院长基金课题总结.doc

夏玉米超高产栽培技术及生理生态指标研究1. 概况本项目为院长基金，题目是夏玉米超高产栽培技术及生理生态指标研究。承担人员为孟战赢，王育红，王向阳。起止年限：2009-2011。主要研究内容为：1.1夏玉米高产攻关及栽培技术研究。玉米以我院玉米育种室高产玉米品种为材料，在高产攻关田进行，主要高产技术措施为：增密晚收、贴茬播种、水肥运筹。主要测定指标：玉米生长发育及群体动态指标测定生理指标测定：NR、叶绿素含量生态指标测定：叶绿素荧光。1.2夏玉米群体构建技术研究。以黄淮海大面积推广及近两年国审的玉米品种为材料，设置4000、5000株/亩，配合玉米高产群体对农艺指标、生理和生态指标，为高产群体构建提供理论支持。1.3建立15亩亩产900kg-1000kg夏玉米高产攻关项目，制定一套栽培技术规程。2. 课题研究主要进展情况2.1夏玉米高产攻关及栽培技术研究。试验在洛阳农科院玉米综合试验站高产攻关试验田进行，选用的品种为洛阳农科院选育的洛玉8号。按照高产攻关田要求进行田间管理。6月12日播种，10月3日收获。播前撒事有机肥（鸡粪）4774 Kg/亩，复合肥（撒可富）100 Kg/亩；苗期(6月23日)施入尿素7.5 Kg/亩，硫酸锌1.5 Kg/亩；拔节期(7月16日)施入尿素15Kg/亩，硫酸钾10 Kg/亩；大口期(7月31日)施入尿素10 Kg/亩，硫酸钾15 Kg/亩；抽雄吐丝期(8月19日)施入尿素10 Kg/亩。在玉米生育时期不间断进行除草治虫，防治茎腐病等玉米常见病。其他田间管理按照高产攻关田要求进行。关键技术措施：良种良法相配套技术，品种选用具有超高产潜力的抗倒耐密玉米新品种洛玉8号，播种密度5500株/亩。关键技术：平衡施肥，增施磷钾肥，底肥分层施足；重施孕穗肥，补施花粒肥；水的管理上苗期控、中期足、后期适宜；病虫害以防为主、人工辅助授粉、适时晚收；种植方式上采用宽窄行播种等配套技术，取得了源与库在高水平上的协调，提高了生产与转化效率。在本年度气候条件下，随机取15点每点取4.8 m2考种，单打实收产量775.8 kg/亩，千粒重为333.2g，平均穗行数为14.7行，行粒数为28.9粒，亩穗数5481株/亩，经济系数为0.60。3.2洛玉8号叶面积和叶面积系数变化玉米进行光合作用的主要器官是叶片, 可以认为玉米干物质积累绝大部分来自叶片郑丕尧.作物生理学导论M.北京: 北京农业大学出版社, 1992。玉米叶片作为玉米有机物质生产的主要器官, 其叶面积大小及光合作用的强弱对玉米的生长发育有重要影响。在形态上, 叶片生长的主要时期是苗期到大喇叭口期,这也是玉米叶片生长的主要时期; 在功能上, 叶片长成后,叶片光合作用大小及持续时间的长短对玉米生长是很重要的周苏玫, 李潮海, 连艳鲜, 等.高产旱作玉米品种的光合性能及物质生产力研究J.华北农学报, 2001, 16( 3) :68- 73.从图1中可以看出随着玉米生长时期的延长，玉米单株叶面积和群体叶面积系数（LAI）逐渐增大，到抽丝期时达到最大值，之后叶面积系数随着玉米成熟后叶片干枯，叶面积和LAI减小。图1.夏玉米洛玉8号生育期内叶面积和叶面积指数（LAI）变化图2. 夏玉米洛玉8号生育期内单株干物质积累变化3.3洛玉8号干物质积累变化玉米光合作用的主要器官是叶片,可以认为玉米干物质积累绝大部分来自叶片。作物经济产量的高低是由生物产量即干物质积累所决定的,但又受经济系数的制约。因此,掌握玉米的干物质积累与分配对提高产量具有重要意义。从图2中可以看出单株干物质在生育期内逐渐增大，特别是抽雄吐丝期至灌浆期增加量最大，达到111g/株，而在灌浆期至收获期则变化不大，相差10.14g/株。而从苗期至抽雄吐丝期则是逐渐增强的趋势。干物质日增量则是在大口期日增量最大，达到3.83g/株天，而抽雄吐丝期日增量则有所下降，可能是抽雄吐丝期低温寡照，雨水较多影响的。图3. 夏玉米洛玉8号灌浆变化3.4洛玉8号灌浆速率变化灌浆是玉米生长发育过程中极为重要的生育阶段。玉米的产量受灌浆阶段的干物质积累量的影响较大。灌浆速率受基因型和环境条件的共同影响3。灌浆时间的长短和灌浆速率决定了玉米灌浆时期的干物质积累量4。作物经济产量的高低是由生物产量即干物质积累的多少所决定的,但又受经济系数的制约。因此,掌握玉米的干物质积累与分配对提高产量具有重要意义5-7灌浆是玉米生长发育过程极为重要的生育阶段。玉米的产量受灌浆阶段的干物质积累量的影响较大。灌浆速率受基因型和环境条件的共同影响8。灌浆时间的长短和灌浆速率决定了玉米灌浆时期的干物质积累量9.洛玉8号的灌浆速率变化如图3所示，从图中可以看出，随着散粉后时间的延迟，烘干籽粒的千粒重逐渐增大，呈递增趋势，而日增量则是先增加，在散粉后30天达到最大值后逐渐下降，说明了籽粒灌浆在散粉后10后开始干物质积累量逐渐增大，到散粉后30天达到日增量最大值，之后由于籽粒大小已经达到最大值，之后开始变成内容物的充实，因此日增量逐渐减小，直至籽粒成熟。表2. 夏玉米洛玉8号灌浆参数t1Wt1t2Wt2t3Wt3TmVmT18.5862.0337.76231.5161.63290.6128.1710.0861.63T1v1W1T2V2W2T3V3W3Va18.583.3462.0319.188.84169.4823.872.4859.104.76从表2洛玉8号灌浆参数中可以看出，灌浆高峰开始时期是在散粉后18.58天，对应的籽粒干重为62.03g，灌浆高峰结束时期为散粉后37.76天，对应此时的籽粒干重为231.51g，灌浆达到灌浆终期的时间为灌浆后61.63天，对应得烘干千粒重为290.61g。而最大灌浆出现日为散粉后28.17天，最大灌浆速率为10.08mg/粒天。灌浆渐增持续时间为散粉后18.58天，平均灌浆速率为3.34 mg/粒天，累积积累籽粒重为62.03g，灌浆速增期持续时间为19.18天，平均灌浆速率为8.84 mg/粒天，累积籽粒重为169.48g，灌浆缓增期持续时间为23.87天，平均灌浆速率为2.48 mg/粒天，累积籽粒重59.10g，灌浆总天数为61.63天，平均灌浆速率为4.76 mg/粒天。3.5洛玉8号穗位叶硝酸还原酶活性变化碳氮代谢作为作物体内基本的代谢途径，不仅影响作物的生长发育，而且很大程度卜决定着产量10。氮是碳同化的关键酶及叶绿素的重要组成成分，氮在玉米营养体中的转移对叶片及光合均有极大的影响，这是因为从铵态氮到氨基酸的过程需光合产物（碳水化合物）提供碳骨架，并且氮同化也需碳水化合物。玉米后期叶片的碳同化、根系氮吸收和植株碳、氮向籽粒转移是籽粒形成的关键。硝酸还原酶参与硝态氮的还原过程，因而，植物组织中硝酸还原酶的活性直接影响植物体内的氮素代谢。土壤水分变化能影响硝酸还原酶的活性，适宜的土壤水分硝酸还原酶的含量较高，缺水时较低，水分胁迫后生育前期差别较小，生育后期差异较大，且含量高，但总的趋势基本一致.洛玉8号穗位叶硝酸还原酶活性变化如图4所示，从图中可以看出，在散粉后13天和散粉后20天，穗位叶的硝酸还原酶活性维持在21 gNO2-g-1FWh-1，而到了散粉后27天，穗位叶中的硝酸还原酶活性达到最大值，为33.5gNO2-g-1FWh-1，之后穗位叶硝酸还原酶活性急剧降低，至散粉后41天达到最低值。这也说明了穗位叶在散粉后30天左右穗位叶氮代谢最活跃，之后由于植株衰老，穗位叶氮代谢功能降低。图4.夏玉米洛玉8号穗位叶硝酸还原酶活性变化3.6洛玉8号穗位叶荧光日变化叶绿素荧光动力学是以光合作用理论为基础,利用体内叶绿素a 荧光作为天然探针,研究和探测植物光合生理状况及各种外界因子对其细微影响的新型植物活体测定和诊断技术11 。该分析技术具有快速、对环境变化十分灵敏和非破坏性等优点12、13 。越来越多的研究表明,植物体内发出的叶绿素荧光信号包含了丰富的光合作用信息,且极易随外界环境的变化而变化,可以快速、灵敏和非破坏性的分析逆境因子对光合作用的影响。目前,国际上该技术研究已成为热点并取得一定进展14-16 。洛玉8号的PS的原初光能转化效率Fv/Fm的日变化如图5所示，从图中可以看出Fv/Fm的日变化呈抛物线趋势，R2值达到0.954，Fv/Fm当天的最低值出现在中午12：00-14：00，说明了光照对PS的原初光能转化效率Fv/Fm有一定的影响，光照强度和PS的原初光能转化效率Fv/Fm呈负相关。夏玉米洛玉8号的PS潜在活性（Fv/F0）的日变化如图6所示，从图中可以看出Fv/F0的日变化也呈抛物线趋势，R2值达到0.732，Fv/F0当天的最低值出现在中午12：00-14：00，说明了光照对PS潜在活性Fv/F0有一定的影响，光照强度和PS的原初光能转化效率Fv/F0呈负相关。对光照的敏感性没有PS的原初光能转化效率Fv/Fm强， 图5.夏玉米洛玉8号的PS的原初光能转化效率Fv/Fm的日变化图6.夏玉米洛玉8号的PS潜在活性（Fv/F0）的日变化夏玉米群体构建技术研究供试品种：洛06-2、郑单958和洛单6号试验设计：裂区试验设计，主区密度，设4000株/亩、5000株/亩2个密度；副区为品种，3次重复，随机排列。田间管理：水肥，病虫害防治同一般大田管理。结果与分析： 从产量结果来看，郑单958、洛玉8号和浚009以5000株/mu密度产量最高，分别比4000株/mu分别增产3.2%和7.2%和5.4%随着密度的增加，各品种千粒重减小，穗粗除浚009增加0.06cm外郑单958和洛玉8号均减小，秃尖长除郑单958秃尖长减少0.04cm外，随着密度增加而增加，穗长均随着密度增加而变短，穗行数除浚009增加0.2行外郑单958和洛玉8号均减小，行粒数则均减小，出籽率则随着密度增加而增大。表3.不同品种随密度增加产量和产量构成因素的变化品种密度产量（/mu）千粒重（克）穗粗（cm)秃尖(cm)穗长（cm)穗行（行）行粒（粒）出籽率(%)郑单9584000639.18309.384.781.1016.7714.7037.9590.125000659.64304.244.681.0614.8513.6733.4390.98洛玉8号4000658.52357.045.000.9614.4514.6033.5791.475000705.74338.224.990.9714.3914.2032.9590.90浚0094000635.94318.294.930.7315.4915.2034.6591.395000670.55291.084.990.8614.3715.4032.7591.41栽培技术规程选用优良品种：选用优良的玉米杂交种，是获得玉米高产的关键技术措施之一。竖叶紧凑型耐密高产品种，通过增加密度，提高光能利用率，提高单位面积产量抢时早播，提高播种质量。播后应及时浇好濛头水，力争达到一播全苗，壮苗早发。科学施肥浇水，加强田间管理：根据河南省近几年夏玉米生长中后期阴雨天多，光照不足的特点，留苗密度不宜过大。同时还可以在心叶前期每公顷叶面喷施磷酸二氢钾、锌、硼等微量元素肥料一至两次。玉米田追肥必须穴施盖土，严禁地面撒施，浪费肥料。及时防治病虫害：对玉米螟可在玉米心叶期和灌浆期，用辛硫磷颗粒剂丢心防治，玉米授粉后用1605或甲铵磷抹药泥防治。对玉米大小斑病可用百菌清、多菌灵或甲基托布津防治；对茎腐病可用可杀得防治；对玉米锈病可用粉锈宁防治。对玉米蚜虫，可用氧化乐果或抗蚜威防治适时收获：3. 本课题（组）取得的主要成绩本年度共撰写科技论文3篇，发表1篇。洛玉系列玉米新品种成果转化探讨，农业科技管理，2009（5）。4. 经费使用情况5. 存在的问题今年玉米产量相对较低，可能是由于玉米密度过大，造成群体通风透光性差，不利于玉米生长，同时在拔节期玉米分叉较多，对玉米生