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玉米免耕错位密植高产栽培技术

中国农技推广 2024年第4期40卷 54-57页

作者：潘秀芬李晓洋李景忠曹华宁李从锋巩长朋周宝元河北省沧州市农业技术推广站/河北省现代农业产业技术体系沧州综合试验推广站河北沧州061001 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点开放实验室北京100081

持续提升玉米产能是推进国家新增千亿斤粮食行动的重要举措,优化种植方式是充分挖掘玉米密植增产潜力、提高玉米产能的重要途径。玉米免耕错位密植高产栽培技术,通过“品”字形错位播种,可显著提高密植玉米群体通风透光性和植株抗逆性,... 详细信息

持续提升玉米产能是推进国家新增千亿斤粮食行动的重要举措,优化种植方式是充分挖掘玉米密植增产潜力、提高玉米产能的重要途径。玉米免耕错位密植高产栽培技术,通过“品”字形错位播种,可显著提高密植玉米群体通风透光性和植株抗逆性,在不影响单株产量前提下每亩可增加500~800株,促进玉米单产大幅度提升。因此,大面积推广普及玉米免耕错位密植高产栽培技术,对于促进沧州市及其周边地区玉米生产科技水平和产能大幅度提升,确保农民增收和国家粮食安全具有重要意义。

关键词：玉米免耕错位密植高产栽培

长江中游双季玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征

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作物学报 2022年第6期48卷 1437-1450页

作者：王丹周宝元马玮葛均筑丁在松李从锋赵明中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态与栽培重点开放实验室北京100081 通辽市农业科学研究院玉米研究所内蒙古通辽028042 天津农学院农学与资源环境学院天津300384

探明长江中游双季玉米不同类型品种搭配模式的周年产量及气候资源分配与利用特征,可为该地区双季玉米种植模式应用和发展提供理论依据。本研究于2015—2017年在湖北武穴开展定位试验,定量研究了双季玉米不同品种搭配模式的周年产量、生... 详细信息

探明长江中游双季玉米不同类型品种搭配模式的周年产量及气候资源分配与利用特征,可为该地区双季玉米种植模式应用和发展提供理论依据。本研究于2015—2017年在湖北武穴开展定位试验,定量研究了双季玉米不同品种搭配模式的周年产量、生物量及光温水资源分配与利用效率。结果表明,不同品种搭配模式[低积温品种-高积温品种(the low GDD variety-high GDD variety,LH)、中积温品种-中积温品种(the medium GDD variety-medium GDD variety,MM)、中积温品种-高积温品种(the medium GDD variety-high GDD variety,MH)和高积温品种-中积温品种(the high GDD variety-medium GDD variety,HM)],两季间光温资源分配差异较大,HM搭配模式第一季和周年积温和辐射分配量显著高于MM、MH和LH搭配模式,而第二季积温和辐射分配量显著低于其他模式;HM模式第一季积温和辐射分配率分别为49%和52%,第二季积温和辐射分配率分别为46%和44%,两季积温和辐射比值分别为1.1和1.2。4种搭配模式季节间及周年降水量无显著差异。不同品种搭配模式季节间光温资源分配差异导致产量和生物量变化较大,由于HM搭配模式两季光温分配与玉米生长需求匹配度较高,其周年产量、干物质积累量均显著高于MM、MH和LH,3年平均增幅分别为8.4%~24.5%和9.7%~29.6%;HM周年光温生产效率、籽粒及总生物量光能利用效率均显著高于MM、MH和LH,其中周年积温生产效率平均增幅2.9%~14.3%,周年辐射生产效率平均增幅5.5%~18.4%,籽粒及总生物量光能利用效率分别提高0.05%~0.16%和0.16%~0.39%。通过产量和资源利用效率分析,HM搭配模式可作为长江中游地区双季玉米高产高效种植最佳的品种搭配方式,为该地区双季玉米种植模式的大面积应用推广及种植结构优化调整提供理论依据和技术支撑。

关键词：双季玉米品种搭配资源分配产量资源利用效率

滴灌模式对西辽河平原灌区春玉米不同粒位籽粒淀粉相关酶活性及淀粉积累的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第9期31卷 1392-1402页

作者：张玉芹杨恒山张瑞富李从锋张家桦杨雨露内蒙古民族大学农学院/内蒙古自治区饲用作物工程技术研究中心通辽028000 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 通辽市农牧科学研究所通辽028015

为探明西辽河平原灌区不同滴灌模式对春玉米不同粒位籽粒淀粉含量及淀粉合成相关酶活性的影响,本文以‘农华101’为供试玉米品种,设膜下滴灌和浅埋滴灌两种滴灌模式,研究了玉米果穗不同粒位籽粒淀粉积累特征及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化... 详细信息

为探明西辽河平原灌区不同滴灌模式对春玉米不同粒位籽粒淀粉含量及淀粉合成相关酶活性的影响,本文以‘农华101’为供试玉米品种,设膜下滴灌和浅埋滴灌两种滴灌模式,研究了玉米果穗不同粒位籽粒淀粉积累特征及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性变化。结果表明:2019—2020年浅埋滴灌产量较膜下滴灌玉米产量分别高5.0%和4.7%,千粒重分别高7.4%和6.9%;其中浅埋滴灌穗中部百粒重分别提高7.7%和4.1%,穗上部分别提高10.8%和9.8%。春玉米不同部位籽粒淀粉含量、积累量及淀粉合成相关酶活性均为果穗下部>中部>上部;两种滴灌模式下淀粉含量与积累量前期差异较小,生育后期浅埋滴灌果穗中上部淀粉含量与积累量更具优势;AGPase、GBSS和SSS的活性在灌浆后期表现为浅埋滴灌高于膜下滴灌。浅埋滴灌果穗中上部籽粒淀粉积累达到最大速率的时间较膜下滴灌延后,淀粉活跃积累期较长,尤其上部粒位,达到最大积累速率时间延后5.38d,平均积累速率高0.2836 mg·g^(-1)·d^(-1),最终淀粉积累量高16.6%。通径和相关分析表明,达到最大速率的时间、平均积累速率和最大积累速率对淀粉最终积累量影响系数较大,淀粉合成相关酶活性与淀粉积累速率显著正相关。表明浅埋滴灌下果穗中上部灌浆后期籽粒的淀粉相关酶活性强、淀粉活跃积累期长,积累达到最大速率的时间延后,平均积累速率高,是浅埋滴灌较膜下滴灌粒重增加和产量提高的原因之一。

关键词：滴灌模式春玉米粒位淀粉相关酶活性淀粉积累

不同滴灌模式对东北春播玉米籽粒淀粉积累及淀粉相关酶活性的影响

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中国农业科学 2022年第7期55卷 1332-1345页

作者：张家桦杨恒山张玉芹李从锋张瑞富邰继承周阳晨内蒙古民族大学农学院中国农业科学院作物科学研究所

【目的】探明不同滴灌模式对春玉米籽粒淀粉积累及淀粉合成相关酶活性的影响，为提高春玉米产量提供理论指导。【方法】以农华 101 为试验材料，采用裂区试验，主处理为滴灌模式，设膜下滴灌和浅埋滴灌 2 种，副处理为灌水量，设传统灌... 详细信息

【目的】探明不同滴灌模式对春玉米籽粒淀粉积累及淀粉合成相关酶活性的影响，为提高春玉米产量提供理论指导。【方法】以农华 101 为试验材料，采用裂区试验，主处理为滴灌模式，设膜下滴灌和浅埋滴灌 2 种，副处理为灌水量，设传统灌水量 40%(W1:1 440 m~3·hm)、传统灌水量 50%(W2:1 800 m~3·hm)和传统灌水量 60%(W3:2 160 m~3·hm)3 个水平，于苗期—拔节期、拔节期—大喇叭口期、大喇叭口期—吐丝期、吐丝期—乳熟期、乳熟期—收获按照 1﹕2﹕2﹕3﹕2比例滴灌。吐丝后 20 d 开始，每 7 d 取玉米籽粒 1 次，采用酸水解-DNS 法测定玉米籽粒中总淀粉含量，采用淀粉合成酶试剂盒测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性，研究玉米籽粒产量、淀粉积累量特征及 AGPase、GBSS、SSS 酶活性变化。【结果】2019—2020 年春玉米有效穗数和穗粒数两种模式间差异不显著， W1 处理浅埋滴灌千粒重和产量低于膜下滴灌，W2 处理二者无显著性差异，W3 处理显著高于膜下滴灌，其中产量分别高 5.7%和 8.4%，千粒重分别高 11.9%、12.1%。方差分析表明，灌水量、滴灌模式和灌水量与滴灌模式互作对千粒重影响差异达显著、极显著水平，年份、灌水量及灌水量与滴灌模式互作对籽粒产量影响达到显著或极显著水平。W1 处理浅埋滴灌籽粒淀粉含量和积累量低于膜下滴灌，W2 处理从吐丝后 20 d 起浅埋滴灌低于膜下滴灌，吐丝后 55 d 二者差异不显著，W3 处理吐丝 41 d 前低于膜下滴灌，随生育进程差异减小，吐丝后 55 d 显著高于膜下滴灌。3 个灌水量下浅埋滴灌的籽粒淀粉活跃积累期较膜下滴灌时间长，且籽粒淀粉积累达到最大速率的时间较膜下滴灌时间延后。活跃积累期对淀粉最终积累量影响系数最大，其次为达到最大速率的时间，生育后期淀粉积累速率与籽粒淀粉总积累量极显著相关、与产量显著相关。浅埋滴灌下吐丝后 20—27 d AGPase、GBSS 和 SSS 3 种酶活性 3 个灌水量下均低于膜下滴灌，随生育进程推移差异减小，从吐丝后 48 d 起 W3 处理高于膜下滴灌，吐丝后 55 d W1 和 W2 处理亦高于膜下滴灌。除 W1 处理下籽粒淀粉积累速率与 AGPase焦磷酸化酶无显著性相关外，其他处理籽粒淀粉积累速率与 AGPase、GBSS、SSS 酶活性呈显著性正相关。【结论】在传统灌水量 60%时，浅埋滴灌下春玉米籽粒灌浆后期淀粉合成相关酶(AGPase、GBSS、SSS 酶)活性强、淀粉活跃积累期延长，淀粉积累能力增强，千粒重增加，籽粒产量最高。浅埋滴灌优化灌溉可通过提高籽粒灌浆后期淀粉合成酶活性，增强淀粉积累能力，进而增加粒重、提高产量，达到节水增效的目的。

关键词：滴灌模式春玉米籽粒酶活性淀粉积累

增施氮肥对夏玉米花后高温胁迫下籽粒碳氮代谢的影响

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作物学报 2023年第12期49卷 3342-3351页

作者：王瑞李向岭郭栋王新兵马玮李从锋赵明周宝元河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛066004 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点开放实验室北京100081 中国烟草总公司海南省公司海口雪茄研究所海南海口571100

花后高温是影响黄淮海夏玉米籽粒灌浆及产量形成的主要逆境胁迫之一。目前关于增施氮肥缓解灌浆期高温胁迫对小麦、玉米和水稻等作物产量形成的抑制作用已得到证实,但相关调控途径及其生理机制尚不明确。本研究选用郑单958(Zhengdan 958... 详细信息

花后高温是影响黄淮海夏玉米籽粒灌浆及产量形成的主要逆境胁迫之一。目前关于增施氮肥缓解灌浆期高温胁迫对小麦、玉米和水稻等作物产量形成的抑制作用已得到证实,但相关调控途径及其生理机制尚不明确。本研究选用郑单958(Zhengdan 958,ZD958)和先玉335(Xianyu 335,XY335)2个玉米品种为试验材料开展盆栽试验,设置2个温度处理,分别为自然环境温度(ambient temperature,CK)和温室增温处理(heat stress,HS);3个施氮水平,分别为低施氮量(low nitrogen application rate,LN):120 kg hm–2,中施氮量(middle nitrogen application rate,MN):240 kg hm–2和高施氮量(high nitrogen application rate,HN):360 kg hm–2,研究增施氮肥对花后初期高温胁迫下玉米碳氮代谢的影响。结果表明,与自然温度比,花后增温(35℃)处理20 d导致ZD958和XY335两个品种的成熟期粒重降低10.6%~19.3%,但粒重降幅随着施氮量增加而下降,中施氮量(MN)和高施氮量(HN)下粒重降幅(10.6%~11.2%)小于低施氮量(LN)下粒重降幅(16.2%~19.3%),说明增施氮肥可以显著提高花后高温胁迫下的玉米粒重。这主要是因为增施氮肥有效缓解了花后初期高温胁迫对玉米籽粒氮代谢的抑制作用,显著提高了谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)等氮代谢关键酶活性,同时维持了碳代谢关键酶蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性,促进了籽粒可溶性糖合成增加,从而保证了较高的籽粒灌浆物质基础。综上所述,增施氮肥可以缓解玉米花后初期高温胁迫对籽粒碳、氮代谢的抑制,促进籽粒中同化物积累而增加粒重,为黄淮海区夏玉米抗逆稳产栽培提供了思路。

关键词：夏玉米高温胁迫增施氮肥碳氮代谢

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细胞质雄性不育玉米增产的生理机制

细胞质雄性不育玉米增产的生理机制

作者：李从锋山东农业大学

学位级别：硕士

雄性不育性在利用杂种优势中具有重要作用,可以节省养分,提高籽粒产量。为了探明细胞质雄性不育玉米增产的机理,本研究以生产中广泛应用的骨干自交系的不育系及其同型保持系为试验材料,比较研究了氮素亏缺下细胞质雄性不育系和其保持系... 详细信息

雄性不育性在利用杂种优势中具有重要作用,可以节省养分,提高籽粒产量。为了探明细胞质雄性不育玉米增产的机理,本研究以生产中广泛应用的骨干自交系的不育系及其同型保持系为试验材料,比较研究了氮素亏缺下细胞质雄性不育系和其保持系的光合特性、矿质营养特性以及根系特性的差异,探讨了氮素亏缺对不育系的产量和品质的影响。主要研究结果如下:1细胞质雄性不育玉米的产量形成细胞质雄性不育玉米产量显著高于其可育系,平均高11.5%,其中在缺氮条件下和正常施氮条件下分别高13%和10%,千粒重和收获指数显著较高,而穗粒数差异不显著。籽粒的灌浆速率随生育进程推进而降低,缺N下可育系的灌浆速率降低,而不育植株显著升高。花后不育系的干重高于其可育系,其中开花期不育系茎秆、叶鞘和根系中的干物质分配显著较高,而由于花粉败育使不育系的雄穗重显著低于其可育系;成熟期不育系茎秆、叶片的干重和可育系差异不显著,苞叶和穗轴的干重略高,雄穗重差异较小,而根系干重低于其可育系。2细胞质雄性不育玉米的光合特性开花后不育系的叶面积、叶绿素含量显著高于其可育系,且在生育后期优势明显,缺氮下可育系的穗位叶的光合速率降低,而不育系的光合速率反而有所提高,其蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度与其光合速

关键词：细胞质雄性不育玉米产量氮亏缺生理特性

华北平原冬小麦-夏玉米种植体系周年水分高效利用研究进展

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作物学报 2023年第4期49卷 879-892页

作者：张金鑫葛均筑马玮丁在松王新兵李从锋周宝元赵明中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态与栽培重点开放实验室北京100081 天津农学院农学与资源环境学院天津300384

在保证周年较高产量的同时,进一步提高水分利用效率是促进华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植体系可持续发展的关键。从20世纪中晚期开始国内学者便从节水灌溉技术创新、灌溉制度优化、替代节水种植制度构建和节水抗旱新品种选育等方面... 详细信息

在保证周年较高产量的同时,进一步提高水分利用效率是促进华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植体系可持续发展的关键。从20世纪中晚期开始国内学者便从节水灌溉技术创新、灌溉制度优化、替代节水种植制度构建和节水抗旱新品种选育等方面开展了以冬小麦-夏玉米两熟种植体系为核心的周年水分高效利用途径的探索,取得了重要进展,显著提高了作物水分利用效率(WUE)。本文综述了华北平原冬小麦-夏玉米种植体系水分高效利用的研究进展,并提出了通过耕作或播/收期调控冬小麦-夏玉米周年降水与地下水平衡利用,促进周年水分(灌溉水和降水)高效利用的技术途径,以充分挖掘华北平原水分生产潜力,为该区冬小麦-夏玉米种植体系节水高产栽培及节水种植制度建立提供思路和依据。

关键词：冬小麦-夏玉米节水灌溉节水种植节水品种平衡利用

花后不同时期遮光对玉米粒重及品质影响的细胞学研究

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中国农业科学 2010年第5期43卷 911-921页

作者：贾士芳李从锋董树亭张吉旺山东农业大学作物生物学国家重点实验室太原科技大学化学与生物工程学院

【目的】从细胞学角度探讨玉米花后不同时期遮光对玉米籽粒重量及品质的影响。【方法】以普通玉米泰玉2号为材料,大田条件下分别于授粉后1—14d(S1)、15—28d(S2)及29—42d(S3)遮光55%,以大田自然光照条件下生长的玉米作为对照(S0),对... 详细信息

【目的】从细胞学角度探讨玉米花后不同时期遮光对玉米籽粒重量及品质的影响。【方法】以普通玉米泰玉2号为材料,大田条件下分别于授粉后1—14d(S1)、15—28d(S2)及29—42d(S3)遮光55%,以大田自然光照条件下生长的玉米作为对照(S0),对不同遮光处理下玉米粒重、品质、胚乳细胞增殖变化及穗轴可溶性糖含量进行了分析测定,对小穗柄维管束截面积、胚乳细胞及胚乳传递细胞的超微结构进行了观察。【结果】各时期遮光使籽粒重量、淀粉含量、胚乳细胞数量和体积降低,籽粒胚/胚乳比、蛋白质含量、粗脂肪含量升高。遮光延迟了淀粉粒的发育,降低了胚乳细胞的充实度;前期遮光籽粒胚乳细胞数目最少,中期遮光淀粉粒体积最小,胚乳细胞的充实状态最差。遮光后穗轴中可溶性糖含量升高,小穗柄维管束截面积无明显变化;遮光使胚乳细胞中蛋白质体增多,胚乳传递细胞变小,传递细胞壁内突变稀、变短,不同层次间连接程度下降,养分传输能力降低,胚乳传递细胞中线粒体数量减少。【结论】花后不同时期遮光改变了玉米籽粒品质,系籽粒中胚比重增加及胚乳细胞内含物比例变化所致。遮光后胚乳传递细胞形态与功能的变化及较低的线粒体数量限制了养分的传输,"流"不畅是生育后期遮光玉米粒重降低的重要原因之一。

关键词：玉米粒重胚乳细胞传递细胞遮光

增密对春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数的影响

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中国农业科学 2023年第9期56卷 1646-1657页

作者：路梦莉张雅婷任红王土金韩一鸣李文阳李从锋安徽科技学院农学院中国农业科学院作物科学研究所

【目的】密植是提升玉米高产栽培的主要措施之一，同时密度对玉米淀粉形成具有显著影响。因此分析增加种植密度（增密）条件对不同类型春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数，对玉米淀粉品质改善具有重要意义。【方法】于2019和2020年... 详细信息

【目的】密植是提升玉米高产栽培的主要措施之一，同时密度对玉米淀粉形成具有显著影响。因此分析增加种植密度（增密）条件对不同类型春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数，对玉米淀粉品质改善具有重要意义。【方法】于2019和2020年在吉林省公主岭试验基地进行大田试验，选用先玉335、郑单958、农华101等8个东北区域主推玉米品种为试验材料，设置67 500和97 500株/hm2 2个种植密度，以衍射粒度分析仪以及黏度分析仪测定不同处理籽粒淀粉粒度分布与黏度参数，用近红外分析仪测定玉米相关品质，并进行相关分析，明确增密对春玉米籽粒胚乳淀粉粒度分布与黏度参数的影响。【结果】随着种植密度的增加，玉米籽粒产量与淀粉含量均显著增加，同时密度提高显著增加了大型（>17μm）淀粉粒体积、表面积、数目百分比，而在小型（17μm)淀粉粒呈显著或极显著正相关。【结论】玉米增密主要是通过影响胚乳淀粉粒度分布，即增加大型淀粉粒比例，降低中、小型淀粉粒比例，进而提高了玉米籽粒产量、淀粉含量及黏度参数。

关键词：玉米淀粉含量粒度分布黏度参数种植密度