垄作栽培对夏玉米根系和叶片生长发育及产量性状的影响研究

研究了不同栽培方式对夏玉米根系及叶片生长发育和主要产量性状的影响。结果表明：垄作栽培夏玉米与传统平作栽培相比,根系发达,0～50 cm土层各层次根系干重均增加;各叶位叶片宽度增加,长度基部1～5叶位缩短、中上部增加;各期叶面积系数都较大。垄作栽培比传统平作增产12.1%。     

基于玉米-大豆轮作的不同施肥体系对大豆开花后根系形态及产量的影响

探讨玉米-大豆轮作条件下,降低生产成本、减少环境污染的大豆施肥模式,是目前东北大豆生产需要解决的技术问题。本研究基于建立的玉米-大豆轮作体系设置了5种施肥处理,分别为：T1：玉米施用化肥,大豆不施肥;T2：玉米施用化肥,大豆施用有机肥;T3：玉米施用化肥,大豆施用1/2量的化肥;T4：玉米施用化肥,大豆施用化肥;T5：玉米与大豆所需化肥总量一次性全部施入到玉米种植年份,大豆不施肥。分析了不同施肥模式对大豆不同生育期0~10、10~20、20~30cm土层深度内大豆根系干物质积累、根系形态特征时空变化以及与产量的关系。结果表明,经两个轮作周期,T2处理大豆产量最高为 2959kg·hm-2,比T4处理显著高出7.3%,产量提高主要体现在大豆的株高、主茎节数、单株荚数和单株粒数等性状的改善,而T1、T3、T5处理的大豆产量比T4处理显著低出15.4%,8.5%和5.0%。T2处理显著增加了大豆R6期0~10cm土层的根重密度,比T4处理显著高出42.3%,且与产量呈显著正相关,相关系数为0.655(p < 0.01);T2处理也明显增加了大豆R1期0~10、10~20cm土层以及R6期20~30cm土层的根长密度,分别比T4处理显著高出25.3%、71.3%和27.6%,且与产量呈显著正相关,相关系数为0.692 (p < 0.01)。与T4处理相比,尽管T3处理显著增加了大豆R1期10~20、20~30cm土层的根重密度和R6期10~20cm土层的根长密度及根表面积密度,但均与产量呈显著负相关。T4处理只显著增加R1期单位体积的根表面积,而对大豆根平均直径和其它时期单位体积的根表面积的影响不大。因此,不同施肥措施影响大豆根系特征及其产量的关系问题比较复杂。施用有机肥可通过增加表土层根的重量以及深土层根的长度从而提高大豆的产量。因此在有机肥源供应充足的地区,玉米、大豆两区轮作基础上,玉米收获后秋施15t·hm-2有机肥,是提高大豆产量,降低生产成本,减轻化肥应用负面环境影响的替代措施。     

黑土不同耕层厚度对玉米根系形态空间分布及其产量的影响

在重建不同厚度黑土层的定位模拟试验区开展免耕玉米大豆轮作试验,设3个黑土耕层厚度(10、20和30 cm),探究不同耕层厚度对玉米生育期间的根系形态及其产量影响。研究表明,玉米产量对不同耕层厚度反应敏感,30 cm耕层厚度处理玉米产量最高,比20 cm和10 cm耕层厚度显著高12.5%和24.1%,且玉米根系分布对耕层厚度响应差异明显。30 cm耕层厚度显著影响玉米0～10 cm土层根重密度,对10～30 cm土层根重密度及不同土层根长密度和比根长影响不明显。     

稀土复合肥料对夏玉米生长发育及产量的影响

试验表明，稀土复合肥料与相当，Ｎ，Ｐ，Ｋ含量的一般肥料比较有如下特性：１．促使单株叶面积增加，叶片早发；２．促使株高，穗位降低；３．后期根条数，根据数增多；４．适期施用促进产量提高。本试验中，苗期每化倾施１０２５ｋｇ稀土复合肥料较一般肥料增产１０．７５％。     

增温对玉米冠根形态、生长发育和产量的影响

采用盆栽试验,研究全生育期梯度增温对玉米冠根形态、生长和产量的影响。结果表明,随着温度升高,玉米总根层数、总根条数、根总干重、根长度、根表面积、根体积和根冠比显著降低,且升温越高,降幅越大。增温2℃,玉米轴根的根干重、根长度、根表面积和根体积比CK降低26.30%、26.67%、26.85%和23.67%;增温4℃分别比CK降低42.62%、44.28%、52.60%和46.34%。增温对玉米侧根长度、根表面积和根体积的影响大于轴根;温度每升高1℃,玉米生物量和子粒产量平均减少5.17%和16.15%。根量多、根长度长、根表面积大的品种(ZD958)对温度升高的适应能力更强。     

锌对夏玉米生产发育及产量影响的研究

采用小区试验的方法,研究了不同锌肥用量对夏玉米诸多生育性状及产量的影响。结果表明,增施锌肥能明显提高玉米产量,２年平均,增锌区分别比对照增产３５５．６５、８１１．３５、１０９４．５５、１２２７．９０、１３８３．６０、１６３９．０５ｋｇ;增产率分别为４．３１％、９．８３％、１３．２６％、１４．８７％、１６．７６％、１９．８５％。同时,增施锌肥还能有效地增加玉米次生根条数和单株干物重等。     

生物炭对玉米根系特性及产量的影响

采用大田试验研究生物炭对郑单958产量和不同生育时期根系生长、形态特征及生理特性的影响,明确生物炭对玉米根系与产量的效应,探明生物炭在玉米生产上应用的潜力与价值。结果表明,土壤中施入生物炭能增加玉米根系的总根长、根体积和根干重,提高玉米根系总吸收面积和活跃吸收面积。在玉米生育后期,生物炭在一定程度上延缓了根系衰老,成熟期施生物炭处理根系活力分别比对照高48.12%和42.71%;同时维持了较为适宜的根冠比,根系生理功能增强;添加生物炭后郑单958最高产量达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,具体表现为穗长、穗行数、行粒数和百粒重的提高。     

施肥方式对玉米根系分布及产量的影响

采用土柱模拟法研究施肥方式对玉米根系分布及产量的影响,结果表明,垄沟追肥促使玉米根系向纵深发展,与传统的垄面撒施覆土相比,垄沟施肥3cm深处理的中层根和深层根干重分别增加8.9%～9.4%和26.6%～45.8%,总根重增加6.0%～8.5%,而百粒重和产量增加不显著.垄沟施肥8cm的中层根和深层根干重分别增加19.6%～22.6%和59.3%～91.7%,总根重增加12.3%～13.8%,百粒重增加13.9%～16.3%,产量增加10.6%～11.8%.表明玉米追肥的最佳方式为垄沟深追肥。     

锌对夏玉米生长发育及产量影响的研究

采用小区试验的方法,研究了不同锌肥用量对夏玉米诸多生育性状及产量的影响。结果表明,增施锌肥能明显提高玉米产量,２年平均,增锌区分别比对照增产３５５６５、８１１３５、１０９４５５、１２２７９０、１３８３６０、１６３９０５ｋｇ;增产率分别为４３１％、９８３％、１３２６％、１４８７％、１６７６％、１９８５％。同时,增施锌肥还能有效地增加玉米次生根条数和单株干物重等     

冀南地区不同产量类型夏大豆根系性状的研究

为探讨大豆产量与根系性状之间的关系,以在冀中南地区夏播表现相对高产和低产的15个大豆品种为材料,采用盆栽方法,在出苗后20 d(苗期)、41 d(开花结荚期)、65 d(结荚鼓粒期)分别测定形态和生理性状.结果表明:根系鲜重、根总长、根体积和根系活力在不同取样时期两种产量类型间未达到显著差异,但两种产量类型间的根活形态指标及其增量在出苗后41 d和65 d均达到极显著差异,且与产量呈极显著正相关,特别是出苗后65 d的根活形态指标及增量与产量的相关系数更大,该期的相应根系指标可作为大豆高产育种在根系方面的参考.根活形态增量与产量具有极显著正相关,可用于生育期差异较大的材料之间的研究,进而对大豆产量相关根系性状的遗传研究提供了可行性指标.     

拔节期淹水对不同株高夏玉米产量、形态特征及物质生产的影响

选择不同株高夏玉米品种登海661(DH661,矮秆品种)和登海605(DH605,高秆品种),设置两个种植密度(52 500株/hm~2和75 000株/hm~2),比较研究因自然降雨引起拔节期淹水对玉米植株形态和物质生产的影响及其与产量的关系。结果表明,拔节期淹水后,两个类型品种子粒产量均显著降低,穗粒数明显降低,千粒重降幅较小。淹水后不同株高夏玉米各个节间干物量显著降低,玉米株高、穗位高降低,各节间长及茎粗均变小,其中,第3节间及穗位节间降幅最大,高秆品种高密度条件下更为显著。相关分析表明,淹水处理后株高、穗位高、平均节间长与产量显著负相关,粒叶比、冠根比与产量相关不显著。表明夏玉米子粒产量降低主要是淹水胁迫降低了植株茎秆中物质积累量(特别是第3节间和穗位节间),明显抑制了穗分化而导致穗粒数减少所致。     

减施氮肥对不同密度夏玉米产量和干物质积累特性的影响

以夏玉米品种郑单1002为材料,采用两因素随机区组设计,设4个施肥(N1,复合肥225 kg/hm2;N2,复合肥180 kghm2;N3,控释肥180 kg/hm2;N4,复合肥180 kg/hm2,有机肥1 500 kg/hm2)和两个密度(D1,6万株/hm2;D2,7.5万株/hm2)处理,研究减施氮肥对不同高密植夏玉米产量和干物质积累等方面的影响。结果表明,D2处理显著提高夏玉米产量24.74%,两个密植条件下N3和N4处理均未造成显著减产。D2处理显著提高吐丝期和成熟期及花后干物质积累量,降低花后干物质积累量对子粒的贡献率,减氮处理对干物质积累特征均无显著影响。N2、N3和N4处理显著提高两个密植夏玉米氮肥偏生产力16.00%～22.90%,仅D2N4处理显著提高氮肥农学利用效率16.32%。夏玉米在75 000株/hm2高密植水平,施氮180 kg/hm2(减氮20%)配施有机肥可达到高产高效的生产目标。     

深松对夏玉米物质生产、光合性能及根系生长的影响

以郑单958为试验材料,设播前深松、4叶期深松处理,以黄淮海地区普遍采用的免耕直播作为对照,分析玉米全生育时期内叶面积指数、净光合速率、叶面积持续期、干物质积累、相对生长率、根系性状以及产量及其构成因素的变化。结果表明,两种深松方式对比,物质生产、光合性能及根系生长方面均差异显著。与免耕直播相比,播前深松可以显著提高玉米拔节期叶面积指数,有效提高吐丝期净光合速率,显著增加拔节期干物重、吐丝期0~100 cm根系总干重以及20~30 cm土层内根系的活力;叶面积持续期、净同化率与相对生长率变化幅度不大。4叶期深松则导致植株的各方面表现较差,营养生长受到限制,叶源不足,叶片早衰。与对照(免耕直播)比较,播前深松增产1.7%,4叶期深松减产11.5%,两种深松方式间差异显著。夏玉米区播前深松具有提升玉米产量的优势,4叶期深松则限制了玉米生长和产量提升。     

种植密度和施氮量耦合对夏玉米干物质积累及氮肥利用率的影响

以郑单958和中单909为试验材料,设4.5万、6.75万、9.0万株/km~2 3个种植密度和0、100、300、500 kg/km~2 4种施氮水平,分析种植密度与施氮量对夏玉米干物质积累量和氮肥利用率的影响。结果表明,玉米在种植密度9.0万株/hm~2,其叶面积指数、群体干物质积累量、总氮素积累量以及产量均显著高于4.5万株/hm~2密度处理。增施氮肥可显著增加玉米叶面积指数、单株干物质积累量、群体干物质积累量、总氮积累量和子粒产量。当施氮量为300~500 kg/hm~2时,叶面积指数、群体干物质积累量及产量不再提加,氮肥利用率和氮肥偏生产力大幅降低。结果表明,郑单958和中单909种植适宜模式为施氮量300~500 kg/hm~2、种植密度9.0万株/hm~2。     

等氮条件下施肥方式对夏玉米产量及土壤养分吸收利用的影响

施等氮量225 kg/hm2条件下,研究不同施肥方式对夏玉米产量及其构成因素、不同生育期植株对养分吸收及0~20 cm和21~40 cm土壤速效养分含量的动态变化,明确不同施肥方式对夏玉米的增产效应。结果表明,施肥均不同程度增加夏玉米产量,增产16.48%~48.15%,收获指数增加7.81%~15.52%。缓控释肥处理对夏玉米产量提高作用明显,最高达9 697.50 kg/hm2。缓控释肥处理在玉米不同生育期土壤养分残留量呈低-高-低的趋势,能较好协调土壤养分供应与夏玉米地上部养分吸收,氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率均较高,利于获得高产。     

氮磷钾配比对高产夏玉米产量、养分吸收积累的影响

通过大田试验研究了高产夏玉米土壤养分限制因素及植株养分吸收积累规律。结果表明：各施肥处理均比不施肥显著增产,增产7.3%～15.9%,氮磷钾推荐施肥(OPT)处理产量最高,达到12 051.2 kg/hm²,增产1 651.2 kg/hm²;施用氮肥、钾肥能显著提高夏玉米的产量,N、K是高产夏玉米主要养分限制因素。高产夏玉米植株体内氮、磷、钾的积累量均随生育期的延长而增加,养分积累量的大小顺序为N>K>P,从拔节期至大喇叭口期是氮素、磷素和钾素吸收量和吸收速率最大的时期,整个生育期,高产夏玉米能持续吸收N、P、K养分。N当季回收率为18.05%,P₂O₅为14.55%,K₂O为18.34%,每生产100 kg经济产量需吸收的N、P₂O₅、K₂O的量分别为1.62、0.69、1.83 kg。     

遮荫对夏玉米产量和品质的影响

研究在夏玉米不同生育时期遮荫对产量和品质的影响。结果表明：不同时期遮荫都显著降低玉米子粒产量,花粒期遮荫对玉米子粒产量影响最显著,农大108遮荫50%和90%的分别减产67.5%和79.4%,花粒期遮荫主要降低了千粒重;其次是穗期遮荫,农大108遮荫50%和90%的分别减产34.1%和55.3%,穗期遮荫主要减少了穗粒数;苗期遮荫对其影响相对较小,农大108遮荫50%减产16.9%。玉米子粒产量随着光照强度的减小而显著降低,不同时期遮荫对玉米子粒产量的影响显著大于不同遮荫程度(光照强度)的影响。苗期遮荫对玉米子粒品质没有显著影响;穗期和花粒期遮荫玉米子粒的粗蛋白和赖氨酸含量显著升高,粗脂肪、淀粉含量显著降低。随着光照强度的减小,对子粒品质的影响加剧。不同时期遮荫对玉米子粒品质的影响显著地大于不同遮荫程度的影响。     

刈割对玉米生长发育及产量的影响

2016年以郑单958和先玉335为研究对象,研究不同叶龄期刈割对玉米生长发育及产量的响应。2017年以相对耐密品种郑单958为研究对象,研究增密刈割的产量效应。结果表明,不同叶龄期刈割影响玉米生长发育,随刈割时间的延后对玉米影响越大,表现为抽雄、吐丝时间推迟,郑单958抽雄时间推迟2～8 d,吐丝期推迟3～6 d;先玉335抽雄时间推迟2～8 d,吐丝期推迟4～8 d。株高和穗位高降低,穗位高系数和茎秆长粗比降低。绿叶数目减少,叶面积下降。两个品种单穗重较对照分别降低4.6%～21.7%和1.4%～24.5%,穗粒数3叶龄期刈割最高,其他处理穗粒数较对照降低。产量降低,以3叶期刈割减产幅度最小,5叶期在1叶位刈割基本全部死亡,6叶以后刈割叶位提高至4叶以上但减产幅度较大,且较对照产量差异达显著水平。随着刈割密度的增加,产量性状呈下降趋势,产量较对照先降低后增加,密度达到1.08万株/hm~2时,产量与对照相当;密度达到1.2万株/hm~2时,产量较对照提高7.3%,增加密度可弥补刈割对产量的影响。