春旱背景下春玉米苗情对产量的影响及减产评估模式

为建立基于苗情的玉米春旱指标和春旱减产即时定量评估模式,2010－2011年春季在中国东北玉米主产区开展玉米分期播种-土壤水分控制试验。每年设3个播期和4个水分胁迫处理,用雨棚和人工灌水控制土壤水分,观测土壤湿度、玉米出苗期、保苗率、7叶前后的株高、叶龄、生物量和单产。采用回归方法分析玉米产量对出苗期、保苗率及幼苗长势的响应,建立春旱评估模式。 结果表明,在春旱背景下,玉米产量与出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量相关性显著。出苗期延迟导致产量下降,出苗期每推迟1d,玉米单产下降2.9%;出苗率下降10%,玉米减产9.2%;株高、叶龄和植株干质量每下降10%,玉米单产依次下降13.4%、11.1%和5.5%。用出苗期、保苗率、叶龄和株高等苗情要素建立玉米春旱损失评估模式,可以定量评估（或预测）春旱对玉米产量的影响,模式检验和实际应用表明评估误差在6.5%左右。该研究提供多个评估模式,便于根据不同时间和不同观测要素选择适当的模式开展玉米春旱减产的即时定量评估,为制定减灾对策和开展玉米春旱损失保险业务提供科学依据。     

玉米生育综合动力模拟模式研究：Ⅱ.玉米发育子模式

提出的玉米发育子模式,由发育期动态模型,发育动态参数确定模型,叶龄动态模型和器官形成模型四部分组成,模式中考虑了前期的土温,土壤湿度和整个生长季内的气温３个环境因子,可以模拟出玉米出苗速度,发育速度,发育进程,叶龄指数以及各器官的发育特征等。最后利用４年发育观测资料确定了３个品种的发育参数,并对模式进行了检验,结果很好。     

玉米生育综合动力模拟模式研究Ⅱ.玉米发育子模式

提出的玉米发育子模式,由发育期动态模型、发育动态参数确定模型、叶龄动态模型和器官形成模型四部分组成。模式中考虑了前期的土温、土壤湿度和整个生长季内的气温３个环境因子,可以模拟出玉米出苗速度、发育速度、发育进程、叶龄指数以及各器官的发育特征等。模式还给出了发育动态参数确定方法,并讨论了参数的生物学意义。最后利用４年发育期观测资料确定了３个品种的发育参数,并对模式进行了检验,结果很好。     

黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜方式水温效应的研究

试验研究黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜的水温效应结果表明,秋耕起垄顶凌覆膜(秋垄顶盖)比对照(秋耕播盖)播前0~200cm土层土壤多贮水56.35mm,生育前期(出苗~抽雄吐丝期)多贮水64.63~104.42mm,0~10cm土温提高1.1~1.5℃,旱年玉米产量达5652.0kg/hm2,增产37.12%,水分利用效率达19.57kg/m3,提高1.93kg/m3。     

应用WOFOST模型模拟低温与干旱对玉米产量的综合影响

在玉米苗期和抽雄期利用人工气候箱对不同水分条件下的玉米植株分别进行低温处理，通过控制试验分析了低温、干旱以及二者合并对玉米生产的影响，在此基础上应用WOFOST作物模型模拟分析了低温、干旱以及二者合并对东北地区玉米产量的影响。试验与模拟结果均表明，低温、干旱以及低温和干旱并发都会使玉米的产量下降，而且低温和干旱并发的影响都要比单一灾害发生条件下大，减产幅度在34．5％左右。同时也很好地验证了WOFOST作物模型应用于低温和干旱对玉米产量影响的适应性。     

玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响

玉米连作现象在黑龙江省农田生态系统中较为普遍,秸秆焚烧既浪费资源又污染环境,研究玉米秸秆还田后的化感效应尤显重要,但秸秆还田后的效应尚不清楚。本研究以玉米(郑单958)为受体,采用盆栽试验,分析不同腐解时间(0.25、60、120、180d)、不同腐解浓度(0、0.125、0.25、0.5 g·m L-1DW)玉米秸秆腐解液对苗期根际土壤酶活性及根系活力的影响,试图从土壤酶学和根系活力变化的角度初步阐明连作状态下秸秆还田对苗期玉米生长的影响,以期为大田生产中应用秸秆还田技术提供相关科学依据。结果表明:玉米幼苗四叶、五叶、六叶期,土壤蔗糖酶、脲酶活性均在60d腐解天数,0.5 g·m L-1DW浓度处理下达到最高。土壤酸性磷酸酶活性均在120d腐解腐解天数,0.5 g·m L-1DW处理下达到最高。土壤过氧化物酶活性在幼苗四叶、五叶期,腐解60d,0.5 g·m L-1DW浓度处理下达到最高,六叶期酶活与对照相比差异均不显著。玉米幼苗根际土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶的活性随腐解液浓度的增加而增加;随着玉米秸秆腐解天数的增加,呈现先升高后降低的趋势;随叶龄增加,腐解液对根际土壤酶活性的影响逐渐减弱。玉米幼苗根系活力随着秸秆腐解液浓度的增大先升高后降低;低(0.125 g·m L-1DW)、中(0.25 g·m L-1DW)浓度下对根系活力的促进作用也随叶龄增加逐渐减弱。     

玉米生育期空间插值方法比较

采用合适的空间插值方法可以估计全国主产区玉米生育期的空间分布情况,从而指导不同地区的种植生产。该文通过比较反距离加权法、径向基函数法、克里格法等插值方法的异同,以调查县夏播玉米5个阶段的生育期为数据源,对黄淮海夏播玉米区生育期的数据进行空间插值处理,并使用交叉验证对表面精度进行分析。结果表明：播种期、出苗期和成熟期的最适合插值方法为径向基函数法,其均方根预测误差分别为5.077、5.320、5.243 d,拔节期和抽雄期的最佳插值方法为反距离加权法,其均方根预测误差分别为7.826、6.403 d;播种期和出苗期由西南至东北逐渐延后,其余阶段生育期以东南至西北为中轴线向两侧逐渐延后。     

东北地区春玉米生长发育和产量对温度变化的响应

选择东北地区3个玉米主栽品种,于2007和2008年在锦州进行分期播种试验,调查记录作物发育期,并测定干物质和产量构成.同时结合锦州地面气象观测站的平均气温资料,采用对比、回归等方法分析不同品种玉米生长发育对温度变化的响应.结果表明,播种前10d-出苗期的平均气温与出苗速度相关极显著(P＜0.01),平均气温高则出苗快,出苗速度与品种关系不大;出苗后,平均气温高,可加快中、晚熟品种玉米生长;玉米拔节后,株高增长量与温度的关系因品种而异,最大叶面积指数受温度变化影响较小,主要与品种的生态特性有关;温度变化对干物质增重速率的影响随玉米不同生长阶段而异,出苗后0-20d和40-60d的温度升高对叶片和茎秆的增重速率为正效应;出苗后60-80d的温度升高对籽粒灌浆为正效应;百粒重和产量与抽雄-乳熟期的平均气温呈正相关,与乳熟-成熟期的平均气温呈负相关.研究结果可为当地玉米品种选择、播期调整提供参考.     

玉米种子的活力鉴定

玉米早春播种常遇低温。玉米种子在低温下吸水时易发生吸胀冷害,轻者影响种子出苗的整齐度,减少成苗,重者使种子完全丧失发芽能力。在低温情况下,种子的生理及生化活动也减慢,细胞内含物外渗现象都变得严重;若温度高,真菌类生长速度快,种子便易受到感染,出苗率下降。不同玉米品种在低温下的发能力差异显著,在很大程度上决定着种子发芽过程的耐冷性。     

天水市玉米生长对气候变暖的响应

气温变暖已对农作物生长发育产生了较大的影响。利用天水市1968—2009年的气温、高温日数的变化资料,分析近几十年来天水市气温的变化趋势及特点,结合天水市农业科学研究所1980—2005年的玉米生育期资料,对数据进行统计和制图,应用DPS软件计算相关系数。通过分析玉米生育期与温度的关系及变化趋势,建立回归模拟方程,揭示玉米对气候变暖的响应,为探讨当地玉米的适宜播种期和玉米作物带的变迁,进而为种植业结构调整和粮食安全提供理论依据。结果表明,1968—2009年天水市年平均温度一直呈比较平稳的上升趋势,增幅为0.469℃.10a 1;年四季平均气温均呈上升趋势,其中以冬季、春季上升最为明显,年高温在30℃和35℃以上天数均呈逐渐增多趋势。玉米播种期、出苗期有推迟趋势,抽穗期、吐丝期、成熟期随气温的变暖均呈现提前的变化趋势,其中播种期推迟2.7 d.10a 1,出苗期延长0.1 d.10a 1,抽穗期提前3.3d.10a 1,吐丝期提前4.4 d.10a 1,成熟期提前8.7 d.10a 1;在玉米生育期各阶段中,播种—出苗期推迟0.1d.10a 1,出苗—抽穗期缩短3.4 d.10a 1,抽穗—吐丝期缩短1.0 d.10a 1,吐丝—成熟期缩短4.4 d.10a 1;生育期内平均气温升高,促使玉米生长加快,发育期提前,全生育期缩短。玉米在1980—2005年间的千粒重总体呈现下降趋势,极端高温对玉米全生育期和千粒重的影响较大。     

广东省从化市冬种玉米生产的气候适应性分析

通过对３年冬种玉米分期播种资料的统计分析,探讨了冬种玉米产量及其性状与气候条件之间的定量关系。分析表明,热量不足是影响冬种玉米产量的主要气象因子,低温型灾害的出现对冬种玉米的产量产生不利影响;拔节—抽雄期是低温冷害影响冬玉米产量的关键期,另一个次关键期为抽雄—开花时段。     

基于作物水分亏缺指数的黄淮海平原夏玉米全生育期干旱分布特征

黄淮海地区是夏玉米主产区,又是受旱最严重的地区之一,明确该区域干旱发生规律,采取相应防灾减灾措施对粮食保产具有重要意义。利用黄淮海地区1981−2015年76个气象站点数据,以作物水分亏缺指数（CWDI）作为干旱指标,根据《北方夏玉米干旱等级》标准对各区域进行干旱等级划分,并计算干旱发生频率和影响范围,通过ArcGIS实现站点数据的空间插值,分析该区域夏玉米干旱时空演变规律。结果表明：（1）1981−2015年夏玉米各生育期内CWDI总体表现为先下降后上升的趋势,播种−出苗期和抽雄−乳熟期干旱发生频率最高,2011−2015年夏玉米干旱有加重趋势,其中河北南部、河南北部及山东夏玉米生育期内CWDI值最高;（2）黄淮海地区夏玉米生长季以轻旱为主,其次是中旱,重旱和特旱发生频率较低,研究区域干旱发生频率北部高于南部,西部高于东部,河南、河北、山东大部、安徽和江苏受干旱影响较大。（3）播种−出苗期特旱站次比最高,其余生育阶段均为轻旱站次比最高。     

马铃薯玉米立体种植的小气候效应

以立体种植中春马铃薯、春玉米、秋马铃薯、花椰菜,1年4收模式为例,阐明玉米为马铃薯遮阴,使薯块周围的土温降低5～7℃,避免了高温对马铃薯的热害.同时宽窄行玉米又改善了田间小气候性能.马铃薯、花椰菜利用冷凉气候、玉米利用温热气候,避免了晚播夏玉米的低温冷害.这种立体种植模式,既能充分利用气候资源,又能利用小气候减灾避害,从而获得666.7m~2产玉米超500kg,666.7m~2产值2000元的较高经济效益.     

钾对玉米苗期抗冷性的影响

利用玉米为材料,在砂培试验中,设置了0、1．5、3．0、15．0mmol／L4个钾水平,当玉米长至五叶期时分别进行8℃、25℃两种温度处理4天,测定了钾对玉米苗期抗冷性的影响。结果表明,在砂培条件下,适施钾肥增加了玉米地上部钾含量。低温胁迫下玉米叶片质膜离子渗透率增加,施钾有利于质膜透性保持较低水平;15．0mmol／L钾处理叶片质膜的离子渗透率仅为不施钾处理的58％。与此同时,在低温胁迫下,高钾植株叶片过氧化物酶活性降低,萎蔫率明显下降,抗冷性增强。     

旱作区玉米播期试验初报

玉米是对温度比较敏感的作物,尤其是在播种到出苗期间对土壤温度有较高的要求。为了探索玉米适宜播期,充分利用有效积温,针对传统玉米种植品种和播种时期进行试验,以提高玉米产量和品质,提高玉米的综合生产力。     

基于改进最大值法合成NDVI的夏玉米物候期遥感监测

利用遥感技术监测农作物物候期,能够及时有效地评估作物生长趋势、提高农情信息化管理水平。本研究利用2016年MODIS 8天合成数据,提出改进的最大值合成法,结合S-G滤波和Logistic函数拟合重构夏玉米生长曲线,最后利用曲率法提取夏玉米的拔节期和成熟期,利用动态阈值法提取夏玉米的出苗期和抽雄期。结果表明:采用本文提取的夏玉米物候期与实测物候期相比,平均误差为2.76 d,其中在抽雄期的绝对误差为1.06 d,运用改进的最大值合成提取作物NDVI时序数据可有效去除连续云雾对植被指数的影响,提高监测作物物候期的准确性,为精准农业提供技术支撑。     

短期低温对大豆苗期生长和结瘤固氮的影响

采用早熟大豆品种“黑河43”、晚熟大豆品种“东农53”进行盆栽试验,出苗后进行连续7d的低温处理（LT）,昼夜温度设定为13℃/3℃,以25℃/10℃为对照,从大豆出苗28d开始,每7d进行破坏性取样共4次,测定地上部和根干物质量、根瘤生物量、全氮含量及根瘤固氮量,研究苗期短期低温对大豆生长、结瘤和固氮能力的影响。结果表明：（1）大豆出苗后7d短期低温胁迫会延缓大豆生长发育。出苗后28～42d大豆生物量显著低于CK处理,出苗后49d低温胁迫对两个大豆品种生物量均无显著影响。（2）与CK相比,低温对“东农53”和“黑河43”根瘤形成的显著抑制作用分别出现在苗后42d和35d,根瘤数量分别降低了58.8%和72.0%。出苗后49d,低温使“东农53”和“黑河43”根瘤干重分别减少48.9%和48.5%。（3）低温刺激了两个品种大豆的生物固氮能力。在出苗后49d,低温处理“东农53”和“黑河43”的生物固氮量、单位根瘤生物量的固氮量和单个根瘤的固氮量分别增加了89.9%、118.9%,249.3%、172.6%,150.6%、114.2%。生物固氮百分率分别增加了26.4个和24.5个百分点...     

干旱胁迫对窄叶鲜卑花种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究干旱胁迫对窄叶鲜卑花种子萌发及幼苗生长的影响,为野生种驯化和种群恢复提供参考。[方法]以窄叶鲜卑花种子为实验材料,采用不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫环境,研究干旱协迫强度对窄叶鲜卑花种子的吸胀速率、发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子抗旱萌发指数及幼苗生长情况的影响。[结果]随着干旱胁迫程度的加剧,窄叶鲜卑花种子的吸水过程表现出急速吸水期、缓慢上升期和吸水平稳期3个阶段;其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子抗旱萌发指数及苗高、根长,苗重与胁迫强度均呈负相关;当PEG浓度达30%时,种子萌发完全被抑制。另一方面,种子群体萌动、萌发和出苗达50%所需时间随胁迫强度的增加而越发延迟,且各阶段对环境临界水势要求不同,出苗阶段最为严格,表明种子出苗过程对环境水分胁迫较为敏感,耐旱能力较弱。[结论]干旱胁迫显著抑制了窄叶鲜卑花种子的萌发和幼苗生长,也说明水分是窄叶鲜卑花种子萌发和幼苗形成的主导因素之一,在较干旱地区种植需要考虑水分的供给。     

冬玉米抽雄吐丝期低温冷害指标探讨

用盆栽进行冬玉米分期播种及人工气候箱模拟低温试验，观测，分析不同温度对冬玉米抽雄、开花散粉及吐丝结实的影响初步确定冬玉米抽雄、吐丝、散粉的临界温度及抽雄－吐丝、吐丝结实期的适宜、受害各级温度指标。     

水分调控降低盐分对夏玉米的影响

环渤海低平原冬小麦夏玉米一年两作种植系统中,冬小麦季微咸水灌溉造成土壤含盐量增加,影响下茬玉米正常出苗。通过水分调控消减根层土壤盐分是有效可行的途径,并利于冬小麦夏玉米一年两作的微咸水安全利用。该研究通过盆栽与田间试验相结合的方法,研究玉米出苗对土壤水盐阈值的响应以及玉米播后灌水对出苗、生长、根层水盐和产量的影响。盆栽试验结果表明:1)玉米在低土壤盐分含量(全盐含量0.8g·kg–1)下,60%田间持水量即可达到正常出苗;2)在高土壤盐分含量(全盐含量3.5 g·kg–1)下,出苗时间延长,出苗率降低;3)土壤盐分对出苗的影响,随着土壤含水量降低而越趋严重。因此在较高的盐分条件下,维持出苗期间一定土壤含水量,更利于缓解土壤盐分对玉米出苗的影响。大田试验中灌溉水盐分梯度为淡水(对照)、3g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1。田间试验结果表明:1)随着灌溉水盐分浓度增加冬小麦收获时0~20 cm土壤盐分含量明显增加;2)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1灌溉冬小麦,收获期0~20 cm土壤盐分含量分别为1.0 g·kg–1、1.3g·kg–1、1.6 g·kg–1、2.0 g·kg–1;3)夏玉米播种后立即灌溉一次75 mm淡水,玉米出苗期耕层土壤含水量维持在田间持水量的70%以上,土壤含盐量下降到1.0 g·kg–1左右,夏玉米生长进程和产量不受影响。2年(2015年和2016年)淡水、3 g·L–1、4 g·L–1和5 g·L–1微咸水拔节期灌溉冬小麦,下茬夏玉米产量分别为9 510.4 kg·hm–2、9 913.6 kg·hm–2、9 910.6 kg·hm–2、9 986.0 kg·hm–2和9 621.8 kg·hm–2、9 455.3 kg·hm–2、9 460.2 kg·hm–2、9 221.4kg·hm–2,产量差异不显著。考虑该地区降水的时间分布,与玉米生长同期的充足夏季降水的淋洗作用,微咸水灌溉小麦的积盐可得到很好淋洗。因此,该地区在冬小麦生长季实施不超过5 g·L–1微咸水灌溉,利用冬小麦夏玉米关键生育期水分调控,可消减微咸水灌溉土壤盐分积累对玉米出苗影响,结合夏玉米出苗水管理和雨季淋盐,实现周年稳产和水盐平衡,根层土壤不积盐。