不同保护性耕作方式对旱地玉米的增产效应

通过16种不同保护性耕作方式对旱地玉米产量影响的试验,结果表明:秋深耕 秋施肥 春免耕(A1)和秋浅耕 秋施肥 春免耕(A2)两种耕作方法,明显优于其他耕作方法,每公顷玉米增产为1009.5～1182kg;玉米整秆覆盖(B2)、玉米碎秆覆盖(B3)和地膜覆盖(B1)3种覆盖之间无显著差异,但都比不覆盖(B4)增产显著,每公顷玉米增产为1031.7～1281.7kg。16个处理中,A1B3(秋深耕 秋施肥 春免耕) 玉米碎秆覆盖处理的玉米产量最高达6508.5kg/hm2,是干旱地区可选择的保墒蓄水增产耕作栽培形式。     

水肥一体化施磷对滴灌高产春玉米产量及肥料利用率的影响

磷肥的施用方式和施用量对提高作物的产量和磷肥利用效率有重要影响。研究常规一次性施肥和滴灌分次施肥以及不同磷肥用量对玉米生长及磷肥利用效率的影响,为进一步提高滴灌密植高产春玉米产量及肥料利用率提供理论依据。结果表明,在滴灌水肥一体化分次施磷模式下,磷肥用量在90 kg/hm2时玉米产量达到最大(16.66～17.29 t/hm2),比一次性基肥施入产量高8.3%～12.6%,经济效益平均提高11.0%;磷肥偏生产力和农学利用率比一次性基肥施入处理分别提高44.4%～50%和59.5%～73.65%。在滴灌水肥一体化条件下,在玉米开花前随水分次滴施水溶磷肥能有效提高玉米产量和磷肥利用率,同时能减少磷肥用量,提高经济效益。     

PAL肥料增效剂对黄土旱塬春玉米产量及光合特性的影响

2008～2010年在陇东黄土旱塬进行春玉米田间试验,研究PAL肥料增效剂对黄土旱塬春玉米产量、水分利用效率(WUE)及光合特性的影响。结果表明,在相同施氮量情况下,配施凹凸棒(PAL)肥料增效剂玉米增产效果明显,施氮量180 kg/hm2、配施PAL肥料增效剂90 kg/hm2的处理春玉米产量和水分利用效率最高,3年平均分别为11 637.6 kg/hm2和43.8 kg/(mm.hm2),较不施肥处理分别增加14.4%和13.0%,较相同施氮量不配施PAL处理分别增加6.0%和5.4%,产量性状优,具有较高的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶片水分利用效率。     

秦巴高海拔山区春玉米高产高效施肥技术研究

通过在秦巴高海拔春玉米山区2个海拔条件下(海拔分别1 300 m和1 050 m进行氮磷二因素二次饱和D-最优设计试验,建立了高海拔山区春玉米高产高效产量和效益模型,并对模型进行了多目标解析,明确了氮磷2因素对产量的主效应和互作效应大小,确定了不同地点春玉米最高产量施肥量、经济施肥量、合理施肥区、最佳配比、高产施肥模式、高效低耗施肥模式和高产高效施肥模式。     

猪粪秸秆堆肥替代化肥对春玉米碳代谢关键酶、产量及品质的影响

在吉林省松原市宁江区大洼镇开展两年的田间试验,明确猪粪秸秆堆肥替代化肥对春玉米碳代谢的调控效应,确定猪粪秸秆堆肥替代化肥比例。采用裂区试验设计,主区设置2个猪粪秸秆堆肥施用量,副区设置堆肥替代化肥比例3个水平,探讨猪粪秸秆堆肥替代化肥对春玉米碳代谢、产量及品质的影响。结果表明,随着堆肥替代化肥比例增加,玉米碳代谢水平逐渐增强,玉米的产量及品质逐步提升,堆肥20 000 kg/hm²替代20%化肥(C2F2)处理表现最佳,相较不能堆肥、常规施肥(F0)处理条件下春玉米PEP羧化酶活性、RUBP羧化酶活性分别提高了29.69%、19.03%。产量提高了18.6%,淀粉、粗蛋白、脂肪含量分别提高了6.73%、12.90%、14.24%。综上所述,施用猪粪秸秆堆肥20 000 kg/hm²替代20%化肥可以显著提高春玉米碳代谢关键酶活性、产量及品质。     

长期隔年施磷对陇东旱塬作物产量和土壤肥力的影响

为探讨不同施肥方式对旱地土壤的培肥作用及增产效果,以1979-2019年在甘肃省陇东旱塬黑垆上土进行的长期定位施肥试验为基础,研究了不施肥料(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、秸秆还田+氮磷肥配施(磷肥为隔年施用,施磷年份该处理记为SNP,不施磷年份记为SN)4种措施对作物产量、产量稳定性和可持续性以及土壤综合肥力的影响。结果表明,长期隔年施磷(SN)的春玉米和冬小麦产量分别较CK增加151.4%和159.2%,较长期施磷处理(SNP)增加8.6%和6.9%;SN的春玉米产量稳定性和可持续性均低于N和NP处理,而冬小麦产量稳定性和可持续性均优于N和NP处理;SN处理显著提高了耕层土壤综合肥力(IFI),其耕层土壤IFI值分别较CK、N和NP处理高25.5%、21.3%和6.1%,年际间变异强度高于CK和N处理。说明,在陇东旱塬黑垆土春玉米-冬小麦轮作体系下,采用秸秆还田+氮磷配施隔年施磷技术,既在减少50%化学磷肥投入的情况下仍能保证作物产量稳定和持续,并能有效提高耕层土壤综合肥力。     

生物炭与肥料配施对土壤养分及玉米产量的影响

采用田间试验的方法,设无生物炭无肥料(CK)、常规施肥(F1)、80%常规施肥(F2)、80%常规施肥+20%生物炭(F2B)、70%常规施肥(F3)以及70%常规施肥+30%生物炭(F3B)6个处理,研究生物炭和肥料配施对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾及玉米不同生育期干物质积累和产量的影响。结果表明,生物炭与肥料配施处理(F2B、F3B)较单施肥处理(F2、F3)在不同程度上提高土壤有机质、土壤全氮、有效磷、速效钾含量、玉米各生育期干物质量及产量。F2B处理的玉米产量略高于F1处理,二者差异不显著。与常规施肥相比,生物炭与化肥合理配施改善土壤养分状况。试验区最佳肥料-生物炭施用量效配比为80%常规肥+20%生物炭。     

氮磷用量与施肥方式对玉米生长发育的影响

通过田间试验,研究在不同施肥方式和不同氮磷肥用量条件下,玉米根系和地上部的生育特征、根际脲酶和磷酸酶特征、氮磷养分吸收量。结果表明,施肥量为800 kg/hm2(种子侧下方6 cm)处理的玉米地上部分生物量和根系生物量最高,成熟期根系和地上部分的吸氮、吸磷量也最高,子粒产量也较高;各处理玉米不同生育期根际土壤脲酶和磷酸酶的活性明显高于非根际;在肥力相对较高的土壤,减施20%～40%氮磷肥至少可以维持玉米当年的产量,施肥方式对玉米的子粒产量影响很小。     

有机肥替代部分化肥对‘桂甜糯525’产量品质和土壤环境的影响

本研究通过田间试验,以不施肥为对照(T1),设置单施化肥(T2)和不同有机肥替代部分化肥(T3和T4)3个施肥处理,研究不同有机肥替代部分化肥对玉米产质量和土壤环境的影响。结果显示,施肥处理下玉米植株的农艺性状均优于不施肥处理,与单施化肥相比,施用有机肥能更好地促进玉米植株的生长,其中T3处理玉米植株的茎粗和叶片长较T2显著(P0.05,下同)提高11.94%和4.53%;施肥能显著提高玉米产量,较不施肥可显著提高14.27%～17.17%;施用有机肥能提高玉米鲜果穗性状和品质,其中T3处理穗长较T2显著提高7.12%;与T2处理相比,T4处理的籽粒蛋白质含量较T3显著提高7.21%,T3处理籽粒的可溶性糖含量较T1和T4处理显著提高61.54%和77.97%;T3处理土壤中的有机质含量较单施化肥显著提高64.52%。各指标相关性分析中,籽粒蛋白质和脂肪含量与总氮含量呈显著正相关(r=0.868,P0.01),说明有机肥可通过提高玉米对氮的吸收从而促进籽粒中蛋白质和脂肪等营养成分的积累。综上,有机肥替代部分化肥相比于不施肥和单施化肥能更好的促进玉米植株的生长,且在保证产量的同时能提高果穗品质,增加土壤有机质含量,可作为区域化肥减施下春玉米提质保产的推荐施肥方案。     

不同时期一次性施肥对夏玉米产量和氮肥效率的影响

在河南省鹤壁和原阳采用田间试验,研究不施氮(CK)、种肥同播(T1)、5叶期一次性施肥(T2)和10叶期一次性施肥(T3),对夏玉米生长发育、氮素积累转运及产量的影响,明确夏玉米包膜尿素1∶1配施普通尿素适宜的一次性施肥时期。结果表明,鹤壁和原阳T1处理产量最高,分别为12 700 kg/hm²和10 945 kg/hm²,但与T2处理间差异不显著,较T3处理分别提高14.2%和10.9%;干物质积累量较其他处理分别提高5.6%～25.1%和1.6%～21.2%。不同生育期T1处理叶片SPAD值和叶面积指数均达最高。鹤壁和原阳T1氮肥表观利用率最高,分别为35.2%和35.5%,较其他处理分别提高5.6～14.7个百分点和3.2～13.6个百分点;氮素积累量较其他施氮处理分别提高13.8%～34.5%和14.5%～41.5%。T1处理土壤氮素依存率低于T2和T3处理。综上,种肥同播提高了夏玉米产量、氮肥效率、叶片SAPD值和叶面积指数,保持较高的氮素吸收速率,降低了土壤氮依存率,满足夏玉米整个生育期的氮素需求,实现了夏玉米高产和高效施肥。     

甘肃中、东部地区春小麦产量潜力研究

根据甘肃中部、东部的气象数据,利用APSIM模型模拟研究区的春小麦产量,分析春小麦产量潜力。结果表明:甘肃中部康乐、临洮等地和甘肃东部泾川、灵台、合水、秦安等地的小麦产量实测值和模拟值误差较小,春小麦产量差较小,产量可提升的空间小;康乐县小麦产量的模拟值与实测值非常接近,小麦生产力接近于极限;定西、渭源、通渭、华亭、环县等地小麦产量实测值和模拟值之间差值较大,有较高的生产潜力。     

Simulating response of maize to previous velvet bean (Mucuna pruriens) crop and nitrogen fertiliser in Malawi

A velvet bean (Mucuna pruriens L.) module for the agricultural production systems simulator (APSIM) was developed in order to assess the nitrogen (N) and yield benefits of velvet bean green manure crops, when grown in rotation with maize in small holder situations in Malawi. The velvet bean module was able to simulate maturity biomass from six contrasting sites in Malawi over an observed range of 847–10,420 kg/ha with a root mean squared deviation (RMSD) of 1562 kg/ha. APSIM was then tested for its ability to simulate the response of maize crops to fertiliser N in two seasons, to previous velvet bean green manure crops in one season, or both in combination in one season. With no previous velvet bean crop, the response to fertiliser N varied across sites from a non-significant increase to an eight-fold increase in maize yield. Where a velvet bean crop was grown in the previous season, the response to applied N varied from non-significant to slight. Simulated yields were within one standard error of the observed in the majority of cases. A sensitivity analysis for key parameters in the velvet bean module highlighted, that those governing the N content of crop root and shoot residues had greatest impact on maize yield response. Parameters controlling production and partitioning of root or shoot biomass were less important.To our knowledge this is the first reported case of a cropping systems simulation model being tested for its ability to simulate the production of a green manure legume followed by a cereal.     

氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量及农学效率的影响

采用田间试验,设置5种施氮水平,研究不同氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量和氮肥利用的影响。结果表明,优化施氮(N150)、优化施氮配施有机肥(N150+M)处理可增加土壤速效养分含量;土壤水分和温度受不同氮肥用量影响较小。N150和N150+M处理玉米增产幅度较大,增产率分别为19.44%和16.67%;N150处理的氮肥农学利用率最高,高量施氮处理(N180)最低;减量施氮(N120)与N150处理的氮肥偏生产力较高。优化施用氮肥处理,不仅可以增加土壤速效养分含量,保障速效养分对春玉米的及时供给,同时还可以增加春玉米产量,提高氮肥利用效率。     

南方丘陵红壤旱地不同施肥模式对春玉米生物学特性及产量的影响

以当地常规施肥模式(CK)为对照,研究南方丘陵红壤旱地不同施肥模式(CO:常规施肥+有机肥;CB,常规施肥+生物有机肥;CP:常规施肥+钾肥)对春玉米生物学特性及产量的影响。结果表明,单株叶面积和叶面积指数大小顺序为CO>CP>CB>CK处理,全生育期单株叶面积和叶面积指数均显著高于对照,抽雄期和成熟期CO和CP处理均显著高于其他处理。拔节期、抽雄期和成熟期CO和CP处理植株根系干重、茎干重均显著高于其他处理,CO处理植株叶干重显著高于对照。CO处理穗长显著高于对照;CP处理行粒数、穗粒数和百粒重均显著高于对照。CO、CB和CP处理产量分别比对照增加19.36%、13.08%和22.10%,增产原因主要是行粒数、穗粒数和百粒重的增加。     

播期对吉林春玉米生长发育及产量形成的影响

2010～2011年在吉林省梨树县进行春玉米5个播期试验(SE、E、M、L、SL为2010年4月21日、5月2日、5月13日、5月23日及6月2日播期,2011年为4月20日、4月30日、5月10日、5月20日及6月1日播期),探讨播期对吉林春玉米生长发育和产量形成的影响。结果表明,播期对春玉米生长发育及产量形成均有显著的影响。随播期推迟,春玉米生育期缩短;相对于SE和SL处理,M处理下叶面积指数较高且维持天数较长,有利于春玉米光合作用以及干物质积累;播期对春玉米地上干物质积累的影响表现为SE与M处理间差异不大,SL与SE、M处理相比干物质积累明显降低。试验播期范围内播期对产量影响显著,随播期的推迟呈现先升高后降低的趋势;百粒重在SE、E和M处理间无差异,与前3个播期相比,由于灌浆期缩短导致L和SL处理的百粒重显著下降;穗粒数与开花-子粒形成期内降水量呈显著负相关。本试验在2010年M处理下获得最大产量(11490.6 kg/hm2),吉林西南部春玉米播期在5月中旬左右较为适宜。     

基于混沌万有引力算法对APSIM模型中旱地春小麦产量形成参数的优化

为了解决APSIM模型中春小麦产量形成参数本土化率定过程中所面临的耗时长、精度差、效率低等问题,采用混沌万有引力（chaotic gravitational search algorithm,CGSA）算法,基于1971-2014和2018-2021年甘肃省定西市统计年鉴中的产量数据以及2015-2017年定西市安定区凤翔镇安家沟村的大田试验数据、1971-2021年定西市安定区的产量和气象资料,对春小麦产量形成参数进行优化。结果表明,采用CGSA优化参数后,均方根误差（RMSE）、归一化均方根误差（NRMSE）和模型有效性指数（ME）的平均值分别为22.98 kg·hm^-2、1.393%和0.995,说明模型在甘肃省定西市春小麦产量的评估中表现出较好的适应性。此外,CGSA具有较好的全局寻优性能和较快的收敛性,为APSIM模型的参数优化提供了一种高效、精准的方法。     

作物高产群体干物质积累动态模型的构建及生长特性分析

利用归一化的方法分别将最大干物质积累(DMA)以及出苗至成熟生长天数设定为1,以相对DMA(0～1)和相对时间(0～1)为参数进行动态模拟,得到不同春玉米品种的相对化通用干物质积累模型。通过模型筛选,建立了春玉米高产群体的相对化DMA模型:y=a/(1+be^-cx),并建立了不同品种的相对化DMA动态变化模型:四密25:y=1.065 0/(1+71.588 3e^-6.6972x);郑单958y:=1.062 9/(1+90.424 9e^-7.0640x);先玉335:y=1.051 9/(1+132.982 1e^-7.7984x)。3个品种的相关性均在0.98以上,并达到极显著水平。通过其它作物对模型验证,早、晚稻以及冬小麦的相对化干物质积累动态变化趋势同样符合Logistic模型,且复相关系数均在0.96以上,说明相对化的干物质积累模型y=a/(1+be^-cx)可作为作物群体干物质积累动态模拟的共性模型。该模型为"三合结构"理论所建立的产量性能等式方程(MLAI^*D^*MNAR^*HI=EN^*GN^*GW)的数量化、模式化和指标化提供了理论基础。     

春玉米品种与栽培模式对黄土旱塬土壤水分的影响

以平展型传统品种酒单4号和紧凑型高产品种先玉335为试验材料,设半膜平覆(HM)、全膜双垄沟(DFM)两种覆膜方式和4.5万、9.0万株/hm~2两种种植密度,研究黄土旱塬区不同栽培模式下不同类型春玉米对土壤水分变化及对春玉米产量的影响。结果表明,品种和不同栽培模式互作效应对春玉米产量有显著影响。春玉米生育关键期降水对各处理收获土壤水分影响明显,降水不能满足春玉米生长发育需要时,春玉米会对60 cm土层以下水分产生透支性消耗,遇到连续干旱年份,则会导致春玉米60~160 cm主要根区土壤含水量降低。在相同覆膜及品种条件下,随种植密度增加,玉米产量显著增加;相同密度及品种条件下,DFM覆膜产量优于HM覆膜;相同密度及覆膜方式下,紧凑型高产品种产量较平展型传统品种显著增加。DFM覆膜和紧凑型高产品种在9.0万株/hm~2种植密度下有较高产量。