不同密度下增施有机肥对夏玉米物质生产及产量构成的影响

本研究在夏玉米季适当降低种植密度并连续两年施用有机肥,旨在了解黄淮海地区夏玉米群体物质累积和产量构成对有机肥施用量和种植密度的响应,从而降低倒伏风险,确保稳产、高产。试验采用随机区组设计,设高、中、低3个种植密度,分别为90 000株·hm-2、75 000株·hm-2和60 000株·hm-2,3个种植密度下设不同的有机肥施用量处理,其中高密度下设30 m3·hm-2一种施肥量,中密度下设30 m3·hm-2一种施肥量,低密度下设0 m3·hm-2、30 m3·hm-2和45 m3·hm-23种施肥量。研究结果表明:施用有机肥可以有效改善土壤肥力。施用有机肥第1年,在中、低密度下对玉米干物质生产、群体生长速率和产量构成均产生一定的促进作用,但效果不显著。施用有机肥第2年,低密度下玉米群体衰老速率减缓,叶面积指数和棒三叶叶绿素相对含量在生育后期均维持在较高水平,花后群体生长速率维持在较高水平,且与中高密度无显著差异,群体花后生物量增加幅度最大,成熟期地上部总生物量显著提高甚至接近中高密度。低密度下施用有机肥后穗粒数和千粒重均大幅度提高,从而有效补偿了低密度下穗数的不足,最终低密度下施用45 m3·hm-2有机肥处理产量达10 838 kg·hm-2,与中、高密度下施用30 m3·hm-2有机肥处理的产量11 080 kg·hm-2和11 202 kg·hm-2基本持平且差异不显著。由此可见,通过适度降低密度并增施有机肥能够有效合理地调控群体花前花后生长,避免前期旺长和后期早衰,实现保穗保花增重增产的目的。     

玉米抗倒伏栽培技术的研究进展

玉米倒伏是影响玉米产量提高的重要制约因素,如何通过栽培技术措施有效防止倒伏是目前玉米生产上亟待解决的问题。从品种选择、耕作措施、种植密度配置、水肥调控、化学调控和病虫害防治方面介绍防倒栽培技术。     

不同氮肥模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响

以郑单958为试验材料,设基肥低氮、基肥高氮、第1次氮肥在拔节期施入和不施氮4个处理,研究了施氮模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响。结果显示,施氮处理各指标均优于不施氮处理。适当减少基肥氮量,具有以下优势,(1)在保证苗期氮肥供给的同时,每公顷节肥90 kg;(2)改善了冠层结构,增加了群体底层的透光率,使穗上叶和整株的茎叶夹角更紧凑,与基肥高氮处理相比分别减少4.33°和4.67°,同时降低了株高和穗位高,缩短了基部节间长度,有效防止茎秆倒伏;(3)与前期高氮处理相比,基肥低氮在灌浆初期叶片的叶绿素相对值和全氮含量均处于较高水平;(4)基肥低氮处理提高了单位面积的株数,并减少了秃尖长度,同时千粒重和穗粒数有所增加,最终获得较高产量。第1次氮肥在拔节期施入,前期控氮时间过长,营养元素失衡,苗期发育不良,不利于产量形成。     

中国东北春玉米区干旱时空分布特征及其对产量的影响

为了研究东北地区春玉米不同生育阶段干旱时空分布规律及其对产量的影响,基于研究区域1961—2012年69个气象站点逐日气象资料和春玉米生育时期及产量资料,采用Penman-Monteit法计算潜在蒸散量,在此基础上利用农业干旱指标标准化降水蒸散指数(SPEIPM)划分干旱等级-最后利用干旱等级权重及发生概率评分等级计算每个站点的干旱危险指数(DHI);利用Mann-Kendall检验法计算5个生育阶段的SPEI变化趋势,利用回归分析进行SPEI与玉米气候产量的关系分析。结果表明,吉林省西部和辽宁省西部在玉米生长季内始终为干旱高风险区,吉林省东部和辽宁省东部则为干旱低风险区,黑龙江省东部干旱风险随生育进程增大;近52 a玉米苗期干旱强度和范围有减小趋势,而生育后期在增加;1991—2012年辽宁省西部玉米气候产量与SPEIPM3-7(5—7月份的SPEIPM)以及吉林省西部、吉林省东部和松嫩平原气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)的关系达极显著(P0.01),吉林省中部气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)关系达显著水平(P0.05)。春旱严重地区如松嫩平原、吉林省西部、辽宁省西部和南部的干旱强度和范围正在减小,而东北干旱程度在玉米生育后期整体呈增强趋势,其中东部最明显。在降水充沛的吉林省东部,气候产量与干旱指数的回归方程对称轴在0附近,表明正常降水情况下即能保证高产和稳产。降水较少的地区如辽宁省西部和吉林省西部等地,回归方程对称轴在1附近,提高玉米产量需增加灌溉和提高水分利用效率。     

华北平原不同粮作模式下作物水分利用

利用田间定位试验的研究方法,对在华北地区通过种植模式调整实现农业节水的潜力进行了研究.通过系统比较3种不同种植模式单季和周年作物水分利用效率以及水量平衡方程,获得如下结论:1)冬小麦-夏玉米一年两熟常规模式(对照)具有显著产量优势,但水分利用率较低,对地下水消耗较大,不利于本地区农业的可持续发展;2)与对照相比,春玉米一熟模式可以实现最小灌溉或者零灌溉,充分利用自然降雨的同时,还有助于地下水的恢复,但周年产量降低较多(降低41％),考虑到粮食安全的需求,该模式不适宜在当前推广;3)与对照相比,两年三熟模式3年总灌溉量降低48％,产量降低11％,节水效果明显,水分利用效率显著提高,该模式进一步完善后可适当推广.本研究结果为在华北平原地区兼顾粮食安全基础上拓展节水农业提供了新的思路,对发展可持续性农业做了有益探索.     

底墒对夏玉米生长发育、水分利用及产量的影响

利用郑单958为材料,探讨播种时底墒差异对夏玉米生长发育、水分利用及产量的影响,以确定适宜的灌水量.试验设置4个处理,播种后不灌水(CK)、播种后立即灌水30 mm(GS-30)、45 mm(GS-45)、60 mm(GS-60).结果表明:1)6月中旬播种灌溉底墒水有其必要性;2)土壤储水量及水分利用效率在不同处理间存在一定的差异,其中GS-60的土壤储水量最多,WUE的差异不显著;3)播种后不灌水(CK)处理下的出苗率显著低于3个灌溉处理,即CK比灌溉处理低27.8％～30.3％;3叶展时CK处理下单株干物重比GS60显著降低了16％,但与其他处理间无显著差异,6叶展时单株干物重以GS-60显著高于其他处理,而各灌溉处理均显著高于CK.6叶展时各处理功能叶SPAD值存在显著差异,SPAD值随灌溉量的增加而增大;4)随着生育进程推移,底墒对夏玉米的LAI影响逐渐降低,至灌浆中期各处理差异不显著,底墒对夏玉米中后期单株干物重的影响与LAI类似;5)籽粒产量为GS-60产量最高,显著高于CK,而与GS-30,GS-45差异不显著.综上,播种后灌溉有利于玉米出苗率稳定及幼苗建成并促进幼苗生长、最终提高产量;同时,能够在一定程度上增加土壤贮水量.     

基于标准化降水蒸散指数研究干旱对北京地区作物产量的影响

利用华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植典型区域北京地区1962—2011年逐月降水、温度资料计算多尺度标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),分析干旱对作物产量的影响。结果显示:1)在过去50年内,SPI与SPEI所评判的干旱演变有巨大的不同,SPEI对气候变暖的响应是造成上述现象的主要原因。2)1990—2011年干旱指数与作物产量的关系显著(P<0.05),短时间尺度的SPI₃-8和SPEI₃-8与玉米气候产量呈曲线关系,所建立的回归方程可以解释60.0%和60.1%的玉米产量变异,适宜的干湿状态在-0.8到3.2(SPI)和-0.9到2.1(SPEI)之间。3)长时间尺度的SPI₂₄-5和SPEI₂₄-5与冬小麦气候产量呈线性相关,可以解释其51.8%和51.2%的产量变异。研究结果符合北京地区玉米以雨养为主、冬小麦以地下水补灌为主的实际情况。4)利用12或24个月尺度的干旱指数判断区域水分状况,可以帮助决断冬小麦返青后的灌水次数和灌水量,在防范产量风险的同时,提高水资源的利用效率。本研究表明,选择适合的时间尺度和月份的SPI和SPEI可以用来评价华北平原旱涝状况对农业生产的影响。降水量缺乏仍然是导致北京地区作物减产的主要因素。但华北平原由于气温升高导致干旱化的趋势明显,未来研究华北平原干旱对作物产量的影响,需更加注重运用综合了降水和蒸散因素的干旱指数,以提高评价干旱对产量影响的准确性。     

基于图像处理技术的夏玉米群体长势监测研究

试验采用均匀设计,在大田条件下固定数码相机高度垂直拍摄夏玉米拔节期和大喇叭口期的群体图像,利用图像处理技术获取玉米地面覆盖度,建立覆盖度与人工测得的叶面积指数(LAI)和干物质积累(DMA)的回归关系模型,并对该模型的适用性进行统计检验。结果表明：地面覆盖度与LAI和DMA间存在极显著正相关关系,相关系数分别达到了0.946和0.935,在叶面积估算模型中引入密度因素后模型的精确性得到了进一步改善,表明利用图像处理技术估测夏玉米群体长势具有很好的可行性。     

花后水分亏缺对玉米叶绿素荧光动力学参数及产量的影响

为了研究玉米农艺补偿技术,在旱棚控制条件下模拟土壤水分亏缺,研究花后不同阶段及不同程度水分亏缺对玉米叶绿素荧光动力学参数以及玉米产量的影响。结果表明:花后不同水分亏缺对叶绿素荧光动力学参数的影响不同,吐丝15 d时玉米穗位叶的PSⅡ潜在活性和Fv/Fm均大于吐丝45 d;随着水分亏缺时间的延长,PSⅡ潜在活性、Fv/Fm和qP值逐渐下降,而qN值逐渐上升,不利于光能的转化,导致产量降低。而短期胁迫后对荧光影响不明显,玉米穗位叶光合能力下降不显著。花后不同阶段水分亏缺对玉米产量的影响不同,灌浆中期至成熟期水分亏缺(T3)全生育期水分正常供应(T1)吐丝期至灌浆中期水分亏缺(T2)吐丝期至成熟期水分亏缺(T4)。T3的产量比T1增加3.5%,这是由千粒重增加所引起的,T2产量减少主要是由于穗粒数减少了3.9%,T4处理使穗粒数和千粒重都显著减少,从而使产量降低19.7%。     

密度对吉林省不同生态区玉米产量及其构成因素的影响

在吉林省的2个生态类型区布置种植密度试验,重点分析密度和生态因素对玉米产量及其构成因素的影响。结果表明：1）随着密度的增加,公主岭地区千粒重逐渐下降;而在桦甸地区,随着密度的增加产量显著增加,穗粒数下降;2个地区均以8万株/hm2的产量最高,分别为12 815和11 453kg/hm2。在同一个密度水平下,公主岭地区的产量和千粒重高于桦甸地区。2）生态因素对产量和千粒重的影响较大,对单位面积穗数和穗粒数的影响较小。产量、千粒重与积温呈显著正相关,说明热量条件不足是限制玉米产量和千粒重的主要因子。尤其是灌浆中期至成熟期的积温,保证这个阶段的积温是保证产量的关键,最适日均温为24.98℃。3）在高密度条件下（8万株/hm2）,桦甸地区大喇叭口期至吐丝期的日照时数较高,有利于增加单位面积穗数。