旱地玉米不同耕作覆盖措施的土壤环境及产量效应

为解决冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水、低温冷凉和土壤肥力下降等问题,于2011—2014年采用裂区设计,在山西省旱作节水农业示范基地——阳曲县河村,设置4种不同耕作覆盖处理,研究旱地玉米不同耕作覆盖处理的土壤水、肥、热及产量效应,结果表明:1)秋深耕+秸秆还田较春旋耕+无秸秆还田明显提高苗期5 cm日平均地温和日最低平均地温,3年平均分别提高1.1和1.3℃。覆膜处理3年平均较不覆膜处理增加苗期5 cm日平均地温和日最低平均地温1.7和1.2℃;2)秋深耕+秸秆还田苗期0～10 cm土壤含水量较春旋耕+无秸秆还田平均增加1.9个百分点。3)玉米苗期秋深耕+秸秆还田0～12.5 cm土壤紧实度平均为春旋耕+无秸秆还田的3.0倍,从15.0 cm开始2个处理土壤紧实度基本一致。4)连续3年耕作覆盖处理后,秋深耕+秸秆还田土壤肥力明显得到改善,其中0～20 cm土壤有机质含量、土壤全磷和全钾都较春旋耕+无秸秆还田有显著(P0.01)增加,增幅分别为5.8%、6.4%和6.1%,覆膜土壤全氮含量显著高于不覆膜,增幅为8.6%。5)秋深耕+秸秆还田有显著(P0.01)增产作用,4年平均增加经济产量12.2%,4年覆膜处理较不覆膜处理经济产量平均增加25.3%。所有处理中,秋深耕+秸秆还田+覆膜产量最高。6)覆膜处理中,秋深耕+秸秆还田WUE平均较春旋耕+无秸秆还田增加5.4%;而不覆膜处理中,秋深耕+秸秆还田WUE平均较春旋耕+无秸秆还田增加12.0%。因此,目前适宜该区域的蓄水保墒、增温稳温、培肥地力和高产高效的土壤耕作覆盖措施为秋深耕+秸秆还田+覆膜。     

离子注入对红小豆农艺性状及产量的影响

为了丰富红小豆种质资源、优化育种进程,通过离子注入技术处理作物种子,使植株性状得到诱变,进而筛选出优良植株,是重要且有效的育种方法之一。采用田间试验的方法,研究不同的离子注入剂量对红小豆植株农艺性状及产量的影响。结果表明,低剂量(2×10~(16)个/cm~2)氮离子注入红小豆种子对红小豆的农艺性状及产量变异效果显著,其中,红小豆株高增加11.4%,单株荚数增加5.7%,百粒质量增加17.2%,小区产量增加42.8%。试验筛选出了处理红小豆的适宜剂量,使红小豆的生长潜力得到提升,产量得到一定的提高,对创制种质资源具有积极的作用。     

减量施氮对鲜食玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量的影响

通过定位试验研究减量施氮对鲜食玉米生长、产量、籽粒营养品质、氮素利用及土壤硝态氮含量的影响,为山西省鲜食玉米合理施用氮肥提供理论依据。田间试验于2018～2020年在山西省旱作节水农业试验示范基地进行,以晋鲜糯41号为供试品种,设置4个施氮水平,分别为不施氮(N0)、N 120 kg/hm²(N1,减氮50%)、N 180 kg/hm²     

密度对春玉米生理成熟后倒伏变化的影响

晋中盆地热量资源丰富,后期可供春玉米立秆脱水时间充足,抗倒性是该区域实施春玉米机械粒收的关键因素。增密种植与立秆延期收获是机械粒收技术发展和推广的重要措施,而玉米生长后期倒伏是限制种植密度进一步提升的重要因素,如何合理选择种植密度同时兼顾高产和抗倒就成为该区域实施春玉米机械粒收技术面临的重要问题。为此于2017—2019年在山西省农业科学院东阳试验示范基地,以29个玉米主栽品种和已审定、待审定、有潜力的宜机收品种为材料,分析了春玉米3个种植密度(6.0万株·hm~(-2)、7.5万株·hm~(-2)和9.0万株·hm~(-2))下生理成熟后倒伏情况。结果表明,随着种植密度增加,春玉米生理成熟期平均倒折率分别为0.4%、1.2%和2.5%,生理成熟后平均倒折率呈显著(P0.05)增加,且每推迟10 d玉米倒折率分别平均增加0.2个、0.7个和1.5个百分点。根据拟合方程,以GB/T 21962—2008规定的玉米机械粒收条件倒折率小于5%为标准, 9.0万株·hm~(-2)仅可立秆至10月2日, 7.5万株·hm~(-2)和6.0万株·hm~(-2)可充分利用当地积温立秆脱水至11月。根据收获期产量和倒折率双向平均法, 3年都稳定表现出高产抗倒的品种为‘金科玉3306’(7.5万株·hm~(-2))、‘金科玉3306’(9.0万株·hm~(-2))、‘迪卡517’(7.5万株·hm~(-2))和‘华农887’(7.5万株·hm~(-2)),收获期平均产量为14 091.8kg·hm~(-2),平均倒折率为1.7%,可推荐为该区域春玉米适宜机械粒收的品种和密度。一般可根据降水年型、灌溉条件以及品种耐密性等,合理选择6.0万株·hm~(-2)或7.5万株·hm~(-2)两种种植密度,以实现高产抗倒,最终提高春玉米机械粒收产量和质量。     

不同苗龄移栽对山西早熟区春玉米生长及产量的影响

为了探索在山西早熟区无膜种植玉米的新模式及玉米育苗移栽的最佳移栽苗龄,采用完全随机区组设计大田试验,以覆膜直播为对照,分析了不同苗龄移栽对玉米生育进程、株高与产量及其构成因素的影响.结果表明,各苗龄移栽玉米的生育进程要略慢于对照.移栽具有降低株高的效应.虽然各苗龄移栽玉米的产量均低于对照,且随着移栽苗龄的增大呈现出差距加大的趋势,但通过移栽可以在该地区实现无膜种植玉米,其中二叶移栽的玉米产量与对照无显著差异,较覆膜直播(CK)仅减产9％.因此,在此试验条件下二叶期是山西早熟区玉米的最佳移栽苗龄.     

拔节期干旱对春玉米产量性状及抗旱性的影响

在干旱区大田条件下,选用当前生产上主推密植型玉米品种,在拔节期不同干旱胁迫度下,对其产量性状及抗旱性进行研究,结果表明,不同旱胁迫度下百粒重与产量均呈极显著正相关;随干旱胁迫程度增加,穗粒数对产量所起的直接效应明显增加,而穗粒数则与行粒数呈极显著正相关,所以百粒重是决定产量的首要因子,其次是穗粒数,而行粒数则决定了穗粒数。品种抗旱性分析结果表明,大丰30丰产性较好,而抗旱性一般;富友968抗旱性最好,而丰产性较差;潞玉36则抗旱性和丰产性均较差。     

冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究

针对冷凉区旱地玉米生产中存在的干旱缺水和低温冷凉两大主要限制因子,于2016年采用单因素随机区组设计,在山西省旱作节水农业试验示范基地阳曲县河村,采用地膜半覆盖模式,设置5种不同覆膜起垄高度处理,进行了冷凉区旱地玉米微垄覆膜土壤水热及产量效应研究。结果表明,覆膜垄高每增加5cm,玉米苗期垄侧播种行8cm日平均地温降低0.3℃;当覆膜垄高从0cm增加到5和10cm时,膜侧播种行0~20cm土壤含水量分别极显著（P<0.01）增加3.6和5.3个百分点;覆膜垄高每增加10cm,玉米拔节期推迟1d,抽雄吐丝期相应推迟1d;覆膜垄高5cm处理的经济产量极显著（P<0.01）高于垄高15cm、垄高20cm和地膜平铺处理,与垄高10cm处理之间没有显著差异;覆膜垄高5和10cm处理的水分利用效率最高,极显著（P<0.01）高于地膜平铺和垄高20cm处理,平均较地膜平铺和垄高20cm处理分别提高2.1和2.2kg/(hm ²·mm),增幅分别为6.8%和7.2%。研究认为,微垄覆膜（垄高5~10cm）可以协调垄高增加引起的增温和微集水之间的矛盾,同时兼顾地膜覆盖增温、保墒和微集水效应,增产增效,是冷凉区旱地玉米适宜的地膜覆盖方式。     

地膜覆盖与育苗移栽对山西寒旱区春玉米生长及产量的影响

为了明确寒旱区地膜覆盖与育苗移栽对促进中晚熟玉米生长及增加产量作用的相对重要性,采用完全随机区组设计大田试验,分析比较了这两种栽培方式对玉米生育进程、株高变化与穗位高及各产量构成因素的影响。结果表明,地膜覆盖直播玉米的生长发育进程明显地早于育苗移栽玉米。地膜覆盖较同期直播（5月2日）产量增加32.0%;育苗移栽膜地产量较直播提高34.7%。增产的原因主要是百粒重的显著增加。各处理相比,移栽可使株高和穗位高降低,覆膜(包括移栽膜地)则能够提高产量和降低秃尖的长度。综合投入产出比较,覆膜种植是目前山西寒旱区春玉米较好的种植方式之一。     

穗期干旱胁迫下春玉米产量与抗旱性分析研究

干旱是造成中国北方玉米产量低而不稳的重要原因,为保证玉米既丰产又稳产,研究和筛选适宜的春玉米栽培品种至关重要;本试验在大田干旱条件下,选用生产上推广应用的春玉米代表品种,在穗期采用干旱胁迫和正常供水方法处理,对不同类型品种的产量及产量构成因素和抗旱性进行分析,结果表明,穗期受旱后密植型品种小区产量平均为12.14 kg,高于稀植型品种小区产量平均值10.4 kg;耐旱指数分析表明,以密植型品种‘大丰26’最高为0.89,而以稀植型品种‘农大108’最低为0.39,整体上密植型优于稀植型品种;同时结合产量构成因素分析表明,密度是影响产量的首要因子,其次才是穗粒数,而百粒重影响最小;试验中以‘大丰26’、‘先玉335’丰产及稳产性最好;因此,在干旱区选用适宜的密植型品种并推广玉米增密技术,是支撑未来玉米产业发展乃至粮食安全生产的重要途径。     

密度对不同玉米品种产量形成和耗水量的影响

不同密度条件下,用农大108和郑单958为材料,分析了两者的产量形成和耗水量之间的差异及原因。结果表明：同等密度条件下,郑单958产量高于农大108,并随着密度的增加,郑单958与农大108之间的产量差异增大,郑单958在高密度下产量优势更加明显;低密度下,农大108穗粒数多,郑单958百粒重大,两者产量差异不大;高密度下,郑单958的穗粒数、百粒重均高于农大108,增加密度对郑单958形成产量更有利。从干物质积累和转化的角度分析表明,低密度下,郑单958增产途径主要来源于提高收获指数;高密度下,生物量增加和收获指数提高是郑单958产量高于农大108的主要原因。在试验密度范围内,农大108和郑单958的耗水量在390-422mm,密度相差1倍左右情况下,生育期耗水量相差约30mm,耗水量差异主要来源于出苗至大喇叭口生育阶段。