玉米是世界上最重要的糧食和飼料作物之一，提高玉米產(chǎn)量在確保糧食安全方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。雌穗分化、籽粒發(fā)育及其與溫度、太陽輻射和降水等生長環(huán)境因子的相互作用對籽粒數(shù)和粒重產(chǎn)生重大影響，最終影響夏玉米產(chǎn)量。
近期，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米栽培生理生態(tài)科技創(chuàng)新團隊張吉旺教授課題組完成的題為“The environment,especially the minimum temperature,affects summer maize grain yield by regulating ear differentiation and grain development”的研究在Journal of Integrative Agriculture (《農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)報》(英文)，JIA) 2024年7期正式發(fā)表。
該研究通過3年的播期試驗，評價了溫度因子、平均太陽輻射和總降水量對黃淮海地區(qū)不同生育期夏玉米品種生育進程、雌穗分化、受精結(jié)實特性、籽粒灌漿特性和產(chǎn)量的影響，為氣候變化背景下提高本區(qū)玉米生長與環(huán)境條件的匹配提供理論依據(jù)。
該研究結(jié)果表明，平均最低氣溫（ATmin）是決定產(chǎn)量形成的關(guān)鍵環(huán)境因子。出苗（VE）到吐絲期（R1），ATmin升高會導(dǎo)致夏玉米的生育期縮短（r=-0.556，P<0.01），雌穗總小花數(shù)（R2=0.200，P<0.001）減少。灌漿速率（R2=0.520，P<0.001）和雌穗小花敗育率（R2=0.437，P<0.001）均與R1至成熟期（R6）的ATmin呈二次曲線關(guān)系，而花后天數(shù)（r=-0.756，P<0.01）與ATmin呈顯著負相關(guān)。花后ATmin的適度提高有利于產(chǎn)量的提升（R1-R3階段不高于23°C，R1-R6階段不高于21°C），增加的太陽輻射和降水量有利于籽粒灌漿速率（R2=0.562，P<0.001和R2=0.229，P<0.05）的提高。與短生育期品種相比，長生育期品種表現(xiàn)出更強的環(huán)境適應(yīng)性。協(xié)調(diào)吐絲前后的ATmin條件與雌穗分化和籽粒發(fā)育的匹配可增加雌穗總小花數(shù)、籽粒灌漿速率，降低小花敗育率，從而提高玉米產(chǎn)量。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米栽培生理生態(tài)研究團隊張吉旺教授為該文章的通訊作者，博士生陳靜為該文章第一作者。該研究得到了山東省重點研發(fā)計劃（2021LZGC014-2）、國家自然科學(xué)基金項目（32172115）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-02-21）的資助。
點擊鏈接查看全文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923002095 Cite the article:Jing Chen,Baizhao Ren,Bin Zhao,Peng Liu,Jiwang Zhang.2024.The environment,especially the minimum temperature,affects summer maize grain yield by regulating ear differentiation and grain development.Journal of Integrative Agriculture,23(7):2227-2241.
研究團隊簡介玉米栽培生理生態(tài)科技創(chuàng)新團隊
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院玉米栽培生理生態(tài)科技創(chuàng)新團隊在玉米綠色優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)、抗逆栽培生理生態(tài)等方面開展了許多前沿性的研究。近年來，針對黃淮海地區(qū)小麥-玉米周年生產(chǎn)過程中氣象災(zāi)害頻發(fā)等問題，經(jīng)過前期廣泛調(diào)研和試驗測定，創(chuàng)建冬小麥-夏玉米周年氣象防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)，為周年糧食生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。張吉旺教授先后主持國家自然科學(xué)基金面上項目、國家重點研發(fā)計劃課題和山東省農(nóng)業(yè)重點工程項目課題等國家、省部級項目10余項；發(fā)表論文120余篇，其中SCI收錄50余篇；出版著作和教材11部；獲得國家和省部級科技獎勵11項；制定地方和團體標準12項；研發(fā)農(nóng)業(yè)主推技術(shù)8項；授權(quán)國家專利8項，在黃淮海玉米栽培生理生態(tài)研究領(lǐng)域取得重要成果。
|圖文由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院玉米栽培生理生態(tài)科技創(chuàng)新團隊提供