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。     

麦茬处理方式对夏玉米（Zea mays L.）根际生物活性的影响

通过两年3点的大田试验,研究了不同麦茬处理方式(平茬、立茬、除茬)对夏玉米(Zea mays L.)根际生物活性的影响.结果表明:不同麦茬处理的夏玉米根际微生物数量、土壤蛋白酶和脲酶活性均呈先升后降的变化趋势,且在吐丝期达到最大值,但在不同生育时期,不同处理间有所差异,趋势为平茬>立茬>除茬,且苗期差异较大,后期逐渐减小.麦茬处理方式对夏玉米田土壤碳通量的影响也表现出同样趋势.     

播种时期与密度对关中灌区夏玉米群体生理指标的影响

采用二次饱和D最优试验设计,运用作物群体生理学方法,研究了关中灌区玉米密度、播期与群体生理指标的关系及其影响效应.结果表明,关中灌区夏播条件下,在6月13日—7月22日,播期与玉米籽粒产量、干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(LAImax)、总光合势(LAD)、群体净同化率(NAR)、作物生长率(CGR)呈负相关,播期对CGR、LAD的影响较大,对LAImax和NAR的影响较小;在45000～65918株·hm-2范围内,密度与玉米籽粒产量、DMA、LAImax、LAD、CGR呈正相关,而与NAR呈负相关,密度对CGR、LAImax和LAD的影响较大,而对NAR的影响较小.播期对玉米群体生理指标的总影响效应显著大于密度,实际生产中应力争早播.对密度和播期与玉米群体生理指标建立的回归模型表明,陕单8806玉米在关中灌区夏播中实现高产的适宜播期为6月10—20日,密度应控制在57767～71706株·hm-2.     

西北绿洲种植密度对冬小麦产量及生理指标的影响

合理密度是群体高产的基础.在西北绿洲生态条件下,研究了密度对冬小麦产量及相关指标的影响.以冬小麦品种临抗2号为材料,在播种量225～450kg.hm-2范围内设6个处理,处理间对应的密度范围为275～516基本苗·m-2.处理间单位面积籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重、水分利用效率(WUE)、单株穗数、单株茎数、叶面积指数、株高、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及群体光合速率(CAP)存在着显著或极显著的差异,以密度390·m-2的处理籽粒产量最高(8650kg·hm-2).籽粒产量与单位面积穗数高度正相关(r=O.89**),而与穗粒数和千粒重相关不显著.籽粒产量与生育期分5次测定的单叶Pn、Tr、Ga之间均没有显著相关,而与开花期测定的CAP、灌浆前期和中期的叶面积指数显著正相关.不同密度处理的Pn、Tr、Gs在生育期间的变化都呈双峰曲线,三者的高峰值分别出现在抽穗期和灌浆前期,Pn的最大峰值出现在抽穗期,而Tr、Gs的最大峰值出现在灌浆前期.虽然Pn、Tr、Gs的5次测定平均值之间高度正相关(r=0.94**～0.97**),但它们间的相关程度随生育阶段的不同仍有较大差异(r=0.53～0.99**).各时期测定的Pn、Tr、Gs与CAP没有显著相关.     

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.     

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。     

下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响

采用微区池栽模拟试验,研究下层(20～40cm 、40～60cm)土壤容重改变后,玉米根际微生物数量、微生物量C(MBC)和微生物量N(MBN)的动态变化规律.结果表明,玉米根际微生物(细菌、放线菌、真菌)数量、MBC和MBN随土层加深和下层土壤容重增加而降低,且相同层次不同容重的处理间差异达显著水平;不同层次土壤根际微生物数量、MBC和MBN既受本土层容重大小影响,也随相邻土层容重增大其降幅增加,且20～40cm土层容重对土壤微生物数量、MBC和MBN的影响远大于40～60cm土层容重.玉米生育期间,三者受下层土壤容重变化和玉米生长发育的双重影响,且玉米的生长发育过程放大了容重对根际微生物数量、MBC和MBN的影响效果.     

土壤耕作及秸秆还田对夏玉米田杂草生物多样性的影响

于2008年夏玉米(Zea mays)生长期间,在连续5a秸秆全量还田的免耕、旋耕、耙耕、深松和常规耕作试验地中,研究了杂草总密度、优势杂草种类、生物多样性指数、杂草生物量和夏玉米产量。调查共记录杂草种类13种,秸秆全量还田时,免耕显著提高杂草的总密度;无秸秆还田时,常规耕作的杂草密度高于免耕、旋耕、耙耕和深松。秸秆全量还田后,免耕和深松条件下,杂草优势种为马唐和旱稗,旋耕和耙耕条件下为马唐、旱稗和牛筋草;常规耕作条件下,优势杂草为马唐、苘麻、旱稗和香附子。无秸秆还田条件下,免耕和常规耕作增加了杂草优势种的数量。秸秆全量还田后,免耕、耙耕和深松等耕作措施导致杂草群落的物种丰富度及均匀度均较高。无论哪种耕作条件,5a连续秸秆还田能够显著提高夏玉米籽粒产量和生物学产量,其中尤以常规耕作秸秆全量还田处理产量最高,且田间杂草的生物学产量与夏玉米的生物学产量呈显著负相关关系。     

密度和种植方式对夏玉米酶活性和产量的影响

在豫北灌区的生产条件下,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碳氮关键酶的影响。结果表明:生育后期夏玉米叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和籽粒蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性均呈先升高后降低的变化趋势,叶片NR和GS活性峰值出现在吐丝期,籽粒SPS和SS活性峰值出现在灌浆后15d。基因型、密度和种植方式对夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均有显著影响,而3因素间总体上没有显著的互作效应。郑单958生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著高于浚单20,分别提高5.02%、7.40%、6.25%和4.43%。在6.75—9.00万株hm2的范围内,随着密度的增大,夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性显著降低。与60cm等行距种植方式相比,80cm-40cm宽窄行种植方式下夏玉米生育后期叶片NR、GS和籽粒SPS、SS活性均显著提高,分别提高6.23%、9.25%、6.87%和2.84%。在采用宽窄行种植、密度为8.25万株hm2时,产量最高。     

氮对冬玉米干物质生产及生理特性的影响

通过对不同施氮水平下冬玉米的干物质生产及其生理特性的研究表明 :(1 )随着施氮量的提高 ,叶面积指数增大 ,叶片衰老延缓 ,花后保持有更大的叶面积持续期和光合势 ,有利于干物质的生产 ;(2 )施氮量的增加促进了花丝期前后植株各部分氮和干物质的累积 ,产量显著提高 ,但是营养体干物质和氮的转移率降低 ,尤其高氮条件下尚有大量干物质不能转移 ,库 /源比不协调 ,氮的生产力随之降低。     

弱光胁迫影响夏玉米光合效率的生理机制初探

大田条件下, 以普通夏玉米(Zea mays) ‘泰玉2号’为材料, 于授粉后1-20天遮光55% (+S), 以大田自然光照条件下生长的玉米作为对照(-S), 研究了遮光及恢复过程中玉米植株的光合性能、叶绿体荧光参数、叶黄素循环以及光能分配的变化, 初步揭示夏玉米开花后弱光条件下光适应的生理机制, 为玉米高产稳产提供理论依据。结果表明, 遮光后玉米穗位叶叶绿素含量及可溶性蛋白含量均减少, RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性显著降低, 导致穗位叶净光合速率(P_n)迅速下降, 光饱和点也明显降低; 恢复初期P_n迅速升高, 光合关键酶活性有所增强。遮光后植株的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSII)显著降低, 非光化学淬灭(NPQ)则显著升高, 而恢复初期植株穗位叶Ф_PSII有所升高, 表明突然暴露在自然光下的光合电子传递速率明显加快, 这与其光合速率及光合酶活性的趋势保持一致; 遮光处理对穗位叶叶黄素循环库的大小(紫黄质+花药黄质+玉米黄质(V + A + Z))影响不显著, 但使叶黄素循环的脱环氧化状态(A + Z)/(V + A + Z)增加; 遮光后植株分配于光化学反应的光能明显减少, 天线耗散光能比率显著增加, 恢复过程中植株主要以过剩非光化学反应的形式耗散过剩的光能。遮光后及恢复初期, 玉米植株的PSII原初光化学活性明显下降, 限制了光合碳代谢的电子供应从而抑制了光合作用, 主要依赖叶黄素循环途径进行能量耗散, 而在光照转换后遮光的玉米叶片在适应自然光过程中的光保护机制不断完善, 光合能力逐渐得到 恢复。     

弱光胁迫对不同基因型玉米生长发育和产量的影响

以不同基因型玉米为材料,在玉米生长发育的3个主要阶段(苗期、穗期、粒期)进行分期遮光试验,研究不同时期弱光胁迫对不同基因型玉米生长发育和产量的影响。结果表明,遮光延缓了玉米叶片的出生速度,使叶片变薄;遮光可以延缓叶片的衰老,但遮光解除后则加速叶片的衰老;遮光造成植株高度增加,但恢复正常光照后,其株高却逐渐低于对照;遮光使干物质积累下降,抽雄吐丝日期推迟,尤其是吐丝日期推迟更多,并使产量降低,但不同基因型玉米不同遮光处理下降程度不同。试验的4个品种中,掖单2 2和豫玉2号受遮光影响较小,而掖单36 38和丹玉13受影响较大,即不同基因型玉米对弱光胁迫的敏感性不同