绿素构成,显著提高了净光合速率,延缓衰老;间作提高了玉米光补偿点、光饱和点、光饱和时的最大净光合速率、表观量子效率和羧化效率,显著降低了CO2补偿点;PSⅡ的实际光化学效率、PSⅡ的最大光化学效率和光化学猝灭系数变化不明显。间作明显提高玉米生育后期单株干物质,主要在于促进了籽粒的生长,显著提高玉米产量,偏土地当量(PLER-M)高于其所占面积比例的106.6%—120.3%,表现出明显的间作产量优势。这说明间作玉米产量间作优势主要来源于其生育后期净光合速率的提高,促进光合物质向籽粒的分配,净光合速率的提高是通过羧化效率和表观量子效率的提高,增强CO2的固定能力实现的,而非是光能传递、转化效率的提高。     

低氮胁迫对不同基因型夏玉米源库性状和灌浆特性的影响

2007和2008年连续2年在低氮（105 kg·hm^-2）和正常施氮（337.5 kg·hm^-2）两种施肥水平下,分析了6个不同基因型玉米品种的群体源库关系及籽粒灌浆特性间的差异.结果表明：低氮胁迫对不同基因型玉米品种的群体产量、叶面积指数（LAI）、群体源库性状和籽粒灌浆特性影响明显,在低氮胁迫下,先玉335、郑单958等耐低氮能力较好品种的籽粒活跃灌浆期较长、最大灌浆速率高、最大叶面积指数持续期较长,群体库源关系比较协调;陕单902和豫玉22等耐低氮能力较差品种吐丝后的籽粒活跃灌浆时数、最大灌浆速率、灌浆速率最大时的生长量及LAI较低,源的供应能力显著下降;低氮胁迫明显加剧了不同基因型玉米品种间的产量差异.     

阴湿环境对玉米杂交种生长发育特性的影响

比较了在人工遮光增湿环境和自然环境下18个玉米杂交种生长发育特性的差异,研究了阴湿环境对玉米杂交种生长发育特性的影响.结果表明: 遮光增湿环境使空气湿度比自然环境增加15.0%～16.4%,土壤湿度增加27.0%～78.4%,光照强度降低72.9%～77.9%,光量子减少72.8%～79.6%,差异均达显著或极显著水平,但不影响环境温度.阴湿环境导致玉米植株第7叶宽、有效功能叶数、成株叶片数、雄穗分枝数、茎粗、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、百粒重和单株粒重13个性状表现为负向变异(表型值变小),其中单株粒重降幅达72.3%,株高降幅7.1%,其余性状降幅介于14.8%～53.8%之间;第7叶长、第7叶长宽比、散粉至抽丝间隔天数(ASI)、小斑病指数和纹枯病指数等5个性状表现为正向变异(表型值增大),分别增大39.8%、80.5%、114.3%、73.0%和54.8%.用ASI、雄穗分枝数、成株叶片数、株高、单株粒重、小斑病指数和纹枯病指数7个性状计算出的综合耐阴湿系数作为玉米杂交种耐阴湿鉴定的指标,具有一定的可靠性,且简便易行.运用该指标可将18个杂交种划分为耐阴湿性强、耐阴湿性中等和耐阴湿性弱3类.     

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.     

QTL analysis of shading sensitive related traits in maize under two shading treatments

During maize development and reproduction, shading stress is an important abiotic factor influencing grain yield. To elucidate the genetic basis of shading stress in maize, an F(2:3) population derived from two inbred lines, Zhong72 and 502, was used to evaluate the performance of six traits under shading treatment and full-light treatment at two locations. The results showed that shading treatment significantly decreased plant height and ear height, reduced stem diameter, delayed day-to-tassel (DTT) and day-to-silk (DTS), and increased anthesis-silking interval (ASI). Forty-three different QTLs were identified for the six measured traits under shading and full light treatment at two locations, including seven QTL for plant height, nine QTL for ear height, six QTL for stem diameter, seven QTL for day-to-tassel, six QTL for day-to-silk, and eight QTL for ASI. Interestingly, three QTLs, qPH4, qEH4a, and qDTT1b were detected under full sunlight and shading treatment at two locations simultaneously, these QTL could be used for selecting elite hybrids with high tolerance to shading and high plant density. And the two QTL, qPH10 and qDTS1a, were only detected under shading treatment at two locations, should be quit for selecting insensitive inbred line in maize breeding procedure by using MAS method.     

黄土塬区不同品种玉米间作群体生长特征的动态变化

不同玉米品种间作,品种间的竞争对群体结构和产量可能有促进作用.为了明确不同密度下品种间作对不同生育期群体生长特征的影响,以及在不同生育期的变化规律,选用郑单958和沈单16两个不同株型的玉米品种在中、高两种密度条件下进行隔行间作田间试验.研究结果表明:不同密度间作群体叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)显著增加,同密度不同品种间作LAI在生育后期显著增加,有利于形成合理的冠层结构以获得更多的光照;中等密度下品种间作单株叶面积较单作显著增加,而高密度间作显著降低了单株叶面积;中等密度下,品种间作地上部干物质积累量显著增加,郑单958尤为突出,但高密度间作时的增加幅度较小,这与高密度下株高、茎粗相对减小有关.品种株高、茎粗随间作密度的增加而有所增加,对间作竞争的响应与品种特性密切相关;在不同生育期,郑单958和沈单16号表现不同的生长规律,前者在整个营养生长过程中对间作竞争的响应明显、持续和稳定,而进入生殖期后,间作的生长优势逐渐消失;后者在营养生长期干物质积累量大,但持续时间较短,表现出较弱的竞争性.品种间作可有效改善群体冠层结构,增加群体物质生产力,更好的为增产鉴定基础.     

不同沼液用量对夏玉米源库代谢关键酶及产量的影响

以玉米杂交种郑单958为材料,研究了3个不同沼液用量（15000、22500、30000 kg·hm^-2）对夏玉米源库代谢关键酶和产量构成因素的影响.结果表明：与对照和施氮肥相比,田间浇灌沼液不仅可提高夏玉米地上部干物质量、叶面积指数和叶绿素含量,而且可提高叶片中硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和籽粒中蔗糖合成酶（SS）活性,从而显著增加了玉米穗粗、穗长、穗行数、穗粒数、穗粒重、千粒重和单位面积产量.在3个沼液用量中,以22500 kg·hm^-2处理(拔节期、大口期、抽雄期各追施7500 kg·hm^-2)对提高玉米酶活性和产量的效果最好,其产量可达14006.7 kg·hm^-2,比对照增产40.7％.     

Comparison of the Drought Stress Responses of Tolerant and Sensitive Wheat Cultivars During Grain Filling: Changes in Flag Leaf Photosynthetic Activity,ABA Levels,and Grain Yield

Water status parameters, flag leaf photosynthetic activity, abscisic acid (ABA) levels, grain yield, and storage protein contents were investigated in two drought-tolerant (Triticum aestivum L. cv. MV Emese and cv. Plainsman V) and two drought-sensitive (cvs. GK élet and Cappelle Desprez) wheat genotypes subjected to soil water deficit during grain filling to characterize physiological traits related to yield. The leaf water potential decreased earlier and at a higher rate in the sensitive than in the tolerant cultivars. The net CO₂ assimilation rate (P _N) in flag leaves during water deficit did not display a strict correlation with the drought sensitivity of the genotypes. The photosynthetic activity terminated earliest in the tolerant cv. Emese, and the senescence of flag leaves lasted 7 days longer in the sensitive Cappelle Desprez. Soil drought did not induce characteristic differences between sensitive and tolerant cultivars in chlorophyll a fluorescence parameters of flag leaves during post-anthesis. Changes in the effective quantum yield of PSII (Φ_PSII) and the photochemical quenching (qP) depended on the genotypes and not on the sensitivity of cultivars. In contrast, the levels of ABA in the kernels displayed typical fluctuations in the tolerant and in the sensitive cultivars. Tolerant genotypes exhibited an early maximum in the grain ABA content during drought and the sensitive cultivars maintained high ABA levels in the later stages of grain filling. In contrast with other genotypes, the grain number per ear did not decrease in Plainsman and the gliadin/glutenin ratio was higher than in the control in Emese during drought stress. A possible causal relationship between high ABA levels in the kernels during late stages of grain filling and a decreased grain yield was found in the sensitive cultivars during drought stress.     

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。     

High productivity of wheat intercropped with maize is associated with plant architectural responses

Mixed cultivation of crops often results in increased production per unit land area, but the underlying mechanisms are poorly understood. Plants in intercrops grow differently from plants in single crops; however, no study has shown the association between plant plastic responses and the yield advantage. Here, we assessed the productivity of wheat–maize intercropping as compared to sole wheat and sole maize, and the associated differences in wheat shoot and leaf traits. In two field experiments, intercrop wheat and maize were both grown in alternating strips consisting of six rows of wheat and two rows of maize. The traits of wheat plants in border rows of the strips were compared to the traits of plants in the inner rows as well as those in sole wheat. Leaf development, chlorophyll concentration and azimuth, as well as the final leaf and ear sizes, tiller dynamics of wheat and yield components of both crops were determined. The relative densities of wheat and maize in the intercrop were 0.33 and 0.67, respectively, but the corresponding relative yields compared to the respective monocultures were 0.46 for wheat and 0.77 for maize. Compared to wheat plants in the inner rows of the intercrop strips as well as in the monoculture, border‐row wheat plants in the intercrop strips had (a) more tillers owing to increased tiller production and survival, and thus more ears, (b) larger top leaves on the main stem and tillers, (c) higher chlorophyll concentration in leaves, (d) greater number of kernels per ear and (e) smaller thousand‐grain weight. Grain yield per metre row length of border‐row wheat was 141% higher than the sole wheat, and was 176% higher than the inner‐row wheat. The results demonstrate the importance of plasticity in architectural traits for yield advantage in multispecies cropping systems.