密植条件下氮肥对不同品种夏玉米氮效率及光合作用的影响

本试验以夏玉米常规品种郑单958(ZD958)和耐密品种登海618(DH618)为试材,采用单株盆栽种植方式,设置种植密度为90 000株/hm~2,研究施氮量和种植密度对高产夏玉米氮素利用效率和光合作用的影响。结果表明,施氮显著增加玉米干物质积累量与氮素积累,提高氮素利用效率,且叶片净光合速率显著升高,两品种表现一致。对比不同品种,施氮条件下DH618氮肥利用效率和叶片气体交换参数改善幅度显著,最终表现在干物质积累量与产量增加上显著高于ZD958。可知,合理施用氮素可以显著改善光合特性和干物质与氮素积累的协调性,最终提高产量。在密植条件下,DH618对氮肥的施用与否反应更加敏感,在生产实践上,追求玉米高产在提高种植密度的同时不能忽视氮肥的作用,两者合理结合才能有效提高产量。     

生育前期淹水对夏玉米冠层结构和光合特性的影响

【目的】本研究旨在探讨大田淹水条件下夏玉米冠层结构和光合特性的变化规律。【方法】供试夏玉米品种为登海605(DH605)和郑单958(ZD958),通过设置3叶期(V3)淹水3 d(V3-3)和6 d(V3-6),拔节期(V6)淹水3 d(V6-3)和6 d(V6-6),以不淹水处理为对照(CK),比较不同淹水时期(V3和V6)和淹水持续时间(3 d和6 d)对夏玉米光合势、叶面积指数、净光合速率、冠层透光率及其半球灰度图像和产量的影响。【结果】淹水后夏玉米叶面积指数显著下降,群体透光率提高,群体光能截获率显著降低。V3淹水后夏玉米穗位层和底层透光率的提高幅度大于V6淹水,且其提高幅度随淹水持续时间的延长而增加。DH605和ZD958的V3-6处理的穗位层透光率较CK分别提高96.0%和70.2%,底层透光率分别提高了68.9%和71.9%。在淹水胁迫条件下夏玉米光合势和叶片净光合速率随淹水持续时间的延长而显著降低,V3淹水后净光合速率和光合势的下降幅度大于V6淹水。DH605和ZD958的V3-6处理在开花期的叶片净光合速率较CK分别下降23.5%和20.3%。DH605的V3-6处理在播种—拔节期、拔节期—大喇叭口期、大喇叭口期—开花期、开花期—乳熟期和乳熟期—成熟期各生育阶段的光合势较CK分别下降68.5%、45.0%、31.6%、25.0%和37.5%,ZD958分别下降62.4%、37.1%、25.8%、21.7%和38.5%。淹水后夏玉米光合势和叶片净光合速率的下降导致夏玉米光合同化物的积累与分配受到抑制,干物质积累量显著下降,成熟期DH605的V3-3、V3-6、V6-3和V6-6处理的干物质重较CK分别下降12.4%、24.8%、9.3%和21.1%,ZD958分别下降17.3%、26.7%、12.5%和23.9%。此外,淹水后夏玉米收获指数显著下降,3叶期淹水对其影响大于V6淹水,且影响随淹水持续时间的延长而加剧,DH605和ZD958的V3-6处理的收获指数较CK分别下降13.3%和13.8%。淹水后夏玉米冠层结构劣化与光合性能降低导致夏玉米产量显著下降。DH605的V3-3、V3-6、V6-3和V6-6处理的产量较CK分别下降23.2%、35.9%、17.0%和22.7%,ZD958分别下降20.0%、35.7%、15.0%和27.1%。【结论】淹水导致夏玉米群体光合势和叶面积指数显著降低,透光率提高,进而显著降低群体光能有效截获率和净光合速率,最终导致夏玉米产量显著下降。3叶期淹水对夏玉米冠层结构和光合特性的影响大于拔节期淹水,且其影响随淹水持续时间的延长而加剧。     

不同磷肥处理对夏玉米干物质积累量及磷素吸收量的影响

以黄淮海地区主要推广玉米品种郑单958、浚单20、蠡玉16、桥玉8号、伟科702、郑黄糯2号为供试材料,在标准大田条件下设置5个不同磷肥处理水平:分别为P0(施磷量0 kg/hm~2)、P2(施磷量30 kg/hm~2)、P4(施磷量60 kg/hm~2)、P6(施磷量90 kg/hm~2)、P8(施磷量120 kg/hm~2),研究不同磷肥处理条件下6个玉米品种地上部干物质积累量、根部干物质积累量、根冠比、地上部及根部磷素积累量、产量构成因素之间的差异,以期解释磷肥施用量对黄淮海地区不同玉米品种生长发育的影响,揭示不同夏玉米品种磷素积累的差异,从而为该地区磷素高效利用提供理论依据。结果表明,郑单958、桥玉8号、伟科702、郑黄糯2号乳熟期地上部干物质积累量在P6处理水平下高于P8处理水平,本试验中施磷量为90 kg/hm~2时最有利于这4个玉米品种地上部干物质积累,过量施肥反而达不到增产的效果。郑单958、浚单20、蠡玉16、伟科702乳熟期P6处理水平下根部干物质积累量高于P8处理水平。郑单958和浚单20苗期、拔节期和抽雄吐丝期的根冠比均高于灌浆初期、乳熟期和蜡熟期。除浚单20外,其余5个玉米品种穗长随着磷肥施用量的增加整体增加,且在P6处理水平下达到最高值,P8处理水平下有所降低。不同磷肥处理水平下玉米根部磷素积累量整体高于不施磷肥处理。施磷量与玉米地上部磷素积累的关系和施磷量与玉米根部磷素积累关系相似。     

侧向垂直断根对不同根型夏玉米品种叶片光合性能及产量的影响

【目的】探明距离植株中心不同距离处根系对玉米叶片光合特性及产量形成的作用,为生产上通过筛选理想根系构型进一步提高玉米产量和资源利用效率提供理论依据。【方法】以高产夏玉米品种登海661(深根型,DH661)和郑单958(浅根型,ZD958)为材料,于大喇叭口期(V12)的植株为中心,沿行向分别在植株两侧10 cm(T-10)、20 cm(T-20)处侧向垂直断根,断根深度60 cm,以不断根处理为对照(CK),共6个处理,研究在玉米植株两侧不同水平距离处侧向垂直断根对不同根型夏玉米品种叶片光合性能及产量形成的调控作用。【结果】深根型品种DH661在距离植株10 cm范围内其根系干重(RDW)、总根长(RL)、根表面积(RSA)、根系体积(RV)分别占总体根系的83.18%,69.55%,68.74%,66.44%,浅根型品种ZD958则分别为75.19%、51.17%、53.85%、56.49%,DH661根系的分布主要集中在距离植株中心0—10 cm范围内,相对于ZD958根系在横向分布上更为紧缩。在距离玉米植株两侧10 cm及20 cm处垂直断根对于DH661各根系指标的影响较ZD958要小。断根显著影响了两玉米品种叶片的光合性能,抑制了花前叶片的生长,加速了花后叶片的衰老。两年中DH661的T-20处理在抽雄期(VT)叶绿素含量下降4.29%和6.32%,净光合速率(Pn)下降5.16%和4.66%,T-10处理降幅分别为6.37%和6.86%,6.47%和8.66%;ZD958的T-20处理降幅分别为6.52%和9.91%,6.48%和9.15%,T-10处理降幅分别为15.40%和15.01%,11.89%和15.49%。断根同时造成地上部生物量、籽粒产量显著下降,各指标的下降幅度均为T-10T-20,且对深根型品种DH661的影响显著小于浅根型品种ZD958。【结论】侧向垂直断根显著降低了两种不同根型夏玉米品种的穗位叶净光合能力、植株生物量和最终产量,降幅随着侧向垂直断根距离植株中心靠近呈显著增加趋势。两品种相比,深根型夏玉米品种(登海661)对于远距垂直断根(T-20)的响应明显弱于浅根型夏玉米品种(郑单958)。深根型与浅根型夏玉米品种从根系构型、分布和垂直断根后保留的根系功能方面相比,深根型品种根系性能更适宜纵向压缩的栽培空间,是其较浅根型耐密种植的主要原因之一。     

密植与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种产量及氮素利用效率的影响

【目的】探究密度与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种籽粒产量及氮素利用效率的影响。【方法】以稀植大穗型品种鲁单981(LD981)和紧凑耐密型品种郑单958(ZD958)为供试材料,设置52 500和82 500株/hm~2两个种植密度,同时设置0、90、180、270和360 kg·hm~(-2) 5个施氮水平,研究密度与氮肥用量对不同耐密型夏玉米品种单株及群体干物质积累特性、氮素转运效率、氮素利用效率、产量及其构成因素的影响。【结果】增加种植密度,相同施氮水平处理的千粒重和穗粒数显著降低,单位面积穗数、空秆率、倒伏率显著提高,不耐密品种空秆率、倒伏率增加更显著。其中,ZD958与LD981各施氮处理的平均千粒重、穗粒数分别降低6.24%、6.77%和7.52%、18.09%,LD981空秆率、倒伏率高达17.0%、27.6%,显著高于ZD958。高密度条件下,籽粒产量随施氮量增加而增加,施氮270和360 kg·hm~(-2)处理的产量差异不显著;低密度条件下,随施氮量增加,籽粒产量先上升后下降,施氮量270 kg·hm~(-2)处理产量达到最大值。增加种植密度,夏玉米单株干物质积累量呈降低趋势,群体干物质积累量呈增加的趋势。随施氮量增加,单株和群体干物质积累量均显著增加,花后干物质贡献率呈上升趋势。相同氮素水平下,高密度处理显著提高夏玉米总氮素积累量、氮素转运量及其对籽粒的贡献率。增加种植密度,ZD958和LD981各施氮处理的平均总氮素积累量、氮肥农学利用率、氮肥利用率分别增加15.94%、39.01%、26.22%和1.96%、5.79%、14.92%。相同种植密度水平下,总氮素积累量和花后氮素同化量随施氮量增加呈上升趋势,而氮肥农学效率、氮肥利用率和氮肥偏生产力呈下降趋势。增加种植密度,营养器官氮素转运量和氮素转运对籽粒的贡献率显著增加。高密度种植条件下,氮素转运效率及贡献率随施氮量增加而增加,而低密度种植条件下,随施氮量增加而降低。【结论】本试验条件下,增密施氮显著提高不同耐密型夏玉米干物质积累量,但密度对籽粒产量的影响,品种间差异显著。增密后,LD981籽粒产量增加不显著,ZD958籽粒产量显著提高。高密度条件下,增加施氮量,不同耐密型玉米籽粒产量均显著增加,而LD981空秆率、倒伏率显著提高,是限制LD981籽粒产量提高的主要原因。增密显著提高不同耐密型玉米氮素利用率,提高营养器官氮素转运量;增加种植密度,ZD958花后氮素同化量增加,LD981则降低。施氮降低了植株氮素利用效率,但可以提高高密度条件下植株氮素吸收量,提高花后氮素同化量。增密与施氮相结合,有利于耐密型玉米产量与氮肥利用率协同提高。综合考虑产量和氮效率两方面,ZD958适宜种植密度为82 500株/hm~2,施氮量为270 kg·hm~(-2);LD981适宜种植密度为52 500株/hm~2,施氮量为180 kg·hm~(-2)。     

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田(S0)、半量秸秆还田(S1)、全量秸秆还田(S2)和倍量秸秆还田(S3);基因型为副区,供试品种分别为浚单20(XD20)和郑单958(ZD958)。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数(LAI)、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量(DMR)和转运率(DMRE)、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率(DMRCG)、花后干物质积累量(DMAA)及其对籽粒干物质积累贡献率(DMAACG)。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官(茎鞘+叶片)的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。     

不同密度条件下化控对夏玉米光合特性及产量的影响

研究不同种植密度条件下化控对夏玉米光合特性及产量的影响,为夏玉米优化栽培提供理论依据。选用郑单958为玉米试验品种,设6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm~2共4个密度,在拔节期叶面喷施30%胺鲜脂·乙利水剂。试验结果表明,清水处理随密度的增加玉米穗位叶SPAD值和净光合速率(Pn)、最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量[Y(Ⅱ)]、光化学猝灭系数(qP)降低,非调节性能耗散量子产量[Y(NO)]和非光化学猝灭系数(qN)增大。30%胺鲜脂·乙利水剂处理较清水处理,增加了叶片的叶绿素SPAD值和净光合速率,提高最大光化学效率、实际量子产量、光化学淬灭系数,降低非调节性能量消耗的量子产量、非光化学淬灭系数。最终8.25万株/hm~2的种植密度条件下,化控处理后的产量最高,达10 815.29 kg/hm~2,显著高于其他处理。     

玉米秸秆还田量对春大豆干物质积累及产量的影响

为探明玉米秸秆还田量对春大豆干物质生产及产量的影响规律。田间设置4个玉米秸秆还田量处理:0 kg/hm~2(对照)、6 000 kg/hm~2(B处理)、12 000 kg/hm~2(C处理)、18 000 kg/hm~2(D处理),研究玉米秸秆还田量对‘新大豆27号’叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)、干物质积累与分配、产量的影响。结果表明,随玉米秸秆还田量的增加,秸秆还田处理(B处理、C处理和D处理)大豆LAI峰值、总光合势、干物质积累量分别较对照增加16.5%～26.5%、12.2%～34.5%、9.7%～26.8%;秸秆营养物质向籽粒的转移量较对照增加68.2%～169.9%、转移率提高2.9%～7.2%;单株粒数较对照增加6.7%～13.1%,产量增加11.4%～19.6%。在本试验条件下,玉米秸秆还田均能有效增加大豆产量,还田量为6 000～12 000 kg/hm~2,大豆产量较高(5 172.5～5 361.4 kg/hm~2)。玉米秸秆还田量高于12 000 kg/hm~2,大豆增产幅度下降。     

高密度栽培条件下磷肥用量对滴灌玉米干物质积累和产量的影响

【目的】研究不同磷肥用量对高密度栽培条件下玉米产量、各生育阶段干物质积累与分配的影响。【方法】采用裂区实验设计,测量P_2O_5不同用量下玉米干物质和产量,对滴灌玉米在高密度栽培条件下产量与最佳施磷量之间的关系进行了探索。【结果】随着磷肥用量的增加,玉米产量、茎粗呈抛物线变化趋势。随着玉米生育进程的推进,各处理玉米干物质积累量均随生长发育进程而增加,拔节期到大喇叭口期积累缓慢,从大喇叭口期开始迅速增长。各个生育时期施磷量187.5 kg/hm~2处理的叶面积指数、叶片SPAD值最大,拔节期、大喇叭口期、抽雄吐丝期施磷量187.5 kg/hm~2处理的叶面积指数均显著高于其他处理。随着施磷量的增加玉米的株高增加,二者符合指数函数。【结论】研究区理论施磷量为213.8 kg/hm~2,可获得的最高产量为16021.61 kg/hm~2。     

包膜尿素施用时期对夏玉米产量和氮素积累特性的影响

【目的】随着缓/控释肥的推广和农业劳动力越来越紧缺,简化施肥技术成为未来的一种施肥趋势。黄淮海地区夏玉米季雨热同期,基施包膜尿素容易使养分前期释放过快后期养分缺失,无法满足玉米后期生长需求。通过研究包膜尿素施用时期来探究适合黄淮海地区夏玉米种植的施肥方式,简化施肥生产同时保证玉米产量,提高肥料利用效率。【方法】供试夏玉米品种选用登海605(DH605)和郑单958(ZD958),5个试验处理为不施氮处理(CK)、一次施尿素处理(JN)、拔节-大喇叭口期分次施尿素处理(SN)、基施包膜尿素处理(BR)和拔节期施包膜尿素处理(JR)。通过大田试验探讨包膜尿素肥料施用时期对夏玉米干物质积累、氮素积累转运特性及产量影响。【结果】施用氮肥可以显著提高玉米产量,ZD958和DH605各施氮处理较CK处理增产18.9%—24.7%和19.4%—28.9%。与JN处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产4.15%和5.80%,其中ZD958的穗粒数显著提升。与BR处理相比,ZD958和DH605的SN处理平均增产1.44%和7.80%,JR处理平均增产2.10%和10.13%,其中ZD958的穗粒数显著提高,DH605的千粒重显著增大。两年试验都以JR处理产量最高,但JR与SN处理的产量无显著性差异。ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量比BR处理显著提高10.99%和6.78%,花后氮素积累量提高45.99%和43.87%,花后氮素吸收速率提高46.1%和43.5%。与SN处理相比,ZD958和DH605 JR处理的植株氮素总积累量提高5.15%和7.67%,花后氮素积累量提升18.78%和30.49%,花后氮素吸收速率提高18.39%和30.51%。ZD958和DH605 JR处理的氮素积累活跃期(ANAP)较BR处理增加13.74 d和25.87 d,成熟期籽粒含氮量(NAAG)提高12.78%和10.49%,花后氮素同化量(AANAA)提高50.87%和42.57%,氮素转运量(NTA)降低24.82%和25.38%,氮素转运效率(NTE)降低19.16%和12.04%,氮肥偏生产力(PFPN)提高2.07%和10.19%,氮肥农学利用率(AEN)提高11.47%和69.72%,氮肥利用率(REN)提高60.89%和25.91%,土壤氮依存率(SNDR)降低9.90%和6.36%。与SN相比,ZD958 JR处理的ANAP延长了12.77 d,NAAG、AANAA分别提高3.44%和20.17%,NTA和NTE分别降低18.93%和15.76%,PFPN、AEN和REN分别提高0.63%、3.29%和23.07%,SNDR降低4.89%。DH605 JR处理的ANAP延长了22.76 d,NAAG、AANAA分别提高10.26%和28.67%,NTA和NTE分别降低15.56%和7.80%,PFPN、AEN和REN分别提高2.15%、10.31%和29.96%,SNDR降低7.12%。【结论】黄淮海地区包膜尿素由基施改为拔节期施用,可以增加玉米籽粒含氮量、延长植株氮素积累活跃期并保持较高氮素吸收速率;氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥利用率显著提高,土壤氮依存率降低,增强了玉米对缓释肥养分的利用能力;增大了ZD958的穗粒数和DH605的千粒重,增产幅度与拔节期-大喇叭口期分次施氮的效果相当,保证一次施肥满足夏玉米整个生长季对养分需求,利于夏玉米精简化高效生产。     

麦茬高度对宜粒收夏玉米苗期质量、 干物质转运及产量的影响

[目的]在秸秆全量还田、贴茬免耕直播条件下,探索宜粒收夏玉米机播的最佳冬小麦留茬高度,提高宜粒收夏玉米苗期质量和籽粒产量,为提高冬小麦—夏玉米轮作体系中机械化质量及实现高产高效栽培提供理论依据.[方法]选用宜粒收玉米新品种新单68(对照品种郑单958)为研究对象,设3个麦茬高度处理(0、10和30 cm),研究麦茬高度对宜粒收夏玉米苗期质量、冠层特性、干物质积累分配与转运及产量的影响.[结果]0~20 cm土层土壤体积含水量随麦茬高度增加而增加,10 cm处理5和15 cm土层土壤体积含水量分别比0 cm处理高7.87%和15.26%,30 cm处理5和15 cm土层土壤体积含水量分别比0 cm高16.60%和19.60%.随麦茬高度增加,夏玉米出苗率、株高整齐度和叶片SPAD值降低,株高和穗位高增加,茎粗变细,花前叶面积指数增加.夏玉米群体干物质积累量在6叶期和9叶期随麦茬高度增加而显著增加(P<0.05),随生育期推进麦茬高度处理间差异变小.10 cm处理降低了干物质在茎、叶和鞘中积累量和分配率,提高了籽粒积累量与分配率、开花期干物质转运率和对籽粒干物质积累贡献率.随麦茬高度增加,公顷穗数降低,穗粒数和百粒重增加,产量先升高后降低,表现为10 cm处理产量最高,0和30 cm处理产量无显著差异(P>0.05).与郑单958相比,新单68的株高、穗位高、SPAD值、干物质积累量、花后干物质积累对籽粒干物质积累贡献率和产量均增加,生育前期叶面积指数较高但成熟期落黄早;开花期干物质转运率和籽粒分配率新单68低于郑单958.[结论]10 cm麦茬高度有利于保持较高土壤含水量,提高玉米出苗率和株高整齐度,维持较高的叶面积指数和SPAD值,优化干物质积累和分配特性,进而提高夏玉米籽粒产量.     

磷肥对玉米产量及青饲品质的影响

为研究磷肥对青贮玉米籽粒产量和青饲品质的影响,探究更有效的磷肥利用效率。以青贮玉米‘津贮100’为试验材料,采用田间小区试验,随机区组设计,设置了0、37.5、75.0、112.5和150.0 kg/hm~25个施磷肥水平,测定了各磷肥处理下的玉米籽粒产量、籽粒粗蛋白、茎叶粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和淀粉含量。结果表明:施磷量为37.5 kg/hm~2时,玉米产量最高,为11 206.40 kg/hm~2,产量增幅为13.46%;施磷量为75.0 kg/hm~2时,玉米籽粒中的粗蛋白和淀粉含量均达到最高,较不施磷肥处理分别提高了9.62%、8.23%;施磷量为112.5 kg/hm~2时,玉米茎叶中的淀粉和粗蛋白含量均达到最高,较不施磷肥处理分别提高了20.77%、5.44%。施磷量为0和37.5kg/hm~2时,籽粒和茎叶中的酸性洗涤纤维含量均最低。不施磷处理茎叶和籽粒中的中性冼涤纤维含量最低。在一定的磷肥施用范围内,玉米产量随施磷量的增加而增加,但饲用品质却随施磷量的增加而降低。在施用适量氮肥和钾肥的同时,通过不同施磷水平处理产量性状分析看出,‘津贮100’玉米产量和总干物质量均以施P2O537.5 kg/hm~2时表现最好。从品质性状看,以施P2O575.0 kg/hm~2为宜。     

秸秆还田量对不同基因型夏玉米产量及干物质转运的影响

【目的】科学客观评价秸秆直接还田的综合效应,对提高秸秆资源利用率、促进农业绿色可持续发展意义重大。本研究在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区设置大田定位试验,探究不同基因型夏玉米对秸秆还田量的响应,为该区秸秆还田技术的综合评价和秸秆还田量的优化提供依据。【方法】试验于2017年10月至2018年10月在河南原阳进行,采用裂区试验设计,设置秸秆还田量和基因型两个因素。秸秆还田因素为主区,设置4个秸秆还田量处理,分别为秸秆不还田（S0）、半量秸秆还田（S1）、全量秸秆还田（S2）和倍量秸秆还田（S3）;基因型为副区,供试品种分别为浚单20（XD20）和郑单958（ZD958）。分析2个品种在不同秸秆还田量处理下叶面积指数（LAI）、干物质积累与转运、产量性状的差异。【结果】与秸秆不还田处理相比,秸秆还田能维持玉米花后较高的叶面积指数,且基因型与秸秆还田量间存在显著的交互作用。玉米开花期,XD20和ZD958的LAI均随秸秆还田量的增加而增加,在S3处理下最高。玉米成熟期,XD20和ZD958的LAI降幅随秸秆还田量增加而呈先降后升的趋势,XD20在S1处理下最低,ZD958在S2处理下最低;且2个品种成熟期LAI随秸秆还田量增加呈先升后降的趋势,XD20在S1处理下最高,ZD958在S2处理下最高。花后较高的叶面积指数有利于玉米花后维持较高的干物质生产能力,从而显著提高花后干物质积累量,优化干物质积累与分配特性。基因型和秸秆还田量互作显著影响花前营养器官的干物质转运量（DMR）和转运率（DMRE）、花前干物质转运对籽粒干物质积累贡献率（DMRCG）、花后干物质积累量（DMAA）及其对籽粒干物质积累贡献率（DMAACG）。随秸秆还田量增加,XD20花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG呈先降后升趋势,均在S1处理下最低,而花后DMAA和DMAACG则呈先升后降趋势,均在S1处理下达到最高值;ZD958花前营养器官（茎鞘+叶片）的DMR、DMRE和DMRCG以及花后DMAA均呈先升后降趋势,均在S2处理最高。玉米花后干物质积累量的增加,有利于增加粒重,进而提高籽粒产量。与S0处理相比,S1、S2和S3处理均提高了玉米籽粒产量,但玉米籽粒产量并未随着还田量的增加而持续增加;XD20在S1处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理3.5%—17.7%,ZD958在S2处理下2年籽粒产量最高,2年平均高于其他处理0.4%—16.8%。【结论】在黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟潮土区,适量秸秆还田可延缓玉米生育后期叶片衰老进程,优化玉米干物质积累与分配特性,提高花后干物质积累量,增加粒重,进而提高玉米籽粒产量。但不同基因型玉米对秸秆还田量的响应有很大差异,在推广秸秆还田时,不仅要考虑秸秆还田量,还要考虑作物遗传因素对秸秆还田效应的影响。     

基肥和播种密度对冬小麦干物质积累及光合特性和产量的影响

为探究不同基肥和播种密度对冬小麦‘西农805’干物质积累及光合特性和产量的影响。采用双因素裂区试验设计,以基肥为主区,设施小麦缓释肥(P1)和常规氮磷钾肥配施(P2)2个处理,以播种密度为副区,设112.5 kg/hm~2(D1)、150 kg/hm~2(D2)、187.5 kg/hm~2(D3)、225 kg/hm~2(D4) 4个水平。结果表明:不同基肥对小麦旗叶干物质积累量、旗叶的SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率均未达显著影响,对小麦单位面积穗数、千粒质量有显著影响;播种密度对小麦净光合速率、胞间CO_2浓度、千粒质量、产量有极显著影响;在同一基肥条件下低播种密度处理的小麦单茎干物质积累量及旗叶SPAD值较高;基肥和播种密度的交互作用对小麦净光合速率、产量有极显著影响;在施用小麦缓释肥条件下150 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,在常规氮磷钾肥配施条件下187.5 kg/hm~2播种密度的光合特性及产量优于其他处理,小麦籽粒产量达到最大为5 722.02kg/hm~2。综合来看,冬小麦‘西农805’最佳基肥和播种密度为P2D3。     

生物炭对夏玉米生长和产量的影响

通过大田试验,在夏玉米(Zea mays L.)主要生育时期测定叶片叶绿素含量、净光合速率、叶面积指数(LAI)、干物质重等指标,在成熟期测定产量,分析生物炭不同施用量[0(CK)、1000 kg·hm-2(T1),5000 kg·hm-2(T2),10 000 kg·hm-2(T3)]对夏玉米生长和产量的影响。结果表明,不同量的生物炭施用均能显著提高夏玉米产量,其中T1增产幅度最大,达8.8%;产量构成因素表现为穗粒数T3显著高于T1和CK,百粒重T1显著高于T3和CK。生物炭显著影响LAI、叶片净光合速率、叶绿素含量、干物质积累等指标,T2、T3处理能显著增加夏玉米地上部干物质重,在各生育时期分别高于对照9.2%~20.5%和11.5%~36.7%;在生长前期表现为高生物炭施用量更有利于叶面积指数的增加和光合速率的提高,但生长后期,较低量的生物炭施用更有利于叶片的持绿和光合作用的持续,而较高量的生物炭施用下生育后期植株有早衰迹象,从收获指数来看,T1收获指数达57.4%,分别显著高于T2、T3和CK8.3%、13.2%和6.5%,这表明低施用量生物炭更有利于夏玉米光合产物向籽粒的转运。综合来看,生物炭施用有利于夏玉米的干物质积累,尤其是较低的生物炭施用量更有利于后期叶片光合性能的维持和籽粒产量的提高。     

氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响

为研究氮磷配施对玉米叶片生长及光合特性的影响,以大丰30为材料,施氮量设4个水平,施磷量设3个水平,采用2因素裂区设计,共12个处理,3次重复,通过测定每个处理的叶片生长指标和光合特性对氮磷配施进行研究。结果表明,当施氮量为300 kg/hm~2,施磷量为120 kg/hm~2时,植株叶片的综合性状表现最好。所以,在施肥时采用T8处理(施氮量为300 kg/hm~2,施磷量为120 kg/hm~2),才能使玉米的光合速率最高,干物质积累量最大,在减少投资的情况下使玉米高产稳产。     

增密与施氮对不同耐密型玉米产量及籽粒灌浆特性的影响

以半紧凑不耐密型玉米鲁单981(LD981)和紧凑耐密型玉米郑单958(ZD958)为试验材料,对增密与施氮条件下不同耐密型夏玉米产量、产量构成、籽粒灌浆特性进行了研究。结果表明,82 500株/hm~2条件下,籽粒产量随施氮量增加而增加,270、360 kg/hm~2的产量差异不显著;52 500株/hm~2条件下,随施氮量增加,籽粒产量呈先上升后下降的趋势,施氮量270 kg/hm~2产量达到最大值,180、270、360 kg/hm~2的产量差异不显著。LD981增密后,产量增加不显著。种植密度增加,两品种籽粒最大灌浆速率、最大灌浆速率时生长量显著降低,灌浆持续时间缩短,粒重降低,营养器官干物质向籽粒转运比例降低,穗粒数、千粒重显著降低,空秆率升高。施氮量增加,籽粒最大灌浆速率、最大灌浆速率时生长量增加,灌浆活跃时间延长,粒重增加,但仍显著低于低密度时,施氮量过高,灌浆强度、粒重增加不显著。密度对籽粒灌浆特性影响更显著。与ZD958相比,LD981最大灌浆速率时生长量显著降低,灌浆活跃期显著缩短,空秆率显著升高,导致LD981增密不增产。因此,综合考虑产量和籽粒灌浆特性,ZD958最佳种植密度82 500株/hm~2,施氮量270 kg/hm~2;LD981最佳种植密度52 500株/hm~2,施氮量180 kg/hm~2。     

不同成熟度玉米叶片光合生理对高温胁迫的响应特征及其基因型差异

为了探索玉米叶片光合生理对高温胁迫的响应特征,以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,从第9片叶展开期至抽雄期,每天8:30—17:30进行大田人工模拟增温试验,研究了不同成熟度玉米叶片的光合参数和Ru BP羧化酶、PEP羧化酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性的变化。结果表明,高温胁迫下,叶片的SPAD值除了ZD958幼嫩叶片略高于对照(自然生长)外,其余处理均显著低于对照;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著下降,且成熟叶片的下降幅度高于幼嫩叶片;胞间CO_2浓度(Ci)增加,幼嫩叶片的增加幅度高于成熟叶片;成熟叶片和幼嫩叶片的PSⅡ最大光化学效率均下降,且幼嫩叶片的下降幅度达到显著水平。高温胁迫下,2个品种成熟叶片和XY335幼嫩叶片的Ru BP羧化酶和SPS活性显著降低,ZD958成熟叶片和2个品种幼嫩叶片的PEP羧化酶活性显著增加。可见,高温胁迫显著降低了玉米叶片的光合性能,且对成熟叶片的影响大于幼嫩叶片,对XY335的影响大于ZD958。     

施氮时期对高产夏玉米光合特性的影响

选用登海661(DH661)和郑单958(ZD958)为试验材料,研究了高产条件下施氮时期对高产夏玉米光合特性、产量和氮素利用率的影响.结果表明,分次施氮尤其是增加花后施氮较拔节期一次性施氮可提高产量9.3％-18.2％,氮肥偏生产力提高10.9％-17.5％.拔节期、大喇叭口期、花后10d按2∶4∶4施氮,DH661产量可达14188.9 kg/hm2;基肥、拔节期、大口期、花后10d按1∶2∶5∶2施氮,ZD958产量可达14529.6 kg/hm2.分次施氮较一次性施氮可延长灌浆期LAI高值持续期.花后施氮20％-40％较一次性施氮穗位叶Pn、φPSⅡ、NPQ和ETR分别提高了10.8％-24.1％,16.6％-25.1％、29.2％-45.3％和14.4％-25.8％,并保持了灌浆期RuBPCase和PEPCase较高活性,延缓了叶片衰老,提高了光能利用率.DH661较ZD958在相同的施氮方式下花后具有更高的光合性能.分次施氮及花后施氮可显著改善两个高产夏玉米品种光合特性,提高氮素利用率,提高产量.     

密植和行距配置对夏玉米群体光分布及光合特性的影响

为探求不同行距配置下高密夏玉米群体光合性能及产量形成对群体光环境变化的响应,本试验在75 000(D1)和90 000(D2)株/hm2 2个种植密度下,研究了3个行距配置(等行距S1:60cm+60cm;大宽窄行S2:80cm+40cm;小宽窄行S3:60cm+45cm)对夏玉米(郑单958)群体光分布、全株叶片光合特性及产量的影响。结果表明:1)随着种植密度增加,夏玉米群体上层光截获显著增加,下层光截获显著降低。与等行距相比,大宽窄行处理中下层透光率增加,但群体光总截获降低。小宽窄行处理显著增加了穗位层的光截获。2)全株叶片SPAD值、最大光能转换效率(Fv/Fm)和同一光照水平下净光合速率(Photosynthetic rate,Pn)随冠层垂直深入呈现出单峰曲线变化,峰值出现在穗位层;随密度增加全株叶片SPAD值、Fv/Fm和Pn呈现降低趋势,下部叶片降低显著,行距配置之间全株叶片光合生理活性总体上表现为小宽窄行大宽窄行等行距。叶片Pn与冠层内光照强度具有极显著正相关关系,表明光照强度是限制玉米冠层中下部叶片Pn的主要原因。3)密度增大后产量增加,但未达显著水平。同一密度处理下,小宽窄行处理产量显著增加。随着密度增加,宽窄行增产效应增加。总体表明,密植条件下,小宽窄行处理下玉米冠层内光分布比较合理,群体穗位层截获光合有效辐射较多,光合能力和干物质生产能力增强,更有利于夏玉米产量提高。