绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力

【目的】针对绿洲灌区玉米生产氮肥用量过高的问题,探究通过密植补偿氮肥减量对玉米产量负效应的可行性。【方法】2019—2021年,以施氮水平为主区,设地方习惯施氮(N₂,360 kg·hm^-2)、减量25%施氮(N₁,270 kg·hm^-2)两个水平;以种植密度为副区,设传统(M₁,7.8万株/hm²)、中(M₂,10.4万株/hm²,增密33%)、高(M₃,12.9万株/hm²,增密66%)3个密度水平,进行裂区试验,重点研究氮肥减量条件下增密对玉米产量及其构成因素的影响。【结果】(1)氮肥减量导致玉米籽粒产量、生物产量分别降低4.0%、4.9%。减氮条件下,中密度可以产生籽粒产量补偿效应,N₁M₂较对照N₂M₁提高4.1%;高密度处理N₁M₃     

绿洲灌区垄作沟灌栽培对玉米间作豌豆产量及水分利用效率的影响

研究了玉米间作针叶豌豆在垄作栽培和传统平作栽培方式下,对土壤温度、水分、作物产量及水分利用效率的影响。结果表明,垄作栽培5～25 cm土层的日均地温较平作栽培提高0.92℃,随土层的加深,土壤增温效果呈现先增后减的趋势。垄作栽培土壤含水量及储水量高于平作栽培19.1 g/kg和315 m3/hm2。垄作栽培在灌水量比平作减少1200 m3/hm2的条件下,两种作物的混合产量为16895.3 kg/hm2,增产达14.97%;水分利用效率为26.61 kg/（hm2·mm）,节水1268.4 m3/hm2。从增产节水的角度来看,玉米间作针叶豌豆垄作栽培模式明显优于平作栽培模式。     

玉米绿豆间作效应分析

[目的]研究绿豆（Phaseolusradiatus）／玉米（ZeamaysL．）间作对玉米、绿豆产量和主要农艺性状的影响,筛选出适宜黑龙江省西部半干旱地区玉米与绿豆的间作模式。[方法]采用田间试验。绿豆／玉米间作比例分别为1：2、2：4、4：2、4：6、6：4、2：1,分别以玉米单作和绿豆单作为对照。[结果]与绿豆和玉米分别单作相比,绿豆／玉米间作模式具有较大的生产潜力,有明显的经济效益优势,当绿豆与玉米的间作比例为6：4时复合群体的总经济效益最高;绿豆与玉米间作,边际效应使玉米的一些农艺性状得到改善,而绿豆的一些性状得到减弱,这是受到负边际效应影响的结果。[结论]黑龙江省西部半干旱地区,绿豆与玉米的间作比例以6：4较适宜。     

绿洲灌区典型间作模式的产量和光能利用效率

为寻求河西绿洲灌区低耗水、高光效、高产多熟种植模式,在限量灌水条件下,通过大田试验对该区主要种植模式的产量和光能利用率进行了量化分析.结果表明:4种间作模式土地当量比均大于1,排序为玉米/豌豆>玉米/油菜>小麦/玉米>小麦/大豆;在同等可比面积上,小麦、玉米、豌豆和油菜在间作模式下均较单作表现出显著增产效应,但在不同模式下增产效应不同,小麦在小麦/玉米和小麦/大豆2种间作模式下产量分别提高49.14%、51.50%,玉米在玉米/油菜、玉米/豌豆和小麦/玉米3种间作模式中产量分别提高20.88%、53.48%、70.34%.各间作模式下的光能利用率为玉米/豌豆>玉米/油菜>玉米/小麦>小麦/大豆.玉米/豌豆间作模式可作为目前河西绿洲灌区低耗水、高光效型种植模式之一.     

玉米—甘薯间作的光合效应及产量研究

 为探明玉米间作群体作物的光合特性及间作对产量的影响。试验采用了美国产的光合速率测定仪LI—6400研究了玉米、甘薯净作和间作下的光合特性,并对产量进行了测定。结果表明：玉米—甘薯间作相对净作,玉米光合速率,气孔导度及蒸腾速率提高,胞间二氧化碳浓度降低,甘薯的变化规律与之相反,间作复合产量高于净作,土地当比为1:2,体现出明显的间作优势。     

玉米密植品种比较试验

玉米密植品种是发展趋势。本文通过开展密植品种比较试验,对玉米密植品种优劣势进行对比。结果表明,好玉338产量最高,为13 944.9 kg/hm~2;清玉4号居第2位,为13 127.40 kg/hm~2;富友99居第3位,为12 834.45 kg/hm~2。各品种经济系数分析表明,富友99排名第1位,为0.55;乾润568和清玉4号并列第2位,为0.49;好玉338排名第4位,为0.48。密植品种具有产量高、品质好等优势和需要种子量较大、秋收时人工收获费工费时等劣势。综上所述,在吉林省双辽市可以推广玉米密植品种。     

玉米主要数量性状对单株产量的效应

通过相关和通径分析,对宁夏种植和自育的60个杂交种(组合)的9个主要性状与单株产量间的关系进行研究.结果表明,各数量性状的变异范围均较大;穗粗、百粒质量、穗长、穗行数和穗位高与单株产量的相关系数达到显著水平;通过通径分析得出,单株产量与其相关性状的直接效应由大到小依次为百粒质量＞行粒数＞穗行数＞穗粗＞穗长＞穗位高＞株高＞茎粗＞秃尖长,确定百粒质量是影响宁夏玉米单株产量的主要因素,其次是行粒数和穗行数.宁夏高产稳产玉米品种应注重选择百粒质量高、行粒数多和穗行数多的品种,同时要求适宜的株高、穗位高和茎粗.     

不同玉米品种间作对其产量性状的影响研究

通过对4个不同玉米品种单种与间作的研究表明：间作均比单种增产,增产幅度4.2％~20.7％,二者差异达到了极显著的水平,主要表现在穗粒数增多、抗逆（抗伏、倒折）性增强,抗病（黑粉病、青枯病）性也有所增强。     

青贮玉米豌豆间作对产量和水分利用效率的影响

在不灌水和灌水60mm条件下将青贮玉米与豌豆以6种带型种植,研究了玉米、豌豆行间土壤水分变化、各群体鲜草产量及干物质水分利用效率。结果表明,豌豆生长旺盛期需水量大,在共生期对水分竞争强烈,影响了玉米的生长;玉米豌豆3:3间作具有明显的间作产量优势和较高的群体水分利用效率;不灌水和灌水60mm处理的土地当量比(LER)分别为1.29和1.33,群体水分利用效率不灌水和灌水60mm处理比玉米单作分别提高了24.86%和19.24%,比豌豆单作分别提高了14.58%和37.25%。播前灌水60mm可使玉米间作行间土壤水分状况得到改善,豌豆产量较不灌水处理增长显著。     

枣粮间作复合系统中农作物产量动态效应的研究

对枣粮间作进行了３年的系统研究。结果表明：枣粮间作复合系统的生态因子发生了变化,实现了较高层次上的互补效应,因此农作物产量发生了动态变化,存在着明显的增产区和减产区,冬小麦和夏大豆增产区和减产区分界线在距树主干２ｍ处,增产面积超过了减产面积,较对照增产９．３％－５．９％。     

带型配置及施氮量对玉米间作豌豆产量和水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了施氮水平和带型配置对玉米间作豌豆产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:玉米间作豌豆具有显著的间作优势,土地当量比介于1.08～1.55之间,3:4间作模式的产量显著高于2:4间作模式,施氮能够显著提高作物的产量,而中、高施氮处理差异不显著;间作的耗水量比单作高13.66%～18.93%,3:4间作模式在中施氮处理的耗水量显著高于2:4间作模式,玉米对间作复合群体的影响大与豌豆;施氮条件下玉米间作豌豆显著提高了WUE,3:4间作模式在高施氮水平的WUE显著高于2:4间作模式,而中、高施氮处理差异不显著,2:4间作模式中玉米对复合群体的贡献大,3:4间作模式中豌豆对复合群体的贡献大.     

Increasing photosynthetic performance and post-silking N uptake by moderate decreasing leaf source of maize under high planting density

To date,little attention has been paid to the effects of leaf source reduction on photosynthetic matter production,root function and post-silking N uptake characteristics at different planting densities.In a 2-year field experiment,Xianyu 335,a widely released hybrid in China,was planted at 60 000 plants ha~(–1 )(conventional planting density,CD) and 90 000 plants ha~(–1) (high planting density,HD),respectively.Until all the filaments protruded from the ear,at which point the plants were subjected to the removal of 1/2 (T1),1/3 (T2) and 1/4 (T3) each leaf length per plant,no leaf removal served as the control(CK).We evaluated the leaf source reduction on canopy photosynthetic matter production and N accumulation of different planting densities.Under CD,decreasing leaf source markedly decreased photosynthetic rate (P_n),effective quantum yield of photosystem II (ΦPSII) and the maximal efficiency of photosystem II photochemistry (F_v/F_m) at grain filling stage,reduced post-silking dry matter accumulation,harvest index (HI),and the yield.Compared with the CK,the 2-year average yields of T1,T2 and T3 treatments decreased by 35.4,23.8 and 8.3%,respectively.Meanwhile,decreasing leaf source reduced the root bleeding sap intensity,the content of soluble sugar in the bleeding sap,post-silking N uptake,and N accumulation in grain.The grain N accumulation in T1,T2 and T3 decreased by 26.7,16.5 and 12.8% compared with CK,respectively.Under HD,compared to other treatments,excising T3 markedly improved the leaf P_n,ΦPSII and F_v/F_m at late-grain filling stage,increased the post-silking dry matter accumulation,HI and the grain yield.The yield of T3 was 9.2,35.7 and 20.1% higher than that of CK,T1 and T2 on average,respectively.The T3 treatment also increased the root bleeding sap intensity,the content of soluble sugar in the bleeding sap and post-silking N uptake and N accumulation in grain.Compared with CK,T1 and T2 treatments,the grain N accumulation in T3 increased by 13.1,40.9 and 25.2% on average,respectively.In addition,under the same source reduction treatment,the maize yield of HD was significantly higher than that of CD.Therefore,planting density should be increased in maize production for higher grain yield.Under HD,moderate decreasing leaf source improved photosynthetic performance and increased the post-silking dry matter accumulation and HI,and thus the grain yield.In addition,the improvement of photosynthetic performance improved the root function and promoted postsilking N uptake,which led to the increase of N accumulation in grain.     

空间布局对玉米/豌豆种间竞争力及产量的影响

为了提高玉米/豌豆种植模式的生产水平,在甘肃省绿洲灌区,试验通过调整玉米/豌豆带田中两作物的间距及玉米行距,研究了不同空间布局对玉米/豌豆复合群体的光合物质积累、种间竞争力及经济产量的影响.结果表明:各试验处理复合群体的干物质积累量都符合Logistic的"S"型生长曲线,其中间作玉米、豌豆的干物质积累量都以间距30cm的处理最大,较间距15cm和45cm的处理提高了19.5%、18.0%和25.9%、25.6%,间距的改变对间作豌豆的干物质积累影响不显著.间作模式中整个共生期内玉米相对豌豆的竞争力均大于0,其中以间距45cm处理最大为0.50,较间距30cm和间距15cm的处理高31.6%和16.3%.间作与单作相比较增产优势明显,间作各处理的土地当量比均在1.20以上,两作物间距30cm时,经济产量最大,两作物总产量为12 915kg/hm2,比间距15cm和间距45cm的处理分别提高了11.8%和11.1%.     

交替灌溉小麦间作玉米干物质的累积与分配规律研究

针对传统间作耗水量大,且灌水与间作作物干物质累积相关关系研究薄弱的问题,在河西绿洲灌区进行田间试验,探究交替灌溉模式下,不同水分处理对小麦间作玉米及其相应单作的产量及干物质分配积累的影响.结果表明:交替灌溉小麦间作玉米LER达到1.30~1.38;净地面积下,间作小麦经济产量较单作小麦提高了21%~33%,间作玉米经济产量较单作玉米提高了38%~42%;小麦收获后,间作玉米干物质积累量比单作玉米平均增加8%;低、中、高灌水平下间作玉米群体生长率分别为单作的49.62%~61.92%、56.04%~65.84%和55.28%~68.98%.在河西绿洲灌区,小麦间作玉米上应用交替灌溉技术与单作相比具有提高间作作物产量和增加干物质积累的作用.     

接种根瘤菌对豌豆/玉米体系根际细菌数量及氮营养的影响

采用盆栽试验研究了单作及复合体系中接种根瘤菌对土壤含氮量,植株氮素积累量及豌豆、玉米根际细菌数量的影响.结果表明:接种根瘤菌显著增加了土壤含氮量和植株氮素积累量,当地筛选菌株XC3.1的接种效果优于菌株ACCC16l01,与未接种根瘤菌和接种ACC16101相比,接种菌株XC3.1的土壤含氮量和植株氮素积累量分别增加2...     

玉米与花生间作的根际互惠方式及其机制

采用两种间作比例(3∶8和3∶12)和3种种间根系间隔方式(无隔、网隔、全隔)双因素随机试验设计,运用生态位理论与方法,对玉米和花生复合群体的产量、系统生产力(SPI)及根际生态位效益进行分析.结果表明,玉米和花生以3∶8和3∶12间作在无隔和网隔处理下的土地当量比(LER)均大于1,且3∶8间作在无隔和网隔处理下的SPI显著高于3∶12间作的相应处理和单作对照.在相同间作比例下,全隔处理的实际产量损失指数(AYL)、区域时间等价率(ATER)和农田利用效率(LUE)均明显低于无隔和网隔处理.在单作环境下,作物群体占据的营养生态位宽度最窄(B_m=0.078 5,B_p=0.089 3),重叠度最高(O_(mp)=0.995 6);3∶8间作的营养生态位宽度和重叠度的变化幅度大于3∶12间作.此外,3∶8间作的玉米和花生土壤生境生态位适宜度均比3∶12间作高,单作最低;3∶8和3∶12间作在无隔处理下的根系生态位指数显著高于单作、全隔和网隔处理.     

高密种植下4个春玉米品种受光态势及光合特性比较研究

在高密（9.26万株·hm^-2）种植条件下,研究了4个春玉米品种（内单314、宁玉3 09、金山116、金山20）的受光态势及光合特性。结果表明：单株叶面积以内单314最大,且 棒三叶及以上层位叶片的分布比例在4个春玉米品种中均最高;4个春玉米品种不同层位叶向 值总体表现为棒三叶上＞棒三叶下＞棒三叶,其中棒三叶上以及棒三叶均以内单314最大, 以宁玉309最小,棒三叶下以金山20最大,金山116次之,内单314最小;不同生育时期光合 势以吐丝至乳熟期最大,品种间表现为内单314＞宁玉309＞金山116＞金山20;净光合速率 除08∶00以外,其它各时段均以内单314最高;平均瞬时光能利用率以内单314最大,宁玉30 9次之,金山20最小;在4个春玉米品种中,内单314受光态势好,光合能力强,产量最高, 是试验所在地西辽河平原高密栽培的首选品种。     

Lignin metabolism regulates lodging resistance of maize hybrids under varying planting density

Hybrids and planting density are the main factors affecting maize lodging resistance. Here, we aimed to elucidate the mechanism of the regulation of maize lodging resistance by comparing two hybrids at various planting densities from the perspective of lignin metabolism. Our results showed that compared to lodging-susceptible hybrid Xundan 20(XD20), lodging-resistant hybrid Denghai 605(DH605) showed a lower center of gravity and culm morphological characteristics that contributed to the higher lodging resistance of this hybrid. Lignin content, activities of key lignin synthesis-related enzymes and G-, S-and H-type monomer contents were significantly higher in hybrid DH605 than in hybrid XD20. Stalk mechanical strength, lignin accumulation and enzyme activity decreased significantly with increasing planting density in the two hybrids. While G-type monomers first decreased with increasing planting density but then remained stable, S-type monomers showed a decreasing trend, and H-type monomers showed an increasing trend. Correlation analysis showed that lodging rate was significantly correlated with plant traits and lignin metabolism. Therefore, maize hybrids characterized by high lignin accumulation, high lignin synthesis-related activities, high S-type monomer content, low center of gravity, high stem puncture strength, high cortical thickness, and small vascular bundle area are more resistant to lodging. High planting densities reduce stalk lignin accumulation, relevant enzyme activities and mechanical strength, thereby, ultimately increasing the lodging rate significantly.     

玉米/大豆不同配置下的玉米生长和产量形成研究

[目的]研究不同田间配置下的间作玉米生长与产量形成,探索长江下游地区适宜的玉米/大豆间作模式,为玉米/大豆间作种植提供理论依据。[方法]以玉米品种‘郑单958’和大豆品种‘南农99-6’为材料,设置玉米行距40 cm、玉米/大豆距离60 cm的窄行距间作处理(IM1),玉米行距50 cm、玉米/大豆距离50 cm的窄行距稍宽处理(IM2)两种不同间作方式,以玉米宽、窄行单作(M1)和玉米常规普通种植(M2)处理为对照,通过2年大田试验,研究了不同玉米/大豆田间配置方式对玉米干物质积累、叶面积指数、光合效应及产量效益的影响。[结果]玉米/大豆间作条件下(IM1、IM2)玉米单株干物质量和叶面积指数在营养生长阶段较M1处理略低,但在生殖生长阶段则显著高于M1处理,光合速率显著提高。IM2处理的各生育期干物质量、叶面积指数、光合速率比IM1处理高,产量和效益显著提高。IM1处理和IM2处理玉米产量与M2处理玉米产量相当,但大豆产量增加,总体效益显著提高,尤以IM2处理的玉米大豆间作模式最好。[结论]长江下游地区玉米大豆间作应采取玉米行距50 cm、玉米/大豆距离50 cm(IM2)的种植模式。