垄作模式和密度对不同玉米品种的产量影响分析

本文是关于对玉米产量的分析和研究,探讨大垄双行的作物方法与玉米品种等存在的关系,通过玉米的产量来反应出大垄双行对玉米的影响。通过研究实验可以发现,玉米的产量与密度相关,但是过高的密度反而不利于玉米产量增长,大垄双行作物方法有一定局限性,对那些耐密型的玉米品种更有效。     

长期施肥对作物产量的贡献

以中国科学院沈阳生态试验站16年定位试验为平台,研究了8种施肥制度的增产效应与稳产性能。结果表明:不同施肥处理对作物产量有明显影响,作物平均产量NPK>NP>NK>N>PK>P>K>CK,不施N肥时(即P、K、PK等处理)作物产量低;肥料对作物产量的年际贡献率在N、NP、NK、NPK处理中总体呈上升趋势,而在P、K、PK处理中则表现出下降的趋势;从化肥N、P、K的增产效果上看,总趋势是N>P>K;作物年际间产量的变异系数随化肥的均衡施用呈下降的趋势;玉米在NPK处理时的稳产性能最好,大豆在PK处理的稳产性最好。     

小麦双基因型混合种群的稳态效应研究

在作物生产中,不但要高产,稳产更为重要,因为大多数作物种植者处在易变多样的环境中。生产实践证明,在易变多样的生态系统中,靠单一基因型作物种群来达到既高产又稳产的目的是很困难的。根据生物多样性稳态学原理可知,若将同种作物的两个或两个以上纯系品种或品系按一定的比例组成混合种群,肯定能够提高作物群体产量的稳产性。有关作物双基因型混合种群的稳产效应研究,国内外已有许多研究报道,但大多为抗病稳产方面的研究,有关其它逆境方面的稳产效应研究报道较少。1989～1993年我们利用耐盐性不同的小麦品种,在山东省鲁北地区的盐碱土地上…     

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.     

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.     

密度与氮肥对关中灌区夏玉米(Zea mays L.)群体光合生理指标的影响

合理的密度是玉米构建良好群体结构、优化群体光合生理功能的基础,适宜的氮肥施用量是玉米进行光合生产的营养物质保障.运用作物群体生理学的方法,采用二次饱和D试验设计,研究了关中灌区夏玉米密度与氮肥耦合和群体光合生理指标的关系及其效应,明确了在关中灌区夏播条件下,在45000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米籽粒产量、总干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(MLAI)、总光合势(LAD)、平均作物生长率(CGR)为正相关,在45000～60000株/hm2的密度范围内,密度与玉米叶片平均净同化率(NAR)为正相关,而在60000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米NAR为负相关;在氮素施用量≤600.0 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米籽粒产量、DMA、CGR为正相关,在氮素施用量≤260.55 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为正相关,与玉米NAR为负相关,而在氮素施用量260.55～600.0kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为负相关,与玉米NAR为正相关.密度对其影响较大的指标为:籽粒产量、DMA、LAD、CGR和MLAI , 影响较小的指标为:NAR;氮肥对其影响较大的指标为:DMA、CGR、籽粒产量、NAR,影响较小的指标为:LAD和MLAI .对籽粒产量和群体生理指标的综合影响效应,密度显著大于氮肥,玉米生产中,尤其要重视合理密植.通过对回归模型的解析,筛选确定了陕单8806玉米在关中灌区夏播中,实现高产的密度与氮肥耦合优化技术方案:合理密度为61713～66177株/hm2,适宜纯氮施用量为309.88～569.02kg/hm2.     

不同种植密度下玉米与豌豆间作对群体总产量的影响

于2014和2015年在黄土高原半干旱区全膜覆盖种植技术下,研究了不同种植密度下玉米行内间作豌豆对作物群体总产量的影响.结果表明: 2014年,当玉米株距为40和50 cm时,与不插播相比,在玉米株间插播2株豌豆显著提高了作物群体籽粒总产量;而在株距60 cm情况下,插播豌豆对作物群体总产量无显著影响.2015年,玉米株距40和50 cm情况下,与对应株距的单作玉米相比,在玉米株间插播2株豌豆对群体籽粒总产量无显著影响;但是在玉米株距60 cm的情况下,株间插播2株豌豆使作物群体籽粒总产量显著增加.导致两个试验年份之间玉米行内间作豌豆的产量效应差异的主要原因是生长季降水量在2014年较2015年充沛.综合比较,玉米株距40 cm、株间插播2株豌豆间作形式的籽粒总产量最高.此外,在玉米单作和行内间作中,籽粒总产量均随玉米株距的增大而减小.     

种间互作和施氮对蚕豆/玉米间作生态系统地上部和地下部生长的影响

为河西走廊绿洲灌区豆科/禾本科间作体系的养分管理提供科学依据,于2007年在武威绿洲农业试验站应用田间原位根系行分隔技术研究了蚕豆/玉米种间互作和施氮对玉米抽雄期的根系空间分布、根系形态和作物地上部生长的影响。研究结果表明:种间互作和施氮均增加了玉米和蚕豆在纵向和横向两个尺度上的根重密度、根长密度、根表面积、根系体积。根长密度和根表面积与两种作物产量和氮素吸收均呈正相关,而与蚕豆的根瘤重呈负相关;抽雄期的土壤含水量与玉米产量和养分吸收呈显著的负相关。玉米根系可以占据蚕豆地下部空间,但蚕豆的根却较少到间作玉米的地下部空间,也就是间作后增加了玉米根系水平尺度的生态位。蚕豆和玉米根系主要分布分别在0-40 cm浅土层和0-60 cm 土层,且间作玉米根系在60-120 cm比单作和分隔的多。因此,种间互作和施氮扩大了两作物根系纵向和横向的空间生态位,改变了作物根系形态,即扩展了两者水分和养分吸收的生态位,增加了作物吸收养分的有效空间,从而提高了间作生态系统的生产力。     

不同类型饲用玉米群体光合生理特性的研究

对两种类型饲用玉米的群体生理特性进行了研究,结果表明：青贮型玉米的叶面积和叶面积系数较大,吐丝前叶面积增长快,吐丝后叶片衰老略快,拔节至吐丝25d期间作物生长率较高,光合势和干物质积累量大,是决定生物学产量的关键时期,青贮型玉米科多8号的适宜密度在67500株／hm^2左右;粮饲兼用型玉米叶面积和叶面积系数较小,吐丝前叶面积增长较快,吐丝后叶片衰亡较慢,吐丝后至成熟期期间干物质积累量和光合势大,作物生长率高,是决定其生物学产量和籽粒产量的关键时期,粮饲兼用型玉米陕单310的耐密性较好。     

不同倍性冬小麦种内竞争能力的比较研究

通过3个不同倍性冬小麦材料(两倍体栽培一粒、四倍体栽培两粒、六倍体现代品种长武134),在不同水分条件下进行密度实验,研究了不同材料的株高、生物量累积和分蘖动态的变化,以及产量对密度变化的反应。结果表明随着群体的增大,不同倍性材料个体间竞争明显加剧,相互抑制作用增强,种群内部个体大小等级差异增大;在不同群体下各倍性材料的个体生长存在差异,表现为四倍体栽培两粒竞争能力两倍体栽培一粒六倍体现代品种长武134,且长武134受种群大小影响最为显著,但长武134产量累积的投入比例最高,产量最高,低竞争能力的个体更适合生产上的需求,是群体高产的基础。研究结果为旱地小麦的高产栽培和育种提供了理论基础。     

短期秸秆颗粒还田对小麦-玉米系统作物产量与土壤呼吸的影响

秸秆直接还田易造成土秸混合度差、秸秆腐解慢和幼苗群体质量差等问题,不利于作物稳产和增产.秸秆颗粒具有还田性能好、还田质量高的优点,但还田后对作物生长和土壤碳排放特征的影响仍不清楚.通过田间微区试验,以秸秆不还田和常规粉碎还田为对照,分析了秸秆颗粒还田对冬小麦和夏玉米籽粒产量、还田一年内土壤呼吸速率和土壤碳排放效率的影响,为改进秸秆还田方式提供理论依据.结果表明: 秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦和夏玉米籽粒产量,其周年作物产量较秸秆不还田和常规粉碎还田分别显著提高14.0%和5.8%.秸秆颗粒还田促进土壤碳排放,其小麦生长季和玉米生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量显著高于秸秆不还田.与常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量15.2%和8.9%,但夏玉米生长季两者无显著差异.此外,秸秆颗粒还田降低了土壤呼吸温度敏感指数(Q₁₀),提高了土壤碳排放效率.与秸秆不还田和常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田土壤呼吸敏感指数显著降低22.6%和10.1%,周年土壤碳排放效率提高2.3%和1.9%.可见,秸秆颗粒还田短期内显著促进土壤碳排放,但由于较高的作物产量,其碳排放效率能维持在较高水平.在黄淮海粮食主产区,秸秆颗粒还田可以作为一种新型的秸秆还田方式,但其土壤碳排放的长期效应仍需进一步研究.     

长汀县水土流失敏感性时空分异研究

长汀县是我国水土流失极为严重的地区, 及时快速地监测区域内水土流失敏感性并开展相关治理显得尤为重要。以长汀县为研究区, 选择1994、2006和2016年三期Landsat遥感影像为主要数据源, 采用熵权法及多因子加权求和模型, 以降雨、地形因子、土壤类型、植被覆盖度与土地利用类型5个指标作为水土流失敏感性评价指标, 构建水土流失敏感性综合评价指标体系及各年份评价模型, 对研究区水土流失敏感性分布情况进行综合评价。再采用自然分界法将其水土流失敏感性划分为不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感、极敏感5个等级, 结合海拔、坡度分析其空间分异情况。结果表明: 研究区水土流失敏感性等级以轻度敏感和中度敏感为主, 空间格局表现为内高外低的分布特征。在水土流失敏感性等级变化中, 1994—2016年, 不同敏感性等级均有不同程度的转化, 仅有局部地区敏感性等级有所上升, 但总体呈高等级敏感区向低等级敏感区转移的趋势, 该现象与长汀县政府对水土流失治理的重视密切相关。各年份敏感性等级随着海拔、坡度的上升均表现为增加后减少的趋势, 与人类活动的频繁程度密切相关。研究结果能为研究区生态环境管控措施的制定提供一定的参考与指导。     

中国水稻生产对历史气候变化的敏感性和脆弱性

有效的适应措施需要了解两类基础信息,一是农业生产所面临的各种气候变异风险,二是作物产量对潜在气候变异风险的反应及其机制.评价作物生产对历史气候变化的敏感性和脆弱性,可以在时间上和空间上揭示气候变化的趋势及作物产量对其的反应,从而为适应行动的全面开展提供基础信息.通过分析1981-2007年水稻生育期3个气候因子(平均温度、日较差、辐射)的变化对水稻产量的影响,评估我国水稻生产对这3个气候因子变化的敏感性和脆弱性及其区域分布状况.结果表明,1981-2007年间我国大部分水稻产区生育期内3个气候因子均发生了明显变化,存在着气候变异风险,其中以最高温的变化最普遍和明显,导致水稻生产中高温热害风险增加.部分区域水稻产量变化与单一气象因子的变化存在着显著的线性相关,这些地区气候因子的变化可以一定程度地解释水稻产量变化趋势,其中产量变化对辐射变化最敏感.当水稻生育期内平均温度上升1℃、日较差升高1℃、辐射下降10％时,我国部分地区水稻产量随之发生了相应的变化,其中辐射降低导致我国水稻生产的脆弱面积最大,其次为日较差.受3种气象因子变化趋势的综合影响,约有30％的水稻产区对1981-2007年的气候变化趋势敏感,少部分地区表现为脆弱,但水稻主产区受到的影响不大,且在东北地区还集中表现出产量增加的趋势,为我国水稻发展提供了契机.     

具有高再生性且对农杆菌敏感玉米自交系的筛选

以70个高代玉米自交系的幼胚为材料在NB培养基上进行离体培养,通过多次继代选择,从中筛选出了胚性愈伤组织诱导率高、克隆能力强的10个自交系,将这10个自交系的一部分胚性愈伤组织用作绿苗再分化,研究其再生能力;另一部分用农杆菌C58和GV3301转化,利用植物载体中携带的gus和g彦报告基因的瞬时表达为指标研究玉米基因型对农杆菌的敏感性。绿苗再分化结果表明,10个自交系都具有绿苗再分化能力,其中自交系6010、6038、6015、6051和6060的绿苗再分化力相对较高,分别为61．11％、31．94％、45％、33．33％和156．94％。gus瞬时表达率方差分析结果表明：玉米基因型对农杆菌C58的敏感性存在极显著差异,在自交系6034、6038的胚性愈伤组织上没有检测到gus瞬时表达,即这两个基因型对农杆菌C58不敏感,不能被其转化;其他7个基因型的平均gus瞬时表达率均大于70％,说明这7个基因型对农杆菌C58敏感。GFP荧光检测结果表明,在自交系6034、6038、6069和6010的胚性愈伤组织上没有检测到gyp瞬时表达,在其他6个自交系上检测到绿色荧光蛋白的表达。因此,认为自交系6015、6051和6060是对农杆菌GV3301敏感且具有高再生能力的玉米转基因受体材料;自交系6051、6010、6015、6060和6050是再生能力强且对农杆菌C58敏感的玉米转基因受体材料。     

臭氧会使农作物减产

臭氧(O_3)是工业上产生的主要大气污染物。除了对人类健康有危害以外,有一些迹象表明它还可能危及农作物产量。关于环境空气中臭氧浓度为0.04到0.08ppm时作物产量会有什么变化的估计,是根据大豆、玉米、小麦、棉花、花生、莴苣、萝卜、菠菜、菜豆田间资料得出的。美国全国作物损失估算联络站(NCLAN)研究管理委员会主席Walter Heck解释说:我曾猜想.既使某些较为敏感的作物,臭氧带来的损失不会超过     

鱼和熊掌的选择:反向重复序列变异介导的玉米环境适应与产量平衡

作物育种的目标是找到产量和抗性的最佳平衡点,其中涉及“鱼和熊掌”二者兼得的选择策略。哪些逆境负调控位点影响产量性状,以及如何调控等是突破育种瓶颈的重要科学问题。近百年来,高产玉米(Zeamays)育种使玉米单产不断提高,同时现代玉米品种对干旱的敏感性也呈现出增强趋势,故而存在高产稳产的潜在风险。可对于这一现象背后确切的遗传机制却知之甚少,从而限制了既高产又高抗玉米新品种的培育。玉米的非生物胁迫抗性与产量性状均为多基因控制的复杂数量性状,涉及全基因组范围内大量基因的表达与调控。玉米基因组内存在大量的小RNA (sRNA),其对基因表达起精细调控作用,但人们对sRNA调控作物环境胁迫应答与产量性状机制的理解仍然有限。近日,华中农业大学代明球课题组与李林和李峰两个课题组合作,基于对338份玉米关联群体在不同环境下的sRNA表达组分析,鉴定到大量干旱应答的sRNA,以及调控这些sRNA表达的遗传位点(eQTL);并克隆了8号染色体上1个干旱特异性eQTL热点DRESH8。生物信息学分析显示, DRESH8是1个由转座子组成的长度约为21.4 kb的反向重复序列(TE-IR)。DRESH8通过产...     

玉米/大豆间作条件下的作物根系生长及水分吸收

通过田间试验研究了玉米/大豆条带间作群体的根系分布及土壤水分吸收规律.结果表明：水分充足条件下,土壤剖面内玉米和大豆根系的分布模式近似于三角形;玉米根系水平分布范围较大,侧向伸展长度约为58 cm,16～22 cm土层的玉米根系侧向伸展最远,玉米根系不仅分布于间作条带行间,而且生长到大豆条带的行间;大豆根系水平分布于相对有限的区域内,侧向伸展长度约为26 cm.作物根质量密度随着距作物行（玉米或大豆）距离的增加而减少,玉米行和边行大豆根质量密度的90%分布于0～30 cm土层.距玉米行10 cm处玉米的根质量密度高于大豆,距玉米行20 cm处大豆的根质量密度大于玉米,两种作物根质量密度的85%都分布于0～30 cm土层内.间作条带内水分变化主要集中在0～30 cm土层,水分变化量依次为：玉米区域>大豆区域>条带行间.表明在水分充足条件下,间作作物优先在自己的区域吸水,根系混合区吸水滞后发生.     

赤霉素调控玉米种子活力的研究进展

玉米是我国总产与平均单产最高的主要农作物,对于保障国家粮食安全具有举足轻重的作用。种子活力是衡量种子质量和应用价值的关键指标,高活力种子是确保作物高产、稳产的基础。赤霉素是重要的植物生长调节物质,具有解除种子休眠、促进萌发的作用,外源赤霉素的喷施已被广泛应用于农业生产以提高作物产量。目前赤霉素对玉米种子活力的影响研究多侧重于施加外源GA影响种子活力的相关生理指标上,而赤霉素调控玉米种子活力的作用机理尚需深入研究。本文综述了赤霉素的生物合成、信号转导、作用机制以及对玉米和其他作物种子活力影响的研究进展,旨为深入探究GA对于玉米种子活力的调控机制乃至玉米育种实践中高活力玉米新种质的创制提供参考。     

玉米转基因育种及产业化

玉米是世界重要的饲料、粮食和工业原料作物,在100多个国家种植。据美国农业部2009年4月份全球玉米产量报告,2008／2009年度产量为7．86亿吨（1吨=1000千克,下同）。由于玉米显著的高产性能和功能的多样性特征在促进国民经济发展和国家的粮食生产中占有重要地位。玉米作为粮食类作物中的综合利用之王,不仅是人类的重要食物来源,而且是重要的工业原料．还是发展畜牧业的主要饲料     

水稻分蘖氮响应调控机理研究进展

氮肥是作物产量增加最主要的驱动因素,然而氮肥滥用会造成生态环境的严重破坏。因此,提高作物氮素利用效率(nitrogen use efficiency,NUE)对未来农业可持续发展至关重要。产量性状对氮素的敏感性是衡量作物氮素利用效率的重要指标。禾本科作物的分蘖数、穗粒数和粒重是产量的直接决定因子,虽然影响三者本身的分子机制已有大量研究,但氮素对这些性状的调控机理仍知之甚少。分蘖数是对氮素响应最为敏感的性状之一,也是氮肥促进作物增产的关键要素。因此,研究氮素如何调控水稻的分蘖发育对于提高作物产量尤为重要。本文总结了水稻氮素利用效率的影响因素和分蘖发育的调控机理,聚焦氮素如何调控水稻分蘖发育的机制,并对该领域未来研究工作进行了展望,以期为作物氮高效精准改良提供参考。