冬小麦-夏玉米“双晚”种植模式的产量形成及资源效率研究

为了进一步明确黄淮平原冬小麦晚播、夏玉米晚收的“双晚”增产及资源高效的效应,选用2个中熟冬小麦品种和2个中晚熟夏玉米品种,于2006—2008年先后在河南温县和焦作进行大田试验,研究作物群体物质生产、产量形成参数定量指标及光温资源的分配利用。结果表明,冬小麦晚播产量降低不明显,夏玉米晚收产量显著提高747~2 700 kg hm^-2,“双晚”周年产量21 891~22 507 kg hm^-2,比对照提高442~2 575 kg hm^-2。冬小麦晚播平均叶面积指数、每平方米穗数和穗粒数降低,但平均净同化率、收获指数和粒重提高达5%显著水平;夏玉米晚收平均叶面积指数、收获指数、生育期天数和粒重均显著提高。“双晚”栽培优化了周年资源分配,提高生育期与光、温资源变化的吻合度,其生产效率分别提高2.22%~10.86%和0.47%~11.56%。小麦和玉米品种的遗传类型是影响“双晚”栽培技术的关键。因此,选用小麦晚播早熟高产和玉米长生育期晚熟品种,通过有效调节资源配置,将小麦冗余的光温资源分配给C₄高光效作物玉米,是提高周年高产高效的重要途径。     

冬小麦–夏玉米高产模式周年气候资源分配与利用特征研究

探明周年产量20,000kghm–2以上冬小麦–夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征,并建立资源优化配置定量指标,为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据,具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据,定量分析了冬小麦–夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明,三省9个试验点冬小麦–夏玉米均实现了周年20,000kghm–2以上高产,但区域间差异较大,河南和山东小麦产量最高,山东夏玉米产量最高,河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成,河南和山东小麦季积温量在1924.2～2608.0°C和降雨量小于201.1mm范围时产量均高于河北,山东玉米季辐射量在2168.5～2953.8 MJ m–2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦–夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定,即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%,两季间积温比值为0.7,这是该区当前生产和生态条件下冬小麦–夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦–夏玉米种植模式的资源优化配置,对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。     

不同密氮模式下高产玉米品种籽粒产量与氮素利用特性研究

为给玉米高产高效栽培提供科学依据,在大田试验条件下,选用郑单958和先玉335为材料,在每个品种下设置2个种植密度(6.75,8.25万株/hm~2)和4个施氮水平(0,180,240,300 kg/hm~2),研究了种植密度和施氮水平下2个高产玉米品种籽粒产量和氮素吸收利用特性。结果表明:在相同密度水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随施氮量增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低;在相同施氮水平下,2个玉米品种籽粒产量、氮素积累量和蛋白质产量均随密度的增加总体呈现增加趋势,氮素利用效率则降低。在不同密氮组合下,先玉335的籽粒产量、氮素积累量、蛋白质产量及氮素利用效率均高于郑单958。本研究条件下,2个玉米品种在密度为8.25万株/hm~2,施氮量为240 kg/hm~2组合下,均可以同步协调实现籽粒产量、蛋白质产量和氮素利用效率的协调统一。     

冬小麦–夏玉米与双季玉米种植模式产量及光温资源利用特征比较

优化传统冬小麦-夏玉米模式并探索新型种植模式是挖掘黄淮海区周年高产潜力,提高资源利用效率的重要途径。本研究以冬小麦-夏玉米传统种植模式为对照(CK),建立了冬小麦–夏玉米优化种植模式(T1)和双季玉米模式(T2),于2009—2012年在河南新乡进行田间试验,对其周年资源分配、产量及资源利用效率进行了比较。结果表明:(1)T1模式通过播/收期调整,协调了两季的光、温资源分配比例(0.7∶1.0和1.4∶1.0);T2模式两季积温基本为均等分配,光照资源分配比例为1.5∶1.0。(2)资源分配的变化引起了产量的变化。与CK比,T1模式周年产量平均增幅为7.8%,其产量的增加主要来自于夏玉米季,T1模式夏玉米季平均叶面积指数(MLAI)、生物量和产量均显著高于CK,且冬小麦晚播并未造成减产。双季玉米(T2)是"双C4作物"的新型种植模式,其第1季的MLAI、生物量和产量均显著高于CK和T1,第2季(除MLAI外)显著低于CK和T1。T2与T1周年产量差异不显著,但显著高于CK,平均增幅为9.2%。另外,T2模式周年日产量显著高于CK和T1,平均增幅分别为53.9%和46.2%。(3)T2模式周年光、温生产效率及籽粒光能利用效率显著高于CK和T1,平均增幅分别为30.5%和23.3%,15.5%和9.7%,30.3%和23.0%。综上所述,T1和T2高产高效模式建立的核心均是充分利用C4作物玉米高物质生产能力的优势,二者的建立为黄淮海区周年产量潜力的挖掘及种植结构调整提供了思路。     

品种与密度对华北平原夏玉米产量及水分利用效率的影响

在中国科学院封丘试验站通过3年(2008-2010年)8个夏玉米品种在3个种植密度下的田间试验,研究了品种和种植密度对夏玉米产量及水分利用效率的影响,旨在探讨通过品种和密度优化组合进一步提高作物产量和水分利用效率的潜力.品种和密度对夏玉米产量产生了明显影响,并且存在着年际之间的巨大波动.产量最高和最低品种相差1 050...     

耕作方式与秸秆还田对冬小麦–夏玉米轮作系统中干物质生产和水分利用效率的影响

为探讨黄淮海地区一年两熟制下土壤耕作方式与秸秆还田相结合的适宜模式,2010—2012年进行了两年度的田间试验,研究不同处理对冬小麦–夏玉米轮作系统干物质生产和水分利用效率的影响。通过比较常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理,发现深松(耕)与秸秆还田可以增加冬小麦和夏玉米的农田耗水量,降低休闲期农田耗水量,提高作物叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率和茎秆伤流量,促进植株干物质积累,进而提高作物籽粒产量和水分利用效率。耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米的干物质生产和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田相比,深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的作物干物质积累量分别提高19.3%和22.9%,周年作物产量分别提高18.0%和19.3%,水分利用效率分别提高15.9%和15.1%,且两处理无显著差异。因此认为,与本试验相似环境条件下,宜在秸秆还田的基础上配合深松或深耕。     

种植密度对不同生育期玉米品种光温资源利用率和产量的影响

探究不同生育期玉米光温利用、物质生产和产量形成对密度的响应,以期为陕北灌区春玉米密植高产高效栽培提供理论依据。试验于2019—2020年以东单60 (中晚熟)和大丰30 (中早熟)为试验材料,设置45,000 (D1)、60,000(D2)、75,000 (D3)和90,000 (D4)株hm^-2 4个种植密度,测定了叶面积指数、冠层光分布、物质生产与转运、光温利用和产量及其构成等指标。结果表明,大丰30和东单60分别在90,000株hm^-2和75,000株hm^-2密度下达到最高产量18,787.5kghm^-2和16,953.0kghm^-2,较低密度分别提高了37.7%和41.4%,且高产下大丰30籽粒含水率较东单60低11.5%。随着种植密度的增加,群体叶面积指数明显提高,上部冠层光能截获率显著增大,而中部冠层光能截获率显著下降且东单60降低幅度高于大丰30,下部冠层光能截获率无显著差异。对于光能辐射利用而言,大丰30花前截获的光合有效辐射和光能利用率较东单60分别高7.9%...     

黄淮海区域现代夏玉米品种产量与资源利用效率的差异分析

品种改良对夏玉米单产的提升有重要贡献,但目前对现代夏玉米品种间产量形成差异的原因尚不明确。本研究在商河国家农作物品种展示示范中心设置大田试验,选用我国黄淮海区域近年来审定或将要审定的390个玉米品种,于玉米完熟期进行植株取样,测定不同品种产量及其构成因素、完熟期干物质积累与分配、氮素的积累、分配与利用以及光温利用效率,探究不同夏玉米品种的产量及资源利用效率的差异及其形成原因。不同品种的夏玉米产量存在显著差异,收获穗数、穗粒数和千粒重对产量的直接通径系数分别为0.57、1.00和0.88,表明品种间产量差异主要由穗粒数的变化影响。植株的干物质和氮素的积累与分配均对夏玉米产量有极显著影响,与籽粒产量<7 t hm^–2的品种相比,7.0～8.0、8.0～9.0、9.0～10.0、10.0～11.0和>11.0 t hm^–2产量范围内的品种植株群体总干物质积累量分别提高了12.25%、20.52%、29.61%、40.11%和54.04%;籽粒氮素积累量分别提高了16.62%、24.85%、38.45%、48.42%和68.41%;籽粒干...     

种植模式对南方作物产量及资源利用效率的影响

种植模式优化是挖掘农田高产潜力和提高资源利用效率的重要途径之一。于2017-2018 年在湖北省江陵县三湖农场开展了田间试验,采用随机区组设计,设置了早稻–晚稻（DR,对照）、春玉米–晚稻（MR）和再生稻（Rr）3种种植模式。结果表明,与早稻–晚稻种植模式相比,春玉米–晚稻种植模式积温生产效率、水分利用率、经济效益和周年产量分别提高了8.66%、35.19%、33.71%和34.60%;再生稻分别提高了6.77%、11.16%、68.12%和31.20%。从整个周年来看,春玉米–晚稻和再生稻模式的积温生产效率较高,春玉米–晚稻模式的水分利用率最高,春玉米–晚稻和再生稻处理的周年产量显著高于早稻–晚稻种植模式,再生稻模式周年经济效益最高,其次是春玉米–晚稻种植模式。因此,春玉米–晚稻和再生稻是该区域稻田两熟制适宜的种植模式。     

直播种植模式下水稻剑叶光合、强弱势籽粒灌浆特性及产量的氮素调控

为探讨不同施氮水平对水稻剑叶光合、籽粒灌浆特性和产量的影响。以生育期较短的‘新稻567’、‘新稻568’和‘新科稻31’为试验材料,在直播种植模式下,设置3个施氮水平0、255、300 kg/hm²,分别测定抽穗后剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率和产量等指标,研究氮肥调控水稻产量的生理机制。结果表明,随着施氮量的增加,3个品种产量均呈先增加后降低的趋势;高效叶面积率和粒叶比表现为中氮水平较高,高氮水平较低。灌浆期剑叶光合速率呈先增加后降低趋势,不同氮肥处理间基本表现为中氮处理高于高氮处理;强弱势籽粒灌浆速率在整个灌浆期内呈开口向下的抛物线趋势,不同氮肥处理间的差异在灌浆盛期至灌浆中后期较大,表现为无氮和中氮处理高于高氮处理,灌浆末期处理间差异较小。产量与灌浆期剑叶光合速率呈正相关关系,与强弱势籽粒灌浆速率在灌浆初期呈负相关在灌浆中后期呈正相关关系。适度的氮肥施用量有利于提高直播水稻高效叶面积率、粒叶比,增加剑叶光合速率、强弱势籽粒灌浆速率,从而促进水稻高产。     

基于籽粒机收玉米品种新单68的选育及其种质资源创新模式探索

随着机械化的发展,适宜全程机械化操作成为玉米育种的重要目标。河南省新乡市农业科学院以自选系新美026为母本、新69为父本选育出新单68,是河南省机收组审定的首批品种(豫审玉2017023),次年通过国家黄淮海夏玉米区机收组审定(国审玉20180297)。对新单68在各级试验中的表现进行分析,该品种具有高产、稳产、抗逆性强、适应性广等优点。通过对新单68及亲本选育过程进行梳理,明确了改良本土优势材料的有效途径,探索了X系×黄热系的杂优模式,为高产、抗逆、宜机收品种的选育提供技术支撑。     

黄淮海双季玉米产量性能与资源效率的研究

冬小麦-夏玉米一直是黄淮海两熟区的主要种植模式,近年来由于气候变化,冬季冻害和干旱时有发生,为了充分发挥玉米C₄作物高光效、高资源利用效率的特点,探索了双季玉米的新型种植模式。于2009年和2010年在河南新乡以冬小麦-夏玉米传统种植为对照,进行了双季籽粒玉米产量性能与资源效率测定,结果表明,双季玉米与传统冬小麦-夏玉米模式相比,周年产量略高,两年平均增幅2.3%;周年光、温生产效率平均增加26.1%和6.5%,周年经济效益显著增加,平均为1 628元 hm^-2,还有140 d农田休闲期。说明双季玉米模式是光温生产效率高、经济效益好的高效和简化的种植模式,也是一种有利于土壤休闲和避开冬季冻害和干旱的生态安全的模式,该模式将成为黄淮海地区长期冬小麦/夏玉米模式的补充,也是冬小麦冬季受灾的一种补救技术。     

潜江市“虾稻共作”模式下水稻科学施肥与管水技术

“虾稻共作”模式是近几年潜江市现代农业发展中的一种新型高效、集约种植模式,能更好地保护耕地质量,利用现有耕地。文章对该模式下的水稻科学施肥管理技术作一论述。     

冬小麦种质“矮孟牛”中新型小麦-黑麦复杂易位的遗传传递分析

本文利用矮孟牛中一种新型小麦-黑麦复杂易位IRS·7DS,1BL·7DL与1BL·1RS易位所构建的一套重组自交系(包括109个F6株系)和8个矮孟牛衍生品种进行了分析,结果表明在109个F6株系中,纯合复杂易位占69个,纯合1BL·1RS占36个,二者比例约2∶1,杂合类型占4个,出现频率4/109;对矮孟牛8个衍生品种的分析表明,6个品种包含来自矮孟牛的     

“独秆”栽培模式下全程氮肥在分蘖中后期施用对旱直播水稻产量和品质的影响

稻麦两熟地区,旱直播水稻生产受前茬小麦收获、全量麦秸秆还田及耕整地质量不高等因素的影响,常采用迟播期、大播量、高基本苗和主茎成穗为主的“独秆”栽培模式,而配套该模式直播稻优质丰产的氮肥管理技术尚缺乏系统的研究。以优质食味粳稻南粳9108为材料,采用机械旱直播方式,基本苗为380×10⁴ hm^-2,设置不同叶龄期(六、七、八、九和十叶龄期)氮肥追施处理及氮肥追施用量(纯氮180 kg hm^-2和225 kg hm^-2)处理,以基本苗380×10⁴ hm^-2和300×10⁴ hm^-2的旱直播精确定量氮肥管理(纯氮270 kg hm^-2,基肥︰分蘖肥︰穗肥=3.5︰3.5︰3.0)为对照,系统比较研究“独秆”栽培模式下,全程氮肥在分蘖中后期施用对旱直播水稻产量和品质的影响。结果表明,随追施叶龄的延后,水稻产量呈先增后降趋势,八叶期追施氮肥水稻产量显著高于其他处理,且追施量增加,水稻产量进一步提高。与2组对照相比,在纯氮180 kg hm^-2,氮肥减量33.3%情况下,不施氮素基肥配合八叶期一次性追施氮肥,可显著提高水稻产量5.10%和8.65%;在纯氮225 kg hm^-2,氮肥减量16.7%情况下,不施氮素基肥配合八叶期及7 d后二次追肥可显著提高水稻产量7.46%和11.09%。不施氮素基肥配合八叶期追施氮肥水稻产量提高的原因是,保障较大穗型的基础上增加有效穗数,显著提高群体颖花量,同时保持较高水平的结实率和千粒重。随追肥叶龄延后,水稻整精米率呈增加趋势,垩白度呈增大趋势,蛋白质含量增加,直链淀粉含量下降,食味值呈降低趋势。与2组对照相比,不施氮素基肥配合八叶期追施氮肥的水稻,加工品质提高,整精米率提高0.67%~2.23%;外观品质变好,垩白度降低3.6%~14.5%;营养品质提升,蛋白质含量增加3.03%~14.08%;蒸煮食味品质呈变优趋势,直链淀粉含量下降4.23%~10.95%;食味值无显著差异。综上所述,“独秆”栽培模式下基肥不施氮肥配合全程氮肥在分蘖中后期适宜叶龄施用可实现稻麦两熟地区旱直播稻迟播期、大播量和高基本苗生产方式的提质增产生产。