冬小麦–夏玉米高产模式周年气候资源分配与利用特征研究

探明周年产量20,000kghm–2以上冬小麦–夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征,并建立资源优化配置定量指标,为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据,具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据,定量分析了冬小麦–夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明,三省9个试验点冬小麦–夏玉米均实现了周年20,000kghm–2以上高产,但区域间差异较大,河南和山东小麦产量最高,山东夏玉米产量最高,河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成,河南和山东小麦季积温量在1924.2～2608.0°C和降雨量小于201.1mm范围时产量均高于河北,山东玉米季辐射量在2168.5～2953.8 MJ m–2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦–夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定,即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%,两季间积温比值为0.7,这是该区当前生产和生态条件下冬小麦–夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦–夏玉米种植模式的资源优化配置,对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。     

黄淮海平原南部不同种植体系周年气候资源分配与利用特征研究

探明不同种植体系周年产量、气候资源分配及其利用效率特征,建立周年气候资源优化配置的定量指标,为进一步提升黄淮海区域周年产量潜力和资源利用效率提供理论依据。本研究利用2011—2015年河南新乡定位试验数据,定量分析了冬小麦–夏玉米、冬小麦–夏大豆、双季玉米和一季春玉米4个种植体系产量、生物量、干物质产能、光温资源分配及其利用效率。结果表明,冬小麦–夏玉米和双季玉米体系4年产量、生物量和干物质产能差异均不显著,但显著高于冬小麦–夏大豆和一季春玉米体系,平均增幅分别为45.4%～61.5%、37.3%～71.3%和35.7%～70.7%;双季玉米和一季春玉米体系周年辐射生产效率、籽粒及总生物量光能利用效率均显著高于冬小麦–夏玉米和冬小麦–夏大豆体系,其中周年辐射生产效率平均增幅为11.8%～66.7%,籽粒及总生物量光能利用效率分别提高0.13～0.42和0.18～0.69百分点。进一步分析周年气候资源分配特征,冬小麦–夏玉米体系两季积温分配率分别为45.6%和54.4%,积温比值为0.8,双季玉米两季积温分配率为51.4%和48.6%,积温比值为1.1。综合分析产量和资源利用效率,冬小麦–夏玉米和双季玉米种植体系可作为黄淮海区种植模式优化布局和农业生产可持续发展的重要支撑,而明确主要种植体系积温分配率和积温比值等定量指标可为进一步优化周年气候资源配置,挖掘黄淮海两熟区周年产量潜力和资源利用效率提供重要参考。     

黄淮海双季玉米产量性能与资源效率的研究

冬小麦-夏玉米一直是黄淮海两熟区的主要种植模式,近年来由于气候变化,冬季冻害和干旱时有发生,为了充分发挥玉米C₄作物高光效、高资源利用效率的特点,探索了双季玉米的新型种植模式。于2009年和2010年在河南新乡以冬小麦-夏玉米传统种植为对照,进行了双季籽粒玉米产量性能与资源效率测定,结果表明,双季玉米与传统冬小麦-夏玉米模式相比,周年产量略高,两年平均增幅2.3%;周年光、温生产效率平均增加26.1%和6.5%,周年经济效益显著增加,平均为1 628元 hm^-2,还有140 d农田休闲期。说明双季玉米模式是光温生产效率高、经济效益好的高效和简化的种植模式,也是一种有利于土壤休闲和避开冬季冻害和干旱的生态安全的模式,该模式将成为黄淮海地区长期冬小麦/夏玉米模式的补充,也是冬小麦冬季受灾的一种补救技术。     

冬小麦–夏玉米与双季玉米种植模式产量及光温资源利用特征比较

优化传统冬小麦-夏玉米模式并探索新型种植模式是挖掘黄淮海区周年高产潜力,提高资源利用效率的重要途径。本研究以冬小麦-夏玉米传统种植模式为对照(CK),建立了冬小麦–夏玉米优化种植模式(T1)和双季玉米模式(T2),于2009—2012年在河南新乡进行田间试验,对其周年资源分配、产量及资源利用效率进行了比较。结果表明:(1)T1模式通过播/收期调整,协调了两季的光、温资源分配比例(0.7∶1.0和1.4∶1.0);T2模式两季积温基本为均等分配,光照资源分配比例为1.5∶1.0。(2)资源分配的变化引起了产量的变化。与CK比,T1模式周年产量平均增幅为7.8%,其产量的增加主要来自于夏玉米季,T1模式夏玉米季平均叶面积指数(MLAI)、生物量和产量均显著高于CK,且冬小麦晚播并未造成减产。双季玉米(T2)是"双C4作物"的新型种植模式,其第1季的MLAI、生物量和产量均显著高于CK和T1,第2季(除MLAI外)显著低于CK和T1。T2与T1周年产量差异不显著,但显著高于CK,平均增幅为9.2%。另外,T2模式周年日产量显著高于CK和T1,平均增幅分别为53.9%和46.2%。(3)T2模式周年光、温生产效率及籽粒光能利用效率显著高于CK和T1,平均增幅分别为30.5%和23.3%,15.5%和9.7%,30.3%和23.0%。综上所述,T1和T2高产高效模式建立的核心均是充分利用C4作物玉米高物质生产能力的优势,二者的建立为黄淮海区周年产量潜力的挖掘及种植结构调整提供了思路。     

冬小麦春玉米夏玉米三熟种植模式的研究

对小麦、玉米不同复合种植模式的研究结果表明，冬小麦／春玉米／夏玉米三熟复合种植模式较冬小麦、夏玉米两熟模式具有明显的增产、增收效果；运用灰色关联分析法对５种三熟模式和１种两熟模式的产量、经济效益以及资源利用效率等多项指标进行综合评价分析，得出表现最优的模式是：带宽３．０ｍ，秋播小麦１２行，空档春玉米２行，麦后夏玉米４行。     

一麦两玉高效复合种植模式的研究

对小麦、玉米不同复合种植模式的研究结果表明，冬小麦／春玉米／夏玉米三熟复合种植模式较冬小麦，夏玉米两熟模式具有明显的增产，增收效果；运用灰色关联分析法对５种三熟模式和１种两熟模式的产量，经济效益以及资源利用效率等多项指标进行综合评价分析，得出表现最优的模式是：带宽３．０ｍ，秋播小麦１２行，空挡春玉米２行，麦后夏玉米４行。     

华北平原冬小麦-夏玉米种植体系周年水分高效利用研究进展

在保证周年较高产量的同时,进一步提高水分利用效率是促进华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植体系可持续发展的关键。从20世纪中晚期开始国内学者便从节水灌溉技术创新、灌溉制度优化、替代节水种植制度构建和节水抗旱新品种选育等方面开展了以冬小麦-夏玉米两熟种植体系为核心的周年水分高效利用途径的探索,取得了重要进展,显著提高了作物水分利用效率(WUE)。本文综述了华北平原冬小麦-夏玉米种植体系水分高效利用的研究进展,并提出了通过耕作或播/收期调控冬小麦-夏玉米周年降水与地下水平衡利用,促进周年水分(灌溉水和降水)高效利用的技术途径,以充分挖掘华北平原水分生产潜力,为该区冬小麦-夏玉米种植体系节水高产栽培及节水种植制度建立提供思路和依据。     

冬小麦-夏玉米轮作“双晚”种植模式下的品种匹配与资源效率

探索适宜于麦玉"双晚"种植模式下抗逆丰产稳产的冬小麦夏玉米品种组合特性及其与自然资源匹配特征,对于保障冬小麦夏玉米抗逆丰产高效生产具有重要意义。本研究于2017—2019年通过田间试验,选用华北平原主推的冬小麦与夏玉米品种各8个,设置区域麦玉"双晚"接茬模式和水分控制处理,通过水分利用效率、籽粒灌浆特征、生育进程、周年光温水资源利用效率等综合分析与评价,探明宜于"双晚"模式下麦玉品种组配特征及其资源利用效率。结果表明,在常规节水灌溉和生育期雨养模式下冀麦325、石麦15和济麦22的产量在两个生长季均高于供试品种平均产量,其中冀麦325和石麦15的抗旱系数均高于济麦22;同时,济麦22、冀麦325和石麦15具有较高的灌浆速率、穗粒数和粒重,其高稳系数在不同灌溉模式下均高于供试品种平均值。在供试玉米品种中,登海605、伟科702、MC670、农华816的产量和高稳系数均高于供试品种的平均值,其中MC670、登海605、先玉335的灌浆速率在2个生长季均高于供试品种的平均值,而迪卡517和先玉335在供试品种中收获期籽粒含水量最低、平均脱水速率最高。基于品种丰产稳产性、抗旱性、灌浆特征和脱水...     

双季青贮玉米模式物质生产及资源利用效率研究

随着畜牧业产品需求不断增加,“节粮型”草食牲畜的高效舍饲畜牧业已向农区转移。为建立与农区畜牧业发展相适应的资源高效利用的新型饲料生产技术体系,2004—2005年在热量资源限制的两熟北缘区北京地区进行了双季青贮玉米周年高产的技术探索,对双季青贮玉米与冬小麦-夏玉米和单季春玉米不同模式的物质积累量和生育过程的光、温、水资源的实际利用效率进行系统测定分析。结果表明,双季青贮地膜玉米-玉米模式优于传统模式冬小麦-夏玉米,其全年干物质生产率提高10.3%,能量提高12%,总辐射利用效率提高12.5%,热量资源生产效率提高22.5%,水分生产效率增加36.3%。与单季春玉米模式相比,在干物质生产率、能量、总辐射利用效率、光能生产效率上更具有明显优势。由此可见,通过利用全年两季C₄玉米的高光效,早春覆膜栽培以及两季品种有效配置,不但可以充分利用两熟区的自然资源,而且为该区畜牧发展提供了一条新型的高产高效种植模式。     

黑龙港平原基于麦-玉复种的两年轮作模式农田水分消耗特征研究

为解决黑龙港平原地下水漏斗区传统冬小麦-夏玉米(简称麦-玉)一年两熟模式的水粮矛盾问题,设计“一年传统麦-玉模式+一年轮作其他作物”的2年节水稳粮型轮作系统,试图寻找适合该区域的节水稳粮型绿色种植制度。于2018年10月—2020年9月在河北吴桥地区开展田间试验,以冬小麦-夏玉米一年两熟模式为对照,设置春玉米→麦-玉、冬小麦→麦-玉、春甘薯→麦-玉、春花生→麦-玉、冬小麦-夏花生→麦-玉、马铃薯-青贮玉米→麦-玉6个处理,分析各轮作模式的农田耗水特征。结果表明:(1)相比对照,除冬小麦-夏花生→麦-玉外,不同轮作模式的年均耗水量可减少3.1%～15.2%。春玉米→麦-玉、马铃薯-青贮玉米→麦-玉、春花生→麦-玉和春甘薯→麦-玉模式轮作周期内年均耗水量较对照模式分别减少6.1%、7.2%、9.2%和15.2%, 4种模式的年均地下水净消耗量也较对照模式分别减少9.0%、10.3%、16.2%和32.9%;(2)不同耗水层次的作物搭配可以在空间上实现水分互补。冬小麦作物主要消耗0～160 cm土层土壤水分,其含水量相较于播种时减少了20%,马铃薯作物主要消耗0～100 cm土层土壤水分,其...     

黄淮海平原一麦两玉复合种植模式特性研究

研究结果表明 ,与冬小麦—夏玉米平作相比 ,冬小麦‖春玉米—夏玉米复合种植模式的生产优势度两年平均为 :冬小麦 春玉米 夏玉米 =0 .36∶0 .2 0∶0 .44 ,春玉米的生产优势度偏低 ,提高春玉米对总产量的贡献是进一步挖掘复合种植模式增产潜力的可行途径 ;同时 ,复合种植模式的稳定系数两年平均为 0 .46 90 ,提高 5 6 .44 % ,对外界环境的适应性明显增强 ,保持高产的稳定性更大     

黄淮海平原一麦两玉复合模式特性研究

研究结果表明，与冬小麦－夏玉米平作相比，冬小麦‖春玉米－夏玉米复合种植模式的生产优势度两年平均为：冬小科：春玉米：夏玉米＝0.36:0.20:0.44，春玉米的生产优势度偏低，提高春玉米对总产量的贡献是进一步挖掘复合种植模式增产潜力的可行途径，同时，复合种植模式的稳定系数两年平均为0.4690，提高56.44%，对外界环境的 适应性明显增强，保持高产的稳定性更大。     

两种冬小麦行距配置对机播夏玉米出苗质量及产量的影响

为了改善华北冬小麦-夏玉米一年两熟地区机播夏玉米出苗质量,提高周年产量。通过在冬小麦季设置"三窄一宽"(14+14+14+20 cm)和"四窄一宽"(10+10+10+10+22 cm)2种行距配置,夏玉米播在前茬小麦的宽行,研究了行距配置对冬小麦和夏玉米群体质量、生物量和产量的影响。结果表明,与传统冬小麦等行距种植(15.6 cm)相比,行距配置对冬小麦群体质量和产量影响不显著;宽行机播夏玉米的出苗率明显提高,六叶展幼苗的株高、单株叶面积、单株鲜质量和干质量均表现较好,整齐度明显提高;2种行距配置处理夏玉米的穗粒数较对照分别提高了6.4%,6.7%,产量增加10.2%,13.0%,周年产量分别增加5.76%,5.29%。因此,适当改变行距不会导致冬小麦产量降低,反而有利于机播夏玉米出苗质量的提高,提高夏玉米及周年产量。     

冬小麦—夏玉米轮作测土配方施肥技术

一、冬小麦—夏玉米轮作施肥特点我市处于半干旱暖温带,光温条件的基本特点是种植两茬作物不足,而种植一茬有余,所以采用的是冬小麦—夏玉米轮作种植方式。在施肥上将冬小麦—夏玉米两茬作物看成一个整体,进行统筹安排。     

春玉米套秋绿豆的栽培技术

春玉米套秋绿豆的栽培技术张明荣,曾文才,向承勇(四川省南充市农业科学研究所637000)四川常年有麦、玉米、甘薯三熟制带状种植的春玉米80万/hm²。根据光温条件,在麦、玉米、甘薯三熟的基础上,在春玉米收后到小麦播种的3个月空隙时期的茬口带上,增种一...     

冬小麦-夏玉米“双晚”种植模式的产量形成及资源效率研究

为了进一步明确黄淮平原冬小麦晚播、夏玉米晚收的“双晚”增产及资源高效的效应,选用2个中熟冬小麦品种和2个中晚熟夏玉米品种,于2006—2008年先后在河南温县和焦作进行大田试验,研究作物群体物质生产、产量形成参数定量指标及光温资源的分配利用。结果表明,冬小麦晚播产量降低不明显,夏玉米晚收产量显著提高747~2 700 kg hm^-2,“双晚”周年产量21 891~22 507 kg hm^-2,比对照提高442~2 575 kg hm^-2。冬小麦晚播平均叶面积指数、每平方米穗数和穗粒数降低,但平均净同化率、收获指数和粒重提高达5%显著水平;夏玉米晚收平均叶面积指数、收获指数、生育期天数和粒重均显著提高。“双晚”栽培优化了周年资源分配,提高生育期与光、温资源变化的吻合度,其生产效率分别提高2.22%~10.86%和0.47%~11.56%。小麦和玉米品种的遗传类型是影响“双晚”栽培技术的关键。因此,选用小麦晚播早熟高产和玉米长生育期晚熟品种,通过有效调节资源配置,将小麦冗余的光温资源分配给C₄高光效作物玉米,是提高周年高产高效的重要途径。     

轮耕与隔畦灌溉对麦玉两熟作物生长和水分利用效率的影响

针对黄淮海麦玉两熟区连年旋耕造成耕层变浅、作物根系下扎浅、易涝易旱和水分利用效率(WUE)低等问题,研究了旋耕一深耕轮耕和灌溉方式对小麦、玉米叶面积指数(LAI)、干物质积累、产量构成和WUE的影响。结果表明:连续5年旋耕后深耕,冬小麦出苗率、冬前单株分集和最大分集分别提高了11.5%,3.6%和6.4%,明显提高了小麦、玉米的LAI,周年干物质、产量和WUE分别提高了8.8%~19.9%,6.7%~13.1%和12.2%;与全灌相比,隔畦交替灌溉的小麦、玉米的LAI、干物质积累没有显著降低,周年产量仅减少了2.7%,WUE却提高了10.5%,达到27.9kg/hm²·mm。这表明连年旋拼后深耕促进小麦、玉米生长,提高产量,隔畦交替灌溉有利于提高小麦、玉米周年WUE。     

太行山前平原不同轮作模式水资源利用效率评价

高耗水的麦玉种植模式是导致华北平原水资源日益紧缺的主要原因之一,通过对不同种植模式的研究,遴选高效节水的替代模式是解决该区水资源问题的重要途径之一。笔者对在太行山山前平原开展的不同轮作模式进行实验研究,对不同轮作模式下的0-180cm土壤贮水量动态变化、耗水量、等价产量及水分利用效率进行了连续4年的动态监测。模式分为四种：①麦-玉一年两熟模式（对照）;②春甘薯→春棉→春甘薯→麦-玉;③春花生→麦-玉两年三熟模式;④春大豆→麦-玉两年三熟模式。研究结果表明：与麦玉轮作模式相比,试验设计的替代模式均有节水潜力,排序为模式2〉模式4〉模式3〉模式1。从等价产量与耗水量比较,模式2在减产37.63%的同时减少耗水15.99%,模式3在减产19.73%的同时减少耗水13.42%,模式4在减产37.4%的同时减少耗水13.81%。相比之下模式3的组合较优,可以部分替代麦玉模式。     

黄淮海农区超高产种植模式下玉米氮营养特性的研究

初步研究了探讨了黄淮海农区冬小麦Ⅱ早春玉米／夏玉米（简称间作玉米）、春玉米单作、冬小麦－夏玉米（简称单作夏玉米）轮作3种超高产种植模式下玉米的氮营养特性，结果表明，间作提高了玉米产量，但在高脂水平氮吸收效率却低于当量面积单作，在中肥和无肥水平下，间作氮利用效率高于单作，吸收效率低于单作。在作物共生期间，养分吸收存在着竞争和补偿作用，使得间作玉米氮吸收量在每个生育期都不同同于单作。间作提高了夏玉米氮素向籽粒的转移强度，而春玉米只在不施肥时有种趋势。     

太行山山前平原节水替代模式耗水特征分析

针对华北平原冬小麦-夏玉米模式的高耗水特征,结合当地作物生态适应性、粮棉安全及经济效益要求,从2003-2010年筛选确定了麦玉-春甘薯-春棉-春甘薯模式（粮棉薯）、黑麦草/春棉-花生-麦玉模式（粮棉油）、麦玉-花生模式（粮油）进行定位试验研究,分析3种模式替代麦玉模式的可行性。笔者重点研究了各模式的水分消耗特征,分析了一个轮作周期内（2006-2009）各模式土壤贮水量、耗水量、各层次体积含水量变化和水分平衡。研究结果表明：与麦玉对照相比3种替代型模式土壤贮水量和不同层次水分利用表现出显著茬口效应,可更好的实现年际间水分互补利用;粮棉薯和粮油模式比麦玉模式生育期节水18%以上,两种模式下土壤贮水量平均每年增加20 mm以上且与对照无显著差异,但这两种模式4年间土壤水分无效蒸发量显著高于对照。粮棉油模式与麦玉模式相比生育期节水5.4%,平均每年土壤贮水量增加13.8 mm,显著低于麦玉模式（21.9 mm）,水分无效蒸发与对照无显著差异。替代型模式土壤贮水量整体水平较高,土壤水分变化率相对较小。因此,粮棉薯模式和粮油模式节水效果较好,粮棉油模式无明显节水效果,但综合粮食安全,粮油模式为最优替代模式。