本质素对土壤N、P转化及玉米产量的影响

研究造纸黑液中提取的木质素对土壤N、P转化及其对玉米生长和产量的影响结果表明,木质素可减缓NH4+向NO3氧化,且随其施用量的增加效果更显著.木质素与磷酸二铵混合施用效果最佳,其次为硫酸铵＞尿素.在30℃温度下培养27d,施用量为2%和5%的木质素可分别减少施尿素土壤N2O释放83%和96%;而施磷酸二铵的土壤则分别减少83%和93%.施用木质素可促进难溶性P的溶解,对作物生长极为有利.玉米盆栽试验中施用木质素的根系较发达、粗壮,平均株高、地上部和地下部的鲜物质量和干物质量均高于不施木质素的处理.木质素用量为50μg/g和200μg/g时玉米籽粒产量分别提高4.2%和18.8%.     

播期对春玉米生长发育与产量形成的影响

以"郑单958"和"鲁单984"为材料,比较研究了两个播期(4月24日和5月15日)条件下春玉米的生长发育和产量形成,探讨了春玉米生长发育与气候条件的关系.结果表明,不同播期的春玉米生长发育和产量都存在显著差异.与4月24日播期相比,5月15日播期的春玉米产量(干重)提高2 157 kg·hm-(郑单958)和1 137 kg·hm-2(鲁单984).粒重在播期间,品种间及播期与品种互作问差异均不显著.穗粒数在品种问不显著,但在播期间差异达显著水平,第2个播期穗粒数提高幅度达37.8%(郑单958)和11.2%(鲁单984).通过对不同播期间气象因子的分析发现,降雨是影响华北平原春玉米生长发育和产量形成的最重要气象因子.降雨主要通过对穗粒数的调节来影响产量.开花期降雨过多所带来的低温寡照影响玉米的受精授粉与结实:拔节至大喇叭口期降雨通过调节叶面积大小影响作物干物质积累,进而影响籽粒的发育情况.本试验中,5月15日是春玉米获得高产的最佳播期.合理安排播期,重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响,是华北平原春玉米获得高产的重要措施.     

微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响

通过田间小区试验,研究了覆膜滴灌条件下施用铁、锰、锌等微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响。结果表明:玉米干物质累积最快的时期是在播种后62～99 d,NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米单株干物质的积累量分别比NPK处理增加8.84、4.74、15.69 g。NPK+Zn处理的玉米吸N量比NPK处理提高了3.07%,达到了显著差异,而NPK+Fe和NPK+Mn处理的玉米吸N量与NPK处理没有显著差异。NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米吸P量和吸K量与NPK处理相比均没有显著差异。施用铁、锌肥可以显著提高玉米的产量,增加玉米的百粒重,增产率分别为6.61%和4.46%,但施用锰肥效果不显著。     

燕山丘陵区锌肥不同施用方式对春玉米穗部性状及产量的影响

通过两年田间试验,以京单128玉米品种为材料,通过3种锌肥施用方式[底施锌肥(DS)、冲施锌肥(CS)、喷施锌肥(PS)]研究了不同锌肥施用方式对燕山丘陵区春玉米穗部性状、产量及籽粒含锌量的影响。试验结果表明,增施锌肥能够显著提高春玉米产量,不同锌肥施用方式增产效果表现为PSCSDSCK,平均增产率分别为15.2%、12.0%和5.4%。增施锌肥后穗长、穗粗、行粒数、百粒重呈增加趋势,禿尖长呈明显降低趋势,其中禿尖长和行粒数变异明显,变异系数分别为55.2%和6.8%,说明增施锌肥主要是通过降低果穗禿尖、增加行粒数来增加穗粒数,从而增加产量。同时增施锌肥能够显著增加玉米籽粒锌含量,施用效果也表现为PSCSDSCK,平均增幅分别为50.4%、36.9%和30.8%。由此认为,在典型缺锌地区的燕山丘陵区种植玉米时增施锌肥是增加玉米产量,改善产品品质的重要途径,在施用方式上以喷施最佳,冲施次之。     

滴灌施肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响

分别于2009和2010年,通过田间小区试验进行了滴灌施肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响。结果表明:2009年玉米干物质累积最快的时期是在播种后59~99 d,OPT处理(根据土壤测试值而确定的施肥量)的干物质积累速率的最大时刻t0比其它处理提前了5~6 d。处理间的N吸收量、P2O5吸收量和K2O吸收量都达到了显著差异水平;氮肥、磷肥和钾肥的利用率分别为45.69%、24.89%和40.11%。玉米各处理间的产量都达到了极显著差异水平,OPT-N(不施氮)、OPT-P(不施磷)、OPT-K(不施钾)和CK(不施肥)处理的产量分别相当于OPT处理的68.48%、89.49%、94.95%和63.85%;氮肥、磷肥和钾肥对玉米产量的贡献率分别是31.52%、10.51%和5.05%。2010年处理间的N吸收量、P2O5吸收量和K2O吸收量也都达到了显著差异水平;氮肥、磷肥和钾肥的利用率分别为45.46%、28.01%和46.96%。玉米各处理的产量间都达到了极显著差异水平,OPT-N、OPT-P和OPT-K处理的产量分别相当于OPT处理的69.03%、80.94%和84.99%;氮肥、磷肥和钾肥对玉米产量的贡献率分别是30.97%、19.06%和15.01%。综合产量和养分积累方面的研究结果,两年的试验都表明氮肥是玉米产量的主要限制因子,其次为磷肥和钾肥。     

稻草还田对春玉米生长发育与产量的影响

连续4年进行晚稻稻草异茬还田,以提供春玉米生长所需钾肥的定位试验,结果表明:(1)第1年由于稻草未能完全腐解而影响玉米的生长发育,玉米的生物学产量和经济产量均有所下降;从第2年开始,化肥 稻草处理(NPS)的生物学产量和经济产量均明显高于化肥处理(NPK),4年平均增产7.3%和7.6%。(2)在玉米生长的拔节期前,NPS处理的生长发育往往不如NPK处理,但拔节期之后,NPS处理能明显促进玉米的生长发育,其出叶速度、叶面积指数、株高等指标均明显高于NPK处理,抗旱能力增强,穗长、穗行数、百粒重等产量构成指标亦明显提高,空秆率和秃顶度等显著降低。     

水肥条件对小麦、玉米N、P、K吸收的影响

水、N是影响作物N、P、K吸收的重要因素。通过对 6个水分等级和 5个N肥等级相互搭配的研究结果表明 ,高水、高N处理不利于小麦N吸收 ,而玉米是耐肥作物 ,相同灌水条件下 ,玉米的吸N量随施N量的增加而增加。在低灌水条件下 (W 0、W 1处理 ) ,玉米子粒吸N量很低 ,变幅为 0～17.3kg/hm2,并且不受施N量的影响 ;而小麦子粒吸N量仍达 36.6～154.2kg/hm2。小麦与玉米吸P量的变化趋势与吸N量的变化趋势非常接近。但是 ,作物的吸K量随灌水量增加有明显增加的趋势 ,在玉米上表现尤其明显 ,并且作物的吸K量主要存在于茎秆中 ,因此 ,在当地推广和宣传秸秆还田很有必要     

沙地农田肥水因子对春玉米产量形成的影响

采用二次回归通用旋转组合设计方法，对沙地春玉米水肥因子进行了试验研究，结果表明，试验条件下沙地农田土壤相对含水量保持在66.6%。施用尿素量59.4g/m^2时可获得1.13kg/m^2的最高产量，影响春玉米产量形成的关键因子是N肥施用量和土壤相对含水量。春玉米产量（Y）——与土壤相对含水量（X1）、N肥施用量（X2）的关系为Y=4.1 0.54X1 0.46X2-0.23X1X2-0.24X21-0.16X^22。     

施用腐殖酸对提高玉米氮肥利用率的研究

试验研究腐殖酸与尿素配合施用对玉米养分吸收、产量与N肥利用率的影响结果表明,腐殖酸能明显促进玉米植株对N、P、K养分的吸收,滞留在茎叶的N和K2O明显增加。在尿素中添加腐殖酸能明显提高玉米产量和N肥利用率。在尿素中添加10%的腐殖酸玉米产量和N肥利用率综合效果较好。     

轮耕对渭北旱塬春玉米田土壤理化性状和产量的影响

为了揭示不同轮耕处理对渭北旱塬春玉米田土壤理化性状及春玉米产量的影响,于2008—2010年在陕西合阳设置了免耕深松免耕(NT/ST/NT)、深松翻耕深松(ST/CT/ST)、翻耕免耕翻耕(CT/NT/CT)、免耕免耕免耕(NT/NT/NT)、深松深松深松(ST/ST/ST)和翻耕翻耕翻耕(CT/CT/CT)6种轮耕模式,测定和分析了各轮耕处理下土壤容重、土壤养分与玉米产量差异。结果表明:(1)各轮耕处理降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度,增加了田间持水量,且以NT/ST/NT处理效果最佳;与对照CT/CT/CT相比,NT/ST/NT处理0～20cm和20～40 cm土层土壤容重分别降低11.43%和9.79%,土壤孔隙度分别增加11.05%和9.87%。(2)NT/ST/NT处理对耕层0～20 cm土层土壤有机质和全氮含量影响显著(P<0.05),0～60 cm土层土壤有机质平均含量最高(10.36 g.kg 1),土壤全氮含量平均值比试验开始前和对照CT/CT/CT分别提高10.65%和4.31%;各耕作处理对0～20 cm土层土壤全氮和碱解氮含量影响较大,而对20～40 cm土层土壤有效磷和速效钾含量影响较大,保护性轮耕处理对土壤培肥效应显著(P<0.05)高于传统翻耕处理。(3)NT/ST/NT、ST/CT/ST、CT/NT/CT、NT/NT/NT和ST/ST/ST处理产量比对照CT/CT/CT处理分别增产22.42%、16.33%、3.77%、9.91%和14.18%(P<0.05),以NT/ST/NT处理春玉米增产率最高。     

春玉米产量、氮素利用及矿质氮平衡对施氮的响应

通过在辽宁省昌图县的田间试验,研究了不同施氮水平(0、60、120、180、240和300 kg hm-2)对春玉米产量、氮素利用及农田矿质氮平衡的影响。结果表明:春玉米产量随施氮量增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg hm-2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量增加先增加后降低,在施氮量180 kg hm-2时达到最大,为27.95%。随着施氮量增加,氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮素偏生产力均显著降低,而氮肥生理利用率和氮肥表观残留率均先增加后降低,这与氮肥表观损失率的变化正好相反。作物吸氮量随施氮量增加而显著增加,氮盈余主要以土壤残留为主,表观损失在氮盈余中的比例虽小,但随着施氮量增加而明显增加。低量施氮(<180 kg hm-2)主要引起土壤矿质氮残留量的显著增加,而高量施氮(240 kg hm-2和300 kg hm-2)主要引起土壤氮素表观损失量的显著增加。在本试验条件下,合理施氮量应控制在180～209 kg hm-2左右。     

磷对不同基因型玉米生长及氮磷钾吸收的影响

采用田间试验法,在高磷和低磷土壤上分别设置施磷和不施磷处理,研究磷对9个玉米基因型生物量、产量、氮磷钾养分吸收量的影响及其各基因型间的异同,为磷肥合理施用提供科学依据。结果表明,在高磷土壤上,不施磷对各玉米基因型的生物量、产量、产量构成因素和多数玉米基因型的氮磷钾吸收量影响不大;在低磷土壤上,不施磷降低各玉米基因型的生物量、穗粒数、产量及氮磷钾吸收量。两个磷水平下,均以蠡玉16的生物量和产量最大,冀单28最小,这与前者具有较多的养分吸收量有关。不同玉米基因型间有明显差异,在玉米生产中应该因地制宜合理施用磷肥。     

不同覆盖方式对新复垦区土壤水热及春玉米产量的影响

随着城市化进程的加速发展,我国净耕地面积持续减少,合理开发利用潜在土地资源,对于保障我国粮食安全具有重要意义。为了探讨不同覆盖耕作方式对新复垦区土壤水热及作物生长的影响,通过2018年和2019年连续两年田间试验,研究了传统耕作(CK)、地膜覆盖(FM)、秸秆深埋(BS)和秸秆深埋+地膜覆盖(F+S) 4种处理对土壤水分、温度和春玉米生长及产量的影响。结果表明:2018年,F+S、BS、FM处理玉米生育期内0～20cm及20～40 cm土层平均土壤含水率分别较CK增加24.4%、16.5%、12.6%及9.1%、3.2%、3.7%。2018年玉米苗期, 0～100 cm土壤蓄水量表现为FMF+SCKBS,明显表现为有覆膜处理(F+S和FM)的土壤蓄水量高于不覆膜处理(BS和CK)。2019年玉米苗期,土壤蓄水量则表现为F+SBSFMCK。与CK相比,春玉米全生育期不同覆盖耕作处理条件下各土层(5～25 cm)土壤温度均有所提高,具体表现为F+SFMBSCK,各处理土壤温度随土层深度表现为降低趋势。以表层5 cm土壤温度增幅最大,覆盖耕作处理的增温效应在全生育期表现为前期明显而后期弱化。各处理株高变化趋势一致,在播种后70d左右达到峰值,随后出现小幅度下降并最终保持稳定。试验期,株高和叶面积均表现为地表有覆膜的处理高于未覆膜处理(P0.05)。2018年, F+S、BS和FM处理玉米产量均显著高于CK(P0.05),2018年和2019年,各处理产量分别较CK增加17.0%、13.5%、6.6%和30.5%、23.9%、3.8%。产量构成逐步回归分析结果表明,穗长对产量的影响最大,产量与穗行数和百粒重呈正相关关系。秸秆深埋+地膜覆盖处理(F+S)可以综合发挥二者优势,有效调节土壤水热状况,改善土壤环境,促进作物生长发育,从而获得较高的产量,可作为新复垦区春玉米适宜的种植管理方式。     

中国东北春玉米区干旱时空分布特征及其对产量的影响

为了研究东北地区春玉米不同生育阶段干旱时空分布规律及其对产量的影响,基于研究区域1961—2012年69个气象站点逐日气象资料和春玉米生育时期及产量资料,采用Penman-Monteit法计算潜在蒸散量,在此基础上利用农业干旱指标标准化降水蒸散指数(SPEIPM)划分干旱等级-最后利用干旱等级权重及发生概率评分等级计算每个站点的干旱危险指数(DHI);利用Mann-Kendall检验法计算5个生育阶段的SPEI变化趋势,利用回归分析进行SPEI与玉米气候产量的关系分析。结果表明,吉林省西部和辽宁省西部在玉米生长季内始终为干旱高风险区,吉林省东部和辽宁省东部则为干旱低风险区,黑龙江省东部干旱风险随生育进程增大;近52 a玉米苗期干旱强度和范围有减小趋势,而生育后期在增加;1991—2012年辽宁省西部玉米气候产量与SPEIPM3-7(5—7月份的SPEIPM)以及吉林省西部、吉林省东部和松嫩平原气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)的关系达极显著(P0.01),吉林省中部气候产量与SPEIPM3-8(6—8月份的SPEIPM)关系达显著水平(P0.05)。春旱严重地区如松嫩平原、吉林省西部、辽宁省西部和南部的干旱强度和范围正在减小,而东北干旱程度在玉米生育后期整体呈增强趋势,其中东部最明显。在降水充沛的吉林省东部,气候产量与干旱指数的回归方程对称轴在0附近,表明正常降水情况下即能保证高产和稳产。降水较少的地区如辽宁省西部和吉林省西部等地,回归方程对称轴在1附近,提高玉米产量需增加灌溉和提高水分利用效率。     

夏秋季节性干旱对南方春玉米主要农艺性状的影响研究

试验研究了我国南方地区夏、秋季节性干旱条件下春玉米主要农艺性状的变化,结果表明,夏、秋季节性干旱使玉米线性灌浆期、叶面积稳定期及生育期缩短,秃顶增加,穗粒数减少,千粒重降低,产量下降,其中对晚熟品种影响较大,中熟品种次之,早熟品种较小,且不同品种减产幅度不同。根据其影响的大小可选出抗旱能力较强的春玉米品种。     

不同施肥对春玉米产量、效益及氮素吸收和利用的影响

通过田间试验研究了农民习惯施肥、氮肥减量及减量后移、氮肥一次性深施对春玉米产量、效益、花后干物质和氮素积累与转移情况及氮的吸收和利用的影响。结果表明,与习惯施肥处理（N用量 280 kg/hm2,口肥和拔节期追肥比例为1:4,N280/2,）相比,氮肥减量后移处理（N 用量240 kg/hm2,口肥、拔节期和大喇叭口期追肥比例为1:2:2,N240/3）增产3.91%,增收592 元/hm2;氮肥一次性深施处理（N 用量240 kg/hm2,播种时一次深施在15cm处,N240/1）增产11.48%,增收2032元/hm2;氮肥减量后移处理（N240/3）和氮肥一次性深施处理（N240/1）的经济系数、后期干物质和氮的转移量、转移效率及对子粒的贡献率显著提高,氮肥利用率（NUE）、氮肥农学利用率（ANUE）、氮素吸收效率（NUPE）和氮肥偏生产力（PFP）、氮收获指数（NHI）也显著提高。氮肥减量后移处理（N240/3）花后干物质和氮的积累量及占总量的比例最高;氮肥一次性深施处理（N240/1）花后干物质和氮积累量较高,但所占比例较低;习惯施肥处理（N 280/2）干物质和氮积累量较低,但所占比例较高。由于关于一次性施肥存在较多争议,因此尚不能认为氮肥一次性深施方式可以替代农民习惯施肥;而氮肥减量后移处理既获得了较高的产量,也提高了氮效率,是一种科学的施肥方式。     

基于游程理论的农业干旱指数在辽宁省春玉米旱灾损失评估中的应用

为准确识别农业干旱事件,评估干旱对农作物产量的影响,本文以辽宁省为例,基于52个气象站1961—2015年逐日气象数据,计算了春玉米全生育期水分亏缺距平指数,利用游程理论构建了一种新的春玉米全生育期干旱指数,再结合历年产量损失率构建了区、县级尺度的干旱产量损失评估模型,并对不同干旱风险下春玉米产量损失进行了评估,以明确辽宁省春玉米干旱重点防范区域。研究结果表明,辽宁省春玉米干旱指数呈由西向东递减的经向分布特征,辽西地区更易发生严重的干旱事件,且春玉米产量稳定性也最差。春玉米主产区内, 80%以上的区、县春玉米产量损失率与干旱指数呈显著线性正相关,辽中部分区县和辽东大部两者相关性不显著。相同干旱指数下,辽西产量损失率最大,并以朝阳地区为最;辽南和辽北次之;辽东湾和中部部分平原地区总体较小;非水分限制区辽东的凤城市和东港市,降水偏少反而更有利于春玉米产量提高。辽宁省春玉米干旱重点防范区域主要分布在辽西的朝阳地区,以及千山山脉以西和以北的辽北、辽南地区,提高和稳定春玉米产量需增加耐旱品种种植、发展节水灌溉、提高水分利用效率;降水充沛或灌溉条件较好、产量稳定性较高的辽东大部和辽中部分区县,可通过提高种植和管理水平、加强其他气象灾害防御等增加春玉米产量。     

华北平原旱地不同熟制作物产量、效益和水分利用比较

针对华北平原地下水超采严重,通过研究雨养旱作条件下不同熟制的产量、投入产出和水分利用效率,探索华北平原缺水区雨养旱作条件下的节水种植制度,可为地下水超采提供技术支撑。以当地主栽种植模式冬小麦和夏玉米一年2熟种植和春玉米一年1熟种植为研究对象,通过大田试验对雨养旱作条件下冬小麦、夏玉米和春玉米3种作物构成的2种种植制度的产量、耗水、投入、产出进行分析。试验于2007—2013年在中国科学院栾城农业生态系统试验站进行,该站为华北平原高产农区的典型代表。试验共设2个处理,T1为冬小麦-夏玉米一年2熟制,T2为春玉米一年1熟制。T1中的冬小麦生育期为每年的10月中上旬至翌年的6月中旬,夏玉米为6月中下旬至10月上旬,冬小麦品种大部分年份为‘科农199’,夏玉米品种为‘郑单958’。T2中春玉米的生育期为每年的5月中下旬至当年的9月上中旬,品种为‘农大108’、‘浚单20’、‘郑单958’和‘先玉335’。试验区从2007年9月至2013年6月一直未灌溉,为雨养旱作条件。研究结果表明,雨养旱作条件下,冬小麦产量基本稳定;夏玉米和春玉米产量随年型不同波动较大,尤其是夏玉米产量受播种时土壤含水量的影响较大,很多年份由于干旱少雨,玉米出苗时间推迟,导致玉米产量大幅度降低。T1比T2虽然具有明显的产量优势,增产34.1%,但由于冬小麦生产投入较高,T1的净收益比T2低279.97元·hm-2。3种作物的生产投入中,农资和机械投入比例最大,劳动力投入占很小比例,农资投入中,化肥投入最高;3种作物的产投比分别为1.42、2.66和3.42,雨养旱作条件下冬小麦的产投比最低,春玉米最高。从作物的耗水结构分析,冬小麦生育期降雨较少,以消耗雨季储存于土壤中的土壤水分为主,春(夏)玉米生育期降雨较多以消耗降雨为主。目前,生产上正在自发地压缩冬小麦的种植面积,春玉米一年1熟种植面积迅速增加。因此,在保证区域粮食安全的条件下,通过调整农业种植结构可以控制水资源的过度开采,保证农业持续发展。