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。     

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。     

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。     

养分专家系统推荐施肥对潮土夏玉米产量及肥料效率的影响

为实现潮土区夏玉米科学施肥, 通过2年田间试验研究了玉米养分专家系统推荐施肥对夏玉米产量、收益、养分积累量及肥料利用效率的影响。结果表明, 沙壤质潮土夏玉米施肥两年增产6.55%~39.32%和5.53%~21.19%, 玉米养分专家系统和Agro Services International Inc推荐施肥较农户习惯施肥分别增产4.06%和5.04%, 增收21.90%和27.44%。基于玉米养分专家系统推荐施肥的氮、磷、钾肥农学效率分别为11.46、25.89和9.93 kg kg^-1, 氮、磷、钾肥料利用率分别为41.13%、31.48%和50.35%, 化肥偏生产力平均为36.62 kg kg^-1。玉米养分专家系统推荐施肥提高了沙壤质潮土区夏玉米叶片叶绿素含量, 促进了氮磷钾的吸收利用, 增加了干物质积累量, 具有增产增收效应, 肥料利用效率较高, 可作为该地区夏玉米推荐施肥方法推广应用。     

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。     

长期施用有效微生物肥对冬小麦-夏玉米生长和产量的影响

在多年连续定位试验研究的基础上,研究了不同施肥方式对冬小麦、夏玉米生长和产量的影响。结果表明:EM微生物堆肥能明显增加冬小麦和夏玉米的产量。EM微生物堆肥处理的年均总产比等量传统堆肥增产8.3%~8.9%,其中冬小麦增产8.3%,夏玉米增产8.2%~9.4%。EM微生物堆肥能在一定程度降低土壤容重,增加土壤含水量,改善作物的生长环境。EM微生物堆肥处理的冬小麦、夏玉米总光合势比等量传统堆肥分别高5%~36%,5.2%~14.3%,比化肥处理分别高19%~72%,19.6%~46.4%,随EM微生物堆肥施用量的增加差异更明显。EM微生物堆肥比较高的光合势加快了干物质的积累速度,从而提高了冬小麦、夏玉米的群体生长速率。     

京效地区小麦,玉米两茬间氮,磷,钾肥的合理施用

在京郊不同土壤肥力条件下，进行小麦，玉米两茬间氮，磷，钾肥合理施用的研究。三年多点试验结果表明，全年氮素投入０．０３６－０．０４８ｋｇ／ｍ＾２，以小麦，玉米各半或玉米居多为宜。冬小麦施氮在下茬玉米上无明显后效。冬小麦适宜施氮量为０．０２４ｋｇ／ｍ＾２，夏玉米适宜施氮量０．０３０ｋｇ／ｍ＾２，冬小麦和夏玉米施磷肥不仅对当季有增产作用，而且对下茬作物也有明显的后效。冬小麦施Ｐ２Ｏ５ ０．０１５ｋｇ／ｍ     

麦-玉轮作玉米秸秆还田与施氮对后茬玉米产量和养分吸收的影响

为研究小麦季玉米秸秆还田与施氮对麦-玉米轮作中夏玉米生长及养分吸收的影响,试验于2015-2019年在四川省仁寿县进行,供试夏玉米品种为正红6号。试验采用裂区设计,主因素为小麦季玉米秸秆还田和不还田,副因素为小麦季3种施氮量(0,120,180 kg/hm~2),小麦收获后直接在各小区种植夏玉米,施氮量均为225 kg/hm~2。结果表明,多年秸秆还田土壤有机质含量提高34.1%,全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加6.64%,7.34%,16.2%,14.3%(2 a均值)。秸秆还田处理下后茬玉米生物量提高34.7%(2018年),38.8%(2019年),增产65.7%(2018年),30.7%(2019年);小麦季120,180 kg/hm~2施氮处理下后茬玉米生物量分别提高29.9%,36.7%,产量增加41.5%,59.4%(2 a均值)。玉米秸秆还田后,后茬玉米地上部氮、磷、钾养分的吸收分别增加47.2%,58.8%,45.0%(2 a均值);随施氮量增加,后茬玉米植株氮、磷、钾的吸收量均表现为增加的趋势。综上,西南丘陵区冬小麦-夏玉米轮作种植模式,玉米秸秆长期还田可培肥地力,提高后茬玉米的产量和养分吸收,是西南丘陵区绿色、资源高效利用的生产方式。     

氮肥后移对超高产夏玉米产量及氮素吸收和利用的影响

采用田间试验研究了氮肥后移对超高产夏玉米产量、氮素吸收积累和氮肥效率的影响,旨在了解超高产夏玉米(≥ 12 000 kg hm^-2)的氮素吸收和转运特性,为实现夏玉米超高产合理施肥提供依据。结果表明,夏玉米施氮显著增产,增产幅度为9.62%~15.95%,氮肥后移比习惯施氮增产2.27%~5.33%。超高产夏玉米吐丝后氮素吸收积累量占总积累量的40.30%~47.78%,保证后期氮素养分充足供应对于夏玉米达到超高产水平至关重要;氮肥后移可促进超高产夏玉米后期的氮素吸收积累,降低夏玉米茎和叶片氮素的转运率,显著增强灌浆期夏玉米穗位叶硝酸还原酶活性,提高灌浆期叶片游离氨基酸含量,增加蛋白质产量;氮肥后移比习惯施氮的氮肥利用率提高1.88%~9.70%、农学效率提高0.96~2.21 kg kg^-1,以“30%苗肥+30%大喇叭口肥+40%吐丝肥”方式施用氮肥的产量和氮肥利用效率最佳。     

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。     

氮肥管理与地膜覆盖对旱地冬小麦产量和氮素利用效率的影响

降雨偏少且季节分布不均,施肥偏多且方式不合理,缺少有效的保水栽培措施是西北旱地小麦生产面临的主要问题。2010年10月至2012年6月连续2个小麦生长季,在陕西渭北旱塬进行田间试验,比较了氮肥追施和总量减少、覆膜、增加种植密度措施较传统施肥和农民习惯施肥种植模式对冬小麦籽粒产量及氮素利用效率的影响。与农户习惯施肥相比,传统施肥不能持续增加产量和氮素利用效率;而减氮追肥、减氮垄覆和减氮垄覆增密处理的增产效果明显,同时提高了氮素利用效率,但减氮垄覆或增加种植密度却使籽粒含氮量降低,主要原因是进入开花期后土壤硝态氮累积量减少,氮素供应不足所致。综合分析,减氮垄覆增产增效更明显,小麦产量、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率在第1年分别提高38.6%、49.6%和35.1%,在第2年分别提高7.6%、16.3%和25.7%,说明控氮与覆膜结合是实现旱地冬小麦增产的重要措施,但需注意生长后期土壤氮素供应,在增产的同时保证小麦品质。     

秸秆还田结合秋覆膜对旱地冬小麦耗水特性和产量的影响

秸秆还田和秋覆膜是西北旱地雨养农业区冬小麦生产中有效的节水增产措施。为明确西北半干旱雨养农业区不同作物秸秆还田结合秋覆膜种植模式下冬小麦田土壤蓄水保墒和节水增产效果,于2011年9月至2013年6月连续2个小麦生长季在甘肃省通渭县进行了田间定位试验,比较玉米秸秆还田结合秋覆膜、单一玉米秸秆还田、麦秸秆还田结合秋覆膜、单一麦秸秆还田和传统平作种植对西北旱地冬小麦耗水特性和籽粒产量的影响。结果表明,与传统平作相比,冬小麦全生育期秸秆还田结合秋覆膜处理0～200 cm平均土壤贮水量在2011—2012和2012—2013年度分别提高6.1%和9.6%,而单一秸秆还田分别提高0.7%和4.6%。在降水偏多的2011—2012年度,除玉米秸秆还田结合秋覆膜处理冬小麦全生育期0～200 cm土壤贮水消耗量比传统平作低19.0 mm (P0.05)外,其余各处理无显著差异;在降水偏少的2012—2013年度,秸秆还田及秸秆还田结合秋覆膜处理平均比传统平作多耗水39.1 mm,其中,两个秸秆还田结合秋覆膜处理显著增加冬小麦返青至拔节阶段的耗水量,显著降低开花至成熟阶段耗水量,并增加了对深层土壤水分的调用。与传统平作相比,秸秆还田结合秋覆膜处理可使小麦籽粒产量提高31.0%～69.4%,水分利用效率提高25.6%～43.0%;而单一秸秆还田的小麦籽粒产量提高1.2%～28.0%,水分利用效率提高3.0%～11.6%。以玉米秸秆还田结合秋覆膜处理增产效果最好,2年平均籽粒产量和水分利用效率分别较传统平作提高51.1%和41.7%,且显著高于其他处理。因此,玉米秸秆还田结合秋覆膜种植模式能显著提高冬小麦籽粒产量和水分利用效率,适宜在西北旱农区小麦生产中应用。     

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。     

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。     

氮肥运筹对夏玉米产量、氮素利用率及土壤养分残留量的影响

通过2年定位试验,在山西省临汾市采用大田随机区组试验法,在等氮磷钾施肥条件下,研究氮肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、不同生育期植株氮磷钾吸收量,并监测0~40 cm土壤速效养分含量动态变化。结果表明,施氮肥处理均使不施氮肥处理(CK)夏玉米显著增产,2014,2015年增产幅度分别为5.72%~27.71%和6.05%~27.84%;其中,一次性施用缓控释肥处理BBF和CRF的夏玉米产量接近或高于常规尿素3次施肥(U3)和2次施肥(U2),增产效果优于一次性基施等量普通复合肥(CF)处理;BBF和CRF处理夏玉米穗粒数、单穗粒重和百粒质量等产量构成因素指标均较优,与U3处理间差异不显著;BBF和CRF处理下植株氮磷钾养分积累量高是产量提高的基础,2年氮肥表观利用率平均达29.59%和28.95%,高于CF处理(22.27%)。常规尿素分次施肥处理施肥次数越多,玉米产量和氮肥利用率越高。各施氮肥处理对土壤速效养分残留量影响在不同生育期各异。BBF和CRF处理0~20 cm土层碱解氮含量随玉米生育期表现为先低后高再低的趋势,这与玉米整个生育期氮素吸收形成一定协同效应,且生育后期残留量低。各施氮肥处理20~40 cm土壤碱解氮含量在苗期变化不大,大喇叭口期和成熟期以U1和U2增加明显。与CK相比,各施氮处理玉米收获后0~40 cm土壤碱解氮残留量均增加。0~20 cm和20~40 cm土壤速效磷和缓效钾含量在生育期的差异较施氮处理间的差异更明显。因此,一次性基施缓控释肥可达到接近或增加常规尿素2次或3次施肥对夏玉米的增产效果,较好地协调养分供应与夏玉米养分吸收,提高氮素养分利用率,后期土壤养分残留量低,实现夏玉米一次性施肥高产高效的效果。     

垄沟种植及其施肥优化对旱地小麦产量和水肥利用效率的影响

为解决降雨偏少且季节分布不均和施肥偏多但方式不合理等我国旱地小麦生产面临的主要问题,并探讨旱地小麦增产增收的栽培模式。设置常规平作(平作+均匀施肥)、垄沟种植(起垄沟播+均匀施肥)、垄沟种植减肥(起垄沟播+减肥25%+均匀施肥)、垄沟种植定位施肥(起垄沟播+减肥25%+播种行侧下定位条施)4种栽培模式,比较了小麦主要生育时期的茎蘖数和干物质积累量,播前和收获期0～200 cm土壤水分以及产量、水分利用效率和肥料偏生产力。与常规平作相比,垄沟种植促进了休闲季土壤蓄水,从而使播前土壤蓄水量提高5.4%～5.5%,主要生育时期的群体茎蘖数和干物质积累量显著增加,进而使小麦产量、水分利用效率和肥料偏生产力分别提高10.1%～11.2%,7.2%～8.6%,10.3%～11.4%。垄沟种植减肥较垄沟种植,肥料偏生产力显著增加,增幅为22.9%～34.6%,产量和水分利用效率在第1年无显著差异,后2 a显著降低,但上述指标均优于常规平作。与其他3个处理相比,垄沟种植定位施肥的产量和水肥利用效率均最优,虽然产量和水分利用效率较垄沟种植的增幅不显著,但肥料偏生产力显著提高35.2%～37.8%。可见,在豫西旱地,垄沟种植有利于提高小麦产量和水分利用效率,垄沟种植+减肥25%会在一定程度上降低小麦产量,但有利于提高肥料偏生产力。垄沟种植定位施肥协同提高了产量、水分利用效率和肥料偏生产力,是适宜于旱区推广的冬小麦栽培措施。     

专用缓释肥对高产冬小麦产量及养分吸收利用的影响

为探究高产小麦一次性简化施肥技术,采用田间试验研究了专用缓释肥、复混肥料及习惯施肥对小麦产量、经济效益、生物重及养分积累量的影响。结果表明,鹤壁和温县冬小麦施肥分别增产26.18%~30.85%和28.11%~32.29%;专用缓释肥促进了冬小麦对氮、钾素的吸收利用,干物质积累量较习惯施肥分别增加2.48%和2.57%,提高了冬小麦千粒重,较习惯施肥分别增产3.27%和3.70%,纯收益分别增加548元/hm²和616元/hm²,可在冬小麦高产区推广应用。     

京郊地区小麦、玉米两茬间氮、磷、钾肥的合理施用

在京郊不同土壤肥力条件下,进行小麦、玉米两茬间氮、磷、钾肥合理施用的研究.三年多点试验结果表明,全年氮素投入0.036～0.048kg/m~2,以小麦、玉米各半或玉米居多为宜.冬小麦施氮在下茬玉米上无明显后效.冬小麦适宜施氮量为0.024kg/m~2,夏玉米适宜施氮量0.030kg/m~2,冬小麦和夏玉米施磷肥不仅对当季有增产作用,而且对下茬作物也有明显的后效.冬小麦施P_2O_5 0.015kg/m~2、夏玉米0.007kg/m~2为宜.夏玉米比冬小麦对钾肥高度敏感,土壤速效钾含量在90×10~6以下,冬小麦施钾有一定增产效果,而夏玉米施钾肥显著增产.     

黄淮海麦玉两熟区周年光温资源优化配置研究进展

在不增加任何成本前提下,优化麦玉两熟周年光温资源配置是提升黄淮海区产量及资源利用效率的重要途径之一。从20世纪80年代开始,国内学者便从播/收期调整、不同生育期品种选育及新型种植模式创建等方面开展了黄淮海麦玉两熟区周年光温资源高效利用途径探索。研究了小麦和玉米生长发育与光温资源的匹配关系,提出了以强化"C4玉米"高光效优势为核心的周年光温资源优化配置途径,在冬小麦-夏玉米一年两熟基础上,创新了冬小麦-夏玉米"双晚"技术模式,构建了冬小麦/春玉米/夏玉米、冬小麦/春玉米/夏玉米/秋玉米和双季玉米等种植模式,实现了周年高产和光温资源高效利用。本文综述了黄淮海麦玉两熟种植模式周年光温资源优化配置研究进展及其在麦玉两熟基础上的新型种植模式探索,并提出了以积温分配为主的麦玉两熟制周年光温资源定量优化配置途径,建立了黄淮海区冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年气候资源优化配置定量指标及其相应标准,以期为进一步挖掘该区周年产量及光温资源利用潜力提供新的思路及理论支撑。