通过模型研究玉米出苗至抽雄叶片的增长规律,从而更精确地预测玉米发育进展情况。采用3种玉米出苗至抽雄的叶片发育速率模拟方法对玉米抽雄期进行模拟,将预测结果与各地田间玉米试验实测值相比较。结果表明:经验法和Logistic曲线法预测的抽雄期(7月27日、6月30日)与实测值(7月25日)之间的误差为2～25d。因此,这两种方法不能直接应用,需要对参数进行修正后才可使用,或对所得结果进行校正。贝塔分布函数法引用过程中误差比前两种明显偏小,误差在4d内(实测7月31日,模拟8月4日)。贝塔分布函数中3个基点温度的范围对预测结果影响小,误差小于4d(预测7月29日,实测7月25日);而参数c的取值对预测...

为了解出苗水灌水量对玉米的田间效应，设置４种不同的灌水水平，对郑单９５８于播种后进行喷灌处理，研究土壤、玉米生长发育对不同灌水量的反应。结果表明：增加灌水量后土壤含水量增加，处理间自２０～３０ ｃｍ土层的含水量差异较大，高灌水量处理的深层含水量增加明显。低灌水量条件下，玉米的出苗速度下降，叶片发育进程减缓，叶面积、干物重降低，株高、穗位及整齐度下降，抽雄吐丝时间延迟，产量降低，但由于灌水量较少，玉米深层根系长度增加，增加了对深层土壤水分的吸收，且缩短了玉米抽雄吐丝持续时间。在高灌水量条件下，玉米产量增加明显，但灌水效率降低，灌水４５ ｍ２下的玉米产量与灌水２０～３０ ｍ２无明显差异，同时由于较．．．

为了探讨DSSAT软件在模拟玉米生长过程中的适用性,在田间试验的基础上,利用玉米生长模型DSSAT-CERES-Maize模拟了水分胁迫条件下辽宁地区玉米的生长发育和产量形成过程,并确定了参数估计和模型验证的最优方案。试验将玉米整个生育期划分为苗期、拔节、抽雄、灌浆和成熟5个主要生长阶段,选择其中的拔节期(J1、J2、JCK)和抽雄期(T1、T2、TCK)进行水分胁迫控制,分别采用田间持水量的60%65%(轻度水分胁迫)、45%50%(中度水分胁迫)和30%35%(重度水分胁迫)3个水分胁迫水平,共6个处

【目的】探求东北三省近20年气候变暖对春玉米生长发育进程及产量的影响,为东北地区气候变暖下粮食安全问题提供理论依据。【方法】选取东北黑龙江、吉林和辽宁省三省进行区域研究,利用东北地区近20年气候观察数据和春玉米长期观测数据,通过相关和回归等数理统计方法系统分析东北三省春玉米生长季的气候因子(温度和降水量)与春玉米生育进程数据和历史产量数据之间的关系。【结果】东北地区1989—2009年春玉米生长季日最高温度、最低温度以及平均温度均呈明显上升趋势,气候倾向率每年分别为0.050、0.045和0.044℃,表现为春玉米生育期间白天增温幅度较夜间增温幅度大,降水量变化不显著。近20年黑龙江省各试验站...

【目的】全球季节性高温、干旱已经成为影响作物生长发育和产量形成的主要限制性因素,本研究通过人工模拟阶段高温干旱气候特征,旨在探究夏玉米花期高温、干旱以及高温干旱复合胁迫对其雄穗发育、生理特征及产量形成的影响。【方法】连续2年利用人工智能温室,采用盆栽试验,以郑单958(ZD958)和华农138(HN138)为试验材料,设置对照(CK)、高温胁迫(T)、干旱胁迫(D)和高温干旱复合胁迫(TD)4个处理,研究了夏玉米雄穗形态、花药、花粉结构、花粉活力及雄穗抗氧化指标和产量对花期高温、干旱的响应特征。【结果】2年结果表明,高温、干旱及复合胁迫使玉米雄穗分枝数、主轴小花数和分枝小花密度显著减少,T处理3个参数分别平均比CK减少17.31%、15.70%、13.56%,D和TD处理分别比CK减少33.85%、24.87%、27.08%和45.59%、32.02%、26.00%,干旱及复合胁迫使玉米雄穗主轴比CK平均显著缩短23.64%和27.51%。花期高温、干旱胁迫均导致花药皱缩变形,绒毡层细胞结构松散,花粉粒表面凸起,复合胁迫加剧了花药皱缩变形,绒毡层细胞裂解,药隔维管束变细减少,花粉粒网纹状凸起更为明显,萌发孔内陷。高温、干旱及复合胁迫显著降低雄穗日散粉量,T、D和TD处理日散粉量分别比CK平均减少22.18%、54.75%和67.28%,且使最大散粉量日期提前;T、D和TD处理高活力花粉所占比例显著低于CK,且两两间差异达显著水平。T处理雄穗SOD、POD酶活性升高,较CK平均提高21.91%、32.50%,D和TD处理较CK平均增加24.95%(SOD)、53.37%(POD)和17.12%(SOD)、67.24%(POD),峰值均与CK有极显著差异;T、D和TD处理下雄穗MDA含量较CK平均增加44.18%、64.24%和79.12%,■含量较CK平均增加22.55%、51.65%和72.29%,处理间峰值差异达显著水平。高温、干旱及复合胁迫导致玉米产量和行粒数大幅度降低,T、D和TD产量比CK平均降低18.05%、34.58%、46.24%,行粒数比CK平均减少24.58%、41.80%和52.99%。胁迫处理下,2个品种以HN138雄穗分枝数、主轴小花数和分枝小花密度下降幅度大于ZD958,且HN138的高活力花粉占比和散粉量比ZD958分别减少27.00%和17.28%;HN138花药和花粉结构畸变程度超过ZD958,其抗氧化酶活性升高幅度小于ZD958,但MDA和■含量比ZD958高13.07%和20.29%,2个品种以HN138对高温、干旱及复合胁迫响应更为敏感。【结论】玉米花期高温、干旱及复合胁迫显著抑制雄穗生长发育,导致花药和花粉形态结构畸变,抗氧化酶活性降低,散粉量显著减少,导致穗粒数减少,最终导致产量下降;且高温干旱复合胁迫对玉米雄穗的影响大于干旱胁迫大于高温胁迫,不同类型品种对高温、干旱的响应程度不同。

玉米是我国主要粮食作物之一,东北三省是我国春播玉米主产区。本文以东北三省72个气象台站1961年-2010年逐日气象数据和5个典型农业气象台站1981年-2010年春玉米发育期数据为基础,研究春玉米关键发育期与对应界限温度的关系,并分析了近50年来东北三省初霜日和品种布局的时空变化情况。研究结果表明,日平均气温稳定通过10℃初日和14℃初日分别与春玉米的播种期和出苗期关系密切,不同熟性品种差异不大;日平均气温稳定通过16℃终日和10℃终日、初霜日分别较当地春玉米乳熟期和成熟期晚,推迟的天数以中熟品种最少、晚熟品种最多、中晚熟品种居中;近50年内,东北三省的初霜日呈现出逐渐推迟的趋势,推迟天数在...

[目的]以辽宁中西地区主栽玉米品种为研究对象,研究温度对玉米种子萌发至出苗的影响,为防寒减灾粮食生产安全提供科学依据。[方法]通过恒温土培法和分期播种试验,研究播种至出苗的生物学下限温度、有效积温指标和玉米适宜播种期及温度指标。[结果]玉米发芽率、发芽势随着温度升高呈非线性变化,规律性显著。16℃以下发芽率随温度变化迅速,而发芽势变化缓慢;16℃以上则相反。随着温度升高和播期推迟,播种至出苗生育进程加快,出苗天数随温度呈指数函数变化。供试验的玉米种子恒温6℃不萌发、8℃不出苗,恒温12℃与恒温26℃相比出苗延长24d;分期播种温度12.5℃与22.3℃相比出苗延长12d。低温播种影响出苗率,恒温土培8℃以下出苗率为0%, 12℃出苗率为36%,分期播种Ⅰ期出苗率78%。[结论]玉米种子萌发下限温度为8℃,播种至出苗需要≥8℃的有效积温在120.0℃·d以上,玉米播种初始气温在12.0℃以上,辽宁中西部适宜播种期在4月下旬至5月上旬。研究结果可为玉米单粒播种苗全苗壮防寒减灾粮食生产安全提供技术支撑。

研究单一低温胁迫和低温干旱双重胁迫对不同耐寒性玉米品种的籽粒萌发特性和苗期生理生化性能的影响,并比较不同浓度赤霉素溶液浸种的抗逆效果。以抗寒性较强的郑单958和抗寒性较弱的CB15098为供试品种,设置低温单一胁迫和低温干旱双重胁迫2种逆境,研究10,50,100 mg/L的赤霉素浸种对玉米籽粒萌发和苗期生长的影响。结果表明,赤霉素浸种效果表现为在单一胁迫下增加不同耐寒性玉米的地上部干、鲜质量,在双重胁迫下减少两玉米品种浸种后的地上部干、鲜质量。对抗寒性较强的郑单958,赤霉素浸种可增加其低温和低温干旱胁迫下的地上部高度;对抗寒性较差的CB15098,浸种显著提升其低温和低温干旱胁迫下的发芽势,浸种在低温胁迫下抑制CB15098地上部高度和根系长度,在低温干旱胁迫下促进CB15098地上部高度。抗寒性较强的郑单958发芽率、地上部干、鲜质量和高度对不同浓度赤霉素浸种的响应幅度均高于抗寒性较弱的CB15098。低温干旱胁迫下建议采用低浓度赤霉素浸种。单一低温胁迫下建议采用高浓度赤霉素浸种,低温干旱复合胁迫下采用低浓度赤霉素浸种抗逆效果更佳。

为了发掘更多与玉米雄穗生长发育早期耐旱性相关的转录因子基因,选用耐旱型玉米自交系(DT)铁7922、X178,以及干旱敏感型自交系(DS)吉81162和丹340为试验材料。使用盆栽方法进行育苗,并在一致且适宜的肥水条件下培养至雄穗发育前期,通过人工模拟田间干旱胁迫及正常灌溉的方法对材料进行处理。采用RNA-Seq技术检测玉米雄穗发育早期在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉处理而言,耐旱相关转录因子家族基因在转录水平上表达量的变化。结果共发现287个转录因子基因在受到干旱胁迫后相对于正常灌溉呈现差异表达。对差异表达基因进行功能富集和注释结果发现,差异表达基因中具有耐旱调控功能的转录因子基因34个。其中在2个耐旱型材料中共有且表达模式一致的基因6个;在2个干旱敏感型材料中共有且表达模式一致的基因3个;在4个材料中均呈显著差异表达的转录因子基因1个。研究结果为玉米雄穗发育早期耐旱功能转录因子基因发掘和耐旱分子育种提供了基因基础。

干旱是吉林省春玉米生长发育阶段面临的主要农业气象灾害,如何合理地进行灌溉,减轻干旱缺水造成的不利影响,是吉林省春玉米生产中急需解决的问题之一。本研究利用气象、土壤等数据资料,对WOFOST模型进行了修订;利用修订的WOFOST模型,模拟了不同干旱条件下,不同的复水方案对玉米生长发育以及产量的影响,结果表明:修订的WOFOST模型在干旱条件下对春玉米的叶面积、地上部分干物质重以及产量具有较好的模拟效果。干旱复水模拟结果显示,在拔节-抽雄和抽雄-乳熟阶段,随着干旱程度的加剧,榆树和白城两地的玉米地上部分干物质重和产量的损失都随之增加;相同的复水方案下,榆树地区的春玉米地上部分干物质重和产量损失要小于白城地区;抽雄-乳熟阶段的干旱对春玉米的产量影响更大。从复水方案上来看,连续复水方案整体上要优于一次性复水方案,并且干旱过程中的及时、足量复水对春玉米抵御干旱、减少产量损失具有重要的作用。研究结果表明,WOFOST模型在农业干旱和灌溉模拟方面也具有较好的应用前景。

为了研究粘虫不同危害程度下玉米"源库"变化特征规律、不同叶位叶片对籽粒贡献率以及虫害对玉米品质的影响。以玉米品种先玉335、郑单958、利民33为试验材料,利用去叶留叶脉的方法对灌浆期粘虫不同危害程度进行了模拟,结果表明,粘虫危害后造成"源""库"关系变化,玉米灌浆期不同部位叶以"穗三叶"对玉米籽粒库的贡献率较大,3个品种"穗三叶"平均贡献率达48.08%,其次是"穗三叶"上部2片叶、再次为玉米顶三叶。相关分析表明,粘虫咬食后"源"的减少率与玉米单株生产力减少率呈显著或极显著的正相关关系,不同危害程度下,"穗三叶"以下叶片吃光(危害较轻)、整株剩顶5片叶(危害较重)、整株剩顶3片叶(危害严重)...

为了探明不同耕层构造对春玉米产量形成和生长发育特征的影响,在农业部阜新农业环境与耕地保育科学观测实验站长期定位试验,设置了虚实并存耕层、全实耕层、全虚耕层、上虚下实耕层(CK)4种耕层结构,利用2011-2014年数据研究了不同耕层构造对春玉米产量形成及生长发育特征的影响。结果表明,4年平均产量虚实并存耕层与上虚下实耕层和全实耕层差异显著,分别增产17.64%,6.79%。无论在枯水年还是丰水年,虚实并存耕层构造增产的主要原因是百粒质量的提高。在干旱年份,特别是2014年遭遇严重伏旱的情况下,全实耕层表现出了一定的增产效果;枯水年(2011年)和丰水年(2012年)单株干物质虚实并存耕层比上虚...

【目的】系统研究玉米光合生理特性和产量、水分利用特性对灌溉的响应,为吉林省西部半干旱地区提供有效的灌溉方式。【方法】2016-2017年,采用2年的大田试验,以华农887和先玉335为供试品种,设置T1、T2、T3和CK 4个灌溉处理,其玉米生育期内灌溉定额分别为200,120,40和0 mm,研究灌溉定额对玉米不同时期叶片光合特性、叶绿素荧光特性和产量及产量形成因素、水分利用特性的影响。【结果】T1处理2个玉米品种叶片的净光合速率(P_n)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和表观叶肉导度(AMC)在玉米4个发育时期中均显著高于CK,气孔限制值(Ls)均呈CK>T3>T2>T1的变化趋势。T1处理的光系统Ⅱ的最大光合效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ的实际光合效率(ΦPSⅡ)在灌浆期和乳熟期中均显著高于CK;T1处理的光化学猝灭(qP)显著性高于CK,非光化学猝灭(NPQ)在灌浆期和乳熟期显著性低于CK。T1与T2处理间叶片光合特性和叶绿素荧光特性均无显著差异。灌溉定额条件下,2个玉米品种的产量、百粒质量显著高于CK。各灌溉处理玉米的耗水量表现为T1>T2>T3>CK;T2处理的水分利用效率(WUE)最高,华农887和先玉335 2个玉米品种在2016年分别达到26.69和29.11 kg/(mm·hm~2),2017年分别达到33.29和26.41 kg/(mm·hm~2)。【结论】在吉林省半干旱区水分是限制玉米产量形成的重要因素,有效灌溉保持了叶片较旺盛的光合生理代谢水平,为其干物质生产奠定了生理基础,在生育期内灌溉定额为120 mm时,其产量、水分利用效率和光合生理特性均表现最佳,120 mm为吉林省西部半干旱地区的最佳灌溉定额。

以东北玉米模拟模型为基础,对其中的生长子模型进行改进,将CO2浓度作为整个模型的输入变量,综合考虑气候变化和CO2肥效作用对东北玉米生长发育和产量的影响。通过对原模型适用性的调整和验证,得出模型模拟的叶面积指数及其他器官干重均有较好的结果,模拟值与实测值基本符合,说明模型适用于东北地区;利用改进的模型分别模拟了仅考虑CO2对光合作用直接影响、仅考虑CO2对蒸腾作用直接影响及综合考虑CO2对光合和蒸腾作用直接影响3种方案下玉米产量形成状况。通过对比分析发现,随着CO2浓度的上升,3种情况下模拟出的玉米产量都呈上升趋势。但玉米蒸腾作用对CO2浓度升高的响应更为显著,产量提高明显多于仅考虑CO2对光...

坐水播种试验采用2BQMS-2型坐水免耕气吸播种施肥机进行的,该机一次作业完成开沟、施水、施肥、播种、覆土等多道工序,用鼠道暗式施水开沟器,暗灌水,水肥同施,上层覆盖干土,以减少水分散发。通过不同施水量对出苗率、长势及产量进行田间试验,测试数据经方差及多重分析,结果表明,在土壤含水率在8%时,45m3.hm-2坐水量对出苗率、长势及产量是最经济有效的方案,且节水效果显著。