秸秆还田对东北半干旱区玉米‖花生轮作系统土壤水热特性及作物产量的影响

以东北半干旱区玉米‖花生轮作系统为研究对象,试验设传统玉米单作、花生单作、不同秸秆还田量下(30%、60%和100%)玉米‖花生轮作5个处理。通过连续3年田间定位试验,研究玉米秸秆不同还田量对农田土壤水热特性、产量及土地当量比(LER)的影响。结果表明,与传统单作相比,秸秆还田处理玉米区播前0～40 cm土壤平均含水量提高了1.9%～3.9%,花生区提高了11.0%～13.9%;成熟期,秸秆还田花生区0:00～8:00平均地温比传统单作提高了0.2℃～1.1℃,10:00～22:00平均地温较传统单作降低了0.5℃～1.0℃。2016年和2017年玉米‖花生轮作系统LER为1.05～1.16,2018年各处理LER均小于1。吉林半干旱区玉米‖花生轮作系统进行秸秆还田改善了作物播前的土壤水分状况,但对于作物产量的影响在不同年份有所差异。     

PGPR对莠去津污染土壤中结缕草生长及生理的影响

探究接种植物根际促生菌(PGPR)对结缕草幼苗生长与生理代谢的影响,为莠去津污染土壤中种植草坪草提供理论依据。采用双因素试验设计,以结缕草幼苗为材料,将幼苗分为PGPR（荧光假单胞杆菌,Pseudomonas fluorescens）接种和未接种两组,进行莠去津处理（浓度梯度为0、3、15、75 mg/kg）,并测定不同莠去津浓度下接种PGPR对结缕草的生长指标、防御性酶活性、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,接种荧光假单胞杆菌促进了结缕草生长,对不同浓度的莠去津胁迫均具有一定的缓解作用,其中3 mg/kg莠去津浓度下接种菌剂的促进作用最为明显,与对照相比,接菌后结缕草叶片叶绿素a、b分别提高45.8%和39.5%;净光合速率(Pn)增加184.83%;最大光化学效率(Fv/Fm)和PSII潜在活性(Fv/Fo)分别提高9.9%和41.04%;过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别是对照的2.96倍、1.94倍和2.37倍;结缕草株高、地上部鲜重及地上部干重分别比对照增加71.43%、47.69%和78.13%。综上,接种PGPR可促进结缕草的生长,增加叶绿素含量,提高光合作用能力,对缓解低浓度莠去津毒害效果显著。     

不同早熟玉米品种耐密性鉴定试验

试验采用裂区设计,以密度为主处理,设计了2个密度,即6万株·hm-2和7.5万株·hm-2;以品种为副处理,选择吉单27、克单14、德美亚1号、德美亚2号和哲单37等5个品种,对各品种的生育期及产量性状进行了调查分析。结果表明:(1)随着密度增大,吉单27、克单14、德美亚1号、德美亚2号和哲单37等5个品种的增产率分别为2.56%、3.42%、2.54%、2.54%、7.15%;(2)吉单27在2个密度条件下的产量均为最高,分别为9 525.6kg·hm-2、9 769.2kg·hm-2;(3)哲单37在高密度下增产效果达到了极显著差异水平,其适宜种植密度为7.5万株·hm-2。     

基于Hybrid-maize模型的吉林省不同生态区 玉米产量潜力研究

为挖掘玉米产量潜力,进一步提升玉米综合生产能力,利用在东北地区已验证的Hybrid-maize模型及多年气象数据对吉林省不同生态类型区[东部湿润生态区(桦甸)、中部半湿润生态区(公主岭)、西部半干旱生态区(乾安)]不同品种、播期和密度及其相互组合下的玉米产量潜力进行模拟,并对影响玉米高产稳产的因素进行定量分析,同时考虑产量潜力变异情况及品种本身的生产特性,构建了吉林省不同生态区玉米高产体系。研究结果表明:1)改变播期是一项重要的增产措施,不同生态区的表现不同,湿润区应选择早播,播种日期在4月20日左右较适宜,而半湿润和半干旱地区应尽量晚播,适宜播期应在5月中旬左右。2)不同生态区对密度的容纳能力表现为湿润区(桦甸)半湿润区(公主岭)半干旱区(乾安),3个地区的适宜密度分别为90 000株·hm~(-2)、80 000株·hm~(-2)和75 000株·hm~(-2)左右。3)选用生育期更长的品种表现出了较高的增产潜力,生产上应根据不同区域生态条件,尽量选择晚熟品种,在当前播期条件下半湿润和半干旱地区品种生育期内需要的有效生长积温(GDD)可增至1 600℃以上。4)与当前生产技术相比,将播期、密度、品种三者优化组合,高产体系长期平均产量潜力可增产14.39%~29.23%。本研究可为吉林省玉米高产措施的正确应用提供理论依据,为玉米产量大面积提升提供技术参考。     

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。     

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。     

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。     

不同类型氮肥对东北春玉米土壤N2O和CO2昼夜排放的影响

【目的】探明不同类型氮肥对高纬度春玉米土壤N₂O和CO₂昼夜排放的影响,以期为高纬度地区农田氮肥高效利用管理和温室气体减排提供参考依据。【方法】通过田间微区施用缓释肥（SLN）、尿素添加硝化抑制剂+脲酶抑制剂（NIUI）和普通尿素（OU）试验,采用静态箱-气相色谱法,分别在苗前（S1）、苗期（S2）、拔节期（S3）、灌浆期（S4）、蜡熟期（S5）和休闲期（S6）6个时期取样测定,比较分析农田N₂O和CO₂的昼夜排放特性。【结果】施用不同类型氮肥,田间N₂O和CO₂昼夜排放均呈单峰变化趋势,S1—S6时期,土壤N₂O排放高峰出现在12：00—19：00,排放低谷出现在下半夜（0：00—6：00）,而S2—S5同一时期白天或夜晚各观测时段之间CO₂排放通量差异不显著。S1和S2时期,N₂O和CO₂白天排放量分别占全天总排放量的56.2%—82.3%和53.6%—66.5%,而S3—S6时期,白天排放比例分别为40.6%—59.6%和43.7%—55.4%。SLN处理减少了S1时期土壤N₂O的全天总排放量,而NIUI处理减少了S1、S2和S5时期土壤N₂O的全天总排放量,其主要减排时段为S1时期的4：00—16：00和S2时期的12：00—22：00,其中S2时期18：00—19：00减排量占所有减排时段总量的57.3%,S5时期昼夜各时段均表现为减排作用,且昼夜减排比例相当;SLN对土壤CO₂的主要减排时段为S1时期的全天和S3时期的15：00—4：00,其中S1时期12：00—23：00减排比例高达76.8%,S3时期夜晚减排比例占所有减排时段总量的68.1%;NIUI处理在玉米生长季5个测定日都表现出对CO₂的减排作用,但昼夜减排比例存在差异,白天平均减排46.9%,最高减排达73.2%。同时发现,N₂O和CO₂排放通量日均值与9：00—10：00观测值存在极显著正相关关系（r_N2O=0.938**,r_CO2=0.977**）,9：00—10：00可作为东北春玉米农田N₂O和CO₂昼夜排放研究的代表性取样时段。【结论】不同类型氮肥对土壤N₂O和CO₂昼夜排放通量的影响在不同时期表现各异。与常规施氮相比,缓释氮肥抑制了玉米苗前期土壤N₂O昼夜排放,减排时段主要在9：00—22：00,而在其他测定日均促进了土壤N₂O昼夜排放;尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂抑制了玉米苗前白天、苗期夜晚以及收获期白天和夜晚的土壤N₂O排放,对拔节期至灌浆期土壤N₂O的昼夜排放均表现为促进作用。在苗前测定日全天和拔节期测定日的夜晚,缓释肥对土壤CO₂表现出减排作用;尿素添加硝化抑制剂和脲酶抑制剂降低了6个测定日土壤CO₂的排放。     

深松对三江平原春玉米田土壤水分和产量的影响

为探明不同方式深松对三江平原春玉米田土壤水分及产量的影响,在黑龙江省农业科学院佳木斯分院试验基地开展田间深松试验。试验设置2个深松深度(30 cm, 40 cm),3个深松时期(上年秋季,QS;当年春季,CS;和当年夏季,XS),以常规旋耕处理为对照(CT15)共7个深松处理,比对分析了不同深松方式对土壤水分、玉米农艺性状及玉米产量的影响。结果表明：40 cm深松效果优于30 cm, 0—10 cm土层中XS40和QS40土壤含水量在播种(VE)和吐丝期(R1)显著高于CT15,分别高29.17%和9.25%,21.02%和12.94%;20—35 cm土层中,QS40在拔节期(V6)和R1分别较CT15高11.76%和7.82%。深松对株高、穗位高和绿叶期具有积极作用,但不同深松处理间差异较小。与CT15相比,QS30植株高度降低5.53%;CS40和XQS40与CT相比,其穗位高分别降低6.67%和10.98%;成熟期各处理绿叶数出现差异,以QS30,QS40和XS30作用效果显著,较CT分别高34.85%,48.02%和15.12%。深松可降低秃尖长度,增加穗粒数以提高玉米产量;...     

玉米抗倒伏能力评价方法研究进展

抗倒伏能力的合理评价在玉米生产中非常重要。为了解当前国内外玉米抗倒伏能力常用的评价方法(茎秆质量评价、根系评价、田间风洞测试和田间原位测试)及其相关仪器设备的研究进展,基于中国知识资源数据库(CNKI)和国家知识产权局专利检索数据库,以“玉米”、“抗倒伏”为关键词,检索了1990—2020年文献资料,进行归纳和总计,并比较分析了不同评价方法的相对优势和改进方向。结果表明:1)田间原位无损测试能够模拟不同风速下的植株受力情况,测试效率高且使用成本低,在玉米抗倒伏能力评价中具有较好的应用前景;2)明确单株与群体、生物力学与实际风速的关系,通过单株的抗倒伏力的实时动态变化去反映群体抗倒伏力,是未来玉米抗倒伏能力评价的发展方向;3)研制田间原位无损测试专用仪器,结合多年、多点、多生态区、多气候条件田间测试,建立原位无损定量评价指标体系,制定技术标准,是未来玉米抗倒伏能力无损评价的重要研究内容。本研究进展综述可为玉米抗倒伏能力的合理评价及为田间原位无损测试植株抗倒伏仪器的研制和应用提供依据。