长江中游不同玉稻种植模式产量及资源利用效率的比较研究

发展长江中游玉米生产是解决本区域玉米产需矛盾的根本途径。近年来随着长江中游玉米的快速发展,该地区出现了春玉米–晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米等新型的一年两熟制种植模式,为探明其适应性和实用性,2013—2014年在湖北省武穴市设置了传统种植的双季稻(对照)、春玉米–晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米共4种两熟制种植模式,分析比较其周年产量及光、温、水资源利用效率和经济效益。结果表明,春玉米–晚稻和双季玉米周年产量显著高于早稻–秋玉米和双季稻。与双季稻相比,春玉米–晚稻周年产量、光能生产效率、光能利用率、积温生产效率、水分利用率及经济效益分别提高18.3%、14.1%、23.4%、16.4%、37.2%和44.3%,双季玉米分别提高了13.5%、8.1%、26.1%、11.4%、88.8%和37.8%。春玉米其产量、积温生产效率、水分利用率及经济效益两年平均比早稻分别高出30.6%、29.5%、57.2%和96.1%,而秋玉米和晚稻之间产量无显著差异。不同玉稻模式周年产量差异主要源于第一季春玉米和早稻产量的差异。可见,春玉米–晚稻和双季玉米是适宜在长江中游推广的两熟制种植模式。     

苗期不同滴灌方式对东北春玉米产量和水分利用效率的影响

春旱是东北玉米产量增长的主要障碍因素之一,滴灌可有效缓解其对玉米生产的不利影响,不同滴灌方式的效果具有差异性。本文以常规雨养玉米为对照(CK),研究了传统滴灌(采用内嵌迷宫式滴灌管)和新型滴灌(采用自流插入式滴灌管)2种方式与不同埋管深度(0 cm、5 cm和10 cm)对玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。与对照相比,滴灌显著增产,增幅达9.5%~20.1%。传统滴灌不同埋管深度处理间产量差异不显著,而新型滴灌埋深5 cm产量显著高于地表滴灌,增幅为4.4%。同一埋深不同滴灌方式之间,新型滴灌埋深5 cm比传统滴灌增产8.8%,其他埋深差异不显著。与对照相比,滴灌处理出苗率提高11.3%,收获期穗数增加13.3%。新型滴灌埋深5 cm产量高于其他处理的原因是生殖生长期叶面积指数下降慢,显著提高收获期干物质重。与对照相比,滴灌处理水分利用效率提高8.1%~10.9%,其中新型滴灌埋深5 cm处理水分利用效率最高。因此,埋深5 cm新型滴灌是有效提高玉米产量和水分利用效率的灌溉方式。     

华北热资源限制区实现夏玉米高产高效和机械粒收的适宜种植密度和施氮量

  【目的】  华北平原夏玉米高效生产不仅取决于产量和肥料利用率,也依赖于高效的机械粒收。本研究探讨了密度与氮肥用量对夏玉米产量形成和收获期籽粒水分含量的影响。  【方法】  以玉米‘京农科728’为材料,采用裂区试验设计,主区设置2个密度:7.5×104株/hm2 (D_7.5)和9.0×104株/hm2 (D_9.0),副区设置5个施氮（N)水平:0、180、240、300和360 kg/hm2 (分别表示为N₀、N₁₈₀、N₂₄₀、N₃₀₀和N₃₆₀)。测定了不同密度和氮肥用量下玉米叶片SPAD值、叶面积指数(LAI)、干物质积累(DM)、籽粒灌浆、产量及其构成因素、氮肥偏生产力(PFP_N)和农学利用效率(AE_N)。  【结果】  与D_7.5相比,D_9.0处理V6和R1期LAI和DM分别提高5.0%～26.3%和3.7%～34.8%;籽粒最大灌浆速率(G_max)提高0.35～1.33 g/(100-grain·d),灌浆速率最大时日期(T_max)提前4.4 天但灌浆持续期缩短6.9～12.2天,穗粒数减少15.0～51.3粒,实现增产2.4%～28.3%,达7.36×103～12.22×103 kg/hm2;PPF_N和AE_N分别显著提高10.1%～17.2%和72.0%～94.4%。与N₀相比,夏玉米叶片SPAD值随施氮量增加显著提高,施氮处理LAI和DM分别提高3.5%～171.3%和5.0%～177.7%;N₂₄₀～N₃₆₀水平G_max达峰值1.33～1.39 g/(100-grain·d),施氮处理T_max提前4.1～4.6天,灌浆速率最大时生长量(W_max)提高5.7%～9.4%;百粒重提高0.5%～18.4%,穗粒数显著增加62.8～79.2粒,产量提高3.2%～115.7%,达10.10×103～11.33×103 kg/hm2。在D_7.5和D_9.0下,随施氮量增加夏玉米PFP_N、AE_N分别显著降低24.2%～46.6%和21.2%～43.1%、21.1%～32.5%和13.0%～32.9%。  【结论】  较高的夏玉米密度可以有效提高玉米干物质积累速度,降低籽粒含水量至15.4%～24.8%,满足籽粒机收的要求。施氮量控制在180～240 kg/hm2,可进一步降低籽粒收获时的含水量,提高叶片SPAD值、叶面积指数及干物质积累,改善籽粒灌浆提高粒重,实现产量稳定在10.5×103～11.2×103 kg/hm2,氮肥偏生产力和农学利用效率高达47.0～59.7和27.6～30.9 kg/kg。因此,机收夏玉米适宜的密度为9.0×104株/hm2,施氮水平为180～240 kg/hm2。     

还田时期对绿肥用油菜腐解与养分释放规律的影响

探讨绿肥用油菜还田时期对干物质腐解与养分释放规律的影响,以期为华北地区油菜用作绿肥及后茬作物减氮增效提供理论依据。采用尼龙网袋埋田法研究了绿肥油菜初花期(G1)、盛花期(G2)和角果成熟期(G3)还田的干物质腐解与养分释放规律。结果表明,G1 处理油菜还田干物质量比G2 和G3 处理显著减少45.43% 和46.87%;G1 和G2 处理还田时碳含量低于G3 处理,G1 处理氮和磷含量最高,分别为28.17 和5.21 g/kg,钾含量表现为G1>G2>G3,G1 与G3 处理差异显著。绿肥油菜还田后分快速、中速和慢速腐解3 个阶段,持续期分别为还田后0 ～ 17、18 ～ 45 和46 ～ 123 d,阶段内累积腐解率分别达44.27% ～ 66.87%、12.56% ～ 29.18% 和4.49% ～ 13.81%,最终累积腐解率达60.53% ～ 91.87%;G1 和G2 处理间腐解率无显著差异,但显著高于G3 处理。绿肥油菜还田后碳、氮、磷和钾释放率与腐解率对应亦表现为前期快速释放、中期缓慢释放、后期趋于平稳的规律,且养分累积释放率均表现为钾> 碳> 氮> 磷。经腐解,G1 处理碳、氮、磷和钾累积释放率分别为94.70%、92.97%、88.76% 和93.26%,G2 处理分别为84.25%、86.32%、86.51% 和92.52%,G3 处理分别为72.52%、59.97%、68.54%和87.67%;G2 处理氮、磷和钾释放量最高,分别为125.15、22.88 和50.42 kg/hm²,且G2 处理氮、磷释放量显著高于G1 和G3 处理,G2 处理的钾释放量与G3 处理无明显差异。综上所述,华北地区绿肥油菜在盛花期还田干物质量大且氮、磷、钾释放量最高,是最适宜的还田时期,可为下茬作物减施化肥提供技术支撑与理论依据。     

播期对春播饲用油菜全株生物产量和营养品质的影响

为确定天津播种饲用油菜获得高产和优质的最适播期,本研究设置3月8日、3月18日、3月28日和4月7日4个播期,选用金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号4个品种为材料进行大田试验,于终花期收获,测定饲用油菜全株生物产量和营养品质。结果表明,随播期推迟,油菜生育期缩短2～9 d;不同油菜品种全株生物产量和营养品质随播期变化趋势不同,金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号分别于3月18日、3月8日、4月7日和3月28日全株生物产量最高,其中华油杂62显著高于金油158和华协油82(P0.05),4个品种分别于3月28日、3月28日、3月28日和3月8日综合营养品质—牛奶生产力最高,但品种间差异均未达显著水平(P0.05)。本试验中,统筹考虑饲料油菜的全株产量和营养品质,金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号在天津地区的最适播期分别为3月8日、3月8日、4月7日和3月28日,可实现青饲料产量29.0 t·hm~(-2)以上,且其牛奶生产力均超过1 650 kg·t~(-1),其中华油杂62具有较高的产量优势,其次是青杂9号。     

炭基肥供氮量对玉米生长和产量的影响

为探究不同炭基肥施氮量对玉米生长及产量的影响,以'郑单958'作为试验材料,设置5个不同施氮处理0,135,270,405,540 kg·hm-2,研究施氮量对玉米叶面积指数、叶绿素、荧光参数、产量及经济效益的影响,以期为天津地区炭基肥在玉米上的应用提供理论依据和实践指导.结果表明:各施氮处理较B0叶面积指数均显著提高...     

不同栽培措施对春玉米

明确长江流域春玉米适宜的栽培调控措施。比较不同处理间的生育期、干物质积累、产量性状以及产量的差异,结果表明：苗期利用地膜提前播种及生育中后期采用化控剂的调控,既可调节生育期,又可以优化资源分配模式,提高物质生产效率,在适宜密度范围内,在稳定粒重的前提下,增加穗粒数．可以达到产量的进一步提高。产量高低主要在于花后至成熟期的干物质的积累量,覆膜及化控剂调控对干物质积累量及产量的增加有促进作用,互作增产效应大,说明两种栽培措施可以有机结合．相得益彰,但高产互作效应机理还有待进一步研究。     

不同栽培措施对春玉米生育期及产量性状的影响

明确长江流域春玉米适宜的栽培调控措施。比较不同处理间的生育期、干物质积累、产量性状以及产量的差异,结果表明:苗期利用地膜提前播种及生育中后期采用化控剂的调控,既可调节生育期,又可以优化资源分配模式,提高物质生产效率,在适宜密度范围内,在稳定粒重的前提下,增加穗粒数,可以达到产量的进一步提高。产量高低主要在于花后至成熟期的干物质的积累量,覆膜及化控剂调控对干物质积累量及产量的增加有促进作用,互作增产效应大,说明两种栽培措施可以有机结合,相得益彰,但高产互作效应机理还有待进一步研究。     

不同播期夏玉米产量性能动态指标及其生态效应

【目的】黄淮海区域不同播期玉米生态因子存在较大差异,光、温、水等生态因子对玉米高产具有重要影响。明确该区域光、温、水等生态因子与玉米产量性能参数的内在关系,可以为该区域玉米高产的实现提供有益的借鉴。【方法】选用早、中、晚3类不同熟期的玉米品种（益农103、先玉335、郑单958和登海661）为材料, 设早播（5/3）、中播（5/28）、晚播（6/22） 3个播期和4个种植密度（4.5、6.0、7.5和9.0万株/hm2）,测定叶面积指数、籽粒产量及其产量构成等指标和记录生育期及田间生态因子。【结果】（1）品种间产量表现为先玉335>郑单958>登海661>益农103;播期间产量表现为早播>中播>晚播。（2）生态因子对不同玉米产量性能指标的影响作用不同,吐丝后有效积温主要影响平均叶面积指数和平均净同化率,生育期日均温主要影响生长天数;降雨量和日照时数主要影响穗粒数和千粒重;生态因子与玉米产量的相关系数大小依次为,生育期有效积温（0.64**）、吐丝后有效积温（0.55**）、吐丝后日均温度（0.51**）、生育期日均温度（-0.49*）、吐丝后降雨量（-0.47*）及吐丝后日照时数（0.42*）;对生态因子与产量进行回归分析,表明生育期有效积温和吐丝后期有效积温对玉米产量的影响最大。【结论】黄淮海区域作物是一年两熟,该区域玉米产量提升的有效途径可通过适期早播、选用中熟品种,增加吐丝后期的有效积温,以保证玉米生育后期充足的有效积温和籽粒充足的灌浆时间。     

播期和种植密度对玉米产量性能的影响

以先玉335、郑单958和登海661为材料,设置3个播期和4个种植密度处理,研究播期和密度对玉米产量性能构成指标的影响。结果表明,播期推迟,其产量、生育期天数、平均叶面积指数、收获指数、穗粒数、千粒重均降低,平均净同化率依次增加,穗数无显著性差异。随密度增加,其产量、平均叶面积指数、穗数均增加,平均净同化率、生育期天数、收获指数、穗粒数、千粒重依次降低。对产量性能构成指标与播期和密度进行回归分析,表明密度对产量性能等指标的影响程度都大于播期。产量性能构成指标对产量的直接通径效应均为正效应,平均叶面积指数通过生育天数、穗数对产量有正向的间接效应,且穗数的正效应较大;平均叶面积指数通过平均净同化率、穗粒数、千粒重对产量有负向的间接效应,且平均净同化率的负效应较大。平衡协调产量性能构成指标的关系,适当提前播种和增加种植密度可增加玉米平均叶面积指数、生育期天数及穗数,有利于产量的提高。试验表明,平均叶面积指数为4.18、平均净同化率为5 g(/m2.d)、生育期天数为120 d、收获指数为0.50、有效穗数为89 000穗/hm2、单穗粒数为480粒、千粒重为290g,玉米可以实现12000kg/hm2以上产量水平。