玉米套作大豆模式复合群体高产高效优化配置技术研究

利用大豆品种南豆12,在玉米套作大豆模式下,对影响玉米套作大豆复合群体产量效益的带宽比、播期、群体配置3个主要因子进行了试验研究。结果表明:以玉米窄行40 cm、宽行160 cm为玉米套作大豆最优带宽配置;在与早熟和中熟玉米套作时,6月18日是南豆12获得高产的最适播期,与迟熟玉米套作时,6月26日是南豆12获得高产的最适播期,玉米套作南豆12的适宜播种期以玉豆共生期控制在42 d以内为宜;玉米6万株.hm-2、大豆9.9万株.hm-2是玉豆两季作物双高产高效的最优复合群体配置。     

玉米套作大豆高产高效栽培技术

文中介绍了玉米套作大豆模式,选用配套高产良种、规范玉米大豆带宽比、协调播期、群体合理配置、科学施肥、加强病虫防治是实现玉米套作大豆模式玉豆双双高产高效的核心技术。     

不同株型玉米套作大豆生长环境动态及群体产量研究

为探明玉米-大豆带状套作下大豆生长环境动态规律及产量变化,选用不同株型玉米品种与大豆带状套作,分析了光强,光质,空气、土壤温湿度及产量变化规律。结果表明:大豆与紧凑型玉米套作下其冠层光合有效辐射和光谱辐照度在不同高度和不同时间都高于半紧凑和松散型。玉米-大豆带状套作群体土壤水分含量从大豆行间到玉米窄行间逐渐降低,大豆与紧凑型玉米套作群体不同空间位置土壤含水量变化幅度较小,而半紧凑和松散型玉米变化幅度较大。对于空气温湿度,紧凑型玉米套作下的大豆冠层空气温度最高,湿度最低。此外,大豆与紧凑型玉米套作下不同空间位置土壤0~10 cm温度高于半紧凑和松散型套作。大豆与紧凑型玉米套作下其产量显著高于与半紧凑和松散型玉米套作,但紧凑型玉米产量最低。因此,在玉米-大豆带状套作群体不同配置相关研究中应当考虑玉米株型对大豆生长环境及产量的影响。     

行距配置对套作大豆冠层光环境及其形态特征和产量的影响

为明确玉米-大豆带状套作群体行距配置对套作大豆的影响,固定带宽为200 cm,玉米采用宽窄行种植,设定玉米窄行距离为20 cm(P1)、40 cm(P2)、60 cm(P3)、80 cm(P4)和100 cm(P5),研究了不同行距配置对套作大豆共生期光环境及其形态特征和产量的影响。结果表明:(1)套作大豆冠层的透光率和红光/远红光(R/Fr)比值随着玉米窄行行距的增大(玉豆间距的减小)而逐渐降低;(2)套作大豆单株的茎粗、地上部生物量、根长、根重和根冠比随着透光率和R/Fr值的增大呈现上升的趋势,最大值出现在玉米窄行20 cm(P1)处理,分别为2.02 mm、0.25 g、8.5 cm、0.034 g和0.14;而株高变化规律相反,最大值为31.9 cm,出现在100 cm(P5)处理中;(3)套作大豆的产量在P1处理和P2处理下差异不显著,最高产量为1 472 kg·hm-2,随后随玉米窄行行距的增大而迅速降低,并且与其冠层的透光率和R/Fr比值呈显著和极显著正相关。因此,在玉米-大豆带状套作系统中,将玉米窄行行距控制在20~40 cm范围,有利于大豆生长发育的光环境及后期恢复和产量形成。     

玉米株型和幅宽对套作大豆碳氮代谢及产量的影响

在玉/豆套作模式下,采用玉米株型与种植幅宽二因素裂区设计,研究了不同田间配置对套作大豆碳氮代谢与产量的影响。结果表明,较大幅宽和紧凑型玉米下,大豆被荫蔽的程度有所减缓,碳氮代谢变化趋势朝着利于产量形成的方向发展。主要表现为,茎叶中的碳氮含量和关健酶在各时期保持在较高的水平;R4期后叶片中的淀粉迅速降解为糖运至籽粒,而氮的下降速率缓慢。结合前期的研究,我们得出,R2是大豆经历光照转换的重要时期,该时期植株的碳氮代谢能力对大豆后期产量的形成起着重要的作用。而R6期大豆表现出来的碳、氮代谢水平,又能一定程度的反映产量水平。本试验条件下,对玉米、大豆两季作物的经济效益进行分析后得出,利于大豆生长,且保证全年高产,高效的最优组合为：与紧凑型玉米套作,大豆幅宽1.17m,玉米幅宽0.83m。     

玉米-大豆带状套作高产玉米品种的形态特征

通过两年大田试验,在玉米-大豆带状复合种植模式下,研究21个玉米品种在净作和套作模式下的产量水平,以产量为7 500 kg/hm~2为界限,将供试玉米品种划分为3个产量类别,通过比较净作高产套作高产与净作高产套作低产两个类别下玉米的形态特征,从品种间形态的变异系数和形态指标与产量相关性,筛选出叶面积、株高、穗上位二叶夹角和穗位高可作为选择套作高产玉米品种的主要形态指标。套作玉米品种叶面积吐丝期为6 415～7 158 cm~2/株,穗上位二叶夹角分别为20°～31°和22°～28°,株高为259～280 cm,穗位高为94.5～113.0 cm时,可获得较高的套作玉米产量。     

种植模式和施氮水平对大豆花荚脱落及产量的影响

通过田间裂区试验,研究了两种种植模式(大豆单作、玉米-大豆套作)和玉米、大豆施氮总量(NN:0;RN:180 kg·hm-2;CN:240 N kg·hm-2)对大豆农艺性状、花荚脱落及大豆产量的影响。结果表明:与大豆单作相比,玉米-大豆套作模式使大豆R2期的株高、茎粗、有效分枝数和倒三叶面积降低,第一节间长和平均节间长升高,大豆全株及中上层的落花数、落荚数和花荚脱落率显著降低,单株荚数、经济系数显著提高。玉米-大豆套作系统中,RN处理下的有效分枝数较少,倒三叶面积显著降低,大豆全株及中上层落花数显著减少,花荚脱落率达到最小值,比NN和CN显著降低10.8%、10.2%;在RN处理下,玉米-大豆套作模式下的大豆单株荚数、百粒重和生物量最大,产量和经济系数表现最佳。     

氮肥对套作大豆干物质积累与分配的影响

在麦/玉米/豆种植模式下,研究了施氮量对套作大豆干物质积累与分配的影响.结果表明,随着施氮量的提高,大豆LAI增大,叶片衰老延缓,在盛荚期保持更大的叶面积,有利于干物质的积累.适宜的施氮量(≤135 kg/hm2)在大豆结荚期后能协调植株各部分干物质的输出率,对套作大豆有明显的增产作用;高氮处理(180.225 kg/hm2)促使植株茎、叶干物质量在始熟期积累过多,而干物质的输出率降低,导致源/库比例不协调,对豆荚的贡献率降低,产量降低.就不同器官而言,叶片对籽粒的贡献率大于茎秆对籽粒的贡献率.干物质量与产量构成因素存在明显相关,在套作大豆苗期,根、茎干物质量与充实度、产量显著正相关;在套作大豆生育中、后期,叶片干物质积累量与产量构成因素呈显著负相关.综上所述,适宜施氮量(45～90 kg/hm2)提高干物质的贡献率,减少大豆秕粒,有利于套作大豆获得高额产量.     

大豆产量构成因素及其相互关系

大豆产量构成因素及其相互关系黑龙江省农科院大豆所董丽华大豆产量高低与产量构成因素——单位面积株数、单株荚数、单株粒数、百粒重、粒茎比密切相关。这些因素越优越、越合理产量越高。针对高产大豆与这些因素的关系，作以下分析。１．结荚数同一地区同一生态类型品种...     

玉/豆套作模式下玉米播期与密度对大豆农艺性状及产量的影响

为完善"麦/玉/豆"新三熟模式的配套栽培技术,寻求玉豆套作体系下获取玉米、大豆共同高产的最佳玉米播期和密度;通过大田试验,采用玉米播期与密度二因素裂区设计,研究了不同玉米群体对玉/豆模式下大豆农艺性状及产量的影响.结果表明:玉米适当晚播(3月26日～4月5日)和密植(4.8～6万株·hm-2)有利于玉米产量的提高;玉米早播(3月6日)与稀植(3.6万株·hm-2)能降低大豆株高、增加茎粗、缩短结荚高度、增加分枝数,提高20 cm～60 cm层分枝荚数、粒数和60 cm以上层主茎英数与粒数,比晚播(4月15日)处理增产40.42%,比高密度(6万株·hm-2)处理增产35.79%;玉米适当早播(3月6日～3月26日)和适度密植(4.8万株·hm-2)有利于玉豆套作体系总产量和总产值的提高.     

叶面喷施烯效唑对套作大豆花后碳氮代谢及产量的影响

以大豆品种贡选1号为试验材料,在玉米-大豆套作模式下,研究不同施氮水平下叶面喷施烯效唑对套作大豆花后碳氮代谢、干物质积累量及产量的影响。结果表明:烯效唑在不同的施氮水平下均能促进植株的碳氮代谢,提高了R5期前大豆叶和茎中的总糖及全氮含量,降低了R7期叶茎中的总糖含量,显著提高了R3~R7期叶茎中总糖含量的减少量;叶面喷施烯效唑提高了R2和R3期的碳氮比,却显著降低了R5期后的碳氮比;烯效唑提高R3~R7期的干物质积累量、有效荚数、百粒重和产量。在低(0 kg·hm-2)、中(32.4 kg·hm-2)、高氮水平(64.8 kg·hm-2)下,分别以喷施60,30和90 mg·kg-1烯效唑的干物质积累量和产量最高。综合碳氮代谢及产量的表现,玉米-大豆套作模式下以施32.4 kg·hm-2纯氮,于V5期喷施30 mg·kg-1烯效唑效果最佳。     

论玉米群体产量结构规律及其高产前景

根据玉米群体产量结构原理及其结构规律认定:构成玉米单位面积产量的穗、粒、重三因素各数据相加的和数越大、三因素间的差数越小的群体产量结构型,能够引导玉米单位百积产量高产更高产.预计21世纪里,以公顷为单位的玉米产量可期望3万kg以上。     

边际效应对带状套作大豆表型和产量的影响

选用结荚习性不同的3个大豆品种(系),以大豆等行距单作和带状单作为对照,研究玉米-大豆带状套作下边际效应对大豆表型和产量的影响。结果表明,玉米-大豆带状套作下边际效应对大豆苗期和成熟期植株主茎长、平均节间长产生正向效应,对节数、茎粗、地上部生物量(或茎干重)产生负向效应;受综合边际效应—边际劣势影响,带状套作大豆的有效分枝数、主茎荚数、分枝荚数、单株粒数、百粒重、单株产量等性状均发生负向效应。在玉米-大豆带状套作中,大豆植株平均节间长和主茎荚数的边际效应指数(绝对值)大,表型可塑性强;就品种类型而言,无限型大豆较亚有限型和有限型大豆的边际效应指数(绝对值)更大,表型可塑性更强。相关分析表明,单株产量的边际效应指数与苗期平均节间长的边际效应指数显著负相关,与苗期地上部生物量及有效分枝数、分枝荚数、单株粒数等的边际效应指数显著正相关。在玉米—大豆带状套作中,玉米收后大豆的边际优势难以弥补与玉米共生期间(苗期)的边际劣势,因此,选用边际效应敏感度低、表型可塑性弱的大豆品种有利于提高大豆产量。     

前作和施氮量对玉米-大豆套作体系下大豆干物质积累及产量的影响

为完善以玉米-大豆套作系统为核心的三熟模式配套栽培技术,提高玉米-大豆套作体系下大豆的产量,研究了小麦(A1)、豌豆(A2)、蚕豆(A3)及马铃薯(A4)4种前作处理和施氮0(B1),30(B2)和60(B3)kg·hm-23种水平对大豆农艺性状、干物质积累及产量的影响。结果表明:前作豌豆和蚕豆处理与前作小麦相比,提高了大豆茎粗、分枝数和R2、R8期的单株干物质积累量,降低了株高,其中,前作为蚕豆处理的大豆茎粗、分枝数、单株干物质积累量比前作为小麦处理的高3.5%、5.9%和5.7%,产量也较小麦前作平均高197.94 kg·hm-2;不同前作下各施氮处理对大豆农艺性状及产量的影响表现不一致,前作蚕豆、豌豆处理,大豆株高和分枝数随施氮量的增加而升高,茎粗和产量随施氮量的增加呈先增后降的趋势;而前作小麦和马铃薯处理的大豆株高、茎粗、分枝数和产量则均随施氮量的增加而提高;所有处理中以A3B2处理组合大豆农艺性状较好,产量最高,即前作蚕豆和施氮30 kg·hm-2时有利于玉米-大豆套作体系下大豆农艺性状的改善和产量的提高。     

不同茬口对小麦养分利用和产量的影响

为了探究不同茬口对小麦生产的影响,在测定玉米、大豆、花生、甘薯4种不同作物收获后土壤养分状况的基础上,对不同茬口下小麦植株养分吸收、利用和产量进行了研究。结果表明,与玉米茬相比,大豆茬的土壤速效磷含量降低,土壤速效氮和速效钾含量提高,花生茬的土壤速效氮和速效磷含量提高,甘薯茬的土壤速效氮和速效钾含量下降;大豆、花生和甘薯茬有利于小麦植株养分的积累,并能显著提高千粒重,但甘薯茬的小麦产量显著低于玉米茬。因此,大豆和花生可作为冬小麦种植区两熟复种模式的适宜前茬作物。     

西北灌区西瓜套作大豆高产高效模式群体配置技术研究

以西北一熟制灌区当前生产中广泛种植且间套作优势明显的西瓜/大豆套作方式为研究对象,通过5年田间试验,对影响该复合群体产量及效益的带幅比、品种、密度及播期4个主要群体配置因子进行系统的试验研究。结果表明:带幅1.6 m,西瓜、大豆带幅比1.2/0.4模式为西瓜套作大豆最优带幅配置;不同熟期大豆品种套作西瓜,大豆产量差异达到显著水平,齐黄36、冀豆12和陇黄2号产量显著高于其它品种;带幅1.6 m,西瓜、大豆带幅比1.2/0.4模式下,大豆品种齐黄36适宜密度为15万~18万株·hm-2,适宜播期在5月下旬。     

套作弱光胁迫对大豆苗期根系形态和生理活性的影响

研究玉米-大豆带状套作弱光环境下大豆苗期根系形态特征、生理特性和生物量积累,明晰苗期大豆根系对套作荫蔽的响应规律,筛选适宜玉米-大豆带状套作的大豆品种,为改良大豆对荫蔽胁迫的适应能力提供理论依据。以NTS1007、桂夏3号和南豆12等3个根系特征不同的大豆品种(系)为试验材料,在盆栽试验条件下,采用挖掘法考察根系形态特征,并对根系活力、表面积、伤流量和生物量积累等指标进行测定和分析。结果表明,与单作相比,玉豆带状套作下大豆主根长和侧根长均显著下降,侧根下降81.8%,主根下降42.8%,侧根下降更为明显;根系可溶性糖含量显著下降,导致根系活力降低,伤流量减少;大豆根系表面积和活跃吸收表面积显著减小,降幅均与一级侧根总长度的降幅呈极显著正相关;大豆植株生物量显著下降,其中地下部下降55.2%,地上部下降37.9%,根冠比减小。不同品种(系)大豆根系对套作的响应程度不同,南豆12的主根长、一级侧根长、根体积降幅最小(33.9%、74.4%、65.3%);桂夏3号的根系表面积和生物量降幅最大(67.1%、48.3%);NTS1007则根冠比、根系活力和伤流量冠比降幅最大(35.4%、39.2%、38.9%)。套作遮荫条件下大豆根系的伸长生长比根系生理性状更能够准确地反映植株根系生长状况,根系长度可作为判定对荫蔽胁迫适应能力的一个重要指标。南豆12在玉米-大豆套作下能够更为合理地分配同化产物,减小荫蔽胁迫对根系形态建成和生理活性的抑制作用,保证根系生物量积累。     

苎麻高产群体结构的经济性状和产量构成

苎麻是收获韧皮纤维的经济作物,其商品生产经济效益的表现在于纤维产量的高低和品质的优劣,高产麻地的纤维产量为什么高?低产麻地的纤维产量为什么低?前辈们曾经进行了大量的研究,结论是令人信服的。为了继续探索,两年来笔者在前人研究的基础上,对不同品种的高产群体结构的经济性状和纤维产量构成,作了较为充分的调查研究,现分述如下。一、高产群体结构的类型决定苎麻纤维产量的因素首先是单位面积上的有效株数,而合理的群体结构对获得较多的有效株具有重要意义。在高产栽培条件下,有效株数固然主要取决于栽种密度,但单位面积上的群体生物学产量在一定程度上又受株高、茎粗、皮厚等因素的制约。从两年调查四个品种的结果(表1)看,各品     

玉米株型对大豆氮素积累、转运和籽粒蛋白质产量的影响

以“玉/豆”套作模式为背景,三个不同株型的玉米和三个不同熟期的大豆材料,采用两因素裂区设计,研究了大豆地上部氮素积累和转运,以及籽粒蛋白质的差异。结果表明,各大豆品种中,以晚熟大豆在不同时期、不同器官的氮素积累量为最高,分别高出中、早熟品种 121.09%和165.33%,其氮素积累速率、有效荚数、籽粒产量和蛋白质含量平均分别为3.78kg/hm2/d、60.27荚、3 840.22kg/hm2和48.71 %,均显著高于中、早熟品种;大豆地上部氮素积累总量、积累速率、转运量和单株有效荚数均随着玉米株型的变化（从紧凑型到平展型）而减少,紧凑型玉米下的大豆籽粒产量和蛋白质产量分别为2 609.10kg/hm2和1 203.83kg/hm2,显著高于其他玉米株型处理;交互作用分析表明,玉米株型与大豆熟性在单株荚数、单荚粒数、籽粒产量和蛋白质产量上互作显著;相关性分析表明蛋白质产量与籽粒产量极显著相关。因此,选择紧凑型玉米与晚熟大豆品种搭配有利于提高套作大豆的产量,从而提高籽粒蛋白质产量。     

等氮条件下施肥方式对夏玉米产量及土壤养分吸收利用的影响

施等氮量225 kg/hm2条件下,研究不同施肥方式对夏玉米产量及其构成因素、不同生育期植株对养分吸收及0~20 cm和21~40 cm土壤速效养分含量的动态变化,明确不同施肥方式对夏玉米的增产效应。结果表明,施肥均不同程度增加夏玉米产量,增产16.48%~48.15%,收获指数增加7.81%~15.52%。缓控释肥处理对夏玉米产量提高作用明显,最高达9 697.50 kg/hm2。缓控释肥处理在玉米不同生育期土壤养分残留量呈低-高-低的趋势,能较好协调土壤养分供应与夏玉米地上部养分吸收,氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率均较高,利于获得高产。