不同栽培技术因子对雨养春玉米产量与氮素效率差异的影响

【目的】探明不同产量水平模式中增（减）技术因子对玉米产量、养分效率的影响并明确其优先序,以期为不同生产水平玉米产量及氮素效率缩差增效提供理论依据。【方法】通过调研农户、高产高效和超高产3个产量水平的生产模式,确定了种植密度、耕作方式、氮素管理、品种是不同生产模式玉米产量与氮素效率提升的主要技术因子,在此基础上设置了超高产（SH）、高产高效（HH）和农户（FP）3个不同产量水平的综合管理技术模式,针对不同模式中的技术因子设计了裂区试验,以耕作方式为主区、品种为副区,氮肥管理为副副区、密度为副副副区,分析增（减）技术因子对不同生产模式玉米产量及氮素效率的技术贡献率。【结果】FP模式中技术因子对产量贡献率的大小依次为氮素管理、种植密度、土壤耕作、品种,贡献率分别为9.9%、6.0%、4.4%和2.5%;HH模式中栽培措施对产量贡献率的大小依次为种植密度、氮素管理、土壤耕作、品种,贡献率分别为7.7%、5.2%、4.5%和3.5%;SH模式中栽培措施对产量贡献率大小依次为种植密度、土壤耕作、氮素管理、品种,贡献率分别为8.9%、7.3%、6.5%和4.3%。而3种模式中,栽培技术因子对氮素效率贡献率从高到低依次均为氮素管理、种植密度、土壤耕作、品种。其中,FP模式的氮素管理、种植密度、土壤耕作、品种对氮素效率的贡献率分别为30.5%、6.0%、4.4%和2.5%,HH模式分别为19.7%、7.7%、4.7%和4.5%,SH模式分别为25.4%、8.3%、6.5%和4.5%。【结论】技术因子对产量的贡献在不同模式中的优先序不同,不同管理水平下产量差由多因素共同作用形成,技术因子间具有协同效应。当前农户水平下氮素管理方式对产量的贡献率居首位,高产水平下种植密度和土壤耕作对产量贡献较大,而不同产量水平下氮素效率差异主要取决于氮肥管理方式。     

不同方法萃取温莪术中挥发油的比较研究

为了优化温莪术中挥发油的提取工艺并筛选最佳提取方法,采用正交试验方法研究了影响温莪术中挥发油提取的因素.结果表明:超临界CO2萃取的最佳提取工艺为压力25 MPa,时间2h,温度65℃,提取率能达到4.5％.水蒸汽蒸馏法最佳工艺路线为粒度10目,时间为9h,倍数10倍,提取率能达到2.5％.说明超临界CO2萃取法的提取率高,是提取温莪术挥发油值得推广和有前景的一种方法.     

综合农艺措施实现东北玉米生产和环境效益及土壤肥力的同步提升

  【目的】  东北春玉米生产中普遍存在种植密度偏低、肥料施用不合理、耕层质量差等问题,严重制约了玉米持续增产及养分效率的提升。研究综合农艺措施下玉米产量、植株氮素吸收与利用及土壤氮素平衡,为春玉米高效生产提供参考依据。  【方法】  2017—2019年,以玉米品种‘富民108’为供试材料,在吉林省农安县进行田间试验。整合密度、耕作方式、氮素施用量和施用时期等技术要素,设置了高产高效模式(HH)和超高产模式(SH),同时设置农户模式(FP)和基础地力模式(CK)作为对照;为计算肥料利用率及土壤氮素平衡,在FP、HH和SH模式下各自增设不施氮肥空白处理。在玉米6个生育期,取植株样品测定氮素含量和吸收量,同时取0—40 cm土壤样品测定铵态氮和硝态氮含量。在成熟期考种、测产。  【结果】  3年试验玉米籽粒产量均表现为SH>HH>FP (P<0.05),SH比HH、FP处理平均提高了8.76%、20.16%。氮素偏生产力(PFP_N) 3年均以HH处理最高,SH处理最低,HH比FP、SH处理平均分别提高37.92%、45.65%;氮素农学效率(AE_N)和氮素回收效率(RE_N)均表现为HH>SH>FP,HH处理的AE_N和RE_N分别比SH、FP处理提高了21.21%、35.72%和9.69%、63.56%。植株氮积累量在苗期至拔节期FP、HH、SH处理间无显著差异。生殖生长阶段(R1至R6)植株氮素积累量占氮素总积累量的比例为SH (36.21%)>HH (34.60%)>FP (29.75%)>CK (26.33%)。籽粒氮素积累量来自花后吸收的比例随着产量的增加而提高,SH、HH、FP、CK处理花后氮素吸收量的贡献率分别为48.43%、44.78%、40.40%、35.39%。0—20 cm、20—40 cm土层土壤无机氮含量在玉米开花期前均以FP处理最高,而开花期到成熟期以SH处理最高,与FP、HH处理相比,SH处理的0—20 cm 土层土壤无机氮含量平均分别提高了12.00%、4.05%,20—40 cm土层土壤无机氮含量分别提高了14.81%、4.93%。HH处理氮素表观损失量显著低于FP和SH处理,而土壤氮素盈余量均以FP处理最高,比HH、SH处理分别平均高了23.36%、5.25%。玉米净收益HH比FP、SH处理分别提高了14.38%、18.30%。  【结论】  高产高效模式显著提高了玉米氮素利用率,降低了土壤氮残留率和氮损失量,而超高产模式虽然使产量进一步显著增加,但降低了氮素利用效率,增加了土壤氮素残留与表观损失量。综合考虑产量、氮素利用率、经济效益及潜在环境风险,将种植密度由6.0万株/hm2提高至7.5万株/hm2,氮肥播前一次性基施改为减量分次施用,配套秋季深翻、夏季深松的高产高效模式,可以实现春玉米产量和氮效率的同步提高。     

半干旱区不同地膜覆盖滴灌对土壤水、温变化及玉米生长的影响

在大田滴灌条件下研究普通地膜、降解地膜覆盖对土壤水分、温度及对玉米生长的影响.结果表明,玉米生育期内普通地膜和降解地膜处理的保墒效果显著高于不覆膜(对照),但无明显差异,两种地膜覆盖处理的保墒效应主要表现在明显提高玉米营养生长阶段0～60 cm土壤含水量;地膜覆盖明显提高苗期至拔节期5～25 cm土壤平均温度,降解地膜与普通地膜分别比对照提高1.81℃和2.80℃.降解地膜和普通地膜处理营养生长阶段叶面积指数和光合势处于较高水平,其地上部干物质积累比例分别占总干重的54％和55％,显著高于对照.降解地膜和普通地膜处理的子粒产量分别比对照提高了20.9％和21.6％,水分利用效率分别提高了20.6％和20.9％,均显著高于对照.因此,在滴灌条件下降解地膜与普通地膜具有较好的提温保墒效果,显著提高玉米营养生长阶段的干物质积累和子粒产量.     

施氮对不同种植密度玉米产量和子粒灌浆特性的影响

以玉米品种先玉335为供试材料,在大田条件下设2个氮肥水平、5个种植密度,探讨施氮量与密度互作对玉米子粒灌浆特性影响,通过Logistic方程拟合子粒灌浆过程,解析灌浆特征参数与粒重的关系。在玉米子粒灌浆过程中,氮肥主要调控灌浆前期的灌浆速率来影响子粒建成,最终使百粒重增加;密度则调控快增期、缓增期持续天数来影响子粒重。要提高玉米产量,关键在于提高子粒灌浆速率和有效灌浆时间,尤其是延长快增期和缓增期持续时间以及提高渐增期平均灌浆速率。在生产中,首先要合理密植,构建适宜的群体,延长子粒灌浆持续时间;此外,通过增加开花后的氮肥供应来提高子粒灌浆前期的平均灌浆速率。     

秸秆还田与施氮对黑土区春玉米田产量、 温室气体排放及土壤酶活性的影响

探讨秸秆还田与施氮对高纬度黑土区春玉米产量与温室气体排放特性的影响,对促进粮食增产和降低环境代价具有重要意义。本研究通过位于黑土区的大田定位试验,利用静态箱-气相色谱计数方法,在秸秆还田与不还田和3个氮素用量(纯N:120 kg·hm~(-2),240 kg·hm~(-2)和300 kg·hm~(-2))条件下,研究了春玉米不同生育时期农田土壤CO2、N2O和CH4综合温室效应与排放强度,以及土壤过氧化氢酶和脲酶活性的变化。结果表明:无秸秆还田时,高氮用量处理春玉米产量最高;秸秆还田后,中等氮用量处理(240 kg·hm~(-2))春玉米产量最高,且与无秸秆还田的高氮处理间无显著差异。无秸秆还田时,随施氮量增加,CO2、N2O和CH4排放量均显著提高,综合温室效应和土壤温室气体排放量与强度显著增加(P0.05);增施氮肥配合秸秆还田,增加了CO2和N2O的排放量,而土壤CH4的碳汇功能增强,温室气体排放量与强度未显著提高(P0.05)。无秸秆还田,增施氮肥降低了土壤过氧化氢酶活性但提高了土壤脲酶活性;而秸秆还田使得增施氮肥引起的土壤过氧化氢酶活性降低的幅度加大但土壤脲酶活性提高的幅度变小。因此,秸秆还田后配合中等用量氮处理(240 kg·hm~(-2))玉米产量最高,且能够抑制单纯增施氮肥对综合温室效应和土壤温室气体排放强度的促进作用,推荐在生产中参考使用。     

我国北方40个高产春玉米品种的磷素利用特性

【目的】探明我国北方目前主推高产春玉米品种的磷素利用特性,揭示不同玉米品种磷素积累和转运差异,为磷高效品种的选育提供理论依据。【方法】选用东北区40个不同熟期的高产春玉米品种,在同一环境条件下采用盆栽试验,按照大田60000 plants/hm2种植密度进行摆放。在开花期和生理成熟期,每个品种取样3株,分成根、茎秆、叶片和子粒4部分,测定干物质重;采用钼锑抗比色法测定植株各器官磷含量;依据磷素子粒生产效率(PEPG)划分不同玉米品种的磷效率类型,计算磷素利用特性的相关参数;分析磷素利用特性相关参数与磷素子粒生产效率的关系。【结果】依据磷素子粒生产效率将供试玉米品种划分为4个类型,即磷高效型(Ⅰ)、磷中效型(Ⅱ)、磷低效型(Ⅲ)及磷超低效型(Ⅳ )。其中,Ⅲ型品种最多(45%),Ⅳ型品种最少(5%),Ⅱ型和Ⅰ型品种分别为27.5%和22.5%。在开花前4个类型品种的磷含量及磷素分配比例差异不显著,开花后是产生差异的关键时期。开花期,Ⅳ型品种茎秆的磷素积累量最高(P0.05),Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型品种根、茎秆和叶片的磷素积累量差异不显著(P0.05)。成熟期,各器官的磷含量以Ⅳ型品种最高(P0.05);Ⅱ和Ⅲ型品种的子粒磷含量高于Ⅰ型品种(P0.05),但Ⅱ和Ⅲ型品种的子粒磷含量差异不显著(P0.05)。Ⅳ型品种根、茎秆和叶片的磷素积累量和分配比例较高(P0.05),而Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型品种子粒的磷素积累量和分配比例较高(P0.05),Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型品种根、茎秆、叶片和子粒的磷素积累量和分配比例无明显差异(P0.05)。4个类型品种中,Ⅳ型品种的磷干物质生产效率(PDMPE)、磷收获指数(PHI)、磷偏生产力(PFP)、磷转移量(PTA)、磷转移效率(PTE)及磷贡献率(PCR)最低(P0.05),Ⅰ和Ⅱ型品种的PFP、PHI、PTA及PTE显著高于Ⅲ型品种(P0.05),但Ⅰ和Ⅱ型品种的差异不显著(P0.05);4个类型品种的磷素吸收效率(PUp E)和磷素农艺效率(PAE)无显著差异(P0.05)。相关和通径分析表明,磷素干物质生产效率和粒重与磷素子粒生产效率呈显著正相关。【结论】我国北方目前主推的大部分高产春玉米为磷低效型品种;磷高效型品种在生育后期向子粒分配的磷素比例较多,而磷超低效型品种向根、茎秆和叶片分配的磷素比例较多;较高粒重和磷素干物质生产效率是磷高效型品种的基本特征。     

播期对不同熟期玉米产量及生理成熟后茎秆力学特性的影响

2017-2018年以早熟(鑫鑫1号)、中熟(富民985)和晚熟(沈玉21)品种为试验材料,分析3个播期对不同熟期品种玉米子粒产量、茎秆力学特性及倒伏率的影响。结果表明,晚熟品种早播子粒产量最高,比中播和晚播处理分别增加7.6%和28.4%。中熟品种早播,茎秆拉力(SBF)、基部第3节间穿刺强度(RPSTI)和第4节间压碎强度(RCSFI)较中播和晚播处理分别提高10.0%~24.7%和15.1%~57.3%。晚熟品种早播,SBF、RPSTI和RCSFI较中播和晚播处理分别提高27.2%~33.8%和34.0%~70.7%,中熟和晚熟品种播期推迟倒伏率最大增幅分别达49.2%和61.2%。综上,推荐采用中晚熟品种适期早播以提高玉米产量和生理成熟后茎秆质量,降低倒伏风险。     

施磷肥对土壤-水稻体系中Hg迁移累积规律的影响

对水稻田施用不同剂量磷肥,定期测定土壤、水稻根、茎、叶和子粒中的Hg的动态变化,研究Hg在土壤和水稻各器官中的分配累积、动态变化规律,以及Hg在土壤和水稻植株各器官的累积量与磷肥施用量的相关性等.结果表明:在水稻成熟期,在4个不同磷肥水平下,土壤和植株中Hg的含量与磷肥施用量存在明显的剂量效应,Hg在土壤及水稻植株不同...     

不同熟期春玉米品种的籽粒灌浆特性

【目的】明确目前东北地区主推不同熟期春玉米品种粒重形成过程的籽粒灌浆特性,为玉米籽粒发育调控和熟期选择提供理论依据。【方法】选用东北区40个不同熟期的高产春玉米品种。在同一环境条件下,采用60 000株/hm²大田种植。调查各品种出苗至成熟的生育天数,依据生育期对不同品种的熟期进行分类,研究不同熟期品种产量和百粒重的差异;运用Logistic模型解析不同熟期品种的籽粒灌浆过程,分析积累起始势、灌浆速率、灌浆时间等籽粒灌浆参数及其与产量相关性。【结果】依据联合国粮农组织标准,东北地区目前主推的玉米高产品种按生育期长短可分为中熟（I）、中晚熟（II）、晚熟（III）和超晚熟（IV）4类,其中晚熟品种最多（50%）,生育期121-130 d,其次为超晚熟品种（25%）,生育期131-140 d,中熟品种和中晚熟品种最少（均为12.5%）,生育期分别为101-110 d和111-120 d。60 000株/hm²试验密度下,4个类型品种以晚熟品种产量最高,超晚熟品种次之,中熟品种产量最低;中熟品种产量比晚熟、超晚熟和中晚熟品种分别低45%、44%和35%。中晚熟、晚熟和超晚熟品种产量无显著差异（P＞0.05）,但显著高于中熟品种（P＜0.05）。灌浆初期,中熟品种百粒重最低,超晚熟品种百粒重最高,灌浆30 d后,中晚熟品种百粒重增长速度最快,中熟品种百粒重增长速度最慢。4类熟期品种籽粒灌浆速率均呈单峰曲线变化,中熟品种的灌浆峰值最高,超晚熟品种最低。各品种达到灌浆峰值后,超晚熟品种灌浆速率下降最慢,中熟品种下降最快。运用Logistic方程可较好地拟合籽粒灌浆过程（R＞0.99）,将各熟期品种灌浆过程划分为渐增期、快增期和缓增期,中熟品种籽粒灌浆参数中积累起始势（R₀）、最大灌浆速率（R_max）、渐增期持续时间（T₁）、快增期和缓增期灌浆速率（v₂, v₃）明显高于其他熟期类型品种,其灌浆活跃期（P）、快增期和缓增期持续时间（T₂, T₃）及渐增期灌浆速率（v₁）则明显低于其它熟期类型品种。相关分析表明,不同熟期品种产量与灌浆活跃期、有效灌浆时间（t₃）、渐增期灌浆速率、快增期和缓增期持续时间极显著正相关;与积累起始势、最大灌浆速率、渐增期持续时间、快增期和缓增期灌浆速率极显著负相关。【结论】中熟品种灌浆启动快,灌浆活跃期和有效灌浆时间短,中晚熟、晚熟和超晚熟品种灌浆启动慢,灌浆活跃期和有效灌浆时间长;在保证籽粒安全成熟前提下,延长灌浆活跃期、有效灌浆时间、快增期和缓增期持续时间,提高渐增期灌浆速率,有利于提高不同熟期玉米产量。