2023年第31卷第4期文章目次
2023, 31(4):1-7.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230401
摘要:
针对2021年国家玉米品种区域试验及2019、2020、2021年内蒙古自治区生产试验淀粉含量≥75%的品种或组合进行分析，对PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279及亲本淀粉含量差异进行分析，对PH6WC×D1279组建6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2、F2)，运用主-多基因混合模型遗传分析方法对淀粉含量遗传进行分析。结果表明，我国玉米高淀粉含量育种水平进步显著，实现了高产、高淀粉含量、广适性的良好结合。F1淀粉含量显著或极显著高于亲本，F1超高亲优势为1.72%～2.54%。淀粉含量遗传模型为2对主基因加、显、上模型，主基因显性效应>上位性效应>加性效应，遗传率为80.58%～82.68%。
针对2021年国家玉米品种区域试验及2019、2020、2021年内蒙古自治区生产试验淀粉含量≥75%的品种或组合进行分析，对PH6WC×PH4CV、PH6WC×B20、PH6WC×D1279及亲本淀粉含量差异进行分析，对PH6WC×D1279组建6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2、F2)，运用主-多基因混合模型遗传分析方法对淀粉含量遗传进行分析。结果表明，我国玉米高淀粉含量育种水平进步显著，实现了高产、高淀粉含量、广适性的良好结合。F1淀粉含量显著或极显著高于亲本，F1超高亲优势为1.72%～2.54%。淀粉含量遗传模型为2对主基因加、显、上模型，主基因显性效应>上位性效应>加性效应，遗传率为80.58%～82.68%。
2023, 31(4):8-14.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230402
摘要:
以88份玉米自交系为试验材料，采用随机区组试验设计，在正常灌溉和干旱胁迫处理下，对自交系的耐旱性进行鉴定，以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标，并结合散粉吐丝间隔期(ASI)，对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明，在中度偏重干旱条件下，85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低，果穗变短、变细，空秆增多，秃尖增加，双穗率、百粒重降低，散粉吐丝间隔期(ASI)延长，产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份，较耐旱自交系有16份，中等耐旱自交系有20份，弱耐旱自交系有29份，不耐旱自交系有14份。
以88份玉米自交系为试验材料，采用随机区组试验设计，在正常灌溉和干旱胁迫处理下，对自交系的耐旱性进行鉴定，以产量抗旱指数(DI)、耐旱系数隶属度(SV)为评价指标，并结合散粉吐丝间隔期(ASI)，对85份正常结实自交系的耐旱性进行综合评价。结果表明，在中度偏重干旱条件下，85份自交系在干旱处理区较正常供水区的平均株高降低，果穗变短、变细，空秆增多，秃尖增加，双穗率、百粒重降低，散粉吐丝间隔期(ASI)延长，产量平均下降42.9%。强耐旱自交系有6份，较耐旱自交系有16份，中等耐旱自交系有20份，弱耐旱自交系有29份，不耐旱自交系有14份。
2023, 31(4):15-23.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230403
摘要:
为提高对引进青贮玉米种质资源的利用效率，使用48K的液相基因芯片技术，对38份青贮玉米种质进行全基因组鉴定并开展群体遗传结构分析。结果表明，自交系间的遗传相似度在0.431 4～0.982 8，在遗传结构上可以分为4个亚群，各亚群间遗传关系较远，具有较好的育种潜力。综合分群结果表明，其中有10个自交系属于欧洲硬粒血缘，属于PB群的有8个自交系，属于Reid群的有5个自交系，属于旅大红骨群的有2个自交系，属于SS群的有1个自交系，属于SPT群的有1个自交系。11份材料血缘关系较为复杂，未检测出主导血缘。
为提高对引进青贮玉米种质资源的利用效率，使用48K的液相基因芯片技术，对38份青贮玉米种质进行全基因组鉴定并开展群体遗传结构分析。结果表明，自交系间的遗传相似度在0.431 4～0.982 8，在遗传结构上可以分为4个亚群，各亚群间遗传关系较远，具有较好的育种潜力。综合分群结果表明，其中有10个自交系属于欧洲硬粒血缘，属于PB群的有8个自交系，属于Reid群的有5个自交系，属于旅大红骨群的有2个自交系，属于SS群的有1个自交系，属于SPT群的有1个自交系。11份材料血缘关系较为复杂，未检测出主导血缘。
2023, 31(4):24-33.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230404
摘要:
FARs为脂酰辅酶A还原酶，在植物生长发育和抵御非生物胁迫过程中起着重要作用。为进一步研究FARs在玉米中行使的生物学功能，在玉米中克隆1个脂酰辅酶A还原酶1基因(ZmFAR1)，该基因全长1 883 bp，开放阅读框长1 491 bp，编码496个氨基酸，分子量为55.983 kDa。生物信息学分析表明，ZmFAR1蛋白的分子式为C2522H4010N690O701S24，为稳定的碱性亲水蛋白，存在59个磷酸化位点，未发现信号肽，存在跨膜结构域，最大可能定位于细胞质。氨基酸残基组成中主要以α螺旋和无规则卷曲为主。系统进化树分析表明，ZmFAR1蛋白与南荻和高粱的FAR蛋白相似度最高。利用实时荧光定量PCR技术对ZmFAR1在模拟盐、干旱两种非生物胁迫条件下对根、茎、叶3种组织的表达模式进行研究，结果表明，ZmFAR1呈现组织特异性表达，在叶中的表达量最高。盐和干旱处理下，ZmFAR1的表达量出现明显变化，推测ZmFAR1可能在不同程度参与了玉米对非生物胁迫的应答。
FARs为脂酰辅酶A还原酶，在植物生长发育和抵御非生物胁迫过程中起着重要作用。为进一步研究FARs在玉米中行使的生物学功能，在玉米中克隆1个脂酰辅酶A还原酶1基因(ZmFAR1)，该基因全长1 883 bp，开放阅读框长1 491 bp，编码496个氨基酸，分子量为55.983 kDa。生物信息学分析表明，ZmFAR1蛋白的分子式为C2522H4010N690O701S24，为稳定的碱性亲水蛋白，存在59个磷酸化位点，未发现信号肽，存在跨膜结构域，最大可能定位于细胞质。氨基酸残基组成中主要以α螺旋和无规则卷曲为主。系统进化树分析表明，ZmFAR1蛋白与南荻和高粱的FAR蛋白相似度最高。利用实时荧光定量PCR技术对ZmFAR1在模拟盐、干旱两种非生物胁迫条件下对根、茎、叶3种组织的表达模式进行研究，结果表明，ZmFAR1呈现组织特异性表达，在叶中的表达量最高。盐和干旱处理下，ZmFAR1的表达量出现明显变化，推测ZmFAR1可能在不同程度参与了玉米对非生物胁迫的应答。
2023, 31(4):34-42.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230405
摘要:
以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料，结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据，利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明，2个环境下共检测到98个株型相关QTL，分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息，利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关，其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子，分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。
以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料，结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据，利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明，2个环境下共检测到98个株型相关QTL，分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息，利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关，其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子，分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。
2023, 31(4):43-51.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230406
摘要:
利用Maize 6H-60K芯片对京724/京92/京92的BC1代群体进行分子标记辅助背景选择，结合SNP数据特征和回交群体分离特征，开发出一套精准背景选择策略(ABSS：Accurate Background Selection Strategy)及相关算法。从统计结果中选取背景回复程度最高的一批单株作为下一代回交群体的亲本材料。基于Maize 6H-60K芯片分析和筛选产生的28 910个多态性位点，可以对727个样品的背景回复程度进行精细排序，样品背景回复率大部分分布在0.30～0.75(约占样品总数的94.1%)，背景回复率在0.75及以上的样品比例为1.8%。通过分析回交群体重组交换规律以及背景回复率与株高的相关性，进一步验证Maize 6H-60K芯片数据和ABSS的准确性。利用Maize 6H-60K芯片结合ABSS可以精细选择背景回复程度高、重组交换频率相对较低的单株，显著提高背景选择效率，为设计玉米回交群体规模提供参考价值。
利用Maize 6H-60K芯片对京724/京92/京92的BC1代群体进行分子标记辅助背景选择，结合SNP数据特征和回交群体分离特征，开发出一套精准背景选择策略(ABSS：Accurate Background Selection Strategy)及相关算法。从统计结果中选取背景回复程度最高的一批单株作为下一代回交群体的亲本材料。基于Maize 6H-60K芯片分析和筛选产生的28 910个多态性位点，可以对727个样品的背景回复程度进行精细排序，样品背景回复率大部分分布在0.30～0.75(约占样品总数的94.1%)，背景回复率在0.75及以上的样品比例为1.8%。通过分析回交群体重组交换规律以及背景回复率与株高的相关性，进一步验证Maize 6H-60K芯片数据和ABSS的准确性。利用Maize 6H-60K芯片结合ABSS可以精细选择背景回复程度高、重组交换频率相对较低的单株，显著提高背景选择效率，为设计玉米回交群体规模提供参考价值。
2023, 31(4):52-58.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230407
摘要:
玉米opaque2(o2)是胚乳发育的核心调控基因，对子粒发育至关重要。基于9组糯玉米o2近等基因系(o2-NILs)及对应轮回亲本，对鲜食期和成熟期子粒的种皮厚度、总淀粉含量、可溶性糖含量等性状进行分析。结果表明，黄糯2/o2o2和中63-2/o2o2鲜食期子粒的食味品质性状均有提高，其他o2-NILs子粒品质变化不一。鲜食期o2突变对种皮厚度影响较大，但与成熟期无直接相关性。o2突变使玉米子粒赖氨酸含量增加，营养价值提高，但多数近等基因系成熟期淀粉含量和百粒重降低，仅糯2/o2o2、淀粉含量和百粒重均不受影响。糯2/o2o2、SY1-2/o2o2、赵OP-6/o2o2中27 KD γ-zein表达量显著增加、子粒饱满度与轮回亲本相近，但均表现为粉质胚乳，因此认为，优质蛋白糯玉米硬质胚乳的恢复需多个o2胚乳修饰基因协同作用。
玉米opaque2(o2)是胚乳发育的核心调控基因，对子粒发育至关重要。基于9组糯玉米o2近等基因系(o2-NILs)及对应轮回亲本，对鲜食期和成熟期子粒的种皮厚度、总淀粉含量、可溶性糖含量等性状进行分析。结果表明，黄糯2/o2o2和中63-2/o2o2鲜食期子粒的食味品质性状均有提高，其他o2-NILs子粒品质变化不一。鲜食期o2突变对种皮厚度影响较大，但与成熟期无直接相关性。o2突变使玉米子粒赖氨酸含量增加，营养价值提高，但多数近等基因系成熟期淀粉含量和百粒重降低，仅糯2/o2o2、淀粉含量和百粒重均不受影响。糯2/o2o2、SY1-2/o2o2、赵OP-6/o2o2中27 KD γ-zein表达量显著增加、子粒饱满度与轮回亲本相近，但均表现为粉质胚乳，因此认为，优质蛋白糯玉米硬质胚乳的恢复需多个o2胚乳修饰基因协同作用。
2023, 31(4):59-65.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230408
摘要:
低温冷害是影响玉米生产的重要环境因素之一。基于水稻中调控耐低温的OsCOLD1基因编码序列，通过Blast比对获得高度同源的玉米ZmCOLD1基因编码序列，进而对ZmCOLD1基因的分子特征和编码蛋白的亚细胞定位进行分析，并进行ZmCOLD1基因过表达遗传转化载体的构建。结果表明，ZmCOLD1基因编码区长度为1 647 bp，编码548个氨基酸，理论等电点(pI)4.95，估计分子量为137 457.13 Da，属疏水蛋白。利用ClustalX进行蛋白质序列的比对，进行ZmCOLD1基因系统进化树分析，ZmCOLD1氨基酸序列与水稻的亲缘关系较近。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体pCAMBIA1302-GFP-ZmCOLD1并注射烟草，发现ZmCOLD1蛋白主要集中在细胞质膜中。
低温冷害是影响玉米生产的重要环境因素之一。基于水稻中调控耐低温的OsCOLD1基因编码序列，通过Blast比对获得高度同源的玉米ZmCOLD1基因编码序列，进而对ZmCOLD1基因的分子特征和编码蛋白的亚细胞定位进行分析，并进行ZmCOLD1基因过表达遗传转化载体的构建。结果表明，ZmCOLD1基因编码区长度为1 647 bp，编码548个氨基酸，理论等电点(pI)4.95，估计分子量为137 457.13 Da，属疏水蛋白。利用ClustalX进行蛋白质序列的比对，进行ZmCOLD1基因系统进化树分析，ZmCOLD1氨基酸序列与水稻的亲缘关系较近。通过构建目的蛋白与GFP融合的表达载体pCAMBIA1302-GFP-ZmCOLD1并注射烟草，发现ZmCOLD1蛋白主要集中在细胞质膜中。
2023, 31(4):66-73.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230409
摘要:
基于调研数据，以吉林省半干旱区玉米种植体系为研究对象，以生产1 kg玉米为评价单元，运用农业碳足迹理论及生命周期评价法研究吉林省半干旱区玉米种植系统碳足迹大小及组成，分析玉米生产过程中各种碳排放源的相对贡献。结果显示，玉米生命周期单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为12.3 kg/hm2和1.10 kg/kg，其中农资生产系统引起的温室气体排放对碳足迹贡献最大，占总量的52%，碳排放量为21 431 kg·eq，农资生产系统中由氮肥造成的碳排放比例最高，占41%。作物生产系统对玉米生命周期碳足迹的贡献为48%，该环节的碳排放量为17 257 kg·eq，其中施用氮肥产生的温室气体排放量为14 209 kg·eq，占该环节碳排放总量的82.3%。各项农资投入与碳足迹的相关分析表明，玉米生命周期碳足迹主要受化肥影响，其次是耗电和柴油。建议优化煤基氮肥生产路线，研发清洁煤基氮肥技术，降低肥料生产加工过程中的碳排放量同时采取施用缓释肥料、脲酶抑制剂等方法，延缓养分释放，提高肥料利用率。
基于调研数据，以吉林省半干旱区玉米种植体系为研究对象，以生产1 kg玉米为评价单元，运用农业碳足迹理论及生命周期评价法研究吉林省半干旱区玉米种植系统碳足迹大小及组成，分析玉米生产过程中各种碳排放源的相对贡献。结果显示，玉米生命周期单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为12.3 kg/hm2和1.10 kg/kg，其中农资生产系统引起的温室气体排放对碳足迹贡献最大，占总量的52%，碳排放量为21 431 kg·eq，农资生产系统中由氮肥造成的碳排放比例最高，占41%。作物生产系统对玉米生命周期碳足迹的贡献为48%，该环节的碳排放量为17 257 kg·eq，其中施用氮肥产生的温室气体排放量为14 209 kg·eq，占该环节碳排放总量的82.3%。各项农资投入与碳足迹的相关分析表明，玉米生命周期碳足迹主要受化肥影响，其次是耗电和柴油。建议优化煤基氮肥生产路线，研发清洁煤基氮肥技术，降低肥料生产加工过程中的碳排放量同时采取施用缓释肥料、脲酶抑制剂等方法，延缓养分释放，提高肥料利用率。
2023, 31(4):74-82.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230410
摘要:
采用大田试验方法，在大喇叭口期对渍水条件下的36个玉米自交系玉米进行50%遮荫和不遮荫处理，研究遮荫胁迫对自交系农艺性状及干物质积累的影响，对自交系的耐阴性进行评价。结果表明，渍水条件下的玉米自交系遮荫后雌雄间隔期延长，穗位叶叶绿素含量显著增加，地上部干物质显著减少，16个自交系的雄穗主轴长度显著降低，大部分自交系的雄穗分支数无显著变化，株高、穗位高变化不一致。雌雄间隔期延长天数与地上部干物质量减少的百分率呈极显著相关。以雌雄间隔期延长天数与地上部干物质量减少的百分率为主要指标，筛选出11个耐阴性强且具有一定耐涝性的自交系LH01、LH04、LH14、LH17、LH21、LH23、LH24、LH27、LH28、LH32、LH33，可作为豫中南阴雨寡照地区的基础育种材料。
采用大田试验方法，在大喇叭口期对渍水条件下的36个玉米自交系玉米进行50%遮荫和不遮荫处理，研究遮荫胁迫对自交系农艺性状及干物质积累的影响，对自交系的耐阴性进行评价。结果表明，渍水条件下的玉米自交系遮荫后雌雄间隔期延长，穗位叶叶绿素含量显著增加，地上部干物质显著减少，16个自交系的雄穗主轴长度显著降低，大部分自交系的雄穗分支数无显著变化，株高、穗位高变化不一致。雌雄间隔期延长天数与地上部干物质量减少的百分率呈极显著相关。以雌雄间隔期延长天数与地上部干物质量减少的百分率为主要指标，筛选出11个耐阴性强且具有一定耐涝性的自交系LH01、LH04、LH14、LH17、LH21、LH23、LH24、LH27、LH28、LH32、LH33，可作为豫中南阴雨寡照地区的基础育种材料。
2023, 31(4):83-90.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230411
摘要:
以郑单958幼苗为试验材料，设置空白对照(CK)、正常水分条件下1 mmol/L丙三醇(Gly)处理玉米幼苗叶片、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫(PEG)、20%聚乙二醇模拟干旱胁迫+1 mmol/L丙三醇(PEG+Gly)处理玉米幼苗叶片4个处理展开试验。结果表明，干旱胁迫下外源施用1 mmol/L丙三醇能显著提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性；丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)积累减少；最大光量子效率(Fv/Fm)和光系统Ⅱ潜在活性(Fv/Fo)显著提高，玉米幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)、相对含水率及生长指标均显著提高，胞间CO2浓度(Ci)降低。因此，外源施用丙三醇能通过降低叶片的氧化损伤和提高细胞保水能力来改善叶片对干旱胁迫的适应能力，从而提高玉米幼苗的抗旱性。
以郑单958幼苗为试验材料，设置空白对照(CK)、正常水分条件下1 mmol/L丙三醇(Gly)处理玉米幼苗叶片、20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫(PEG)、20%聚乙二醇模拟干旱胁迫+1 mmol/L丙三醇(PEG+Gly)处理玉米幼苗叶片4个处理展开试验。结果表明，干旱胁迫下外源施用1 mmol/L丙三醇能显著提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性；丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)积累减少；最大光量子效率(Fv/Fm)和光系统Ⅱ潜在活性(Fv/Fo)显著提高，玉米幼苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)、相对含水率及生长指标均显著提高，胞间CO2浓度(Ci)降低。因此，外源施用丙三醇能通过降低叶片的氧化损伤和提高细胞保水能力来改善叶片对干旱胁迫的适应能力，从而提高玉米幼苗的抗旱性。
2023, 31(4):91-98.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230412
摘要:
以玉米品种金穗3号、陇单339、陇单602和先玉335为材料，设对照(CK)、中旱(T1)、高旱(T2)3个处理，在不同生育时期测定光合特征参数、生理生态指标、产量相关性状指标及品质指标，分析干旱胁迫对玉米生理生态指标的影响。结果表明，干旱胁迫后，与对照相比玉米株高、穗位高、单株生物量、单株穗重、单株粒重、穗长、百粒重和小区产量均随干旱胁迫程度的增加而降低，在高旱胁迫下，分别降低19.78%、19.06%、36.76%、44.50%、45.08%、24.01%、22.81%和62.89%。空秆率增加，粉丝间隔时间增加1.17～3.17 d；净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶面积指数随着干旱胁迫程度呈下降趋势；子粒粗脂肪和蛋白含量呈先升高后降低趋势，淀粉含量呈逐渐降低趋势。在甘肃省干旱半干旱地区可种植金穗3号及相似品种，适当控水可提高子粒品质。
以玉米品种金穗3号、陇单339、陇单602和先玉335为材料，设对照(CK)、中旱(T1)、高旱(T2)3个处理，在不同生育时期测定光合特征参数、生理生态指标、产量相关性状指标及品质指标，分析干旱胁迫对玉米生理生态指标的影响。结果表明，干旱胁迫后，与对照相比玉米株高、穗位高、单株生物量、单株穗重、单株粒重、穗长、百粒重和小区产量均随干旱胁迫程度的增加而降低，在高旱胁迫下，分别降低19.78%、19.06%、36.76%、44.50%、45.08%、24.01%、22.81%和62.89%。空秆率增加，粉丝间隔时间增加1.17～3.17 d；净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶面积指数随着干旱胁迫程度呈下降趋势；子粒粗脂肪和蛋白含量呈先升高后降低趋势，淀粉含量呈逐渐降低趋势。在甘肃省干旱半干旱地区可种植金穗3号及相似品种，适当控水可提高子粒品质。
2023, 31(4):99-107.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230413
摘要:
以宜子粒收获玉米品种浚单1668为材料，2019-2020年设置5个种植密度，分析种植密度叶面积指数(LAI)、干物质积累、转运与分配的影响，研究种植密度对产量及构成因子的影响。结果表明，随着种植密度的提高，宜机械粒收玉米品种浚单1668子粒产量呈现先增加后减小的趋势，子粒最高产量为12 736.91 kg/hm2，单株各器官干物质及单株总干物质呈现下降趋势，成熟期各器官干物质所占比重依次为子粒>茎秆>叶片>穗轴>叶鞘>苞叶。对比两年试验结果，LAI在整个生育期呈现先升高后降低的趋势，吐丝期达到最大值；各器官干物质转运在不同密度间存在显著差异，只有叶片有干物质转运，最大转化量为7.68 g/株，对子粒的贡献率仅为7.16%。
以宜子粒收获玉米品种浚单1668为材料，2019-2020年设置5个种植密度，分析种植密度叶面积指数(LAI)、干物质积累、转运与分配的影响，研究种植密度对产量及构成因子的影响。结果表明，随着种植密度的提高，宜机械粒收玉米品种浚单1668子粒产量呈现先增加后减小的趋势，子粒最高产量为12 736.91 kg/hm2，单株各器官干物质及单株总干物质呈现下降趋势，成熟期各器官干物质所占比重依次为子粒>茎秆>叶片>穗轴>叶鞘>苞叶。对比两年试验结果，LAI在整个生育期呈现先升高后降低的趋势，吐丝期达到最大值；各器官干物质转运在不同密度间存在显著差异，只有叶片有干物质转运，最大转化量为7.68 g/株，对子粒的贡献率仅为7.16%。
2023, 31(4):108-117.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230414
摘要:
采用4因素5水平二次通用旋转组合设计试验方法，研究密度(X1)与氮(X2)、磷(X3)、钾(X4)施肥量对紧凑型玉米极峰25制种产量和效益的影响，建立制种产量和经济效益目标函数与4因素之间的回归数学模型。通过模型解析与寻优表明，4个因素对产量和效益的影响顺序为氮肥>密度>磷肥>钾肥，且密度和氮肥交互作用对产量和效益的影响显著。提出制种产量≥8 250 kg/hm2和经济效益≥22 500元/hm2高产高效协同农艺措施优化方案：母本密度8.9万～9.6万株/hm2，平均9.3万株/hm2；施N量265.18～294.77 kg/hm2，平均280.0 kg/hm2；施P2O5量146.58～174.89 kg/hm2，平均160.7 kg/hm2；施K2O量118.26～148.37 kg/hm2，平均133.3 kg/hm2。制种实践表明，构建的模型可靠可行，可为挖掘玉米制种产量潜力和减肥增效提供技术支撑。
采用4因素5水平二次通用旋转组合设计试验方法，研究密度(X1)与氮(X2)、磷(X3)、钾(X4)施肥量对紧凑型玉米极峰25制种产量和效益的影响，建立制种产量和经济效益目标函数与4因素之间的回归数学模型。通过模型解析与寻优表明，4个因素对产量和效益的影响顺序为氮肥>密度>磷肥>钾肥，且密度和氮肥交互作用对产量和效益的影响显著。提出制种产量≥8 250 kg/hm2和经济效益≥22 500元/hm2高产高效协同农艺措施优化方案：母本密度8.9万～9.6万株/hm2，平均9.3万株/hm2；施N量265.18～294.77 kg/hm2，平均280.0 kg/hm2；施P2O5量146.58～174.89 kg/hm2，平均160.7 kg/hm2；施K2O量118.26～148.37 kg/hm2，平均133.3 kg/hm2。制种实践表明，构建的模型可靠可行，可为挖掘玉米制种产量潜力和减肥增效提供技术支撑。
2023, 31(4):118-130.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230415
摘要:
以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料，研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm2处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明，与双低效型品种相比，低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成，具有较高的氮素积累量和干物质积累量，粒重增加，进而具有较高产量优势；高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量，能维持较长时间的光合作用，子粒库容量较高，库调节能力较强，子粒产量存在优势；双高效型品种同时具有以上特性。
以低氮高效型玉米品种郑单958、高氮高效型玉米品种先玉335、双低效型玉米品种豫单606、双高效型玉米品种秋乐368为材料，研究不同氮效率玉米品种在不施氮肥和纯氮90、180、270、360 kg/hm2处理下产量、干物质积累与转运及氮素吸收利用的差异。结果表明，与双低效型品种相比，低氮高效型品种在低氮条件下可以正常维持物质合成，具有较高的氮素积累量和干物质积累量，粒重增加，进而具有较高产量优势；高氮高效型品种在高氮条件下具有较高的花后干物质积累量、氮素积累量，能维持较长时间的光合作用，子粒库容量较高，库调节能力较强，子粒产量存在优势；双高效型品种同时具有以上特性。
2023, 31(4):131-139.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230416
摘要:
为研究花后追施氮肥对春玉米产量、根系及叶片光合性能的影响，本试验根据春玉米全生育期氮肥调控方案（INM）的最优施氮量（ONR）基础上，在春玉米吐丝期（R1）、乳熟期（R2）设置3个追氮处理，R1、R2期不追施氮肥（N1处理）；R1、R2期按照ONR方案追施氮肥（N2处理）；R1、R2期在ONR方案基础上氮肥施用量增加50%（N3处理）。通过2年田间试验结果表明，与花后不再追施氮肥相比（N1），花后追施氮肥（N2、N3）能显著增加玉米功能叶的SPAD值和R2期叶面积指数(LAI)，在每次追氮10 d后可提高穗位叶净光合速率(Pn)，从而维持春玉米长灌浆时间和高灌浆速率，产量平均增加13.2%、22.0%。春玉米吐丝后28 d，取0~60 cm土层玉米根系分层分析后表明，花后追氮对春玉米总体根系形态和总根重无显著影响，但显著增加了10~20 cm和50~60 cm土层的根长和根表面积，对玉米后期延衰、维持叶片功能和养分、水分吸收有促进作用。在R1、R2期分别增施50%施氮量（N3），较N2（ONR）处理的春玉米叶片光合性能、根系形态及产量均有提高趋势。
为研究花后追施氮肥对春玉米产量、根系及叶片光合性能的影响，本试验根据春玉米全生育期氮肥调控方案（INM）的最优施氮量（ONR）基础上，在春玉米吐丝期（R1）、乳熟期（R2）设置3个追氮处理，R1、R2期不追施氮肥（N1处理）；R1、R2期按照ONR方案追施氮肥（N2处理）；R1、R2期在ONR方案基础上氮肥施用量增加50%（N3处理）。通过2年田间试验结果表明，与花后不再追施氮肥相比（N1），花后追施氮肥（N2、N3）能显著增加玉米功能叶的SPAD值和R2期叶面积指数(LAI)，在每次追氮10 d后可提高穗位叶净光合速率(Pn)，从而维持春玉米长灌浆时间和高灌浆速率，产量平均增加13.2%、22.0%。春玉米吐丝后28 d，取0~60 cm土层玉米根系分层分析后表明，花后追氮对春玉米总体根系形态和总根重无显著影响，但显著增加了10~20 cm和50~60 cm土层的根长和根表面积，对玉米后期延衰、维持叶片功能和养分、水分吸收有促进作用。在R1、R2期分别增施50%施氮量（N3），较N2（ONR）处理的春玉米叶片光合性能、根系形态及产量均有提高趋势。
2023, 31(4):140-147.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230417
摘要:
以新玉9号为试验对象，设置覆膜与不覆膜滴灌条件下3个施氮水平(368.88、278.40和187.92 kg/hm2)及1个对照(当地灌溉施肥制度)，共计7个处理，研究新疆地区覆膜/不覆膜滴灌条件夏玉米SPAD值、叶面积指数、干物质累积量、产量及产量构成因素对不同施氮量的响应。结果表明，不同施氮梯度条件下，夏玉米各生长指标总体呈现出随着施氮量的增大先增大后减小的变化趋势。定量分析覆膜与不覆膜滴灌条件玉米各生长指标发现，覆膜滴灌玉米产量比不覆膜滴灌平均提高16.84%～37.32%，覆膜处理的夏玉米各生育期总干物质积累量、叶片SPAD值、叶面积指数均值比不覆膜分别提高48.05%、18.14%、41.65%。因此，在南疆地区采用覆膜滴灌方式且施氮量在278.4 kg/hm2左右时可较好满足玉米正常生长且产量较高。
以新玉9号为试验对象，设置覆膜与不覆膜滴灌条件下3个施氮水平(368.88、278.40和187.92 kg/hm2)及1个对照(当地灌溉施肥制度)，共计7个处理，研究新疆地区覆膜/不覆膜滴灌条件夏玉米SPAD值、叶面积指数、干物质累积量、产量及产量构成因素对不同施氮量的响应。结果表明，不同施氮梯度条件下，夏玉米各生长指标总体呈现出随着施氮量的增大先增大后减小的变化趋势。定量分析覆膜与不覆膜滴灌条件玉米各生长指标发现，覆膜滴灌玉米产量比不覆膜滴灌平均提高16.84%～37.32%，覆膜处理的夏玉米各生育期总干物质积累量、叶片SPAD值、叶面积指数均值比不覆膜分别提高48.05%、18.14%、41.65%。因此，在南疆地区采用覆膜滴灌方式且施氮量在278.4 kg/hm2左右时可较好满足玉米正常生长且产量较高。
2023, 31(4):148-157.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230418
摘要:
东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地，其土壤质量优劣关系着国家粮食安全。本研究以吉林中部耕法定位试验为平台，对连续35年传统耕作(CT)、间隔深松(ST)、免耕(NT)及翻耕(MP)4种耕作方式下的0～20 cm土壤进行土壤质量评价。选取26个涵盖土壤物理、化学、生物学性质的指标作为全量数据集，运用最小数据集法筛选指标，计算土壤质量指数，选取适合东北黑土区的耕作方式。结果表明，不同耕作方式耕层土壤质量评价最小数据集由紧实度、平均重量直径、有机质、全磷、β-葡萄糖苷酶、N-乙酰葡糖胺糖苷酶构成。不同耕作方式对土壤质量指数呈现的大小关系为ST>MP>CT>NT。由此可见，间隔深松能显著提高黑土耕层土壤质量，可作为东北春玉米农田可持续发展适宜的耕作方式。
东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地，其土壤质量优劣关系着国家粮食安全。本研究以吉林中部耕法定位试验为平台，对连续35年传统耕作(CT)、间隔深松(ST)、免耕(NT)及翻耕(MP)4种耕作方式下的0～20 cm土壤进行土壤质量评价。选取26个涵盖土壤物理、化学、生物学性质的指标作为全量数据集，运用最小数据集法筛选指标，计算土壤质量指数，选取适合东北黑土区的耕作方式。结果表明，不同耕作方式耕层土壤质量评价最小数据集由紧实度、平均重量直径、有机质、全磷、β-葡萄糖苷酶、N-乙酰葡糖胺糖苷酶构成。不同耕作方式对土壤质量指数呈现的大小关系为ST>MP>CT>NT。由此可见，间隔深松能显著提高黑土耕层土壤质量，可作为东北春玉米农田可持续发展适宜的耕作方式。
2023, 31(4):158-164.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230419
摘要:
采用大田小区定位试验，设5种施肥处理模式，分别为不施氮肥(CK)、农户习惯施肥(CF)、减氮纯施化肥(R)、减氮配施20%有机肥(R20)和减氮配施40%有机肥(R40)，研究豫西半湿润偏旱地区冬小麦-夏玉米1年2熟区氮肥减量配施有机肥两年后对玉米干物质积累和分配、氮素积累和分配、产量和氮肥利用率的影响。结果表明，施氮处理玉米干物质积累总量、氮素积累总量和子粒产量平均分别比对照增加17.07%、31.63%和36.61%。R20处理氮肥利用效率显著提高40.01%～60.63%，氮肥农学效率显著提高35.86%～82.78%，氮肥偏生产力显著提高5.14%～32.93%，肥料贡献率显著提高24.10%～55.63%。因此，R20处理可实现玉米稳定增产，是提高氮肥利用效率的合理施肥方法。
采用大田小区定位试验，设5种施肥处理模式，分别为不施氮肥(CK)、农户习惯施肥(CF)、减氮纯施化肥(R)、减氮配施20%有机肥(R20)和减氮配施40%有机肥(R40)，研究豫西半湿润偏旱地区冬小麦-夏玉米1年2熟区氮肥减量配施有机肥两年后对玉米干物质积累和分配、氮素积累和分配、产量和氮肥利用率的影响。结果表明，施氮处理玉米干物质积累总量、氮素积累总量和子粒产量平均分别比对照增加17.07%、31.63%和36.61%。R20处理氮肥利用效率显著提高40.01%～60.63%，氮肥农学效率显著提高35.86%～82.78%，氮肥偏生产力显著提高5.14%～32.93%，肥料贡献率显著提高24.10%～55.63%。因此，R20处理可实现玉米稳定增产，是提高氮肥利用效率的合理施肥方法。
2023, 31(4):165-172.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230420
摘要:
为寻求更适合关中地区夏玉米的灌溉施肥管理措施，本研究通过田间试验，采用充分灌溉(W1)与减少灌溉量50%的非充分灌溉(W2)两种灌溉方式，设置3种不同的施肥处理，F1(化肥)、F2(24%有机肥+76%化肥)、F3(48%有机肥+52%化肥)，研究减少灌溉水量和配施有机肥对夏玉米产量及氮肥利用效率的影响。结果表明，节水灌溉和有机无机肥配施可提高植株对氮素的吸收、累积和转运水平。有机无机肥配施与不同灌溉量的交互作用对作物0～100 cm土层硝态氮含量影响显著。节水灌溉和有机肥配施处理均提高了夏玉米的子粒产量以及氮肥利用效率，W2F2处理的产量达到最高为6 287.3 kg/hm2。综上，节水灌溉(W2)和配施24%有机肥+76%土肥(F2)相结合的处理对应的氮素利用效果最好。
为寻求更适合关中地区夏玉米的灌溉施肥管理措施，本研究通过田间试验，采用充分灌溉(W1)与减少灌溉量50%的非充分灌溉(W2)两种灌溉方式，设置3种不同的施肥处理，F1(化肥)、F2(24%有机肥+76%化肥)、F3(48%有机肥+52%化肥)，研究减少灌溉水量和配施有机肥对夏玉米产量及氮肥利用效率的影响。结果表明，节水灌溉和有机无机肥配施可提高植株对氮素的吸收、累积和转运水平。有机无机肥配施与不同灌溉量的交互作用对作物0～100 cm土层硝态氮含量影响显著。节水灌溉和有机肥配施处理均提高了夏玉米的子粒产量以及氮肥利用效率，W2F2处理的产量达到最高为6 287.3 kg/hm2。综上，节水灌溉(W2)和配施24%有机肥+76%土肥(F2)相结合的处理对应的氮素利用效果最好。
2023, 31(4):173-180.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230421
摘要:
利用高通量测序分析明确玉米黑粉菌菌瘤内菌粉培养液中内生细菌种类，结合16SrDNA分析，分离并鉴定在培养液中占比最高的菌株。以溶菌酶及Amp处理玉米黑粉菌冬孢子为对照，显微镜下观察菌瘤内内生细菌对玉米黑粉菌冬孢子萌发的影响。结果表明，在4份样品的菌粉培养液中，肠杆菌属细菌的占比在90%以上。当肠杆菌大量增殖时对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响，可引起黑粉菌的冬孢子发生质壁分离，释放原生质体，部分原生质体再生成菌体；也可以使冬孢子壁直接被降解，原生质体萎缩。研究发现，玉米黑粉菌菌瘤内的内生细菌以肠杆菌为主，该内生细菌对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响。
利用高通量测序分析明确玉米黑粉菌菌瘤内菌粉培养液中内生细菌种类，结合16SrDNA分析，分离并鉴定在培养液中占比最高的菌株。以溶菌酶及Amp处理玉米黑粉菌冬孢子为对照，显微镜下观察菌瘤内内生细菌对玉米黑粉菌冬孢子萌发的影响。结果表明，在4份样品的菌粉培养液中，肠杆菌属细菌的占比在90%以上。当肠杆菌大量增殖时对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响，可引起黑粉菌的冬孢子发生质壁分离，释放原生质体，部分原生质体再生成菌体；也可以使冬孢子壁直接被降解，原生质体萎缩。研究发现，玉米黑粉菌菌瘤内的内生细菌以肠杆菌为主，该内生细菌对黑粉菌的冬孢子萌发产生影响。
2023, 31(4):181-188.
DOI: 10.13597/j.cnki.maize.science.20230422
摘要:
以黑龙江省249户玉米种植户为研究对象，采用Logistic模型和Bootstrap中介效应模型，从农户个体特征、经营特征、认知特征、农地资源特征方面探究农户有机肥施用行为与意愿悖离的影响因素。结果发现，年龄、健康状况、地块分散程度、土壤肥力对悖离的发生有显著促进作用；拥有绿色食品标识、种养兼营、参与施肥培训对悖离发生有显著抑制作用。为减少农户有机肥施用行为与意愿的悖离，提出广泛开展有机肥制备撒施培训、提高有机肥施用机械化程度、积极发展种养结合、加强农产品品牌建设、加快土地经营权有序流转等政策建议。
以黑龙江省249户玉米种植户为研究对象，采用Logistic模型和Bootstrap中介效应模型，从农户个体特征、经营特征、认知特征、农地资源特征方面探究农户有机肥施用行为与意愿悖离的影响因素。结果发现，年龄、健康状况、地块分散程度、土壤肥力对悖离的发生有显著促进作用；拥有绿色食品标识、种养兼营、参与施肥培训对悖离发生有显著抑制作用。为减少农户有机肥施用行为与意愿的悖离，提出广泛开展有机肥制备撒施培训、提高有机肥施用机械化程度、积极发展种养结合、加强农产品品牌建设、加快土地经营权有序流转等政策建议。
