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玉米
玉蜀黍(学名:Zea mays L.)是禾本科、玉蜀黍属植物,俗称玉米。一年生高大草本。原产于中美洲和南美洲。全世界热带和温带地区广泛种植。 玉蜀黍的营养价值较高,是优良的粮食作物;也是食品、医疗卫生、轻工业、化工业等的不可或缺的原料之一。 2018年8月,财政部、农业农村部、银保监会印发通知,将玉蜀黍作物制种纳入中央财政农业保险保险费补贴目录。
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  • 崔涛, 荆茂盛, 张东兴, 杨丽, 和贤桃, 王镇东
    农业工程学报. 2023, 39(24): 33-46. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202309023
    针对玉米脱粒离散元仿真中果穗模型难以表征籽粒分离和芯轴破碎的问题,该研究构建了玉米果穗聚合体离散元模型并进行脱粒仿真验证。基于玉米芯轴3层结构采用分层建模与网格划分方法建立玉米芯轴离散元模型,结合Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验、Box-Behnken试验和仿真弯曲试验标定粘结参数;以马齿型玉米籽粒为原型,采用五球粘结的籽粒-芯轴连接方式建立玉米果穗聚合体离散元模型,仿真标定籽粒与芯轴的连接力;最后模拟梯形杆齿、圆头钉齿和纹杆块3种脱粒分离机构的玉米脱粒进程。结果表明:玉米芯轴弯曲破坏力和弯曲刚度仿真结果与实测平均值的相对误差分别为-0.12%和-0.14%,籽粒果柄轴向压缩力和径向压缩力仿真结果与实测平均值的偏差分别为-1.8和2.46 N,3种脱粒分离机构脱粒段仿真区域内籽粒平均法向接触力依次为12.50、12.32和8.03 N,3种脱粒元件对籽粒平均法向接触力的递减趋势与台架试验的籽粒破碎率变化一致,根据籽粒与脱粒元件接触合力的累积频率曲线确定籽粒破碎率的临界接触合力为550 N,仿真未脱净率依次为0.15%、0.37%、0.35%,较台架试验结果分别偏小0.07、偏高0.04和偏小0.25个百分点,沿滚筒轴向籽粒质量分布百分比曲线均表现为正偏态单峰分布,脱粒仿真试验的曲线峰值分别比台架试验高1.03、1.86和0.85个百分点,两者脱粒质量相近。该玉米果穗聚合体离散元模型参数标定准确,能够准确反映籽粒和芯轴的力学特性差异,可还原玉米脱粒分离过程,为后续脱粒分离机构的优化提供参考依据。
  • 张涛, 杨彦情, 马绍智, 陈凯
    安徽农学通报. 2024, 30(20): 67-70. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.014

    探索简单实用且易于推广的秸秆原位堆肥发酵还田技术。本研究以玉米秸秆为试验材料,对影响玉米秸秆发酵的温度、腐熟剂和水分进行试验,共设4个处理,包括处理1覆膜堆沤发酵,处理2覆膜堆沤发酵+腐熟剂,处理3覆膜堆沤发酵+腐熟剂+水,处理4直接堆沤发酵,每个处理重复3次,每隔1个月测定秸秆堆的温度、高度、重量和发酵程度,观察记录其颜色变化,并对试验技术特点与效益进行分析,综合评定得出玉米秸秆发酵的最佳条件。结果表明,秸秆堆的温度、重量和发酵程度由高到低依次为处理3>处理2>处理1>处理4;秸秆堆的高度由底到高依次为处理3<处理2<处理1<处理4;秸秆堆颜色深度依次为处理3>处理2>处理1>处理4。综合得出处理3秸秆发酵最好,同时使用薄膜、秸秆腐熟剂和保持湿度能使玉米秸秆最大程度腐熟,且在实际生产中能获得一定的经济效益。

  • 潘玉昕,赵涵,宁丽华
    植物遗传资源学报. 2024, 25(8): 1356-1369. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20231101002
    氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必需的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因,揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制,本研究在低氮和足氮处理下,对授粉后第6天的自交系B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。生理测定表明,低氮胁迫下,玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高,其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大,其升高范围介于71.1%~153.1%;而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低,其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大,其下降程度范围介于51.6%~65.8%。转录组测序结果表明,与足氮处理相比,低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3185个显著上调和2612个显著下调的差异表达基因。进一步检测到参与氮代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的差异表达基因分别为12和9个,AP2/ERF-ERFbZIPWRKY差异表达转录因子家族成员分别为20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源,其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。
  • 胡斌, 刘恩科, 宗睿, 高霞, 傅晓岩, 高阳, 李秋梅, 李全起
    中国农学通报. 2024, 40(30): 11-16. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0305

    为明确不同氮肥施用量和不同生育期干旱对玉米生长和水氮利用效率的影响,本研究以‘超级登海2号’和‘郑单958’ 2个玉米品种为试验材料,采用盆栽试验方法评估了干旱和氮肥处理对玉米拔节期、开花期和灌浆期干物质积累、水分利用效率和氮肥利用效率的调控效果。结果表明,所有设定的干旱处理均显著减低玉米籽粒的干物质量,并导致水分利用效率和氮肥利用效率降低。特别是开花期的干旱,对玉米籽粒干物质量累积的负面影响最为显著,其次是拔节期干旱。在干旱条件下,增加氮肥施用量对抗旱性较强品种‘郑单958’籽粒干物质量积累及水分利用效率具有促进作用,而对抗旱性较弱品种‘超级登海2号’仅在灌浆期缺水和充分灌溉处理下存在促进作用。2种玉米氮肥利用效率均随施氮量增加而降低,在灌浆期干旱处理氮肥利用效率高于拔节期和开花期干旱处理。试验结果对黄淮海玉米水肥高效管理提供理论依据。

  • 耿端阳, 王其欢, 李华彪, 何庆浩, 岳栋, 马洁, 王亚男, 徐海港
    农业工程学报. 2023, 39(22): 270-278. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202308109
    玉米籽粒破损是制约中国玉米籽粒直收技术推广应用的瓶颈问题,如何快速准确地获取玉米收获过程中籽粒损伤情况是玉米智能化收获的关键。为了解决这一问题,该研究提出一种基于深度学习的玉米籽粒破损检测装置及方法,该方法采用籽粒单层化装置不断获取高质量玉米籽粒集图像数据,并通过深度学习分割、分类两阶段模型实现破损玉米籽粒检测。图像分割阶段通过深度学习经典实例分割模型(Mask R-CNN)完成区域内玉米籽粒单体分割;而图像分类则由该研究基于残差模块提出的新型网络模型(BCK-CNN)实现。为了评价BCK-CNN分类模型的有效性,将其和其他典型深度学习分类模型进行对比测试,并利用可视化的技术评估了不同模型对玉米籽粒的分类性能。结果表明:BCK-CNN模型对完整、破损玉米籽粒的分类准确性分别达到96.5%、94.2%。另外,选取平均相对误差为评价指标,通过模拟试验对比验证了该检测方法对破损玉米籽粒的检测性能。结果表明:相较于人工计算籽粒破损率,该研究提出的破损玉米籽粒检测方法计算得到的平均相对误差仅4.02%;且将其部署在移动工控机上对单周期玉米籽粒集图像检测时间可以控制在1.2 s内,研究结果为玉米收获过程中破损籽粒高效精准检测提供参考。
  • 谢方俊, 田如林, 赵卉琳, 李伦玮, 薛锦烽, 杨少瑕, 杨耐德, 吴正伟
    安徽农学通报. 2024, 30(19): 9-12. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.002
    为比较不同浓度(10、50、100、300和500 mg/L)壳寡糖对玉米和油菜种子萌发和幼苗生长的影响,分别设置了萌芽期和苗期试验,对玉米和油菜生长指标进行了测定。结果表明,不同浓度壳寡糖对不同时期的玉米和油菜影响不同,适宜浓度的壳聚糖对玉米和油菜的生长能起到促进作用。以100 mg/L壳寡糖浸种处理的玉米萌芽期生长较好,壳寡糖浸种处理对油菜萌芽期的促生作用不明显;玉米苗期叶面喷施50~100 mg/L壳寡糖促生效果较好,油菜苗期用500 mg/L壳寡糖促生效果较好。
  • 高婧, 秦梦凡, 李坤, 李武
    中国农学通报. 2024, 40(29): 1-7. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0182

    高产一直是玉米育种的研究热点,传统方式提高玉米产量已进入瓶颈期,玉米双胚这种特殊遗传现象可能为获得高产提供突破性方向。为了解双胚现象发生的遗传机制,本文归纳了包括玉米等多种作物双胚、多胚现象的前人研究,从多维度整合了相关的遗传表现、细胞学观察、生理生化特性、分子机制研究等内容。此外,本文总结了有关双胚的部分研究方法,为双胚性状的分子遗传机制及玉米高产育种研究提供可行性参考。通过前人研究,本文发现玉米双胚基因挖掘方面暂未有突破性进展,因此预测有关双胚现象的研究重点仍是影响双胚性状表达的关键遗传位点的定位与候选基因的挖掘,以进一步解析玉米双胚现象的分子网络机制,为指导玉米高产育种提供理论支撑。

  • 郝展宏, 叶松林, 蔡东玉, 张丽娟, 米国华
    中国农学通报. 2024, 40(29): 59-64. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0147

    本研究针对黄淮海冬小麦-夏玉米两熟区面临的出苗质量、播种—出苗期水分供应、灌溉施肥及时性及技术粗放等问题,并就进一步提高光温水肥资源利用效率是实现该区域粮食单产提升和绿色发展的重要途径等,从2018年起开展了一系列创新研究。通过实施冬小麦“四密一稀”条带种植配套卫星导航播种技术、冬小麦-夏玉米周年浅埋滴灌水肥药一体化技术等关键核心技术,结合配套现代化农机与信息技术装备,形成了一套集成的“冬小麦-夏玉米周年‘四密一稀’浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术”。2010—2013年田间示范表明,该技术有效解决了上述生产难题,达到了小麦玉米周年增产和水肥资源高效利用的目标。与农民传统相比,小麦增产9%~17%,玉米增产12%~14%,周年节水450~ 750 m3/hm2,节肥20%,节约人工成本2250~3000元/hm2。该技术为黄淮海区冬小麦-夏玉米周年绿色高产提供了新的可行性方案。

  • 刘仟龙, 刘瑞华, 李刚, 修伟明, 杨殿林, 刘红梅, 赵建宁
    中国农学通报. 2024, 40(29): 65-74. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0062

    为评估转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落结构的影响,以转基因玉米DBN9936和其受体玉米DBN318为材料,采用PCR-DGGE技术和PLFA技术分析土壤AM真菌群落结构特征。结果表明:在相同的种植年份和地点下,转基因和非转基因玉米的土壤AM真菌群落结构表现出较高的相似性,其香农-威纳指数、Pielou均匀度指数和丰富度均未出现显著性差异,且优势属均为Clomus(球囊霉属)。聚类分析结果显示,同一种植地点下的2种玉米土壤中AM真菌群落的相似度大多在0.60以上,而不同地点的群落相似度均小于0.60;同时,不同种植地点的两种玉米非常清晰的分布在聚类图的上下两侧,说明土壤AM真菌群落结构受种植地点影响较大,而转基因本身对其影响较为微弱。系统发育分析结果表明,不同地点下种植的两种玉米的特有条带在系统发育树上聚类在不同的类群。土壤微生物PLFA含量结果显示,转基因玉米DBN9936的种植对土壤微生物的总PLFA含量均未产生显著影响,各微生物类群的相对丰度差异也较小;而在不同种植地点下两种玉米土壤微生物的总PLFA含量均有显著性差异,且各微生物类群的相对丰度差异较大。综上,转基因玉米DBN9936较之对应的非转基因玉米对土壤AM真菌群落结构和PLFA含量无显著影响,但不同种植地点之间存在差异。

  • 李星星, 欧欢, 陈娟, 刘荣森, 唐怀君, 谢小清, 刘燕, 罗单
    中国农学通报. 2024, 40(29): 8-13. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0091

    通过研究新疆南疆正播玉米穗部性状及产量对不同种植密度的响应,探索适宜南疆的玉米种植密度。以‘天玉1885’为供试材料,分别在南疆平原区和冷凉区设置6个种植密度,研究2个不同气候区域的玉米最佳种植密度。试验结果表明,平原区种植密度为9.00万株/hm2时,田间秃尖率和空杆率最低,分别为7.5%和1.9%,穗行数、千粒重和产量较其他处理高,分别为17.8行、348.7 g和15246 kg/hm2;种植密度为7.50万株/hm2和8.25万株/hm2处理下穗长、行粒数、穗粒数和单棒穗重较高,但是有效穗数较低,产量仅为13232 kg/hm2和14859 kg/hm2;种植密度为9.75万株/hm2、10.50万株/hm2和11.25万株/hm2的处理,虽田间有效穗数最高,但秃尖率、秃尖长、空杆率、单棒穗重、千粒重较低,不易获得高产,产量仅为14529 kg/hm2、13394 kg/hm2和12282 kg/hm2。冷凉区种植密度为10.50万株/hm2时,穗长、行粒数、单棒穗重、穗粒数较其他处理高,产量表现突出为17997 kg/hm2;种植密度为8.25万株/hm2、9.00万株/hm2和9.75万株/hm2的秃尖长、空杆率、有效穗数较其他处理低,虽千粒重较高,但产量不高,为13908 kg/hm2、14429 kg/hm2和15825 kg/hm2;种植密度为11.25万株/hm2和12.00万株/hm2的处理,虽有效穗数较高,但穗长、单棒穗重和千粒重较低,导致产量不突出,为16581 kg/hm2和15714 kg/hm2。研究发现,平原区玉米种植密度为9.00万株/hm2、冷凉区玉米种植密度为10.50万株/hm2时,植株可通过自身调节协调个体优势和群体结构,获得较高产量。试验结果为南疆春播玉米高产种植提供了理论支撑。

  • 周林
    安徽农学通报. 2024, 30(18): 14-19. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.18.004
    为筛选适宜皖西北地区栽培的夏玉米新品种,本研究以东单6531、丰大611、华安玉2号、东单1971、华安玉5号和东单905等106个玉米品种为试验材料开展试验,其中东单6531和丰大611等33个品种以60 000株/hm2栽植,华安玉2号和东单1971等56个品种以75 000株/hm2栽植,华安玉5号和东单905等17个品种以90 000株/hm2栽植,对各品种产量及产量构成因素以及试验区的气象资料进行对比分析。结果表明,60 000株/hm2密度组优秀品种7个(丰大611、丰德存玉13、荃科玉900、京农科767、瑞华玉3号、瑞华玉288和谷神玉6号);75 000株/hm2密度组优秀品种15个(丰大602、侬玉662、荃科789、富玉188、烟玉604、硕秋702、ZY806、康农玉889、明天695、明天636V2、先玉1773、登海1717、航研9013、K1998和迪卡653);90 000株/hm2密度组优秀品种5个(硕玉551、TH3366、中垦玉561、京农玉658和鲁研106)。以上品种可在研究区进行进一步的示范种植。
  • 朱俊杰, 张鑫悦, 潘梦影, 张静雯, 郑琦, 李玉玲, 董永彬
    中国农业科学. 2024, 57(18): 3522-3532. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.18.002

    【目的】玉米籽粒大小和粒重是影响其产量的重要因素。EIN3/EIL基因家族是乙烯信号转导途径中的关键转录因子,解析EIN3/EIL家族基因ZmEIL9在玉米籽粒发育中的生物学功能。【方法】利用生物信息学和RT-qPCR分析ZmEIL9在玉米籽粒发育中的表达特征,对ZmEIL9及其同源基因进行多序列比对,利用邻接法构建其系统进化树,分析ZmEIL9编码蛋白序列特征,对目的蛋白进行亚细胞定位。筛选ZmEIL9的玉米Mu转座子插入突变体和CRISPR/Cas9编辑突变体,鉴定突变体和对照的农艺性状表型,分析籽粒灌浆速率,测量淀粉粒、蛋白含量等籽粒储藏物质。【结果】根据玉米中EIN3/EIL家族成员,系统进化树分析显示,ZmEIL9编码蛋白与ZmEIL1、SbEIL1亲缘关系较近。玉米自交系B73籽粒转录组数据库中,ZmEIL9在籽粒发育早期和晚期表达量较高,但在自交系N04籽粒发育中期和晚期表达量较高。在自交系丹232和N04中ZmEIL9编码644个氨基酸,自交系B73中编码642个氨基酸;亚细胞定位表明,ZmEIL9编码蛋白定位于细胞核中。获得不同Mu转座子插入位点的ZmEIL9突变体,以及发生氨基酸移码突变的CRISPR/Cas9编辑突变体,表型分析表明,ZmEIL9的Mu转座子突变体和编辑突变体的株高、籽粒粒长和百粒重均比对照显著降低。对不同发育时期玉米籽粒干重进行分析,显示Zmeil9突变体的籽粒灌浆速率小于野生型。扫描电镜观察显示,Zmeil9突变体比野生型成熟籽粒中的淀粉粒明显变小,并表现不规则形态;进一步分析表明,Zmeil9编辑突变体籽粒中总淀粉含量和醇溶蛋白浓度均显著低于野生型。【结论】ZmEIL9在玉米籽粒发育过程中起重要调控作用。

  • 刘水苗, 关小康, 赵志恒, 王景辉, 刘世龙, 高培萌, 王艳丽, 吴鹏年, 高晨凯, 李煜铭, 邵京, 于昊琳, 王同朝, 温鹏飞
    中国农业科学. 2024, 57(18): 3568-3585. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.18.005

    【目的】黄淮海平原是我国典型的冬小麦-夏玉米周年轮作区,研究小麦季播前耕作对夏玉米产量形成的影响,为麦玉轮作模式下优化耕作模式以促进夏玉米高产稳产提供理论依据。【方法】基于6年长期定位试验,设置3种冬小麦播前耕作模式,连年深耕(deep tillage,DT)、连年免耕(no-tillage,NT)和一年深耕两年免耕的轮耕(rotation tillage,RT)。【结果】RT、DT处理较NT处理显著提高夏玉米灌浆期耕作扰动的0—40 cm土层贮水量,RT处理较DT处理高4.89%—11.02%(2022年)和4.43%—6.06%(2023年),RT处理较NT处理高8.16%—16.69%(2022年)和6.78%—17.23%(2023年)。RT处理在玉米灌浆期仍能维持较高叶面积指数,灌浆期前中期RT处理叶面积指数较DT处理增加1.41%—14.28%(2022年)和9.03%—14.46%(2023年),较NT处理增加14.80%—27.56%(2022年)和21.25%—29.39%(2023年)。RT处理花后干物质转移对籽粒贡献率较DT、NT处理提高3.77%、40.36%(2022年)和7.26%、19.91%(2023年)。Logistic方程模拟结果表明3个灌浆阶段的参数大体表现为速增期>渐增期>缓增期,其三粒位表现下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒,3个处理各参数变化均表现为RT>DT>NT,其中RT处理提前达到最大灌浆速率,且平均灌浆速率较DT、NT分别增加6.35%、8.06%(2022年)和6.34%、9.84%(2023年)。RT、DT处理百粒重较NT处理显著提高2.71%、6.03%(2022年)和9.02%、12.56%(2023年),RT处理产量较DT、NT处理显著提高8.92%、14.15%(2022年)和6.25%、19.45%(2023年)。分析产量形成结构方程模型可知,0—40 cm土层贮水量对产量的直接效应和间接效应分别为0.420和0.551,0—40 cm土层贮水量不仅能直接促进产量形成,还能通过地上部生物量以及平均灌浆速率影响产量。【结论】土壤贮水量是提高产量的重要驱动因子,RT能够提高夏玉米灌浆期土壤贮水量,从而增加叶面积指数,延缓叶片衰老时间,增加干物质积累,优化籽粒灌浆特性,促进干物质和籽粒灌浆速率的提高,最终提高夏玉米产量。

  • 崔瀚元, 张越, 宋兆伟, 陈颖, 丁舒, 张宇微, 张峻, 陈晓明
    中国农学通报. 2024, 40(28): 157-164. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0750

    以Web of Science核心文集为数据来源,运用CiteSpace软件对1997—2023年紫玉米花青素研究领域的217篇相关文献的年度发文量、关键词、国家(地区)、机构绘制知识图谱并进行可视化分析。结果表明,紫玉米花青素研究领域发文量整体呈明显的上升趋势;该领域的主要研究主题是紫玉米花青素功能活性、化学组成、稳定性和提取方式的研究;目前该领域的研究热点涉及紫玉米减轻或预防疾病功效研究、新提取工艺研究、花青素稳定性研究以及畜牧业应用研究4个方面;该领域发文量排名前5位的研究机构分别来自美国、中国和泰国,美国研究机构重点关注的是功能活性、稳定性研究、提取工艺研究等传统研究领域,中国和泰国研究机构重点关注的则是新兴的畜牧业应用研究领域。紫玉米花青素在畜牧业上的应用研究或将成为未来关注的重点。

  • 赵爱连, 范合琴, 杨豫龙, 温涛, 刘天学, 赵霞, 岳艳军
    中国农学通报. 2024, 40(27): 1-6. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-1019

    为了缓解因气候变化产生的播种期干旱对夏玉米幼苗发育的不利影响,以‘郑单958’为试验材料,在河南省许昌市灌溉试验站,采用不同底墒条件和麦茬处理方式,研究不同处理组合对播种层土壤水分和玉米苗期生长发育的差异。结果表明:土壤含水量随着土层的变深而增大,表现为偏湿平茬>正常平茬>偏湿除茬>偏干平茬>正常除茬>偏干除茬。SPAD值、光合速率及产量变化趋势一致,均表现为正常平茬>偏湿平茬>偏湿除茬>正常除茬>偏干平茬>偏干除茬。因此,平茬相比除茬可以更好地改善土壤水分环境,提高玉米的出苗率、光合速率和产量,可以在生产中进行广泛推广应用。

  • 李艳兰, 杨进成, 王贤智, 李灶福, 李晓亮, 高仕兰, 李文君, 刘坚坚, 胡新州, 蔡述江, 李祥, 罗斌
    中国农学通报. 2024, 40(27): 14-19. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0022

    为筛选大豆玉米复合种植大豆最佳的栽培措施,采用三因素三水平正交试验,研究大豆播期、密度和施肥量对主要性状和产量的影响。结果表明,选择鲜食玉米与大豆复合种植,玉米收获后大豆复光期长;提高株高、主茎节数、单株有效荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重对大豆产量有促进作用,且单株粒数、单株粒重和百粒重对产量有决定性作用。分析结果表明,播种期为4月30日—5月10日,密度为21万~24万株/hm2,施肥量为300~375 kg/hm2的最佳栽培技术,可优化复合群体配置获得较高的产量。

  • 王真真, 张玉芹, 杨恒山, 张瑞富, 金玉, 王姝璇, 鲁敏媛
    中国农学通报. 2024, 40(27): 7-13. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0838

    本研究旨在探究浅埋滴灌下氮磷双移减施对春玉米产量、干物质积累及转运的影响。通过设置常规施肥为对照,设置氮磷双移氮磷常量、氮磷双移氮肥减量30%、氮磷双移磷肥减量30%和氮磷双移氮磷均减量30% 4个处理,测定玉米叶片SPAD值和叶面积指数、植株干物质量和籽粒产量。结果表明,与CK相比,N2P2籽粒产量2年分别增加4.71%和3.84%,叶片SPAD值和叶面积指数增加,干物质积累量、转运量及转运对籽粒贡献率均显著增加。氮磷双移下,常量施肥提高玉米干物质积累量,促进干物质向籽粒的转运,产量增加;氮肥和磷肥减施30%,干物质积累量、转运量、转运对籽粒贡献率及籽粒产量均降低,N1水平下磷肥减施30% 2年产量分别下降3.22%和3.84%,P1水平氮肥减施30% 2年产量分别下降了8.23%和16.35%。

  • 李振明, 向峰, 金鑫, 金龙, 哈东兴, 朱志明, 马晓民, 赵如浪, 王永宏

    本研究探讨了位于宁夏灌区的大豆玉米带状复合种植模式对玉米物质生产与分配的影响。试验涉及4种在当地示范种植的带状复合种植模式:大豆玉米S3:M2、S4:M2、S3:M4、S4:M4,对照为单作玉米(M)。玉米供试品种为‘先玉1225’,大豆供试品种为‘中黄30’,玉米种植密度8.25万株/hm2,大豆种植密度15万株/hm2。结果显示,相较于单作玉米,带状复合种植模式下,玉米成熟期单株干物质减少了7.9%~30.4%,S3:M4影响最小,S4:M2影响最大;成熟期干物质总量减少了4.3%~42.7%。成熟期雌穗干物质分配减少0.5%~40.5%,S3:M4影响最小,S4:M2影响最大。玉米产量减产25.1%~41.4%,收获有效穗数减少4.2%~14.9%,千粒重减少0.5%~3.6%,单穗粒数减少5.2%~10.8%。综上所述,大豆玉米带状复合种植模式相较于单种玉米,雌穗的干物质减少,在吐丝期雌穗干物质积累开始减少,产量降低。这些发现对于优化大豆玉米带状复合种植模式在农业生产上的应用具有重要的实践意义。

  • 常俊香, 王小星, 张琪, 刘贵海, 许培, 原明月, 李建军

    本研究旨在全面分析国内糯玉米研究的动态趋势。通过检索中国知网(CNKI)期刊数据库,收集了2002—2022年间的期刊论文作为研究样本,并运用Excel、SATI和VOSviewer等工具进行多维度分析,包括发文量、研究机构、作者、期刊、高被引论文以及关键词共现等方面。结果显示,在此期间,中国糯玉米研究全部期刊发文量年均229篇,核心作者共343位;核心期刊年发文量年均59篇,核心作者共146位。山西省农业科学院发文量最多,扬州大学核心期刊发文量最多。《农业科技通讯》载文量最多为254篇,占文献总量的5.27%。核心期刊《玉米科学》载文量最多为157篇,占文献总量的12.66%。高被引文献发表期刊学术层次高,《中国农业科学》《作物学报》,《玉米科学》刊高被引文献量的50%以上。关键词共现图显示,糯玉米研究主要涉及以下方面:(1)糯玉米栽培方面的,包括栽培模式和栽培因子对糯玉米生长规律和产量的影响;(2)关于糯玉米品质方面的,包括糯玉米的淀粉特性和营养价值;(3)糯玉米种质资源和育种技术;(4)糯玉米生物逆境研究;(5)非生物逆境对糯玉米生长的影响;(6)糯玉米产业发展存在的问题及发展对策;(7)糯玉米加工保鲜技术。未来研究可以聚焦于高品质糯玉米种质创制、品质研究、高效育种技术体系的研发、优质新品种的选育以及标准化高效种植技术的探索。

  • 宋平, 石志娇, 顾莹, 张宇, 张明楠, 宋晓强
    农业工程学报. 2023, 39(21): 279-287. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202306103
    为探究2-(3,4-二氯苯氧基)乙基二乙胺(2-(3,4-dichlorophenoxy) ethyl triethylamine,DCPTA)在干旱胁迫下对玉米种子萌发的影响,使用聚乙二醇(polyethylene glycol-6 000,PEG-6 000)和浓度为0.5、1.0、1.5 mg/L的DCPTA混合溶液对玉米种子进行浸泡处理,采用种子标准发芽试验总结得出不同浓度的DCPTA对玉米种子发芽情况影响的规律,再结合低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)及核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术,通过研究其内部水分变化情况、水分迁移规律及水分分布特征解释造成该结果的原因。试验结果表明:一定浓度的DCPTA可以提高玉米种子萌发过程中的耐旱性能,加快种子内部水分的存储速率,提供种子萌发所需的水分条件,减轻干旱胁迫对玉米种子造成的损害。DCPTA对玉米种子干旱胁迫的缓解效果随着其浓度的升高呈现先上升后下降的趋势,以1.0 mg/L的DCPTA处理效果最显著(P<0.05)。该研究有助于揭示DCPTA缓解干旱胁迫下玉米种子萌发的内部变化规律,可为提高玉米种子抗旱性的相关研究提供重要手段。
  • 马斐, 李娜, 余海兵
    安徽农学通报. 2024, 30(17): 14-17. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.004
    本试验以玉米品种郑单958、安科985和黄金粮MY73为材料,研究在滴灌和常规施肥条件下,不同种植密度(6.75万、8.25万、9.00万、9.75万和10.50万株/hm2)对玉米根系生长的影响。结果表明,随着玉米种植密度的增加,玉米根系干重、气生根和地下根数均呈降低趋势;不同施肥方式对玉米根系生长的影响有所不同,滴灌施肥技术能够促进玉米根系生长;品种黄金粮MY73的根系性状表现较好。栽植密度6.75万株/hm2、滴灌施肥有助于促进玉米根系生长发育。
  • 陈永
    安徽农学通报. 2024, 30(17): 18-21. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.005
    本文结合安徽阜阳太和县夏玉米生产实践,总结分析其高产栽培技术。种植前精细整地,采用精耕细作方法改善土壤结构;选择高产、优质且抗性强的品种,并进行分拣、药剂拌种处理;适期播种、合理密植,以发挥其产量潜力。种植过程中,确保水分适量供应,适时进行杂草防除、平衡施肥,以满足作物不同生长阶段对肥水的需求;同时采用多种方式,综合防控穗腐病、锈病和玉米螟等病虫害。成熟后,适当延后收获,以达到增产目的。通过科学合理的种植技术,可以有效增加土壤养分含量、促进夏玉米生长,从而提升其产量和质量。
  • 崔钦然, 唐东山, 赵广春
    中国农学通报. 2024, 40(26): 1-7. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0779

    为研究豫东地区主推的夏玉米品种的最佳种植密度,选用‘登海605’、‘美加605’、‘中科505’和‘MY73’ 4个玉米品种为供试材料,在4处不同生产环境条件下,每个品种分别设8种不同种植密度处理,采用随机区组试验设计方法,研究种植密度对产量及其构成因素的影响。结果表明,空棵率随密度增加而增加;穗粒数随密度的增加而下降且呈线性负相关关系,种植密度在一定范围内对穗粒数的影响差异不显著且不同品种表现也不相同;千粒重随密度增加下降趋势明显且呈线性负相关关系;产量随密度的增加表现为先增后减的趋势。研究发现,各品种的适宜种植密度范围为:‘登海605’为60000~82500株/hm2,最佳密度69102株/hm2;‘美加605’为60000~75000株/hm2,最佳密度72277株/hm2;‘中科505’为52500~67500株/hm2,最佳密度60727株/hm2;‘MY73’为60000~82500株/hm2,最佳密度72141株/hm2。通过试验得出豫东地区主推夏玉米品种的适宜种植密度,可以为地方增产起到示范推广的作用。

  • Ningning Yu, Bingshuo Wang, Baizhao Ren, Bin Zhao, Peng Liu, Jiwang Zhang
    Journal of Integrative Agriculture. 2024, 23(10): 0. https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.03.061
    水足迹和氮足迹(WFNF)可全面的反映水分消耗和活性氮(Nr)损失的类型和数量。本试验以传统农户的管理方式T1)为对照,设置了三个综合农艺管理处理IAPM):优化管理处理T2)、超高产处理T3)和土壤-作物综合管理处理ISCM),研究综合农艺管理对夏玉米生产的水足迹、活性氮损失、水分利用效率(WUE)和氮利用效率(NUE)的影响。研究结果表明,IAPM可优化土壤水分分布,促进夏玉米水分吸收与利用。在整个玉米生长期,虽然IAPM的蒸散量增加,但产量增加更多,导致WUE显著增加。与T1相比,T2T3ISCMWUE分别显著增加19.8-21.5%31.8-40.6%34.4-44.6%IAPMWF降低,其中ISCMWF最低,比T131.0%。此外,IAPM还能优化土壤全氮(TN)的分布,显著增加耕作层的TN含量。然而,T3为获得高产施用过量的氮肥,导致氮素损失最高。相比之下,ISCM在部分牺牲粮食产量的基础上降低氮肥施用量,减少氮素损失,最终氮素利用效率和氮素回收率显著提高。与T1相比,ISCM的氮损失率降低34.8%,氮利用效率显著提高56.8-63.1%。因此,综合考虑产量、WUENUEWFNFISCM为更可持续和清洁的夏玉米可持续生产系统。
  • Zeli Li, Fuli Fang, Liang Wu, Feng Gao, Mingyang Li, Benhang Li, Kaidi Wu, Xiaomin Hu, Shuo Wang, Zhanbo Wei , Qi Chen, Min Zhang, Zhiguang Liu
    Journal of Integrative Agriculture. 2024, 23(10): 0. https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.01.031
    土壤微生物在生态系统功能中起着重要的作用。然而,钾肥施肥量梯度对小麦玉米轮作体系中土壤微生物群落的相对影响尚不清楚。在这项长期田间定位试验中(2008-2019),我们研究了土壤中细菌和真菌的多样性、组成和群落组合,沿着钾肥施肥量梯度小麦季:K0K1,K2,K3;不施钾肥,45,90,135 kg ha1 K2O;玉米季:K0K1,K2,K3;不施钾肥,150,300,450 kg ha1 K2O),利用细菌16S rRNA和真菌ITS测序分析。研究发现,年平均土壤温度和降水量、速效钾、铵态氮、硝态氮和有机质等环境变量对土壤细菌和真菌群落有影响,且其影响因施肥和作物种类不同存在差异。此外,小麦季参与土壤养分转化的细菌放线菌门和α变形菌门的相对丰度较玉米季显著增加,最佳钾肥施(K2处理提高了小麦季土壤养分转化相关细菌乳酸杆菌和土壤反硝化相关细菌变形菌门的相对丰度。玉米季促进根系生长和养分吸收的土壤细菌群落Herbaspirillum丰度较小麦季有所提高,K2处理提高了玉米季土壤养分转化相关(MND1和土壤氮循环相关(Nitrospira的细菌丰度。结果表明,小麦‒玉米轮作体系下细菌和真菌群落在钾肥施肥量梯度上表现出不同的敏感性和组装机制,其中土壤微生境对作物产量的影响最大,钾肥的施用使小麦和玉米产量分别提高了11.2-22.6%9.2-23.8%。这些模式不同气象因子和梯度土壤养分变化的共同影响
  • 杨立达, 彭新月, 朱文雪, 赵静, 袁晓婷, 林萍, 罗凯, 李易玲, 罗春明, 李雨泽, 杨文钰, 雍太文
    中国农业科学. 2024, 57(17): 3366-3383. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.17.005

    【目的】大豆玉米带状间作是我国大豆产能提升工程的重要栽培模式。探究秸秆还田与灌溉方式对大豆玉米带状间作作物出苗及幼苗生长质量的影响,以期为带状间作解决出苗难题提供理论支撑。【方法】试验于2022和2023年在山东省德州市禹城市和四川省遂宁市安居区进行,采用二因素裂区试验,设置3种秸秆还田方式(S1,秸秆不还田;S2,秸秆灭茬还田;S3,秸秆留茬还田)和3种灌溉方式(W1,抢墒播种;W2,畦灌造墒;W3,播后喷灌),研究其对带状间作作物出苗及幼苗生长的影响。【结果】灌溉可显著提高土壤含水量并缓解土壤紧实度,进而有效提高大豆、玉米出苗率,缩短出苗时间。禹城S2处理下W3、W2、W1的大豆出苗率分别为71.00%、45.70%、38.50%;安居S2处理下W3、W2、W1的大豆出苗率分别为90.17%、88.50%、61.67%,W2、W3的出苗时间较W1分别缩短3.29、2.92 d。不同灌溉方式下玉米出苗率均可达到90%以上,但出苗时间明显不同。禹城W2、W3的玉米出苗时间较W1分别缩短1.90、3.10 d;安居W2、W3较W1分别缩短0.96、0.60 d。秸秆还田显著提高了土壤含水量并降低土壤紧实度,两地效果均表现为S2>S3>S1。禹城秸秆还田在W1处理下可显著提高大豆出苗率,S2较S1提高45.08%。秸秆还田对两地玉米出苗率均无明显影响。秸秆还田与灌溉均显著提高了安居大豆脂肪酶(LPS)和玉米α-淀粉酶活性(α-AL),W2、W3的LPS较W1分别高26.86%、37.77%,S2的LPS较S3、S1分别高14.14%、18.05%;W2的α-AL较W1平均高189.47%,S2的α-AL较S3、S1分别高61.52%、127.33%。2个灌溉处理均可促进两地大豆、玉米的生长发育,提高幼苗生长率和整齐度,W3、W2的大豆株高较W1分别平均高21.74%、15.70%,茎粗分别平均高12.52%、28.15%。叶面积分别平均高11.84%、38.78%;W3、W2的玉米株高较W1分别平均高21.80%、20.62%,茎粗分别平均高37.69%、26.39%,W3的叶面积较W2、W1分别平均高36.56%、73.33%。秸秆还田显著影响禹城玉米幼苗长势,表现为S3>S1>S2,S3的株高较S1、S2分别高19.92%、27.31%;茎粗分别高27.59%、59.80%;叶面积分别高42.76%、68.54%。【结论】顺利出苗和构建良好的幼苗群体是实现高产的基础,播后喷灌通过改善耕层物理结构进而促进带状间作出苗并缩短出苗时间,为后续作物生长提供了有利条件。秸秆留茬还田可提高禹城带状间作幼苗生长质量;秸秆灭茬还田具有蓄水和缓解土壤紧实的特点,有利于无灌溉下大豆出苗,对安居带状间作作物形成壮苗具有促进作用。

  • 张淑红, 张运峰, 高凤菊, 武秋颖, 许可, 李亚子, 李艳梅, 谷守芹, 范永山, 巩校东
    中国农业科学. 2024, 57(17): 3384-3397. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.17.006

    【目的】克隆玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)小分子热激蛋白(small heat shock protein,sHSP)基因,分析其结构及在病菌发育和HT-毒素诱导过程中的表达模式。【方法】利用隐马尔可夫模型(hidden Markov model,HMM)筛选玉米大斑病菌全基因组范围内的sHSP家族成员,采用PCR技术克隆玉米大斑病菌01-23菌株的sHSP,通过生物信息学方法进行sHSP的理化性质分析、亚细胞定位、结构预测和系统发育分析,RNA-Seq和RT-qPCR分析sHSP在玉米大斑病菌不同发育阶段和HT-毒素诱导过程中的表达情况。【结果】从玉米大斑病菌基因组筛选到3个sHSP家族成员(StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6),克隆了01-23菌株中3个sHSP的DNA序列,编码的sHSP蛋白均属于弱酸、亲水蛋白,无跨膜结构域和信号肽;二级结构中无规则卷曲占58.97%—60.35%,而β-转角仅为2.69%—7.83%;亚细胞定位预测StHSP37.2和StHSP37.0位于细胞核,而StHSP22.6位于细胞核和细胞质;均含有近C端的ACD_sHSP-like结构域,StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6分别有2、3和5个保守基序;利用SWISS-Model和AlphaFill构建了sHSP单体的三级结构模型;系统发育分析结果表明,StHSP22.6与链格孢(Alternaria alternataStHSP37.2和StHSP37.0与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)的sHSP亲缘关系较近;玉米大斑病菌sHSP在菌丝中表达量最高,其次为芽管、附着胞和侵入钉,在分生孢子中表达量最低;StHSP22.6StHSP37.2与玉米大斑病菌HT-毒素诱导显著负相关,在14 d时相对基因表达量分别上调6.45和18.12倍,21、28 d时StHSP37.2表达量仅上调2.56、1.78倍,而StHSP22.6表达量与WT无显著差异;StHSP37.0与HT-毒素诱导显著正相关,14、21和28 d时相对基因表达量分别下调59.23%、86.30%和88.11%;通过与玉米大斑病菌sHSP显著相关的表达基因挖掘,推测StHSP37.2和StHSP22.6主要与HSP90、HSP104、分解代谢及线粒体Mg2+转运有关,而StHSP37.0主要与液泡碱性氨基酸转运、有机合成和分泌有关。【结论】玉米大斑病菌sHSP家族成员既具有高度保守性,又与其他sHSP有结构和系统发育的差异性;不仅与玉米大斑病菌菌丝、芽管、附着胞和侵入钉发育相关,在HT-毒素诱导过程中也发挥重要调控作用。

  • 运彬媛, 谢铁娜, 李虹, 岳翔, 吕明玥, 王佳琦, 贾彪
    中国农业科学. 2024, 57(16): 3154-3170. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.16.005

    【目的】作物氮素营养状况是表征玉米冠层绿色程度和健康状态的关键指标,为比较玉米氮素营养估测模型中单一光谱指数模型与融合纹理信息模型精度的差异,探究基于无人机多光谱与纹理信息融合的玉米氮素营养估测模型的精准性与可靠性。【方法】采用Matrice 300 RTK多旋翼飞行器搭载MS600 Pro多光谱传感器,获取2年间6个氮素水平下玉米抽雄-吐丝期的多光谱影像数据,提取植被指数和纹理特征信息,综合分析植被指数、单纹理特征、组合纹理指数及植被指数和纹理指数融合的相关性,优选信息量最大的植被指数、归一化差值纹理指数(NDTI)及其组合信息,利用多元逐步回归(MSR)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和灰狼优化的卷积神经网络(GWO-CNN)对比估测玉米叶片氮含量(LNC)、植株氮含量(PNC)、叶片氮积累(LNA)和植株氮积累(PNA)4个氮素营养参数。【结果】(1)不同氮素处理下玉米原始光谱反射率之间存在差异,红波段R(660 nm)、蓝波段B(450 nm)和近红外波段NIR(840 nm)波段差异较为显著。(2)基于无人机多光谱影像提取的植被指数(EVI、GARI、REOSAVI、SIPI和MCARI)、单纹理特征(var450、var660、mean840、dis720和hom840)和组合纹理指数NDTI均可用于VT-R1阶段玉米LNC、PNC、LNA及PNA估测,其中基于植被指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA的估测效果优于单纹理特征和纹理指数模型,R 2分别为0.831、0.761、0.826和0.770。(3)融合植被指数和纹理指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA估测精度明显高于植被指数和纹理指数,R 2分别为0.921、0.901、0.917和0.892,较单一光谱信息最优估测模型精度R 2分别提高了9.77%、15.54%、9.92%和13.68%。【结论】融合多光谱的植被指数和纹理指数能够有效提高玉米氮素营养估测精度,较好地评估玉米氮素分布情况,为田块尺度下基于无人机平台的玉米氮肥精准管理提供新思路。

  • 陈杰
    安徽农学通报. 2024, 30(16): 88-91. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.021
    本文总结了玉米生产上常见的病虫害种类及其为害症状,并从农业防治、生物防治、物理防治和化学防治等方面阐述了玉米病虫害防控技术。玉米常见病害有顶腐病、细菌性茎基腐病、叶斑病、纹枯病和锈病等,常见虫害有黏虫、玉米蚜虫、玉米螟和蓟马等;综合运用生物防治、化学防治和精准农业技术等多种手段,可以有效控制玉米种植过程中出现的病虫害,从而保障玉米的产量和品质。本研究为玉米生产上病虫害的科学、高效防治提供参考。
  • 普丽丽, 许晓岚, 钟烽韬, 唐果, 朱菲菲, 庄沐豪, 黄楚梵, 蒋锋, 刘鹏飞
    安徽农学通报. 2024, 30(16): 101-104. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.024
    为降低鲜食玉米采后呼吸强度,减缓其营养物质的流失,维持其感官和口感品质,本文总结分析了其采后品质变化的影响因素,探讨了物理保鲜、化学保鲜及生物保鲜技术的应用。影响鲜食玉米采后保鲜的因素包括品种、病虫害、温湿度和周围气体等。鲜食玉米物理保鲜技术包括低温、气调、包装、辐照和臭氧等;化学保鲜技术包括涂膜、酸性硫酸钙处理等;生物保鲜技术包括竹叶提取物、油用牡丹丹皮提取液和复合生物保鲜剂等。研究结果为鲜食玉米采后贮藏保鲜提供参考。
  • Xin Dong, Baole Li, Zhenzhen Yan, Ling Guan, Shoubing Huang , Shujun Li, Zhiyun Qi, Ling Tang, Honglin Tian, Zhongjun Fu, Hua Yang
    Journal of Integrative Agriculture. 2024, 23(9): 2955-2969. https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.09.007

    热胁迫是当前和未来全球玉米生产的主要限制因素。在开花期高温胁迫下,玉米的雄性和雌性生殖器官在增加果穗结实率方面发挥着重要作用,但高温、相对空气湿度和饱和水汽压差对雌雄穗器官和结实率的贡献尚不清楚。本研究利用20个玉米自交系开展了2年的田间试验,每年包括3个播期。与第一播期相比,第三播期的结实率、穗粒数和产量都下降了80%以上。花粉活力、吐丝率和开花吐丝间隔期是影响结实的决定因素,它们与结实率的相关系数分别为0.89***0.65***-0.72***。饱和水汽压差和相对空气湿度均与花粉活力和吐丝率呈显著相关。高相对空气湿度可以通过保持高花粉活力和高吐丝率来减轻热效应对玉米结实的影响。我们对2020年到2050年的气象因子进行了模拟,发现气温将继续升高,空气湿度将增加,饱和水汽压差有降低趋势。我们根据花粉活力和吐丝率数据,将20个自交系分成了4个群。花粉活力高、吐丝率高的群在热胁迫下表现最好,可以结合开花性状的遗传改良进一步提升其耐热性,以便适应变暖的气候。

  • 姜友谊, 刘博伟, 张成健, 赵丹, 陈日强, 徐波, 龙慧灵, 杨贵军, 杨浩
    农业工程学报. 2023, 39(20): 84-91. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202306034
    基于遥感监测多品种玉米成熟度进而掌握最佳收获时机,对提高其产量和品质至关重要。该研究在玉米成熟阶段获取无人机多光谱影像,同步采集叶片叶绿素含量(chlorophyll content,C)、籽粒含水率(moisture content,M)、乳线占比(proportion of milk line,P)等地面实测数据,以此构建玉米成熟度指数(maize maturity index,MMI),从而定量表征玉米成熟度。通过MMI与植被指数构建回归模型和随机森林模型,验证MMI适用性,并分析无人机遥感对不同品种玉米成熟度的监测精度。结果表明:1)不同品种玉米的叶片叶绿素含量、籽粒含水率、乳线占比的变化速率均存在差异。2)MMI与所选植被指数的相关性均可达到0.01显著水平,其中与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、转换叶绿素吸收率(transformed chlorophyll absorbtion ratio index,TCARI)相关性最高,相关系数均为0.87。3)该研究基于不同组合的数据集进行了模型验证,其中随机森林模型对MMI的估测精度最高,测试集决定系数(coefficient of determination,R~2)为0.84,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为8.77%,标准均方根误差(normalized root mean squared error,nRMSE)为12.05%。此外,随机森林模型对不同品种MMI的估测精度较好,京九青贮16精度最优,其R~2、RMSE、nRMSE为0.76、10.67%、15.88%,模型精度证明了可以利用无人机平台对不同品种玉米成熟度进行监测。研究结果可为多光谱无人机实时监测农田多品种玉米成熟度的动态变化提供参考。
  • 郭波, 杨振兴, 何文清, 张茂林, 刘家磊
    山西农业大学学报(自然科学版). 2024, 44(04): 60-70. https://doi.org/10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202401052
    [目的]使用生物降解地膜替代传统聚烯烃地膜已成为治理农业白色污染的一项重要技术。主流材料聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)在制备生物降解地膜时表现出优异的成膜性能,但其水蒸气阻隔性较差,导致降解时间短,限制了其在农用地膜方面的应用。因此,需要进行改性研究以解决PBAT生物降解地膜在拉伸强度、水蒸气阻隔性能和降解期等方面的不足。[方法]本研究将PA6(尼龙6)与PBAT相结合,使用高分子共混法制备PBAT/PA6改性生物降解地膜。该方法制备的生物降解地膜有效地将PBAT与PA6融合在一起,电子显微镜测试表明,混合地膜的表面和横截面均无明显缺陷。于2023年春玉米生长季,在北京顺义地区农田设置不同覆膜处理(PBAT地膜覆盖,PBAT/PA6-10地膜覆盖,PE地膜覆盖,不覆膜处理即CK)的田间对比试验,研究土壤温度、地膜田间降解情况、春玉米产量及其构成因素的变化。[结果]与纯PBAT生物降解地膜相比,本研究所开发的生物降解地膜的拉伸强度提高了约2.7倍,水蒸气阻隔性能提高了79.44%,功能期延长了30 d。玉米作物田间试验表明,改性生物降解地膜更适合农业生产,因其可提高隔热性和保湿性,使玉米产量较纯PBAT地膜提高7.03%,接近传统聚乙烯地膜产量。[结论]将PA6与PBAT材料相结合,开发出了一种新型复合生物降解地膜PBAT/PA6。PA6的加入与PBAT反应形成酰胺键使其整体结构具有稳定性,所制备复合生物降解地膜表面和截面形貌良好,内部无明显孔洞,较PBAT地膜表面更光滑,同时在力学性能和水蒸气阻隔性能上较纯PBAT地膜有显著提升,在田间试验过程中,复合生物降解地膜PBAT/PA6具有优秀的耐降解性能,延长了覆盖时间,并较纯PBAT地膜显著提高春玉米的产量。
  • 尚赏, 陈连心, 郭书亚, 张艳, 汤其宁, 卢广远, 谢幸华
    安徽农学通报. 2024, 30(15): 5-8. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.002
    为明确玉米品种商单1967在豫东地区适宜的种植密度,以及种植密度对其倒伏和机收质量的影响,试验设置6.0万株/hm2(D1)、7.5万株/hm2(D2)和9.0万株/hm2(D3)3个种植密度,分析种植密度对商单1967产量、倒伏和机收质量指标的影响。结果表明,随着种植密度的增加,商单1967的产量呈先增加后降低趋势,从6.0万株/hm2密度增加到7.5、9.0万株/hm2时,其产量增幅分别为12.4%和9.7%;茎折率和总倒伏率随密度增加而增加;机收质量指标破碎率、杂质率和总损失率随种植密度增加均呈增加趋势。通过倒伏率与机收质量指标的相关性分析得出,总倒伏率与破碎率呈正相关(P<0.01),与总损失率呈正相关(P<0.05),与杂质率间相关性无统计学意义(P>0.05)。综合考虑产量、倒伏和机收质量方面因素,商单1967在豫东地区适宜的种植密度为7.5万株/hm2
  • 杨永森, 金龙, 田宇
    安徽农学通报. 2024, 30(15): 26-29. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.15.007
    为筛选适宜玉米、大豆带状复合种植模式推广使用的大豆品种,本试验采用“4+4种植模式”(4行玉米+4行大豆),设5个处理3次重复,分别为T1(宁豆6号)、T2(中黄318)、T3(承豆6号)、T4(铁丰31)和T5(辽豆15号),玉米品种均为先玉1225,对比分析各处理大豆的生育期、农艺性状、产量及经济效益等。结果表明,各处理大豆生育期在143~145 d,株高、底荚高等农艺性状以T4处理表现最好;单株豆粒数以T4和T2处理较多,分别为49.36、48.55粒,产量以T4处理最高(1 384.65 kg/hm2),T2处理次之(1 296.60 kg/hm2);经济效益与产量变化趋势一致,以T4处理最高。综合各品种表现,筛选出大豆品种铁丰31适合在研究区作为玉米、大豆带状复合种植模式中的优质大豆品种推广种植。
  • 李燕, 梁增浩, 杨荣志, 刘志涛, 谭君, 邓路长, 陈洁, 杨麟, 何文铸, 朱永卉, 唐海涛
    中国农学通报. 2024, 40(23): 16-21. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0889

    油分、蛋白质和淀粉是玉米籽粒的主要营养成分,同时也是玉米重要的品质性状。为探索更多玉米品质相关的QTL,本研究以优质蛋白玉米‘荃玉9号’构建的F2:3群体为材料,通过方差分析和QTL定位方法,对玉米籽粒品质性状(包括油分、蛋白质和淀粉含量)进行了遗传分析。在新都和简阳2地共检测到24个品质性状QTL,其中仅与油分含量、蛋白质含量和淀粉含量相关的QTL分别为9、9和2个,与多个品质性状相关的QTL为4个,QTL在10条染色体上均有分布,单个QTL可解释的表型贡献率为1.92%~34.43%。染色体上Bin7.01 (6399330~8305989)的QTL在2个环境同时被检测到,可以解释12.68%~18.13%的表型变异且有加性效应,是控制玉米油分含量的主效QTL。本研究为玉米品质改良的分子辅助育种工作提供了基础数据资料,为后续的育种实践提供了有力支撑。

  • 薛杨, 李尤亮, 刘晓芳, 张雷, 成曦
    中国农学通报. 2024, 40(23): 22-31. https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0711

    旨在深入了解滇中高原地区鲜食玉米的生育期耗水量与规律,明确耗水量与其影响因素之间的关系,为鲜食玉米的推广种植和灌溉管理提供科学支持。进行了为期2年的鲜食玉米田间灌溉试验,参考农民种植经验管理试验小区,安装了自动气象站和土壤墒情自动观测设备,用于采集土壤墒情和气象数据。分析了鲜食玉米全生育期土壤水分动态、日耗水量和作物系数,同时研究了气象、土壤和作物因素对耗水量的影响。发现鲜食玉米在10~30 cm土层水分变化较大,生长后期根系吸水最深可达40 cm土层。2022—2023年鲜食玉米生育期耗水量分别为182.32 mm和175.84 mm,平均耗水强度分别为2.40 mm/d和2.31 mm/d。耗水量及强度在不同年份和生育阶段表现不同,2022年,由大到小表现为灌浆乳熟期>苗期>拔节期>抽雄吐丝期,而在2023年表现为抽雄吐丝期>灌浆乳熟期>拔节期>苗期。两年鲜食玉米全生育期Kc平均值分别为0.65和0.44,变化趋势随作物生长发育逐渐增大,在灌浆乳熟期达到峰值;土壤因素和气象因素对鲜食玉米耗水量存在路径系数为0.38、0.34的正相关关系,而鲜食玉米耗水量与作物生长特性存在路径系数-0.46的负相关关系。鲜食玉米耗水量较小,且受土壤和气象因素影像较大,本次研究结果为滇中地区鲜食玉米的灌溉定额和灌溉管理提供了科学依据。

  • 朱春桃, 任丹丹, 柳政岑, 刘长闯, 刘瑞琪, 郑洪建, 胡尔良, 林海建, 李静威, 卢艳丽, 汪青军
    中国农业科学. 2024, 57(15): 2931-2945. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.15.003

    目的】优异品质是鲜食糯玉米育种的首要目标性状,筛选品质性状一般配合力高的早代系和优异糯玉米组合,明确老挝糯玉米材料的育种潜力,为优质鲜食糯玉米新品种的培育奠定基础。【方法】利用Maize6H-60K芯片,获得33份糯玉米材料的高质量基因型数据用于聚类分析。结合碘染试验和糯质基因分子检测,明确老挝糯玉米早代系糯质基因的类型。通过不完全双列杂交试验,对组配的439个组合的品质等性状进行表型鉴定和配合力分析,明确老挝糯玉米早代系的育种潜力。对筛选出的优势组合开展品质性状多人品鉴试验,鉴定出最有潜力的优质糯玉米组合。【结果】利用56 626个高质量SNP进行聚类分析,结果表明,老挝材料与国内材料属于不同的分支,可以被区分开来。供试的23份老挝早代系均为糯质玉米,且其中16份属于wx-D10型,3份属于wx-D7型,另外4份为未知类型。老挝糯玉米材料品质性状的遗传力均较低,介于0.14-0.35,宜在高世代进行选择。组配的439个不完全双列杂交组合蒸煮品质的均值极显著高于对照京科糯2000和石糯2号,与渝糯7号没有显著差异。老挝糯玉米早代系F02、F22、F25和F28的所有品质性状一般配合力效应值均为正值,可用于国内糯玉米品质性状的改良。优异组合M02×F02和M22×F22在多人品鉴试验中,约86%的人评价为等级优。【结论】老挝糯玉米地方种遗传变异丰富,与国内糯玉米自交系有一定的遗传距离,可能存在新的糯质基因等位变异,在糯性和果皮厚度等品质性状上有明显的优势,可用于国内糯玉米材料品质性状的改良。

  • 赵花荣, 周广胜, 齐月, 耿金剑, 田晓丽
    中国农业科学. 2024, 57(15): 2964-2985. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2024.15.005

    目的】基于田间分期播种试验,研究华北北部冬小麦、夏玉米播期调整,其生长发育、光合生理特性、籽粒灌浆和产量形成及品质对气候变暖的不同响应,为华北平原农业生产采取措施应对气候变化提供科学依据。【方法】采用分期播种方法,于2017-2023年在华北北部的河北固城农业气象国家野外科学观测研究站开展冬小麦和夏玉米的大田分期(早播10 d、正常播期、晚播10 d、晚播20 d)播种试验,获取冬小麦和夏玉米的生育进程、地上干物质累积和分配、叶片光合特性、籽粒灌浆速率以及产量农艺性状和籽粒营养成分等资料。【结果】冬小麦全生育期随播期推迟而缩短,主要原因在于冬前幼苗期缩短;夏玉米全生育期与播期呈抛物线关系,播期每推迟10 d,幼苗期缩短1.3 d,花粒期和籽粒形成-灌浆期分别延长1.5和1.6 d。冬小麦、夏玉米籽粒灌浆过程对播期调整的响应完全不同,冬小麦籽粒灌浆特征在播期间反应并不敏感,夏玉米籽粒灌浆速率在播期间差异较小,但籽粒形成期、灌浆结束日期和峰值日期因播期推迟顺次延后,且灌浆持续日数因播期每推迟10 d,灌浆持续日数缩短4 d。北方麦区在秋暖和冬暖背景下,冬小麦播种期界限延宽,播期对产量的影响明显减弱,播期推迟配套增加播种量,产量不减且会小幅增产;夏玉米产量随播期推迟明显递减,理论产量播期每推迟10 d递减率1 381.50 kg·hm-2,但冬小麦和夏玉米晚播20 d产量都凸显跳跃变小。播期每推迟10 d,冬小麦籽粒分配率递增1.67%,夏玉米则递减1.57%,冬小麦收获指数提高0.017,而夏玉米降低0.016。冬小麦和夏玉米叶片光合速率(Pn)对播期的响应亦不同,冬小麦播期间的Pn较为相近,而夏玉米播期每推迟10 d Pn递减率1.21 μmol·m-2·s-1。播期调整对华北北部冬小麦、夏玉米籽粒品质不会产生明显影响。【结论】气候变暖背景下我国北方冬小麦延迟播种,延宽适宜播种期是适应气候变暖的积极有效措施,华北平原夏玉米适期早播可避免高温热害影响,有助于稳产增产。

  • 王先万, 宋涛, 施六八, 穆德梅
    安徽农学通报. 2024, 30(14): 7-12. https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.14.002
    为筛选适宜在皖南地区推广的高产优质、适应性好的鲜食玉米品种,在皖南地区试验点对引进的创甜1号、香甜糯828等16个参试鲜食玉米品种以及2个对照品种粤甜16号和凤糯2146进行比较试验,对比分析其生育期、主要农艺性状、抗性和产量等方面表现。结果表明,全生育期方面,各参试品种全生育期77~87 d;品种抗性方面,脆蜜90抗倒性、抗病性一般,荃甜58和科糯8号抗病性一般;产量方面,甜玉米组中隆平甜1502比对照组增产13.40%,糯玉米组中迪甜糯八号、凤糯211、彩甜糯1703、田福糯1号和东甜糯100较对照分别增产17.92%、19.52%、10.7%、26.65%和17.81%,这6个玉米品种综合表现较好,具有农艺性状较好、抗性好且产量高等特点,适宜在皖南地区推广种植。

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