基于冠层光资源高效利用的定向播种技术增产效应研究

为明确定向播种技术对玉米冠层光资源利用及增产的效应,设计了玉米种子不同入土方式以及不同品种移栽入土的试验,研究了玉米生育期叶片空间布局,冠层光能时空分布特征及产量性状,结果表明使玉米叶片垂直于垄向,即胚面平行于地面且朝上,种子长轴方向垂直于垄向的种子入土方式,或使叶片伸展方向垂直于垄向的定向移栽处理可以提高生育期群体对光能的截获,达到光能优化配置在玉米群体穗位层及以上部位,促进玉米叶片光合生产,提高百粒重,玉米增产5%~9%。     

模拟犁底层条件下春玉米叶片形态发育及衰老表征

通过模拟犁底层和模拟打破犁底层处理进行试验,研究犁底层对春玉米叶片形态发育及衰老表征,明确犁地层对东北春玉米生产易引发早衰的机理。结果表明,模拟犁底层处理的第8片到第11片叶玉米叶片长度以及第13片叶到第20片叶叶片宽度均小于模拟打破犁底层处理,达到极显著水平;从5片叶全展开到小喇叭口期,模拟犁底层处理比模拟打破犁底层处理晚发育9 d;模拟犁底层处理缩短了中部叶片的持绿时间6 d;模拟犁底层处理相对模拟打破犁底层处理降低了开花期绿叶面积及开花后相对绿叶面积,生产上采用农业机械深松打破犁底层可延缓后期叶片衰老进程。     

鸡粪与立茬还田配合应用对土壤养分和玉米产量的影响

为研究鸡粪与玉米秸秆立茬还田对土壤养分和玉米产量的影响,通过5年的定位试验,测定了土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机质含量、pH和玉米产量。研究结果表明:鸡粪与秸秆立茬还田配合应用能够增加土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机质含量和提高pH值,达到培肥土壤的效果。与对照相比,T4(立茬还田+鸡粪30m3/hm²配合应用)培肥土壤效果最好,增加玉米产量幅度最大,全氮、全磷、全钾、有机质和pH分别增加了0.29,0.08,3.59,3.50g/kg和0.24,平均增产18.5%o     

耕作方式对农田土壤水分变化特征及水分利用效率的影响

探讨耕作方式对土壤含水量及水分利用效率的影响,对于高效利用自然降水,提高自然降水利用效率,增加作物产量具有重要的理论与实践意义。因此,采用铝盒称重法测定不同年份、季节、土壤剖面及冻融前后土壤含水量,研究不同耕作方式对土壤含水量及作物水分利用效率的影响。结果表明:在特定时期内土壤含水量随土层深度的增加而减少,特别是土层40cm以下尤为明显,而且随季节呈波动性变化且受降雨影响较大;季节冻融作用明显降低土壤含水量,但深松较其他处理土壤含水量增幅为0.93%~2.23%;土壤贮水量随季节呈先增后降的趋势变化,且生育前期明显高于生育后期;不同耕作方式对田间耗水量和耗水系数无显著影响,但深松耕作显著提高作物水分利用效率,并且水分利用效率与产量的相关性达到极显著水平(r=0.76**)。综合分析认为,保护性耕作结合深松是有效改善耕层结构,增加土壤含水量,提高自然降水利用效率的有效耕作方法。因此,该研究可为东北雨养农业区留茬深松保护性耕作技术的推广提供理论依据。     

长期耕作对农田黑土几丁质降解菌群及酶活性的影响

为揭示长期耕作对农田黑土几丁质降解菌群及酶活性的影响及其驱动因子,以黑土区耕法长期定位试验为平台,采用荧光定量和高通量测序技术研究不同耕作措施（灭茬起垄、免耕、间隔深松和翻耕）下0～40 cm土层chiA几丁质降解菌基因丰度、微生物群落结构和酶活性。结果表明：0～20 cm土层,免耕显著提高chiA基因丰度;20～40 cm土层,免耕降低chiA基因丰度、alpha多样性和变形菌门（Proteobacteria）相对丰度,但是增加放线菌门（Actinobacteria）相对丰度。土壤pH、平均重量直径和养分含量显著影响chiA基因丰度和群落结构。与灭茬起垄相比,免耕显著提高0～20cm土层几丁质酶活性,而间隔深松和深翻显著提高0～40 cm土层几丁质酶活性。结构方程模型模拟发现耕作方式、土壤深度、平均重量直径、土壤有机碳、全氮、全磷、chiA基因丰度和放线菌门相对丰度对几丁质酶活性具有显著直接效应。研究结果为明确黑土区不同耕作措施对土壤几丁质降解的影响提供理论基础。     

不同耕作方式下土壤水分动态变化及利用效率的研究

为明确不同耕作下土壤水分动态变化及其利用效率,2010~2013年采用田间试验方法,研究了宽窄行深松25 cm(T1)和宽窄行深松35 cm(T2)和均匀垄(T3)三种耕作方式下土壤水分周年变化、动态变化以及水分利用效率。结果表明:土壤含水量周年变化可分为3个阶段,即"大幅度变化期"、"平稳期"和"小幅度变化期"。大幅度变化期出现在4月末至8月末,小幅度变化期和平稳期受温度和降雪量的影响,不同年份长短不一。三年0~100 cm土层平均土壤含水量T2和T1较T3高,T2比T1土壤含水量更高。土壤含水量随土壤深度的增加呈"先升后降的趋势",0~40 cm土壤含水量为"增加趋势"、40~60 cm土壤含水量为"维持较高",60~100 cm土壤含水量为"下降趋势"。宽窄行深松有利于保墒保苗,深松后T2比T1储水效果更好。T2和T1土壤水分利用效率分别较T3提高17.4%和6.6%,T2土壤水分利用效果最好。     

不同玉米品种根冠特性对化控剂处理种子的响应

以化控剂"玉黄金"为种子处理剂,选用良玉188等6个玉米品种为材料,分析种子处理对玉米根冠关系及株型性状的影响。结果表明,不同玉米品种对化控剂种子处理的响应不同,化控剂种子处理有增加中胚轴长度的趋势,良玉188对化控剂种子处理最敏感;其次是禾玉3和迪卡516,其他3个品种未表现出差异。化控剂种子处理表现出较一致的增大根冠比效应。玉米株高和叶面积在不同生育期对化控剂种子处理的反应逐渐减弱,苗期和拔节期迪卡516和良玉188对化控剂处理的反应最敏感,降低株高的效应最强烈。化控剂种子处理对玉米下部节间长度的影响不显著,对穗位高度和穗位系数的影响有降低的趋势。     

不同密度对利民33光合特性和产量的影响

在大田试验条件下设7万(T1)、8万(T2)、9万(T3)、10万(T4)和11万株/hm²(T5)5个处理,测定玉米叶面积指数和叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率测定(Tr)和玉米产量,研究不同密度对利民33光合特性及产量的影响.研究结果表明,在吐丝期T4密度下LAI最高,在灌浆后期T2密度下LAI最高;在吐丝期和灌浆后期叶绿素含量均随着密度的增加呈降低趋势;吐丝期和灌浆后期净光合速率和光能利用率均表现出T2密度下最高,玉米产量与净光合速率和光能利用率密切相关.利民33在T2密度条件下光能利用率最高,产量最高,达12 124.64 kg/hm².     

植物生长调节剂及其在大田作物上的应用分析

植物生长调节剂在调控作物的生长发育、提高作物产量、改良品质和增强作物抗逆性等方面发挥了重要作用,我国已经成为世界上植物生长调节剂应用最广泛的国家之一。本文结合科研和生产实际,就作物化学调控技术在实现粮食作物生产"定向调控"、抗逆减灾、提质增效及农产品安全生产方面的研究进展进行梳理、归纳和总结,并展望其未来发展方向。     

灌浆期风灾倒伏对玉米籽粒灌浆特性及品质的影响

为了评估风灾倒伏造成的玉米产量损失,采用田间试验的方法对灌浆期风灾倒伏后捆扶处理、未倒伏以及倒伏上层和倒伏下层玉米籽粒建成和品质形成规律进行研究。结果表明,倒伏后第6 d玉米倒伏覆盖下层植株籽粒灌浆速率和籽粒含水率分别是对照处理(未倒伏)的26.9%和136.0%,倒伏使籽粒灌浆速率显著降低,后期籽粒脱水速度减慢。在产量上,倒伏后捆扶、倒伏上层、倒伏下层单株产量分别比对照减产11.75%、10.51%和29.88%,倒伏对下层被覆盖玉米植株影响较大,倒伏减产原因主要是由于穗粒数的减少,其次灌浆速率降低造成百粒重下降。田间45个定位点,倒伏最高减产29.68%,平均减产14.75%,进一步验证了灌浆期风灾倒伏对玉米产量的影响较大。相关分析表明,籽粒建成过程中籽粒干重与淀粉、脂肪含量呈极显著正相关,相关系数分别为0.618~0.861和0.580~0.797(P<0.01),与蛋白含量呈极显著负相关,风灾倒伏对粗蛋白和粗脂肪含量影响较大,而对淀粉含量影响较小。在倒伏后及时进行捆扶处理对降低玉米产量与品质损失有一定的积极作用。