科研产出
西南地区玉米养分管理现状分析与评价
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了解西南地区玉米施肥现状与养分管理存在的问题,对西南地区4个省10个县的202份玉米养分调查数据进行了分析和评价。结果表明:(1)西南地区玉米生产中基肥以复合(混)肥为主,追肥以尿素和复合(混)肥为主;有机肥、玉米专用肥、缓(控)释肥等新型肥料使用率低。(2)化肥N、P_2O_5和K_2O平均投入量分别为323.52、80.93和56.55 kg·hm~(-2),总体表现为氮肥过量和钾肥不足,氮肥超量施用比例为62.38%,钾肥施用不足比例为60.89%,且区域之间差异较大。(3)玉米基肥以穴施覆土为主,但追肥养分管理粗放,第1次和第2次追肥中采用穴施不覆土的农户比例分别为63.22%和59.76%,表土撒施的比例分别为10.34%和25.61%。建议分区域明确玉米氮肥投入限量标准,引导农户降低氮肥用量;增施有机肥,发挥养分替代效应,同时推行秸秆还田,补充土壤钾素,提高土壤持续生产能力;推进玉米机械化生产,实现种、肥同播和化肥深施,降低农田养分流失。
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玉米苯丙氨酸解氨酶家族基因的鉴定与纹枯病的抗病分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：玉米纹枯病是中国西南玉米产区的主要病害之一,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化在不同纹枯病抗性的玉米材料中存在差异,目前对PAL家族基因还缺乏系统深入的研究,尤其是参与玉米-纹枯病菌互作的研究甚少。本研究利用RT-qPCR方法,结合芯片数据库和转录组测序结果,鉴定了玉米PAL家族基因和组织表达特征,并分析了其在纹枯病菌诱导前后抗病和感病自交系中的表达情况。结果显示,玉米基因组中共有13个PAL基因,Zm PAL2、ZmPAL3、ZmPAL5、ZmPAL8、ZmPAL9和ZmPAL10均为组成性高表达,ZmPAL1、ZmPAL4、ZmPAL6和ZmPAL7均为组织特异性低表达,而同源度极高的ZmPAL11、ZmPAL12和ZmPAL13在所有检测组织中均不表达。在强致病力纹枯病菌诱导前,10个PAL基因的本底表达量在抗病和感病自交系的叶鞘中均无明显差异,但在诱导后都增强高表达,以应对纹枯病菌的侵染。这些结果说明不同抗性的玉米材料中可能存在类似但响应程度不同的PAL家族基因参与玉米-纹枯病菌互作的机制。
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基于多光谱影像的单红边波段叶绿素指数验证
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】应用多光谱影像和光谱指数法准确估算作物叶绿素含量。【方法】使用4个生长期玉米冠层高光谱反射率及叶绿素含量建立单红边波段叶绿素指数(SRCI)的叶绿素含量估算模型:首先由高光谱反射率和光谱响应函数计算得到等效的Worldview-2多光谱反射率,以等效反射率计算SRCI;然后根据SRCI与叶片叶绿素含量(LCC)、冠层叶绿素密度(CCD)的线性关系,分别建立LCC和CCD的一元线性回归模型。使用2012年9月14日获取的Worldview-2多光谱遥感影像计算得到的SRCI作为输入,估算LCC和CCD。【结果】Worldview-2 SRCI估算叶片叶绿素含量的偏差均方根为4.70μg/cm~2,相对误差平均为7.0%;估算冠层叶绿素密度的偏差均方根为1.63 g/m~2,相对误差平均为6.4%。【结论】多光谱卫星遥感的红边光谱指数能准确估算玉米叶绿素含量。
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包膜控释尿素对玉米花后干物质和氮素积累与分配的影响
《江苏农业科学 》 2019 北大核心
摘要：玉米作为我国三大粮食作物之一,其氮肥的合理施用关乎我国粮食安全和农业绿色发展.为明确合理施用控释尿素对川中丘陵区春玉米花后干物质和氮素积累与分配的影响,以当地主推品种成单30为试验材料,设置无氮肥(CK)、N 300 kg/hm2普通尿素(U300)、N 225 kg/hm2树脂包膜控释尿素(CU225)和N 300 kg/hm2树脂包膜控释尿素(CU300)共4个处理.测定吐丝期和成熟期植株各器官的干物质和氮含量,并在花后0、10、20、30 d动态检测叶片的SPAD值和光合速率.结果表明:成熟期玉米各器官中干物质和氮素分配规律一致,均为籽粒>茎>叶>穗轴>苞叶,而且籽粒中氮素占比高于干物质占比,茎、穗轴和苞叶中氮素占比低于干物质占比.与U300处理相比,干物质积累在CU300处理下增加4.2%,CU225处理下降低1.8%,而氮素积累在CU300处理下提高20.1%,CU225处理下降低0.2%,但统计分析差异均不显著.CU225处理与U300处理玉米花后氮素吸收比例在46.7% ~49.3%之间,而叶片光合速率和SPAD值的变化没有显著差异.因此,在本试验条件下,川中丘陵区春玉米通过树脂包膜控释尿素替代普通尿素,其氮肥施用量减少25%仍可保障玉米花后正常的干物质生产和氮素需求,保证玉米产量稳定.
关键词： 玉米 包膜控释尿素 干物质积累与分配 氮素吸收利用 光合速率
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两份玉米CMS-C恢复系的育性恢复力测定及恢复基因的分子标记定位
《作物学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了发掘更多玉米C型不育胞质的强恢复系资源,本研究对2份自交系Z16和7250-14-1进行了恢复能力的测定、恢复基因的遗传分析及恢复基因的分子标记定位。结果表明, Z16和7250-14-1对C黄早四、C478、C698-3和CMo17均表现为育性恢复,而对C48-2则均表现为育性部分恢复。通过对玉米CMS-C不同亚组胞质测交鉴定发现, Z16对G48-2、EC48-2、ES48-2、RB48-2及类48-2均表现为不育性保持,而7250-14-1对G48-2、EC48-2、ES48-2表现为育性部分恢复,对RB48-2和类48-2则表现为不育性保持。Z16和7250-14-1对CMS-T不育系均表现为不育性保持,而对CMS-S不育系则均表现为育性部分恢复。遗传分析显示, Z16对C478和C黄早四的育性恢复均受1对基因控制;而7250-14-1对C黄早四及C478的育性恢复分别受1对基因及2对基因控制。利用(C黄早四×Z16)F2、(C黄早四×7250-14-1)F2群体分别对恢复基因进行分子标记定位,其中Z16的恢复基因被定位于标记B-1至第8染色体短臂末端区域,物理距离为494 kb; 7250-14-1的恢复基因被定位于第8染色体短臂的标记B-1和Chr8-86080之间,物理距离为249kb。该研究不仅为玉米CMS-C"三系"配套的生产利用提供了恢复基因资源,也为玉米CMS-C恢复基因的克隆及恢复机制的研究奠定了一定基础。
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氮磷钾减量配施硅肥对玉米养分吸收、利用及产量的影响
《中国土壤与肥料 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为研究氮、磷和钾减量条件下,增施硅肥对玉米氮、磷和钾养分吸收、利用及产量的影响,采用2因素裂区设计,主区为3种氮、磷和钾肥用量组合(F_(100)—常规用量,F_(80)—等比例减少20%和F(60)—等比例减少40%),副区为2种硅肥用量(SiO_2施用量分别为37.5和75 kg/hm~2,记为S_3和S_7。),测定玉米植株拔节期和成熟期的干物质积累量,氮、磷和钾的积累量,产量及产量构成。结果表明:与常规用量F100相比,F80和F60植株拔节期和成熟期的干物质、氮、磷和钾积累量显著降低,植株成熟期干物质、氮、钾、硅素在籽粒中的分配比例显著下降,穗粒数、行粒数和穗长均显著下降,秃尖长度增加20.96%~25.33%,减产10.77%~17.77%。F_(100)和F_(80)中,与S_3相比,S_7能显著提高植株拔节期、成熟期干物质积累,增加拔节期和成熟期植株氮、磷、钾和硅素积累量,提高磷素干物质生产效率、磷素籽粒生产效率及磷肥偏生产力以及籽粒产量。在处理F_(100)中,与S_3相比,S_7能提高成熟期籽粒中氮和钾的分配比例,显著降低成熟期茎秆中氮和钾的分配比例;在处理F_(80)中,与S_3相比,S_7能提高成熟期茎秆中磷和硅素的分配比例,降低成熟期籽粒中磷素的分配比例;在处理F_(60)中,与S_3相比,S_7能显著降低成熟期茎秆和籽粒中硅的分配比例。F_(100)和F_(80)中,与S_3相比,S_7能显著提高氮、磷和钾肥偏生产力。综上所述,氮、磷和钾肥减量会降低玉米植株关键生育阶段干物质积累量,以及氮、磷和钾素营养积累量,最终降低籽粒产量;氮、磷和钾常规用量或减施比例≤20%条件下,增施75 kg/hm~2硅肥能促进植株对氮、磷和钾素的吸收,增加干物质生产能力,优化成熟期干物质分配比例,增加籽粒产量,同步提高氮、磷和钾肥利用率。
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玉米CMS-C同质异核不育系育性恢复的遗传研究
《遗传 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：玉米是最早利用细胞质雄性不育系生产杂交种的作物之一,C型细胞质雄性不育系(C-type cytoplasmic male sterile,CMS-C)在杂交种生产中具有重要的作用,育性恢复的稳定性直接影响其应用价值。然而,玉米CMS-C的育性恢复机理复杂,且至今仍不明确。为进一步探究玉米CMS-C育性恢复的影响因素,本研究以玉米CMS-C同质异核不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,分别与测验系18白、自330、5022以及恢复系A619组配杂交获得F1。其中育性恢复F1通过自交获得F2,并以育性恢复F1为父本分别给育性保持F1授粉,组配双交群体,共获得4个F2群体,6个双交群体。同时以不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,各自的保持系48-2、黄早四和478为父本杂交组配不完全双列杂交F1。将所有杂交组合的F1、F2以及双交组合群体分别在不同年份不同地点种植观察,通过植株田间育性调查并结合室内花粉镜检鉴定育性表现。结果表明:1)同一测验系对玉米CMS-C同质异核不育系的恢保关系不同,暗示不育系的核背景参与调控育性恢复表现;2)在不同年份不同地点对(C48-2×A619)F2群体进行种植观察,发现不同环境下F2群体可育株与不育株的分离比均符合15∶1,但在云南种植的可育株的育性级别主要为Ⅲ和Ⅳ级,而在四川种植的可育株的育性级别主要为Ⅴ级,表明环境对恢复系A619恢复后代的育性表现有影响;3)通过恢保关系测定发现18白不能恢复C478,48-2也不能恢复C478,但双交群体[(C478×18白)F1S×(C48-2×18白)F1F]后代却出现了可育株与不育株的分离;同理,双交群体[(C48-2×自330)F1S×(C478×自330)F1F]的后代也出现了可育株与不育株的分离。因此,本文推测C48-2、C478核背景中存在微效恢复基因,这些微效基因与18白、自330中的微效恢复基因通过杂交聚合后能使C478、C48-2的育性恢复,暗示玉米CMS-C的育性恢复呈现一定的剂量效应。这些结果为进一步认识玉米CMS-C育性恢复的复杂性和多样性奠定了基础,为深入研究玉米CMS-C育性恢复机理以及加快CMS-C在不育化制种中的应用提供重要参考。
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