设施栽培鲜食玉米“彩甜糯100”生长和产量对秋季播期的响应
Responses of Growth and Yield of Fresh-Eating Maize “Caitiannuo 100” to Autumn Sowing Date under Facility Cultivation
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收稿日期: 2023-06-7 修回日期: 2023-09-6 网络出版日期: 2023-10-10
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Received: 2023-06-7 Revised: 2023-09-6 Online: 2023-10-10
作者简介 About authors
张林,主要从事玉米栽培生理与育种研究,E-mail:
以鲜食玉米“彩甜糯100”为材料,设置8月14日、8月25日、9月4日和9月14日4个播期,研究秋季不同播期对鲜食玉米生育期、产量和效益的影响。结果表明,在日均气温降到10 ℃时采取设施大棚增温措施,8月14-25日播期处理玉米鲜穗可在冬季反季节上市;而9月4日之后播种,受低温冷害影响,鲜食玉米植株无法完成正常生命周期。与播期8月14日相比,播期8月25日鲜食玉米吐丝前和吐丝后生育期分别延长8和17 d,鲜穗在12月23日成熟;株高降低13.61%,穗长减小10.03%,秃尖长增加29.43%,穗粒数减少17.86%,产量降低13.68%,但效益增加35.52%,达71 910.00元/hm2。因此,在沿江地区冬季采取设施大棚增温措施,8月14-25日播种鲜食玉米,鲜穗可反季节上市,效益较高;而9月4日之后不宜播种鲜食玉米。
关键词:
A field trial was carried out along the Yangtze river of Anhui province to investigate the effects of autumn sowing date on the growth duration, yield and economic benefits of fresh-eating maize. The fresh-eating maize cultivar “Caitiannuo 100” was used. The treatments were comprised of four sowing dates: August 14th, August 25th, September 4th and September 14th. The findings demonstrated that fresh-eating maize could be harvested in the winter out-of-season between August 14th and August 25th when the daily average temperature droped to 10 ℃, adopting the warming measures for the facility greenhouse. However, if the sowing date was moved later than September 4th, the low temperature would prevent the fresh-eating maize from going through its normal life cycle. The growth periods before and after silking of fresh-eating maize sown on August 25th were prolonged eight and 17 days, compared to the sowing date of August 14th. The fresh ears could be harvested on December 23rd. The August 25th sowing date treatment decreased the plant height by 13.61%, shortened the ear length by 10.03%, and increased the bald tip by 29.43%, which resulted in a decrease of kernel number per ear by 17.86% and yield by 13.68%, while the benefit increased by 35.52% to 71 910.00 yuan/ha compared with the sowing date on August 14th. In conclusion, fresh-eating maize can be sown along the Yangtze River basin form August 14th to 25th by using greenhouse facilities and the fresh ears can be listed in the off-season with relatively high benefits. However, fresh-eating maize should not be sown after September 4th.
Keywords:
本文引用格式
张林, 武文明, 周登峰, 彭晨, 王世济.
Zhang Lin, Wu Wenming, Zhou Dengfeng, Peng Chen, Wang Shiji.
调整播期可以适当调节光、温等气象因子的利用效益[6],进而影响玉米生育进程和产量[7-8]。调整播期可调控鲜食玉米果穗的成熟采收时间,更好地满足市场需求,提高经济效益[9]。但推迟播种可能在生育后期遭遇低温胁迫,影响植物生长发育[10]。设施栽培通过人为控制作物生长过程中的环境因子,为植物生产创造适宜的温度环境,延长农作物种植和生长时间。然而设施栽培生态环境较封闭,随着种植年限的增加,土壤会出现板结、盐渍化、营养缺失及连作障碍等问题[11-12]。鲜食玉米作为一种喜氮作物,在改善设施栽培种植结构及优化设施土壤方面越来越受到人们的重视[13]。设施栽培措施在延长鲜食玉米上市时间具有明显优势,张林等[14]研究了设施栽培下提早移栽对鲜食玉米生长发育的影响,结果表明与常规露地播种鲜食玉米相比,2月20日移栽鲜食玉米鲜穗可提前上市约40 d,经济效益提高明显。然而秋延后设施栽培鲜食玉米相关研究少见报道。
安徽沿江地区设施大棚面积大,通过研究秋延后不同播期对鲜食玉米生长发育、产量和效益的影响,探明鲜食玉米对设施大棚的利用周期,为合理安排设施大棚作物茬口、实现轮作换茬提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2021年8-12月在安徽省芜湖市鸠江区白茆镇新园村(118°6′10″ E,31°18′1″ N)进行,试验地位于沿江地区,属亚热带湿润季风气候,光照充足;雨量充沛但分布不均,降雨主要集中在6-8月。
试验地土壤类型为灰潮土,0~20 cm土层土壤pH 6.8,有机质13.7 g/kg、全氮1.1 g/kg、速效磷45.2 mg/kg、速效钾218.5 mg/kg、阳离子交换量12.6 cmol/kg。
1.2 试验设计
试验采用不同播期单因素田间设计,设8月14日、8月25日、9月4日和9月14日4个播期处理。每个小区长6.7 m,面积20.1 m2,每个处理3次重复,共12个小区,随机区组排列。
供试玉米品种为“彩甜糯100”(国审玉20210123),在春季播种从出苗到采收需82 d左右。按各播期时间分别育苗,3叶期移栽至带设施大棚基本条件的大田,移栽密度52 500株/hm2,行距0.6 m。基施复合肥(N-P-K:15-15-15)450 kg/hm2,在大喇叭口期和吐丝期分别追施尿素225和150 kg/hm2。日均气温降至10 ℃时(11月8日)开始采用设施大棚覆盖一层薄膜增温措施。玉米生育期内采用诱虫灯进行诱杀害虫,灌溉等其他田间管理按大田常规方法进行。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 生育期
1.3.2 株高和秸秆生物量
成熟期每个小区随机选取具有代表性玉米植株3株,用米尺测量株高和穗位高;称量除去鲜穗后的秸秆鲜重,根据单株所占土地面积计算秸秆生物量(鲜重)。
1.3.3 产量和经济效益
在成熟期,每个小区随机收获2行有效穗并称鲜重,计算平均单穗鲜重,并根据2行所占面积折算鲜穗产量。在采收的2行有效穗中随机取10穗进行考种,用游标卡尺测量穗粗,米尺测量穗长和秃尖长;统计穗粒数;从玉米穗中部随机取100粒,用百分位天平称重作为鲜百粒重。记录各处理鲜食玉米采收期鲜穗销售价格,计算其经济产值,并根据产值与成本(种子、肥料、农膜、大棚折旧及人工成本)计算经济效益。
1.3.4 生育期有效积温
1.4 数据处理
利用SPSS 18.0软件,采用单因素t检验和最小显著极差法(α=0.05)对不同处理进行差异性检验。利用Microsoft Excel 2010软件绘图。
2 结果与分析
2.1 鲜食玉米生育期内气象条件
由图1可见,8月14日-10月10日平均气温为20.0~31.0 °C,10月16日气温明显降低,平均气温降至15.1 ℃;11月8日出现第2次明显降温,平均气温降至6.4 ℃,最低气温为3.5 ℃,连续8 d最低气温小于10.0 ℃;12月26日平均气温降至-1.0 ℃。降水主要集中于8月中下旬(170.9 mm)和10月中旬(72.0 mm)。
图1
图1
2021年8-12月芜湖福渡区域自动站气温和降水量的逐日变化过程
Fig.1
Daily variation of temperature and precipitation at Fudu automatic station in Wuhu from August to December in 2021
8月14日播期处理鲜食玉米播种至吐丝期平均气温和>10 ℃有效积温分别为25.8 ℃和995.8 ℃·d,8月25日播期处理鲜食玉米播种至吐丝期平均气温和>10 ℃有效积温分别为22.9 ℃和916.6 ℃·d。
2.2 不同秋季播期对鲜食玉米生长发育的影响
2.2.1 生育期
播期8月14日-9月14日,随播期推迟鲜食玉米生育期延长。在设施大棚覆膜增温情况下,8月14日播种的鲜食玉米鲜穗可在11月17日成熟,生育期为95 d(表1);8月25日播种,其吐丝期前后分别延长8 d和17 d,生育期达120 d。而9月4日和9月14日播期处理,受后期冷害影响鲜食玉米植株逐渐停止生长,叶片枯黄,无法完成正常生命周期,这2个处理鲜食玉米从播种至吐丝期天数分别为79和87 d,较播期早的处理鲜食玉米生育天数增加。
表1 不同秋季播期对鲜食玉米主要生育期的影响
Table 1
播期 Sowing date | 大喇叭口期 Big flare date | 吐丝期 Silking date | 成熟期 Mature date | 吐丝至成熟天数 Days from silking to mature date (d) | 播种至成熟天数 Days from sowing to mature (d) |
---|---|---|---|---|---|
08-14 | 10-01 | 10-16 | 11-17 | 32 | 95 |
08-25 | 10-15 | 11-04 | 12-23 | 49 | 120 |
09-04 | 10-30 | 11-22 | - | - | - |
09-14 | 11-15 | 12-10 | - | - | - |
“-”表示鲜穗无法成熟。
“-”indicates the fresh maize could not mature.
2.2.2 株高及秸秆生物量
不同秋季播期对鲜食玉米的株高和穗位高有显著影响(表2),8月14日播期处理鲜食玉米的株高和穗位高均显著高于8月25日播期处理。2个播期处理间鲜食玉米秸秆生物量(鲜重)差异不显著。
表2 秋季播期对鲜食玉米株高和秸秆生物量(鲜重)的影响
Table 2
播期(月-日) Sowing date (month-day) | 株高 Plant height (cm) | 穗位高 Ear height (cm) | 秸秆生物量(鲜重) Fresh weight of straw (kg/hm2) |
---|---|---|---|
08-14 | 208.17±3.18a | 86.67±3.79a | 28 152.50±938.47a |
08-25 | 179.83±10.77b | 68.50±5.77b | 29 187.50±754.05a |
同列小写字母表示处理在0.05水平上的差异显著性。下同。
Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at 0.05 level between treatments. The same below.
2.3 不同秋季播期对鲜食玉米产量的影响
2.3.1 穗部特征
不同秋季播期对鲜食玉米鲜穗长、秃尖长和穗粒数影响显著,对穗粗和鲜百粒重影响不显著(表3)。8月14日播期鲜食玉米穗长和穗粒数均显著大于8月25日播期处理,8月14日播期的穗粒数比8月25日播期处理增加21.74%。8月14日播期秃尖长显著小于8月25日播期处理。
表3 秋季播期对鲜食玉米穗部特征的影响
Table 3
播期(月-日) Sowing date (month-day) | 穗粗 Ear width (cm) | 穗长 Ear length (cm) | 秃尖长 Bald tip length(cm) | 穗粒数 Kernel number per spike | 鲜百粒重 100-grain fresh weight (g) |
---|---|---|---|---|---|
08-14 | 5.11±0.01a | 19.35±0.22a | 2.65±0.20b | 440.2±7.0a | 37.96±0.78a |
08-25 | 5.08±0.04a | 17.41±0.32b | 3.43±0.25a | 361.6±8.4b | 40.30±2.10a |
2.3.2 鲜穗产量和产值
由表4可见,在8月14-25日,不同播期对鲜食玉米的单穗鲜重(含苞叶)、产量、产值和效益影响显著,8月14日播期的单穗鲜重和产量均显著高于8月25日播期处理,产量提高15.85%。8月14日播期鲜穗上市价格为4.00元/kg,8月25日播期升高至6.00元/kg。随播期推迟,鲜食玉米产值和效益显著增加,8月25日播期处理鲜食玉米的产值和效益比8月14日播期分别显著增加29.47%和35.52%。
表4 秋季播期对鲜食玉米鲜穗产量及效益的影响
Table 4
播期(月-日) Sowing date (month-day) | 单穗鲜重 Fresh weight per spike (g) | 产量 Yield (kg/hm2) | 价格 (元/kg) Price (yuan/kg) | 产值(元/hm2) Production value (yuan/hm2) | 成本 (元/hm2) Cost (yuan/hm2) | 效益(元/hm2) Benefit (yuan/hm2) |
---|---|---|---|---|---|---|
08-14 | 352.97±6.34a | 18 530.75±332.88a | 4.00 | 74 123.00±1331.53b | 21 060.00 | 53 063.00±1331.53b |
08-25 | 304.67±14.95b | 15 995.00±785.02b | 6.00 | 95 970.00±4710.10a | 24 060.00 | 71 910.00±4710.10a |
3 讨论
作物生长是一个与环境协调的过程,通过播期调控玉米生长期间的温度、降雨和光照等气象因子,进而影响玉米生长发育和产量形成[6,18]。适时早播可延长干物质积累时间,增加产量,随播期推迟,玉米生育期缩短[19⇓-21]。本试验播期从8月14日推迟至8月25日,鲜食玉米生育期延长25 d,与前人[19-20]研究结果不一致,温度是导致玉米生育进程变化的主要因素[22],前人[19-20]的研究基于春播和夏播玉米,玉米生长发育期间的环境条件较为适宜,随播期推迟,气温升高,降雨和日照时数增多,植株生长速度加快,生育期缩短。本试验中鲜食玉米播期从8月14日推迟至8月25日,播种至吐丝期平均气温由25.8 ℃降低至22.9 ℃。低温延长玉米生育期[23],是本研究推迟播期而鲜食玉米生育期延长的主要原因。
构成玉米产量的三要素中穗粒数对环境变化最敏感[24],在确保穗数的基础上,玉米产量取决于穗粒数和穗粒重,而增加穗粒数是提高产量的关键[25]。穗粒数取决于雌穗分化的总小花数、受精小花数和受精后小花发育为有效粒数的数目[26],而小花分化、授粉受精、籽粒形成和发育等一系列过程都会受到不利环境因子的影响。在逆境条件下,玉米产量经常随穗粒数的降低而剧减。玉米拔节孕穗期适宜温度为26~31 ℃[15],灌浆初期低温对玉米产量影响最大[27],玉米吐丝后第5天开始经19 ℃处理7 d后,穗粒数减少15.5%[28]。也有研究[29]指出,吐丝期充足的水分供应可以提高玉米叶片光合速率,降低败育率,增加穗粒数。本试验中播期从8月14日推迟至8月25日,鲜食玉米株高、穗粒数和鲜穗产量显著降低。8月14日播期处理鲜食玉米拔节孕穗至吐丝期平均气温和吐丝前后降水量分别为24.4 ℃和74.8 mm;而8月25日播期处理则分别为19.3 ℃和30.8 mm,玉米籽粒形成期气温比8月14日播期低。与8月14日播期相比,8月25日播期鲜食玉米孕穗期及籽粒形成期气温降低,吐丝期降水量减少,玉米生长条件变差,影响玉米籽粒形成,表现为穗长减小,秃尖增长,穗粒数和产量下降。
当播期推迟至9月4日,随温度降低鲜食玉米生育时间延长,吐丝期为11月22日,晚于沿江地区始霜日[30]。即使采取覆盖一层薄膜的设施大棚增温措施,在冬季气温持续降低情况下,鲜食玉米植株逐渐停止生长,无法完成正常生命周期。鲜食玉米发生了延迟型冷害,破坏了玉米生育进程与季节演进的同步关系[31],产生冻伤,细胞生理代谢紊乱、自由基动态平衡被打破,细胞死亡[32],细胞膜系统破坏[33],导致植株死亡。可见在12月下旬采取一层薄膜增温效果难以满足鲜食玉米生长的温度需求,加之植株高大,进一步增温困难,管理成本增加,说明本试验条件下沿江地区秋季9月4日之后不宜种植鲜食玉米。今后应采用不同品种对鲜食玉米秋季最晚安全播期进行研究。
鲜食玉米鲜穗的采收上市时间对经济效益有显著影响[9]。本研究中8月14-25日播期鲜食玉米鲜穗在冬季反季节上市,是市场上的“鲜”见产品,其价格高,效益高,特别是8月25日播期处理鲜穗在12月下旬上市,经济效益较8月14日播期处理显著增加35.52%。成熟期温度偏低,采收期相对较长,可发展旅游观光农业,进一步提高经济效益。
4 结论
沿江地区秋季播种鲜食玉米,在日均气温降到10 ℃时采取设施大棚覆盖一层薄膜增温措施,8月14日和8月25日播期的鲜食玉米鲜穗可分别在11月17日和12月23日成熟;9月4日之后播种受低温冷害影响,植株无法完成正常生命周期。与8月14日播期相比,8月25日播期鲜食玉米的穗长减小,秃尖增长,穗粒数和产量降低,但效益增加。
参考文献
不同播期夏玉米产量性能动态指标及其生态效应
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.06.005
[本文引用: 2]
【目的】黄淮海区域不同播期玉米生态因子存在较大差异,光、温、水等生态因子对玉米高产具有重要影响。明确该区域光、温、水等生态因子与玉米产量性能参数的内在关系,可以为该区域玉米高产的实现提供有益的借鉴。【方法】选用早、中、晚3类不同熟期的玉米品种(益农103、先玉335、郑单958和登海661)为材料, 设早播(5/3)、中播(5/28)、晚播(6/22) 3个播期和4个种植密度(4.5、6.0、7.5和9.0万株/hm2),测定叶面积指数、籽粒产量及其产量构成等指标和记录生育期及田间生态因子。【结果】(1)品种间产量表现为先玉335>郑单958>登海661>益农103;播期间产量表现为早播>中播>晚播。(2)生态因子对不同玉米产量性能指标的影响作用不同,吐丝后有效积温主要影响平均叶面积指数和平均净同化率,生育期日均温主要影响生长天数;降雨量和日照时数主要影响穗粒数和千粒重;生态因子与玉米产量的相关系数大小依次为,生育期有效积温(0.64**)、吐丝后有效积温(0.55**)、吐丝后日均温度(0.51**)、生育期日均温度(-0.49*)、吐丝后降雨量(-0.47*)及吐丝后日照时数(0.42*);对生态因子与产量进行回归分析,表明生育期有效积温和吐丝后期有效积温对玉米产量的影响最大。【结论】黄淮海区域作物是一年两熟,该区域玉米产量提升的有效途径可通过适期早播、选用中熟品种,增加吐丝后期的有效积温,以保证玉米生育后期充足的有效积温和籽粒充足的灌浆时间。
不同生态区玉米适时晚收增产效果
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2010.13.024
[本文引用: 1]
【目的】研究不同生态类型区玉米适时晚收技术的增产效果和适应性,为玉米适时晚收技术在生产上的应用提供理论依据。【方法】2007年和2008年分别在中国主要玉米产区(东北、华北和黄淮海地区)的41个试验点,设置推迟7 d和14 d 两个时间收获,分析适时晚收对玉米产量的影响。【结果】调查数据显示,适时晚收,玉米产量和千粒重显著增加。推迟7 d收获,两年各试点的平均产量分别比对照增产4.20%和4.94%;推迟14 d收获,两年各试点的平均产量分别比对照增产7.79%和7.92%。玉米晚收增产效果随着纬度的降低而增加(东北地区<华北地区<黄淮海地区),推迟7 d收获时,纬度每降低一度,2007年和2008年的增产幅度分别为0.08%?d-1和0.06%?d-1;推迟14 d收获时,纬度每降低一度,2007年和2008年的增产幅度分别为0.06%?d-1和0.07%?d-1。玉米适时晚收提高了对光温资源的有效利用,推迟7 d和14 d收获,有效积温分别增加了109.5℃和194.5℃,日照时数分别增加了44.55 h和83.38 h。【结论】玉米适时晚收具有明显的增产效果,但增产幅度随着纬度的降低而增加,适宜的晚收时间与当地生态条件也密切相关。
播期对北疆鲜食玉米生长发育、果穗特性及经济效益的影响
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19020071
[本文引用: 2]
为探讨不同播期对鲜食玉米果穗特性及经济效益的影响,以水果玉米品种‘超甜1号’为材料,调查不同播期(5月8日、5月18日、5月28日及6月7日,分别用B1、B2、B3、B4处理表示)下鲜食玉米的农艺性状、叶绿素SPAD值、吐丝期光合特性、穗部特征以及经济效益。结果表明:鲜食玉米的株高表现为B1>B3>B2>B4,而茎粗则以5月18日以后播种的较粗。各播期下的玉米叶片叶绿素SPAD值在采摘期内均呈先增加后降低的变化趋势,但在吐丝至采摘阶段表现为B3>B1>B2>B4。不同播期的鲜食玉米在吐丝期穗位叶的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均表现为B3>B2>B1>B4,而胞间CO<sub>2</sub>浓度(Ci)表现趋势正好相反。鲜食玉米的穗行数、穗粒数、穗长和穗粗均表现为B3>B2>B1>B4。从经济效益来看,以B1处理最高,为3.59万元/hm<sup>2</sup>。
Physiological and molecular changes in plants grown at low temperatures
DOI:10.1007/s00425-012-1641-y
PMID:22526498
[本文引用: 1]
Apart from water availability, low temperature is the most important environmental factor limiting the productivity and geographical distribution of plants across the world. To cope with cold stress, plant species have evolved several physiological and molecular adaptations to maximize cold tolerance by adjusting their metabolism. The regulation of some gene products represents an additional mechanism of cold tolerance. A consequence of these mechanisms is that plants are able to survive exposure to low temperature via a process known as cold acclimation. In this review, we briefly summarize recent progress in research and hypotheses on how sensitive plants perceive cold. We also explore how this perception is translated into changes within plants following exposure to low temperatures. Particular emphasis is placed on physiological parameters as well as transcriptional, post-transcriptional and post-translational regulation of cold-induced gene products that occur after exposure to low temperatures, leading to cold acclimation.
有效积温与不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累定量化研究
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2022.15.009
[本文引用: 2]
【目的】探究基于有效积温的不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累动态预测模型及其特征参数,以期为利用有效积温预测夏玉米干物质和氮素积累提供理论依据。【方法】在河北廊坊进行两年大田试验(2019—2020年),以郑单958为试验材料,利用归一化法,通过模型筛选拟合不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累基于播种后有效积温的归一化Gompertz模型,并利用增长速率曲线及其特征参数定量分析夏玉米干物质和氮素积累特征。【结果】(1)在本试验条件下,当磷钾肥适量时,随施氮量的增加夏玉米最大干物质和氮素积累量持续增加。(2)以有效积温为自变量建立的夏玉米干物质和氮素积累量的归一化Gompertz模型具有较好的生物学意义,方程的决定系数分别为0.9962—0.9988和0.9887—0.9922。利用第2年数据进行模型验证,模拟值和实测值的相关系数分别0.9933—0.9959和0.9830—0.9923,标准化的均方根误差分别为6.64%—16.86%和7.31%—12.68%,预测效果达到良好水平。(3)不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累的增长速率均表现为“单峰曲线”,其变化与供氮水平关系密切,在处理间表现为:适量施肥条件下,增长速率曲线呈现上升快下降也快的特点,减肥处理增长速率曲线呈现上升慢下降也慢的特点。(4)夏玉米播种后干物质和氮素积累快增期有效积温范围分别为709.35—1 722.54 ℃·d和482.50—1 507.61 ℃·d,氮素积累达最大速率所需有效积温为995.05 ℃·d,小于干物质积累达最大速率对积温的需求(1 215.94 ℃·d)。供氮水平明显影响夏玉米干物质和氮素积累进入快增期、缓增期、达到最大增长速率所需积温,同时还影响最大增长速率和快增期平均增长速率;与不施氮肥处理相比,适量氮肥处理夏玉米进入各关键期所需有效积温明显减少,关键期增长速率明显增加。【结论】归一化Gompertz模型不仅能够很好地模拟和预测不同供氮水平夏玉米干物质和氮素积累随有效积温的动态变化,还明确了有效积温与干物质和氮素积累的定量化关系。基于有效积温的Gompertz模型可以用来预测作物长势和最佳施肥时期,具有较强的应用价值。
播期对雨养旱地春玉米生长发育及水分利用的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2015.01906
[本文引用: 3]
为了解决陕西渭北旱塬地区玉米播种期干旱缺水造成出苗不全、不整齐,导致产量低而不稳的问题,设置6个不同播期,研究对春玉米生长发育、干物质生产、产量形成、水分利用及环境因子的影响。结果表明,随着播期的推迟,玉米的生育期明显缩短,营养生长期、营养生长与生殖生长并进期变化范围为2~19 d,生殖生长阶段则相对稳定,变化范围仅为-3~5 d。在一定的时间范围内,不同播期处理间的单株干物质生产没有明显差异,但由于受播期调整后的土壤含水量变化影响,适宜播期的玉米花后雌穗干物质积累量、籽粒产量及水分利用效率分别较早播和晚播提高4.0%~23.6%、3.9%~24.5%和6.6%~14.5%。早播影响产量的主要因素是播种期土壤含水量低而造成的出苗差,实际收获穗数不足;晚播影响产量的主要因素是生殖生长期后移,有效积温和日照时数减少造成的花后干物质积累减少、千粒重下降。适期播种可以增加田间实际收获穗数,促进雌穗花后干物质积累,提高玉米的水分利用效率。结合该区生态因素,5月4日以前适墒播种是玉米高产的有效避旱播期。研究结果可为该区春玉米抗逆避旱高产栽培提供有效的技术参考。
Maize grain yield components and source-sink relationship as affected by the delay in sowing date
Maize reproductive development and kernel set under limited plant growth environments
DOI:10.1093/jxb/erx452
PMID:29304259
[本文引用: 1]
Maize grain yield is highly related to the number of kernels that are established during the flowering period. Kernel number depends on the accumulation of ear biomass and the efficiency of using this biomass for kernel set. Ear biomass depends on the rate of plant biomass accumulation and the proportion of this biomass that is allocated to the ear. In contrast to other major crops, the proportion of plant biomass that is allocated to the ear is not constant in maize, being almost zero under stress conditions. Fortunately, there is wide native genetic variability for this trait, with major practical implications for crop management and plant breeding. Conditions that inhibit plant growth commonly delay silk appearance relative to male anthesis. Time to silking and silk extrusion, which is a tissue expansion process, is dependent on water turgor and ear biomass accumulation, and the magnitude of this delay is used as a marker to phenotype for stress susceptibility. Ear biomass accumulation can also be used for predicting the number of silks that have been extruded if genotype-specific parameters are known. Here, several mechanistic plant and canopy traits are described, together with their implications for better understanding maize yield determination under limited plant growth environments. An ideal genotype sustains growth in environments with limited water or nutrients, has uniform canopies, has increased biomass partitioning to the ear at reduced plant growth, reaches silking with minimum ear biomass, and has rapid silk extrusion for minimizing developmental delays between competing structures within the ear. All these traits help maximize kernel set and yield at limited plant growth, and most have been indirectly selected by breeders when increasing yield.
灌浆初期低温对春玉米产量构成的影响研究
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0620
[本文引用: 1]
旨在研究东北地区低温冷害对春玉米灌浆的影响,确定春玉米灌浆期间冷害影响农业气象指标。用人工气候室通过模拟自然低温(平均15℃、17℃、19℃)方法,对灌浆初期盆栽春玉米进行(3、5、7天)胁迫处理。结果表明:春玉米在灌浆初期经不同天数的低温处理后,穗粒数减少,穗粒重、百粒重和叶绿素降低,成熟期延迟,果穗秃尖长度和籽粒含水量增加,作物产量呈不同程度的下降。温度越低,持续时间越长,对玉米产量的影响越严重。其中在15℃低温下处理7天后,玉米产量下降最大,较对照穗粒重减少了32.4%,百粒重减少9.2%。可见,灌浆初期低温对春玉米产量结构影响最大的因素是结实率和籽粒干物质含量的双重降低。
不同时期灌溉对华北平原春玉米穗粒数的影响
DOI:10.3724/SP.J.1006.2021.03045
[本文引用: 1]
干旱胁迫是限制华北地区春玉米穗粒数形成的关键因子, 探究不同时期灌溉对穗粒数的影响, 对提高该地区春玉米产量和水分利用效率具有重要意义。在2014—2016年进行3年大田试验, 设置拔节期、大口期、抽雄期、吐丝后15 d灌水和不灌水对照(CK), 明确不同时期灌水对土壤水分变化、吐丝期穗位叶光合速率、穗粒数的影响及其相互关系。结果表明, 在干旱和关键生育时期缺水的年份, 灌水处理可以提高春玉米穗粒数, 其中花期灌水较其他处理提高了1.4%~97.0% (2014年和2015年); 而在多雨的2016年, 各个灌水处理间穗粒数差异不显著。拔节期和大口期灌水促进了春玉米营养生长, 提高了叶面积指数和生物量, 但春玉米花期遭遇干旱胁迫仍会降低穗粒数。花期灌水处理在营养生长阶段受干旱胁迫影响, 叶面积指数和生物量都降低, 但保证了吐丝—授粉—籽粒建成关键阶段有充足的水分供应, 其吐丝期光合速率较其他处理提高5.2%~32.8%。回归分析结果表明, 吐丝期充足的土壤水含量可以显著提高春玉米光合速率(P = 0.0034)和穗粒数(P = 0.0137), 但过多降水(降低光辐射)会影响光合作用及籽粒结实。因此, 花期灌水是干旱年份保证春玉米穗粒数的重要措施。
Changes in salicylic acid and antioxidants during induced thermotolerance in mustard seedlings
Heat-acclimation or salicylic acid (SA) treatments were previously shown to induce thermotolerance in mustard (Sinapis alba L.) seedlings from 1.5 to 4 h after treatment. In the present study we investigated changes in endogenous SA and antioxidants in relation to induced thermotolerance. Thirty minutes into a 1-h heat-acclimation treatment glucosylated SA had increased 5.5-fold and then declined during the next 6 h. Increases in free SA were smaller (2-fold) but significant. Changes in antioxidants showed the following similarities after either heat-acclimation or SA treatment. The reduced-to-oxidized ascorbate ratio was 5-fold lower than the controls 1 h after treatment but recovered by 2 h. The glutathione pool became slightly more oxidized from 2 h after treatment. Glutathione reductase activity was more than 50% higher during the first 2 h. Activities of dehydroascorbate reductase and monodehydroascorbate reductase decreased by at least 25% during the first 2 h but were 20% to 60% higher than the control levels after 3 to 6 h. One hour after heat acclimation ascorbate peroxidase activity was increased by 30%. Young leaves appeared to be better protected by antioxidant enzymes following heat acclimation than the cotyledons or stem. Changes in endogenous SA and antioxidants may be involved in heat acclimation.
玉米抗低温灾害调控技术研究进展
DOI:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191200286
[本文引用: 1]
东北地区是中国春玉米的主产区,低温冷害成为高纬度地区玉米减产的重要气象因子。低温冷害不仅影响玉米生理代谢过程,在玉米有机物质积累方面也有抑制作用。因此,减少低温灾害对玉米产量影响成为实现玉米高产稳产的重要方向之一。笔者从玉米抗低温调控技术进展角度出发,综述了低温冷害影响玉米生长发育机制、玉米低温胁迫下发芽相关因素、如何通过调控技术防御冷害对于玉米生长发育影响以及中国在玉米冷害研究领域未来发展方向与新趋势,可为玉米抗低温冷害研究提供理论依据。
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