Abstract The simultaneous improvement of grain yield and protein concentration in crop production is an important global challenge. In maize, genotype selection and nitrogen (N) management are potential methods to improve grain yield and protein concentration. A field experiment was conducted in 2015–2016 in the North China Plain to evaluate the response of grain yield and protein concentration of different modern hybrids (XY1266, ZD958 and DH618) under different N rates (0–259 kg ha−1). The highest grain dry matter and protein concentration were observed in DH618. The averaged maximal grain dry matter over the 2 years was 10.3 Mg ha−1 for DH618, 6.1 % higher than for ZD958 (9.7 Mg ha−1) and 9.9 % higher than for XY1266 (9.4 Mg ha−1), and the maximal grain protein concentration in DH618 was 8.6 %, 11.1 % higher than for XY1266 (7.8 %) and 10.1 % higher than for ZD958 (7.9 %). DH618 had higher post-silking biomass accumulation, a stable high harvest index (HI), and higher post-silking N uptake as well as N harvest index (NHI) compared to the other two hybrids, meanwhile without reducing N remobilization efficiency (NRE). In DH618, high leaf N concentration after silking facilitated a higher rate of photosynthesis, further leading to greater post-silking biomass and N accumulation, and quickly remobilization of leaf N at late grain-filling stage improved the NRE and NHI. Together with choosing the right hybrid, optimisation of N management with split N application as well as appropriate N rate taking into account the residual soil mineral N could ensure both high grain dry matter and increased protein concentration in maize.

中文翻译：

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通过适当的杂交选择和氮管理同时提高玉米 (Zea mays L.) 的籽粒产量和蛋白质浓度

摘要 在作物生产中同时提高粮食产量和蛋白质浓度是一项重要的全球挑战。在玉米中，基因型选择和氮 (N) 管理是提高谷物产量和蛋白质浓度的潜在方法。2015-2016 年在华北平原进行了田间试验，以评估不同现代杂种（XY1266、ZD958 和 DH618）在不同施氮量（0-259 kg ha-1）下的谷物产量和蛋白质浓度的响应。在 DH618 中观察到最高的谷物干物质和蛋白质浓度。DH618 的 2 年平均最大谷物干物质为 10.3 Mg ha-1，比 ZD958（9.7 Mg ha-1）高 6.1%，比 XY1266（9.4 Mg ha-1）高 9.9%，最大DH618 中的谷物蛋白质浓度为 8.6%，比 XY1266（7.8%）和 10 高 11.1%。比 ZD958 (7.9 %) 高 1 %。与其他两个杂交种相比，DH618 具有更高的上丝后生物量积累、稳定的高收获指数 (HI) 和更高的上丝后 N 吸收和 N 收获指数 (NHI)，同时不降低 N 再动员效率 (NRE) . 在 DH618 中，抽丝后的高叶片 N 浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的抽丝后生物量和 N 积累，并且在灌浆后期叶片 N 的快速再动员提高了 NRE 和 NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。与其他两个杂交种相比，DH618 具有更高的上丝后生物量积累、稳定的高收获指数 (HI) 和更高的上丝后 N 吸收和 N 收获指数 (NHI)，同时不降低 N 再动员效率 (NRE) . 在 DH618 中，抽丝后的高叶片 N 浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的抽丝后生物量和 N 积累，并且在灌浆后期叶片 N 的快速再动员提高了 NRE 和 NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。与其他两个杂交种相比，DH618 具有更高的上丝后生物量积累、稳定的高收获指数 (HI) 和更高的上丝后 N 吸收和 N 收获指数 (NHI)，同时不降低 N 再动员效率 (NRE) . 在 DH618 中，抽丝后的高叶片 N 浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的抽丝后生物量和 N 积累，并且在灌浆后期叶片 N 的快速再动员提高了 NRE 和 NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。与其他两个杂交种相比，丝织后的氮吸收量和氮收获指数 (NHI) 更高，同时不会降低氮再动员效率 (NRE)。在 DH618 中，抽丝后的高叶片 N 浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的抽丝后生物量和 N 积累，并且在灌浆后期叶片 N 的快速再动员提高了 NRE 和 NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。与其他两个杂交种相比，丝织后的氮吸收量和氮收获指数 (NHI) 更高，同时不会降低氮再动员效率 (NRE)。在 DH618 中，抽丝后的高叶片 N 浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的抽丝后生物量和 N 积累，并且在灌浆后期叶片 N 的快速再动员提高了 NRE 和 NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。吐丝后的高叶片氮浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的吐丝后生物量和氮积累，并且在灌浆后期叶片氮的快速再动员提高了NRE和NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。吐丝后的高叶片氮浓度促进了更高的光合作用速率，进一步导致更大的吐丝后生物量和氮积累，并且在灌浆后期叶片氮的快速再动员提高了NRE和NHI。结合选择合适的杂交种，优化氮肥管理，分施氮肥以及考虑到土壤残留矿物质氮的适当氮肥率，可以确保玉米的高谷物干物质和增加的蛋白质浓度。