黄淮海南部夏玉米对氮、磷、钾亏缺的响应及基因型差异

以36个玉米品种为试材,设置正常施肥、缺氮、缺磷和缺钾4个大田处理,分析养分亏缺下玉米7个产量相关性状的变化,对玉米养分效率类型进行划分和评价。结果表明,氮、磷、钾亏缺条件下,7个性状均呈不同程度下降趋势,其中缺氮处理降幅最大。熵权模糊隶属函数法计算得到耐低氮、低磷、低钾综合评价D值范围分别为0.614～0.974、0.739～0.959、0.671～0.971,平均值分别为0.790、0.889、0.894。D值聚类分析表明,耐低钾型品种最多,其次是耐低磷型,耐低氮型品种最少,三者兼具品种4个。根据D值和正常施肥下子粒产量,筛选出高产耐低氮型品种8个,高产耐低磷型品种9个,高产耐低钾型品种15个,三者兼具品种1个。     

不同种植密度对夏玉米品种株型及产量性状的影响

为了阐述不同玉米品种株型及产量性状对密度响应,以目前生产上广泛种植的6个品种（‘郑单958’、‘先玉335’、‘伟科702’、‘浚单20’、‘金海5号’、‘利民33’）为材料,研究4个种植密度(60000、90000、112500、127500株/hm2)下不同品种株型和产量性状的变化。结果表明：6个品种棒三叶面积及茎粗系数均随着密度增加而减小,但减小幅度在不同品种或不同叶位存在差异。产量构成因素如穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗粒数和千粒重随着密度增加而减小。4个种植密度中,‘金海5号’、‘伟科702’、‘郑单958’在密度为90000株/hm2时产量为最高;其他3个品种随密度增加,产量降低。回归分析发现在10个已知影响玉米产量因素中,穗粒数对产量的直接影响最大,其次为行粒数。此结果为玉米品种选育和生产上高效栽培提供理论依据。     

不同种质玉米杂交种苞叶性状特征分析

为了摸清适宜机械收获籽粒的玉米新品种的苞叶性状特征,为选育适合机械收获籽粒的玉米品种提供依据。本研究利用黄淮海夏玉米区不同种质玉米自交系组配的161个杂交种为材料,在河南省3个不同生态类型区种植,对3个苞叶相关性状(苞叶层数、苞叶长、苞叶包裹度)进行统计和聚类分析。结果表明,3个苞叶相关性状在杂交种、试点、杂交种与试点互作间的差异均达到极显著水平;除苞叶层数与苞叶包裹度之间的相关性不显著外,其他各性状间均显著相关;采用欧氏距离法进行聚类分析将161个参试玉米杂交种分成3类,分别包括120个(含CK1、CK2)、27个和16个杂交种,其中第Ⅰ类杂交种的苞叶长为21.26 cm,苞叶层数为9.23层,较为适中,有利于籽粒脱水,为苞叶性状较优的类群;杂交种Z98和Z142表现更为突出,可望成为适合机械收获籽粒的玉米品种。     

基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法在玉米品种区域试验中的应用探讨

良种是农业科技的重要载体,农作物品种区域试验是鉴定新品种丰产性、稳产性和适应性的主要途径。首次探索将基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法应用于玉米区域试验中,对2018年河南农科联合体的18个品种（含对照品种）进行综合评价。结果表明：两种评价方法对品种评价的排序结果差异不大,只有5个品种排名顺序稍有差异,差异最大的品种排名相差2个名次,其余4个品种仅相差1个名次,灰色局势决策法计算过程相对简单。同时还发现基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法在玉米综合评价中存在产量指标权重较低的问题。因此,根据现阶段玉米育种目标和生产实际需求,玉米区域试验品种评价时应采用多种品种评价方法相结合,在确保审定品种产量的基础上,降低品种在实际种植生产过程中的风险。     

玉米子粒不同发育阶段脱水速率的遗传分析

选用国内外14份玉米自交系,按完全双列杂交设计配制182个杂交组合为材料,采用AUDDC(Area Under the Dry Down Curve)方法,分别对其授粉后35~40 d、41~50 d、51 d~成熟期、40 d~成熟期及35 d~成熟期子粒脱水速率进行统计及遗传分析。结果表明,14份自交系子粒各发育阶段脱水速率一般配合力方差均达极显著水平,其中,自交系LH202效应值在各发育阶段均表现最小。182份杂交组合特殊配合力方差达极显著水平。子粒各发育阶段脱水速率遗传均主要以加性效应为主,其中,授粉后40 d~成熟期子粒脱水速率的遗传力最高,可稳定遗传。子粒脱水速率在授粉后40~50 d、51 d~成熟期、40 d~成熟期及35 d~成熟期之间均呈极显著正相关;其分别与成熟期子粒含水率也均呈极显著正相关,在这些发育阶段杂交组合脱水速率与其父母本均呈极显著正相关。     

opaque-2基因对爆裂玉米籽粒性状、品质和膨爆特性的影响

采用分子标记辅助选择技术将opaque-2(o2)基因导入到2个爆裂玉米自交系中,分析了o2基因对爆裂玉米籽粒性状、品质及膨爆特性的影响。结果表明,利用分子标记辅助选择可以高效地将o2基因导入到爆裂玉米自交系;在BC3F2群体中o2爆裂玉米籽粒的粗蛋白含量比野生型降低0.34%~3.97%,百粒膨化体积比野生型减少17.50~96.50 m L;爆花率比野生型降低25.00%~98.00%;膨化倍数比野生型减少1.50~10.24 m L/g;而o2基因对爆裂玉米其他性状影响较小。因此,o2基因对爆裂玉米籽粒的粗蛋白含量和膨爆特性影响较大。     

不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应

为了筛选和评价耐高温、干旱能力强的玉米杂交种,利用人工控水坑栽和高温设施进行干旱和高温处理,研究了花期高温、干旱复合胁迫对6个审定杂交玉米品种生长及产量的影响,并对6个玉米杂交种花期抗高温、干旱的特性进行了综合评价。结果表明,高温、干旱及其复合胁迫均延长了玉米雌雄间隔期,降低了比叶重和叶绿素相对含量,玉米果穗穗粒数明显减少,百粒质量及籽粒产量明显下降,且干旱+高温复合胁迫对玉米穗粒数、百粒质量和籽粒产量的影响高于单一胁迫。不同基因型玉米对高温和干旱胁迫的响应存在明显差异,且玉米品种的抗高温能力与抗干旱能力间有一定的正相关关系。综合不同玉米品种各性状耐高温、干旱及其复合胁迫的系数和隶属函数值分析,浚单20、郑单958、郑单538花期抗高温、干旱的能力强,迪卡653中等,农华101、先玉335最弱。     

玉米苗期氮、磷、钾养分吸收利用效率研究

以黄淮海大面积种植的郑单958、先玉335、郑单538、豫单606、伟科702、郑单1002为试材,利用水培和大田试验相结合的方法,研究不同玉米品种苗期的氮、磷、钾吸收利用效率。结果表明,不同玉米品种对N、P、K养分积累存在差异,与NPK(全营养,对照)处理相比,NPK-N(氮胁迫,1/10的N含量)胁迫下N相对积累量(RNAA)最高的是郑单958;NPK-P(磷胁迫,1/10的P含量)胁迫下P相对积累量(RPAA)最高的是先玉335;NPK-K(钾胁迫,1/10的K含量)胁迫下K相对积累量(RKAA)最高的是豫单606。NPK胁迫显著提高玉米苗期对NPK的相对利用效率,其中,N提高2.91倍,P提高3.98倍,K提高6.16倍。     

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田（S0）、半量秸秆还田（S1）、全量秸秆还田（S2）和倍量秸秆还田（S3）;基因型为副区,供试品种分别为浚单20（XD20）和郑单958（ZD958）。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数（LAI）、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量（DMR）和转运率（DMRE）、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率（DMRCG）、花后干物质积累量（DMAA）及其对籽粒干物质积累贡献率（DMAACG）。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。     

外引杂交种对HL5311自交系植株性状的改良潜势分析

为探讨外引杂交种对改良自育优良玉米自交系HL5311的潜在利用价值,测试分析了HL5311自交系与外引杂交种间11个杂交组合F2群体13个植株性状的表现和分离情况,并与亲本自交系HL5311以及3个大面积推广杂交种的母本自交系郑58、浚9058和PH6WC进行了比较。结果表明:各F2群体13个性状的平均值存在较大差异,且均存在较大分离,变异系数为6.14%~50.06%;除P368群体的株高外,各群体均可用于改良自选自交系HL5311的植株性状;除大部分群体的株高、穗位高和雄穗分枝数以及P483群体的雄穗长外,各群体均分离出优于最优自交系性状的植株。综合各植株性状来看,P399、P483、P573、P571、P400群体的总体表现更为突出,可以作为改良HL5311自交系植株性状的重点基础群体。