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玉米不同杂交种密植群体冠层结构及其光、氮利用特征研究

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玉米不同杂交种密植群体冠层结构及其光、氮利用特征研究

作者：周培禄中国农业科学院

学位级别：硕士

为明确不同优势玉米杂交种密植群体光能、氮素利用特征与物质生产及其产量的关系,本文以不同杂优模式品种郑单958（ZD958,Reid×唐四平头模式）和先玉335（XY335,Reid×Lancaster模式）为试验材料,设置5个氮肥施用水平（0（N0）、100（N... 详细信息

为明确不同优势玉米杂交种密植群体光能、氮素利用特征与物质生产及其产量的关系,本文以不同杂优模式品种郑单958（ZD958,Reid×唐四平头模式）和先玉335（XY335,Reid×Lancaster模式）为试验材料,设置5个氮肥施用水平（0（N0）、100（N1）、200（N2）、300（N3）和400 kg hm-2（N4））和2个种植密度（D1（45000株hm-2）和D2（90000株hm-2））,辅以花后遮光处理（遮光50%左右）,研究不同施肥量对不同杂交种密植群体冠层结构与光照、氮素利用特征及对弱光胁迫的响应。主要研究结果如下:（1）两类型玉米品种在适宜施氮量时冠层具有较高的叶向值和叶面积指数（LAI）,XY335上层叶向值较ZD958高18.42%,而中下层较ZD958低16.43%和27.11%,N3处理LAI后期衰减提前,尤其是中下部叶片。冠层的光截获率随施氮量增加而提高并在300kg.hm-2时最高,主要是增加了中上层叶片的光截获量;当施氮量为200kg.hm-2时XY335光能利用效率最高为1.08 g?MJ-1,而ZD958在施氮量为300kg.ha-1时最高为1.05g?MJ-1,低氮处理中ZD958光能利用率更高。叶片含氮量随着施氮量的增加而增加,XY335的氮含量呈“前慢后快”的趋势降低,而ZD958吐丝后期逐渐降低趋势较缓;N2水平各层叶片的光合氮利用效率最高,XY335上层PNUE平均较ZD958高12.52%,中层较ZD958低3.61%,下层较ZD958低31.79%。灌浆期的PAR截获率、光能利用率和光合氮利用效率与产量呈显著的正相关。（2）两年结果表明,品种的最高籽粒产量均高于ZD958,最优氮肥施用量明显降低4.8~10.6%;相比ZD958,不施氮处理,两种种植密度下XY335品种干物质积累能力及物质运转效率都明显降低,而施氮条件下XY335品种的干物质积累量、花后干物质量及干物质运转效率均增加,同时增幅随着施氮量增加逐步提高,且在高密度条件下优势更为明显。开花期XY335叶片与茎鞘氮素含量显著高于ZD958（p＜0.05）,而成熟期由于其较高物质的运转效率表现出明显较低的数值,籽粒氮素含量在高密度下差异较小,而低密度条件下相对ZD958显著提高（p＜0.05）。施氮条件下XY335品种花前、花后氮素积累量和氮素积累总量均高于ZD958,其中叶片中氮素的转运对籽粒的贡献率显著较高（p＜0.05）。两种种植密度处理最优施氮条件下XY335氮素利用效率和氮素吸收效率均显著高于ZD958（p＜0.05）,而氮农学利用率和氮肥偏生产力差异不显著。（3）在氮肥胁迫条件下,遮阴后XY335的产量和干物质积累量较对照提高,而正常施氮处理,遮阴显著地降低了玉米产量和干物质积累量,高密度处理产量和干物质积累量降幅均增加,XY335产量和干物质积累量降幅大于ZD958。在遮阴后LAI降低,并降低了低氮处理中下层LAI的衰减,XY335较为显著;遮阴后,高氮处理LAI降低显著,加速了高密度处理LAI的衰老,尤其是XY335的中下层LAI;遮阴后提高了低氮肥处理叶片的叶绿素含量,降低叶绿素a/b,此时XY335光合速率较高;而遮阴后高密度处理叶绿素含量下降,尤其是XY335下层叶片叶绿素含量显著降低,叶片叶绿素a/b的升高,光合速率降低。表明遮阴后弱光胁迫对XY335光合性能影响更显著,成为高密度产量限制的重要因素。可见,表明不同类型玉米杂交种密植群体通过改变冠层结构提高了冠层光截获量,通过改变施氮量调控叶片氮分布,有利于提高光能利用率和光合氮利用效率,进而提高产量。高密度条件下XY335类型品种表现出明显较高的物质积累能力以及花后物质运转对籽粒的贡献率,获得较高的氮素利用效率,表现出明显高氮高效的品种特征,因此生产上建议,东北春玉米区高密度种植条件下该类型品种在较高氮肥施用量时易实现高产高效。

关键词：玉米杂交种氮肥冠层结构光能利用效率氮效率

氮肥用量对两种不同类型玉米杂交种物质生产及氮素利用的影响

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作物学报 2017年第2期43卷 263-276页

作者：周培禄任红齐华赵明李从锋中国农业科学院作物科学研究所/农业部生理生态重点实验室北京100081 沈阳农业大学辽宁沈阳110161

旨在探明东北春玉米不同类型杂交种物质生产及氮素利用特征及其与产量的关系。本文以不同类型杂交种代表性品种郑单958(ZD958,Reid×唐四平头模式)和先玉335(XY335,Reid×Lancaster模式)为试验材料,2014年和2015年设置5个氮肥水平[0 kg... 详细信息

旨在探明东北春玉米不同类型杂交种物质生产及氮素利用特征及其与产量的关系。本文以不同类型杂交种代表性品种郑单958(ZD958,Reid×唐四平头模式)和先玉335(XY335,Reid×Lancaster模式)为试验材料,2014年和2015年设置5个氮肥水平[0 kg hm–2(N0)、100 kg hm–2(N1)、200 kg hm–2(N2)、300 kg hm–2(N3)和400 kg hm–2(N4)]和2个种植密度(67 500株hm–2和90 000株hm–2)试验,比较研究了不同类型玉米杂交种干物质与氮素积累、运转及氮素利用的差异规律。结果表明,两年XY335品种的最高籽粒产量均高于ZD958,最优氮肥施用量明显降低4.8%~10.6%;相比ZD958,不施氮处理,两种种植密度下XY335品种干物质积累能力及物质运转效率都明显降低,而施氮条件下XY335品种的干物质积累量、花后干物质量及干物质运转效率均增加,同时增幅随着施氮量增加逐步提高,且在高密度条件下优势更为明显。开花期XY335叶片与茎鞘氮素含量显著高于ZD958(P<0.05),而成熟期由于其较高物质的运转效率表现出明显较低的数值,籽粒氮素含量在高密度下差异较小,而低密度条件下相对ZD958显著提高(P<0.05)。施氮条件下XY335品种花前、花后氮素积累量和氮素积累总量均高于ZD958,其中叶片中氮素的转运对籽粒的贡献率显著较高(P<0.05)。两种种植密度处理最优施氮条件下XY335氮素利用效率和氮素吸收效率均显著高于ZD958(P<0.05),而氮农学利用率和氮肥偏生产力差异不显著。可见,高密度条件下XY335类型品种表现出明显较高的物质积累能力以及花后物质运转对籽粒的贡献率,获得较高的氮素利用效率,表现出明显高氮高效的品种特征,因此生产上建议,东北春玉米区高密度种植条件下该类型品种在较高氮肥施用量时易获得高产高效。

关键词：玉米杂交种氮肥物质生产氮素利用

水肥管理对东北不同密度春玉米产量及水氮利用效率的影响

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玉米科学 2016年第1期24卷 142-147页

作者：徐杰周培禄王璞赵明中国农业科学院作物科学研究所农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室北京100081 中国农业大学农业与生物技术学院北京100193

采用大田试验,研究自然降雨+氮肥底施、表施氮肥+大水漫灌、滴灌水氮一体化不同水肥管理对东北地区低、中、高不同密度下春玉米产量、干物质及水氮利用的影响。结果表明,滴灌水氮一体化处理在各密度下均较自然降雨+氮肥底施显著提高玉... 详细信息

采用大田试验,研究自然降雨+氮肥底施、表施氮肥+大水漫灌、滴灌水氮一体化不同水肥管理对东北地区低、中、高不同密度下春玉米产量、干物质及水氮利用的影响。结果表明,滴灌水氮一体化处理在各密度下均较自然降雨+氮肥底施显著提高玉米产量,在高密度时滴灌水氮一体化处理产量最高为14 268.9 kg/hm2,显著高于表施氮肥+大水漫灌处理。在高密度时,与表施氮肥+大水漫处理相比,滴灌水氮一体化处理可获得较高的总干物质积累量,显著提高花后氮素积累量,总氮量增加78.2%,进而提高氮肥偏生产力和水分利用效率。滴灌水氮一体化处理能够在高密度下提高东北玉米产量的同时提高水氮利用效率。

关键词：玉米水肥管理密度水氮利用效率

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混合盐胁迫对油菜种子萌发的影响

天津农业科学 2023年第3期29卷 1-7页

作者：纪振冬周培禄丁小飞夏乾骆弟宏龙莉天津农学院农学与资源环境学院天津300384

为了明确不同混合盐胁迫对油菜种子萌发及生理特性的影响,以‘秦优1618’油菜种子为试验材料,设置不同浓度的混合盐溶液(摩尔比为NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶NaHCO_(3)∶Na_(2)CO_(3)=1∶1∶0∶0、1∶2∶1∶0、1∶9∶9∶1、1∶1∶1∶1的4组不... 详细信息

为了明确不同混合盐胁迫对油菜种子萌发及生理特性的影响,以‘秦优1618’油菜种子为试验材料,设置不同浓度的混合盐溶液(摩尔比为NaCl∶Na_(2)SO_(4)∶NaHCO_(3)∶Na_(2)CO_(3)=1∶1∶0∶0、1∶2∶1∶0、1∶9∶9∶1、1∶1∶1∶1的4组不同的混合盐溶液,pH值分别为7.2、8.0、8.9、9.0)进行胁迫处理,分析油菜种子在碱性盐胁迫下萌发情况及规律。结果表明:种子在混合盐胁迫条件下的萌发均会受到一定程度的抑制,低pH值处理(SA/SB),浓度低于100 mmol·L^(-1)时,种子恢复萌发率相对较高,且最终萌发率与CK差异不显著(P>0.05),高浓度条件下,恢复萌发率和最终萌发率均有不同程度降低;在高pH值处理(SC/SD),浓度低于100 mmol·L^(-1)时,种子恢复萌发率和最终萌发率在一定程度上均有不同程度降低,但部分种子仍有活力,而浓度高于150 mmol·L^(-1)时,全部种子失去活力。因此,盐碱对种子萌发的影响比单一盐碱胁迫复杂,混合盐碱是多因素的相互作用,碱性盐较中性盐对种子的抑制和毒害作用更严重。

关键词：混合盐胁迫油菜种子萌发率恢复萌发

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藜麦生物活性成分分析

农业科学 2022年第1期12卷 51-57页

作者：符宏奎申审聂博岩苏敏敏聂碧霞曹高燚周培禄天津农学院农学与资源环境学院天津

藜麦是一种营养价值极高的粮食作物,作为一种新兴的全营养的功能性健康食品,含有丰富的多酚、黄酮、皂苷、多肽等活性成分和氨基酸、矿物质等营养物质,具有较高的经济价值。随着藜麦产量和品质的提升和对其开发与利用的研究,藜麦因具备... 详细信息

藜麦是一种营养价值极高的粮食作物,作为一种新兴的全营养的功能性健康食品,含有丰富的多酚、黄酮、皂苷、多肽等活性成分和氨基酸、矿物质等营养物质,具有较高的经济价值。随着藜麦产量和品质的提升和对其开发与利用的研究,藜麦因具备较高的营养价值不断地走进消费者的视野,成为时尚健康食品,利用藜麦研发的功能性食品具有均衡补充营养、增强机体功能、抗氧化、降血糖、降血脂等生理活性,适用不同年龄段和类型人群食用。本文综述了藜麦中的活性成分及其代餐食品的发展前景,以期为藜麦的充分利用以及相关产品市场的拓宽提供参考依据。

关键词：藜麦活性成分功能性食品市场

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藜麦营养功能成分及其代餐市场前景分析

农业科学 2022年第2期12卷 83-89页

作者：申审符宏奎聂博岩苏敏敏聂碧霞曹高燚周培禄天津农学院农学与资源环境学院天津

藜麦是一种营养价值极高的粮食作物,作为一种新兴的全营养的功能性健康食品,含有丰富的营养物质和活性成分,具有较高的经济价值。随着藜麦产量和品质的提升和对其开发与利用的研究,藜麦因具备较高的营养价值不断地走进消费者的视野,成... 详细信息

藜麦是一种营养价值极高的粮食作物,作为一种新兴的全营养的功能性健康食品,含有丰富的营养物质和活性成分,具有较高的经济价值。随着藜麦产量和品质的提升和对其开发与利用的研究,藜麦因具备较高的营养价值不断地走进消费者的视野,成为时尚健康食品,藜麦及其代餐产品的研发与市场前景显得尤为重要。本文综述了藜麦中的营养成分、活性物质及其在代餐产业中的发展前景,以期为藜麦的充分利用以及相关产品市场的拓宽提供参考依据。

关键词：藜麦营养成分代餐市场分析

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藜麦营养功能成分及其代餐市场前景分析

粮油与饲料科技 2022年第2期 30-34页

作者：申审符宏奎聂博岩苏敏敏聂碧霞曹高燚周培禄天津农学院农学与资源环境学院天津300384

文章综述了藜麦中的营养成分、活性物质及其在代餐产业中的发展前景,以期为藜麦的充分利用以及相关产品市场的拓宽提供参考依据。

关键词：藜麦营养成分代餐市场分析

吉林省中西部玉米需水量及水分亏缺量时空变化特征

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湖南生态科学学报 2023年第4期10卷 10-17页

作者：邱美娟刘布春葛均筑宋晓慧周培禄张佳宁天津农学院农学与资源环境学院天津300384 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

【目的】研究吉林省中西部玉米生长季需水量及水分亏缺量,为指导当地科学灌溉提供理论依据。【方法】利用吉林省中西部代表站点1980-2019年逐日实测气象数据,先计算玉米生长季逐月降水量,再采用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteit... 详细信息

【目的】研究吉林省中西部玉米生长季需水量及水分亏缺量,为指导当地科学灌溉提供理论依据。【方法】利用吉林省中西部代表站点1980-2019年逐日实测气象数据,先计算玉米生长季逐月降水量,再采用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算玉米生长季逐月的需水量,最后计算相应时段的玉米生长水分亏缺量,并分析其时空分布特征。【结果】(1)吉林省玉米生长季降水量总体呈现西部低、中部高的空间分布特征,除了白城市呈下降趋势外,其他三市均呈增加趋势;各月降水量的空间分布与整个生长季相似,7月降水量最多但呈下降趋势。(2)玉米生长季需水量的空间分布与降水量相反,呈西部高、中部低;各月需水量的空间分布与整个生长季相似,7月需水量最多且呈增加趋势。(3)玉米生长季水分亏缺量时空差异显著。总体上,西部亏缺量较大,中部相对较小,且7—8月水分亏缺量最多。【结论】吉林省西部玉米生长季发生水分亏缺的概率较大,要适时进行人工灌溉以确保高产、稳产。

关键词：吉林省中西部玉米需水量水分亏缺量时空变化特征

不同类型化控剂对春玉米产量及生长发育的调控效应

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玉米科学 2017年第2期25卷 81-85页

作者：任红周培禄赵明董志强李从锋齐华沈阳农业大学农学院沈阳110866 中国农业科学院作物科学研究所农业部作物生理生态重点实验室北京100081

以紧凑高抗玉米品种中单909为试验材料,种植密度为67 500株/hm2,研究拔节期至大喇叭口期分别喷施"增产胺"、"吨田宝"及"DA-6"3种不同类型化控剂对玉米产量及生长发育的影响。结果表明,喷施3种不同类型化控剂均可提高玉米子粒产量,"增产... 详细信息

以紧凑高抗玉米品种中单909为试验材料,种植密度为67 500株/hm2,研究拔节期至大喇叭口期分别喷施"增产胺"、"吨田宝"及"DA-6"3种不同类型化控剂对玉米产量及生长发育的影响。结果表明,喷施3种不同类型化控剂均可提高玉米子粒产量,"增产胺"和"吨田宝"的增产最为显著,较对照分别增产6.9%和6.6%;化控剂处理对行粒数和穗长影响不明显,明显缩短了秃尖长度,"增产胺"、"吨田宝"、"DA-6"处理分别较对照缩短23.9%、16.6%和28.3%;喷施"增产胺"同时增加穗粒数和千粒重,"吨田宝"增加玉米穗粒数,"DA-6"提高玉米的千粒重;"增产胺"与"吨田宝"处理后收获指数均明显高于对照,"DA-6"处理收获指数与对照差异不显著。与对照相比,化控处理后叶面积指数、各生育期生物总量均明显增加;对叶片SPAD值的影响存在差异,"增产胺"和"吨田宝"均提高穗位叶的SPAD值,"DA-6"对穗位叶SPAD值的影响不显著。

关键词：玉米中单909 化控剂产量叶面积指数 SPAD