不同栽培方式下春玉米养分累积与转运特征

通过两年定位试验,研究不同栽培方式下春玉米产量、干物质累积、养分累积与转运特征,为春玉米的养分高效利用提供理论依据。2012～2013年在吉林省农安县靠山镇进行田间试验,设置3种栽培模式,分别为农户模式(TRA)、优化栽培模式1(OPT-1)、优化栽培模式2(OPT-2),供试品种均为利民33,在玉米6展叶(V6)、12展叶(V12)、开花(R1)、灌浆(R3)、成熟(R6)5个生育时期测定群体氮、磷、钾养分吸收动态,并测定产量构成。结果表明:在3种栽培模式中,两年产量的平均值表现为OPT-2>OPT-1>TRA,与TRA处理相比,OPT-2处理下的产量两年间分别增加了24.6%和24.2%;OPT-1和OPT-2处理下两年的收获穗数平均值分别增加65.4%和81.5%。OPT-2处理下的干物质累积在整个生育进程中均显著高于OPT-1和TRA处理,至成熟期,OPT-2处理下干物质累积量较OPT-1处理高10.0%,较TRA处理高24.2%;从6展叶期至成熟期,各处理下植株氮素、磷素与钾素累积量逐渐增加,累积速率均在开花期达到最大,至成熟期,OPT-2处理下整株的氮、磷、钾积累量较OPT-1和TRA处理分别增加了12.8%和39.2%、10.4%和26.1%、12.8%和27.5%,且各处理间差异显著。3种栽培模式下,开花期前,OPT-2处理下磷、钾素转运量、贡献率比OPT-1处理高;开花期后,OPT-2处理下氮累积量及贡献率比OPT-1处理高;与OPT-1处理相比较,OPT-2处理两年的氮、磷、钾肥偏生产力平均增加了10.8%。因此,在合理提升密度的基础上,优化化肥用量和施肥时期,可以实现东北中部春玉米氮、磷、钾养分的高效利用,保证玉米高产的持续性。     

播期对吉林中部春玉米产量形成及氮素分配的影响

本实验设置3个播种日期,对比研究不同播种日期对两个玉米品种产量、生物量、氮素积累和分配特征的影响。结果表明,XY335在早播和晚播处理下,产量比中播处理分别提高11.5%和5.1%;ZD958在早播和中播处理下,产量较晚播分别提高15.8%和11.1%。在VT-R6期,XY335的干物质积累和氮素积累早播和晚播较中播分别提高6.8%和2.7%、31.5%和11.4%,ZD958的干物质和氮素积累早播和中播较晚播分别提高26.6%和25.9%、99.2%和59.4%。在早播处理下,XY335、ZD958具有较高的花后干物质和氮素分配,分别达到了58.5%和63.2%、49.1%和52.2%。在公主岭地区,两个品种均适宜早播,但XY335播期范围更广,适宜播期均通过提高VT-R6期的干物质积累和氮素积累而提升产量。     

长期玉米连作下不同产量水平0—100 cm土层黑土与淡黑钙土理化性状差异

  【目的】  比较长期玉米连作条件下,0—100 cm土层黑土和淡黑钙土土壤物理和化学性状的差异,分析影响产量的主导因素,为黑土地保护与利用提供理论指导。  【方法】  在吉林省中部黑土区和西部淡黑钙土区,各选取玉米连作种植年限超过15年的代表性地块18个,在每个地块采集深度为0—10、10—20、20—30、30—50、50—70和70—100 cm的土壤样品,并进行土壤理化性状分析。按照高、中、低3个产量水平将土壤样品划分为3组,综合比较黑土和淡黑钙土不同产量水平0—100 cm土层土壤理化性状的差异。  【结果】  中部黑土0—100 cm土壤肥力指标均高于西部淡黑钙土,其0—100 cm土层土壤氮、磷、钾素储量分别为12.3、4.8、175.1 t/hm2,分别比西部淡黑钙土高2.4%、13.3%、43.5%。黑土和淡黑钙土20—100 cm土层有机质和全氮含量均以高产田最高;高产田与中产田耕层 (0—20 cm) 土壤全量和速效氮、磷、钾含量均明显高于下层 (20—100 cm)。中部黑土20—30 cm存在一个较明显的保水保肥层,30 cm以下土层的土壤理化性状与产量多呈显著相关,0—100 cm土层土壤pH为5.15～7.07,高产田土壤固、液、气三相比例更理想,0—100 cm各土层广义土壤结构指数 (GSSI) 的高低表现为高产田 > 中产田 > 低产田,高产田土壤含水量高于其他两个产量水平,高产田与中产田0—100 cm各土层土壤全磷含量较为接近,二者耕层速效钾含量明显高于低产田。西部淡黑钙土无明显的保水保肥层,20—30 cm土层的理化指标与产量密切相关,0—100 cm土层土壤pH为6.61～8.31,高产田70—100 cm土层硝态氮累积量仅占0—100 cm土体总量的5.2%,而中、低产田该比例分别为22.3%和22.7%,硝态氮下移趋势明显。黑土与淡黑钙土区0—20 cm土壤均呈现酸化趋势,尤其是黑土区低产田表层土壤酸化现象明显。  【结论】  中部黑土区30—50 cm土层土壤理化指标对产量影响较大,高产田20 cm以下土层养分持续供应能力是其实现稳定高产的重要保证。西部淡黑钙土区20—30 cm土层理化指标对产量影响较大,土壤结构是影响产量的核心指标,持续土壤培肥是实现高产的重要措施。     

玉米秸秆覆盖与深翻两种还田方式对黑土有机碳固持的影响

秸秆还田是实现东北黑土肥力提升与保障区域生态环境安全的有效措施。明确玉米秸秆覆盖与深翻还田下土壤有机碳(SOC, Soil Organic Carbon)的变化及其在团聚体中的固持特征,对于揭示秸秆还田后黑土有机碳的稳定机制与固碳潜力具有重要意义。该研究基于黑土区中部6 a定位试验,选择常规种植(CK)、秸秆覆盖还田(SM, Stovers Mulching)和秸秆深翻还田(SI, Stovers Incorporation)3个处理,对0～10、10～20、20～30及30～40 cm土层SOC含量、容重、水稳性团聚体分布及团聚体中有机碳(OC, Organic Carbon)含量进行了分析与测定,并对各处理年均碳投入量、SOC储量与土壤固碳速率等进行了估算。与CK相比,SM处理显著增加了0～10 cm土层SOC含量,增幅为22.4%,但对10～40cm土层SOC含量无显著影响;SI处理显著增加了0～40cm土层SOC含量,增幅为18.1%～41.5%,以20～30cm的增幅最突出。与SM处理相比,SI处理0～10 cm土层SOC储量显著低于前者,而20～30 cm土层SOC储量反之。6 a间,SM处理耕层(0～20 cm)与亚耕层(20～40 cm)土壤固碳速率分别为1.34和0.77 Mg/(hm2·a),SI处理为0.85和1.74 Mg/(hm2·a)。秸秆不同还田方式显著改变了0～40 cm土层团聚体分布及其中OC含量。与CK相比,SM显著增加了耕层大团聚体(0.25 mm)比例与平均质量直径(MWD, Mean Weight Diameter),SI显著提高了0～40 cm土层团聚体MWD,且对10～40 cm土层团聚结构的改善作用优于SM;SM处理显著增加了0～10 cm土层2和0.053 mm粒级团聚体OC含量,SI处理不仅增加了0～10 cm土层2 mm粒级团聚体OC含量,也显著提高了10～40 cm土层各粒级团聚体OC含量。在黑土区,秸秆覆盖还田对SOC的提升主要集中于表层,秸秆深翻还田促进了0～40cm土层SOC积累与土壤团聚结构的改善。     

玉米施包膜控释尿素的肥效研究

本研究拟通过尿素与包膜肥料的配施比例,研究最佳包膜尿素施用效果。试验在吉林中部黑土区公主岭市刘房子乡试验田进行。试验结果表明,常规施氮量213. 5kg/hm2,玉米籽粒产量9403kg/hm2,包膜控释尿素施氮量149. 1kg/hm2,玉米籽粒产量9642kg/hm2,比常规区增产2. 5%,节氮40%。包膜控释尿素减少氮素由于挥发和淋溶损失而带来的环境污染,一次性底肥施入省时省工,明显提高玉米经济效益、生态效益和环境效益。     

稳定性尿素一次性施用在春玉米上的效果验证

本研究通过对中航化肥稳定性尿素不同配方、不同施用量在玉米上的应用效果研究。结果表明,采用中航化肥稳定性尿素13号,同时氮肥用量减施30%,产量达9672. 9kg/hm2,较普通尿素一次性施用增产40. 5%,有效降低了玉米生育前期普遍尿素过量施用造成的不良影响。使用稳定性尿素一次性施用,可有效降低氮肥用量同时提升产量,减少人工投入以及氮素淋溶对环境的影响,明显提高了玉米经济效益和环境效益。     

不同氮肥施用方式下春玉米根系时空分布特征

通过剖析不同氮肥施用方式下,玉米根系统随生育进程在0～ 60 cm不同土层内分布特征及地上部产量和氮累积量的变化,以期为氮肥合理施用提供理论依据.以先玉335为供试品种,进行了4年田间定位试验.设3个处理:无氮区(N0);氮肥一次性基施200kg/hm2 (N1);氮肥分次施用(N2),基肥50 kg/hm2,拔节期1...     

吉林省中部黑土区秸秆全量深翻还田条件下春玉米氮肥适宜用量研究

  【目的】  基于多年玉米秸秆全量深翻还田试验,探究吉林省中部黑土区春玉米氮肥适宜用量及群体氮素累积与分配特征。  【方法】  本试验于2017—2019年在吉林省公主岭市进行,为双因素田间试验。主因素为施氮水平,分别为0 (N0)、60 (N60)、120 (N120)、180 (N180)、240 (N240)、300 (N300)、360 (N360) kg/hm2;副因素为品种,分别为富民985 (Fumin 985)和翔玉211 (Xiangyu 211)。测定不同生育时期玉米各器官干物质积累量、吸氮量及产量构成。  【结果】  增施氮肥对玉米产量影响显著,年份、处理、品种对产量的影响具有明显的交互作用。N0处理的产量随着年限的增加而逐年递减,2018年和2019年相比于2017年产量分别降低10.9%和26.2%;各处理间差异也逐渐增大,2017年N180处理比N0处理产量增加23.2%,到2019年N180处理比N0处理产量增加55.1%;品种间比较,2017—2019年翔玉211产量均高于富民985产量,并且翔玉211适宜施氮量略高于富民985适宜施氮量。春玉米干物质积累量随着施氮水平的提高呈现先上升后降低的趋势,不同氮肥处理的茎、叶干物质积累量和氮积累量均于吐丝期至乳熟期达到最大值,成熟期N180处理的茎、叶、籽粒干物质积累量最高;不同施氮水平下,花后氮积累量分配比例呈现先升后降的趋势。不同施氮水平下,秸秆理论带入全氮养分量差异明显,且不同施氮水平的氮还田量随着秸秆还田年限的增加而逐渐上升,2017年,N300处理下氮还田量最高,为68.9 kg/hm2,较N0、N360处理分别增加155.0%、15.2%;2019年,N240处理下氮还田量最高,为109.9 kg/hm2,较N0、N360处理分别增加156.7%、33.4%。本研究以2017和2019年数据拟合方程,计算得出秸秆全量深翻还田后玉米最佳经济产量为13028 kg/hm2,适宜氮肥用量为162 kg/hm2。  【结论】  在吉林中部黑土区,多年连续秸秆全量深翻还田条件下,虽然年际条件、品种对产量有显著影响,氮肥依然是玉米高产稳产的重要因素,适宜的氮肥用量有利于提高吐丝至乳熟期玉米的干物质积累。本试验条件下保持产量水平12～13 t/hm2的氮肥适宜用量为160～165 kg/hm2。     

黑钙土增施中微量元素对玉米生长的影响

本研究以吉林省黑钙土为供试土壤,通过盆栽试验探讨增施9种中微量元素对玉米产量的影响,旨在为黑钙土区养分平衡管理和科学施肥提供依据.结果表明,镁、钼、铜和锌元素均对四单19和吉单209的株高、干物质积累及产量形成产生明显促进作用,增幅均在7.6％以上.其中,四单19加施镁、硫、钼和锌元素对其苗期干物质积累较为显著,增幅为9.3％～18.5％,加施锌、硅、铜和硼元素对提高籽粒产量较为显著,增幅为9.4％～16.6％.吉单209加施硫、铜、镁和铁元素对其苗期干物质积累较为明显,增幅为18.3％～31.8％,加施锰、镁、硫和钼元素对提高籽粒产量较为显著,增幅为20.4％～33.2％.综上,增施中微量元素一般均会对玉米生长产生促进作用,但不同生育时期对元素种类的响应程度不同.且品种间亦有显著差异.     

玉米秸秆全量深翻还田地力提升技术模式实证及效益分析

以秸秆全量深翻还田技术为核心,集成精播保苗、病虫害防控、养分高效管理和机械收获等关键技术,构建了基于整个玉米种植链条的秸秆全量深翻还田地力提升技术模式,并于2018-2019年将此模式在吉林省公主岭和伊通两地18个规模经营主体进行实证。结果表明,与农民习惯操作相比,所有规模经营主体实证区应用该技术模式均表现为增产趋势,产量增幅为4.5%~11.9%,平均增产7.8%;化肥和水分生产效率平均增幅均为7.8%。由于采用规模化作业,大幅度降低了生产成本,仅秸秆深翻还田部分成本略有增加;与农民习惯操作相比,净利润增加13.0%~16.2%。表明该技术模式通过对全种植链的优化,实现了培肥、增产和增收等多重效益,可以在吉林省中南部地区大面积推广应用。