优化栽培措施对春玉米密植群体冠层结构及产量形成的调控效应

【目的】研究春玉米密植群体优化栽培模式下冠层结构特征,并探索其对冠层生产的调控机制及对产量提高的贡献。【方法】以耐密高产品种"中单909"为试验材料,设置105 000株/hm~2种植密度,采用深松(S)、宽窄行(W)及化控(C)的组合,形成4种根-冠优化栽培模式:(1)传统模式(旋耕20 cm,60 cm等行距,RU),(2)耕层优化模式(深松耕作35 cm,60 cm等行距,SU),(3)冠层优化模式(传统旋耕20 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,RWC),(4)综合优化模式(深松耕作35 cm,80 cm+40 cm宽窄行,叶面喷施磷酸胆碱合剂ECK,SWC)。比较不同栽培模式下冠层大田切片(垂直)、群体光分布、光合性能、蔗糖合成酶活性及籽粒灌浆的差异。【结果】相较于常规栽培模式(RU),耕层优化模式(SU)的玉米冠层叶片干物质增加,冠层优化模式(RWC,SWC)下密植群体株高和穗位高降低30 cm以上,但群体整齐度下降明显;RWC和SWC处理,叶片垂直分布似"纺锤型"更为均匀,垂直高度180—240 cm的光能截获相比传统模式显著降低8%—37%,而穗位以下(120—180 cm)相比传统模式提高44%—129%;RU和SU处理呈现"漏斗型"株型特征,叶片集中分布在冠层顶部。根-冠协同优化可改良高密玉米群体冠层垂直结构,显著提高穗位及穗下叶片的叶绿素含量、净光合速率,增加穗位叶蔗糖磷酸合酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性,维持生育后期冠层叶片的生理活性,延长干物质活跃积累期10 d以上。【结论】综合优化模式(SWC)改变冠层干物质空间分布,增加了密植群体中下部光能截获和光合碳代谢能力,促进了花后冠层物质生产及籽粒灌浆,显著增加玉米籽粒产量。     

不同覆膜栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响

【目的】为研究不同栽培方式和施氮量对春玉米干物质积累及产量形成的影响,【方法】设2种栽培方式(全膜双垄沟播R、全膜平作T)和3个氮肥梯度(N1 225 kg/hm2、N2 275 kg/hm2、N3 325 kg/hm2),通过田间试验,研究了不同栽培方式下施氮量对春玉米干物质积累、转运特征及籽粒产量的影响。【结果】R栽培方式增加了玉米干物质积累,提高了茎鞘和叶片干物质转运量,转运率以及对籽粒的贡献率,最终提高籽粒产量。R较T籽粒产量平均高出3.93%(2019)和3.93%(2020)。玉米干物质积累,茎鞘和叶片干物质转运量,转运率以及对籽粒的贡献率随施氮量的增加而升高,N 325较N 225分别显著高出27.20%(2019)和26.83%(2020)。RN 325处理玉米穗数、穗粒数和籽粒产量最高,2019年11.20 t/hm²,2020年11.21 t/hm²。【结论】R栽培方式结合施氮325 kg/hm²可作为陇东旱塬区春玉米适宜栽培方式。     

不同栽培措施对春玉米生育期及产量性状的影响

明确长江流域春玉米适宜的栽培调控措施。比较不同处理间的生育期、干物质积累、产量性状以及产量的差异,结果表明:苗期利用地膜提前播种及生育中后期采用化控剂的调控,既可调节生育期,又可以优化资源分配模式,提高物质生产效率,在适宜密度范围内,在稳定粒重的前提下,增加穗粒数,可以达到产量的进一步提高。产量高低主要在于花后至成熟期的干物质的积累量,覆膜及化控剂调控对干物质积累量及产量的增加有促进作用,互作增产效应大,说明两种栽培措施可以有机结合,相得益彰,但高产互作效应机理还有待进一步研究。     

超高产春玉米冠层结构及其生理特性

 【目的】研究超高产春玉米群体冠层结构和功能特性,揭示超高产形成的生理机制,为春玉米超高产栽培提供理论依据。【方法】以金山27为供试品种,设超高产栽培（SHY）和普通高产栽培（CK）2个处理,于2009年和2010年连续2年的田间试验,测定超高产春玉米冠层结构及生理指标的变化规律。【结果】与普通高产栽培相比,超高产栽培春玉米叶面积指数大,在生育期上表现为吐丝之后更为明显,在叶位上表现为棒三叶最为突出;不同叶位的叶倾角超高产栽培均小于普通高产栽培,而叶向值均大于普通高产栽培,在棒三叶表现最为明显;随着生育时期的推移,超高产栽培与普通高产栽培光合势的差幅增大;吐丝期和乳熟期,两种栽培模式间净光合速率的差异不显著,但冠层光合能力的差异均达到极显著水平;吐丝后40 d内,超高产春玉米叶片SOD和POD酶活性总体上高于普通高产栽培,而MDA含量低于普通高产栽培。【结论】超高产栽培春玉米叶面积指数高,群体光合势大;叶倾角小、叶向值大,冠层结构合理;叶片SOD 和POD活性强,MDA含量低,衰老缓慢,净光合速率相对较高,冠层光合能力强。在合理的栽培技术调控下,超高产春玉米群体结构与个体功能实现了协同增益。     

不同栽培措施对春玉米

明确长江流域春玉米适宜的栽培调控措施。比较不同处理间的生育期、干物质积累、产量性状以及产量的差异,结果表明：苗期利用地膜提前播种及生育中后期采用化控剂的调控,既可调节生育期,又可以优化资源分配模式,提高物质生产效率,在适宜密度范围内,在稳定粒重的前提下,增加穗粒数．可以达到产量的进一步提高。产量高低主要在于花后至成熟期的干物质的积累量,覆膜及化控剂调控对干物质积累量及产量的增加有促进作用,互作增产效应大,说明两种栽培措施可以有机结合．相得益彰,但高产互作效应机理还有待进一步研究。     

栽培模式对玉米产量形成的调控效应研究

为研究不同栽培模式对辽宁玉米土壤物理性质、干物质积累、叶面积指数、总粒数、百粒重等产量构成因素的影响,2018年在沈阳以东单6531和辽单588为供试品种,设置常规垄作、平作匀行和平作宽窄行3个栽培模式,同时设置这三种模式对应的67 500株/hm~2和75 000株/hm~2种植密度,开展高密条件下栽培模式对品种产量形成效应影响的试验。结果表明,2个品种的3种栽培模式对土壤物理性质的影响差异不显著;同一品种平作宽窄行75 000株/hm~2密度下的各生育时期干物质积累量和叶面积指数均高于其他模式;同一品种的平作宽窄行模式能够有效增加穗长、穗粒数、百粒重和缩短秃尖长度等产量构成因素,使玉米显著增产,东单6531增产14.39%以上,辽单588增产12.73%以上。宽窄行较匀行具有增产效应,且能使玉米在高密度下达到高产效果。     

错株密植对夏玉米冠层特性和产量的影响

为探讨错株种植方式改善玉米密植群体冠层结构,实现增产的作用机制,以耐密品种‘郑单958’为材料,设置67 500(D₁)、82 500(D₂)和90 000(D₃)株/hm² 3个密度水平,常规对株(CK)和错株(S)种植2种方式,测定错株密植夏玉米群体冠层叶面积指数(LAI)、无截获散射(DIFN)、叶绿素荧光参数、SPAD、产量及其构成因素等指标。结果表明,密植水平和错株种植均对夏玉米冠层特性和产量产生了显著的影响。提高密植水平虽然显著增加了植株叶面积指数,降低了无截获散射;但对穗位叶叶绿素荧光参数和SPAD产生了不利影响,以90 000株/hm²密植水平下降幅最大。说明过高的密植水平不利于叶片对光能的吸收和利用。错株种植方式可有效削弱密植群体冠层叶片相互遮蔽的弊端。与对株(CK)种植相比,错株种植(S)可显著增加冠层叶面积指数,降低冠层无截获散射,优化了群体冠层结构,且对82 500株/hm²密植水平调控效果最优。同时,错株种植缓解了高密植水平对植株...     

新疆春玉米源库关系及其栽培措施的调控

通过对新疆春玉米源库关系及调控措施的研究，确定了新疆主栽春玉米的产量源库限制类型及共配套栽培技术措施；并就高产栽培中主要技术措施对源库的调节效应和进一步的增产途径及潜力挖掘作了相应的探讨。     

微灌条件下追肥施用方法对玉米冠层结构及产量形成的影响

以玉米郑单958为试材,设追肥施用方法 T1（常量施N,撒施）、T2（N肥减量,撒施）、T3（N肥减量,喷施）、T4（减N增P,喷施）、T5（减N增K,喷施）、T6（减N增P增K增微肥,喷施）6个处理,研究了微灌条件下不同追肥施用方法对夏玉米冠层结构和产量形成的影响。结果表明：T4和T6处理可明显延缓玉米叶面积指数的下降和叶片衰老,降低透光率,延缓叶绿素降解和群体光合势下降,明显提高玉米吐丝后14 d以前阶段的玉米生长速率和单株干物重,显著提高玉米产量;而T5处理可明显提高成熟期玉米的生长速率和单株干物重,显著提高玉米产量和植株的抗倒伏能力,但不利于干物质运转。氮肥喷施较撒施肥效高,氮肥撒施仅13叶展追肥1次,虽然后期物质运转率和收获指数较高,但后期脱肥影响到产量的提高。生产上提倡氮、磷、钾和微肥少量多次施用。     

栽培措施及其互作对北方春玉米产量及耐密性的调控作用

【目的】探明不同栽培措施及其交互对北方春玉米产量和耐密性的调控效应及其对产量的贡献率。【方法】2013—2014年以密植高产玉米品种中单909为试验材料,设置45 000、60 000、75 000、90 000和105 000株/hm~2 5个种植密度,栽培措施采用深松(S)、宽窄行种植(W)以及化控(C)处理,通过裂裂区设计形成不同的栽培模式。以产量为基础分别对不同措施组合进行通径分析、因子回归及交互效应比较分析,并结合气象数据对不同措施下的资源效率因子进行逐步回归分析。【结果】综合模式中化控处理(C)对产量具有显著的直接作用(贡献率27%—41%),这种作用在于仅靠化控处理即可增密1.17万株/hm~2;宽窄行(W)对产量的调控作用在不同组合间存在明显差异,而深松(S)对产量的调控则以间接作用为主(贡献率24%—37%),但深松与宽窄行组合较常规(RU)产量增加11.28%。密植条件下多项措施互作产量增益显著高于双项措施和单项措施,相较于常规模式(RU),正常年份(2013年)多项、双项及单项措施的增幅分别为31.27%、15.57%和7.96%,少雨年份(2014)增幅分别为15.02%、11.32%和5.65%,其产量的增加主要是由于群体耐密性的提高以及光能利用效率(RUE)、积温效率(GUE)和氮肥偏生产力(PFPN)的同步调控,最终实现了综合措施下的玉米高产高效。【结论】多项措施互作模式(SWC)玉米的产量增益最大,较传统模式最佳密度增加6.27万株/hm~2,实现产量增益11.91%,这主要归因于栽培措施及其互作对玉米群体耐密性的优化以及密植群体资源效率的调控作用。     

黑龙江寒地高产春玉米灌浆期不同群体冠层结构与产量各因素相关研究

在大田试验条件下于灌浆期对两种株型的高产玉米品种丰禾1(平展型)及郑单958(紧凑型)的冠层结构特征进行研究,并对灌浆期冠层结构与产量及其构成因素进行相关分析。结果表明:中密度处理下(丰禾1为5万株/hm2、郑单958为6万株/hm2),灌浆末期叶面积指数最高,衰减最慢,产量最高(丰禾1为9896kg/hm2、郑单958为10867kg/hm2);灌浆期平均叶倾角总趋势为先增大后减小;两个株型玉米品种株高、穗位高均随密度增加而增大,茎粗变化趋势相反;灌浆前期和中期叶面积指数与穗数呈显著正相关,与百粒重显著负相关;茎粗与穗粒数正相关,与百粒重呈现极显著正相关。     

扩行缩株对夏玉米群体冠层结构及产量的影响

【目的】探明不同密度下扩行缩株(扩行距缩株距)栽培模式对黄淮海夏玉米产量和群体结构的调控效应。【方法】2018—2019年以密植高产玉米品种郑单958为试验材料,设置3种行距,即60 cm(B1)、80 cm(B2)、100 cm(B3)等行距;2个种植密度,即67 500株/hm2(D1)和82 500株/hm2(D2),采用裂区设计形成不同的栽培模式。【结果】与D1密度相比,D2密度能显著提高夏玉米群体叶面积和光合势,改善群体的光能利用,增加群体的干物质积累量,促进产量的增加。不同种植密度条件下,扩行缩株对夏玉米群体结构的影响存在差异。在67 500株/hm2密度下,扩行缩株对产量的影响不显著,在82 500株/hm2密度下,B2处理较B1和B3处理2年平均增产9.45%和11.48%,主要是由于行粒数增加引起的穗粒数增加。在此密度下,B2处理较B1处理显著提高花后群体叶面积指数(LAI),显著延缓中下部叶片衰老,增加花后夏玉米群体光合势,茎叶夹角增大,叶向值减小,穗位叶层和底层透光率明显增加,消光系数减小,花后干物质积累量增加,花后干物质转移量降低。表明高密度条件下,80 cm扩...     

不同栽培模式对夏玉米冠层结构及光合性能的影响

【目的】比较研究夏玉米不同栽培模式群体冠层特性、穗位叶叶绿体结构及光合性能的差异,阐明栽培模式对上述指标的调控效应,为进一步构建高效冠层结构的夏玉米高产栽培模式提供理论依据。【方法】本试验于2018—2019年在山东泰安进行,以登海605为供试品种,以当地农户栽培管理模式(FP)为对照,通过综合优化种植密度、肥料运筹和种植方式等设置超高产栽培模式(SH)、高产高效栽培模式(HH)2种优化管理模式,比较3种栽培管理模式夏玉米冠层结构、穗位叶叶绿体结构及净光合速率的差异。【结果】与FP模式相比,SH、HH模式群体上层叶片茎叶夹角小、叶向值大,中、下层叶片发育较好,叶面积指数高及高值持续期长,中部叶层光能截获率显著提高21.64%和12.63%,形成了适宜的群体冠层结构。SH、HH模式的叶绿体结构发育良好,而FP发育相对较差。SH和HH模式下穗位叶叶绿体中类囊体发育良好且数目较多,基粒片层和基质片层排列整齐、清晰,细胞内膜结构完整;FP的叶绿体中类囊体发育相对较差,发育不完全的类囊体占比较大,基质片层模糊且排列不整齐。吐丝期穗位叶净光合速率表现为SH>HH>FP,干物质积累量及产...     

施氮量对旱地春玉米产量、干物质积累及叶面积指数的影响

为进一步提高旱地春玉米单产,以天泰33为试验材料,设置0、120、240、300、360、420 kg/hm2 6个施氮水平,探讨不同施氮量对旱地春玉米产量、干物质积累及叶面积指数的影响。结果表明,在一定范围内,随着施氮量的增加,春玉米子粒产量显著提高,超过某一施氮量(300 kg/hm2),增产趋缓甚至略减。叶面积指数随施氮量增大而增大,在吐丝期达到高峰,然后开始下降。随着施氮量逐渐增加,群体干物质积累量明显增加。试验条件下,适当增加氮肥施用量,可以显著提高旱地春玉米的子粒产量。天泰33在旱地条件下春玉米获得高产的适宜施氮量为300 kg/hm2。     

种植密度对不同玉米品种产量相关性状的影响

对3个综合性状突出的玉米品种在高产施肥水平下进行不同密度的栽培试验,结果表明:不同品种适宜的高产栽培密度不同,郑单958为7.50万株/hm2,农大108为6.75万株/hm2,泰科235为6.75万株/hm2。     

高产春玉米源库特征及其关系

【目的】明确高产春玉米（15 000 kg•hm-2）的源库特征及其数量关系,揭示玉米不同密度对源、库及其产量的调控规律。【方法】在新疆、宁夏具有相似气候特征的玉米高产区共设置4个试验点（新疆农四师71团、新疆农六师奇台农场、宁夏大学试验农场、宁夏同心县）,按照统一的栽培管理措施,以广适、耐密、高产品种郑单958为试材,设12个密度处理（从1.5万—18万株/hm2）以创造不同源库类型和产量水平,研究高产（15 000 kg•hm-2及以上）玉米的物质生产特征、最大叶面积指数（LAI）、光合势、单株粒重、单穗粒数、收获指数和粒叶比等源库特征及其相互关系。【结果】高产玉米干物质积累量与籽粒产量呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米干物质积累量为24 937—54 895 kg•hm-2,19 270 kg•hm-2（最高单产）玉米干物质积累量为37 417 kg•hm-2,其中吐丝前占44.31%,吐丝后占55.69%;高产玉米产量与最大LAI、光合势均呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米最大LAI为3.9—11.4,光合势为113 401—502 703 m2•d,最高单产玉米最大LAI为6.68,光合势为348 142 m2•d;产量与单株穗重呈极显著负相关（r=0.7188**）,15 000 kg•hm-2以上的玉米,单株穗重为95.5—289.6 g,穗粒数为366.6—545.9粒,千粒重为232.6—388.6 g,最高产量玉米单株穗重平均为169 g,穗粒数为469粒,千粒重为361.0 g;产量与穗粒数、千粒重均呈二次函数关系;高产玉米产量与收获指数呈二次函数关系,15 000 kg•hm-2以上玉米收获指数为31.5%—61.9%,最高单产玉米收获指数为51.5%,产量与粒数/叶面积和粒数/叶干重相关不显著（r粒数/叶面积=0.1520,r粒数/叶干重=0.2577）,而与粒重/叶干重极显著相关（r=0.5847**）,两者呈二次曲线关系,15 000 kg•hm-2以上高产玉米,粒重/叶重为1.1—7.13,粒重/叶面积为149.4—506.5 g•m-2,最高产量时的粒叶比为5.39和366.4 g•m-2。【结论】不同产量水平玉米物质积累量、光合势、吐丝前、吐丝后物质积累和吐丝前、吐丝后光合势比例均有差异,产量越高,对吐丝前干物质积累量要求越高,吐丝后光合势比例也越高;郑单958类型的品种在低密度下源不足是产量的主要限制因子,此时增密能够增产,而增产的主要机制是叶源的增加;高密度下源、库同时增加但增加比例不同导致的库相对不足是产量的主要限制因子,此时提高结实率和增加粒重等扩库措施是增产的主要机制。     

栽培措施对粮饲兼用玉米干草产量的影响

采用3因素最优饱和设计,系统地研究了氮肥、磷肥与种植密度3因素对不同收获时期粮饲兼用玉米干草产量的影响。结果表明,氮、磷与密度对饲用玉米干草产量的影响因收获期而异,但均以氮的作用居于首位。获得较高植株干草产量的适宜收获时期为乳熟末期至完熟期。以密度、施氮量、施磷量3项栽培措施为决策变量,以干草产量为目标函数,建立了呼和浩特地区饲用玉米主要农艺栽培措施与产量关系的二次多项式回归模型,通过产量频数寻优,定量化地提出了粮饲兼用玉米实现高产的栽培措施优化组合方案,可作为指导呼和浩特地区饲用玉米生产的参考依据。     

高产春玉米群体库及源库流的综合调控

在不同密度和氮用量条件下研究了春玉米群体高产和超高产（12750－16000kg.hm^-2)群体库及源库流综合调控措施。试验在吉林省梨树县进行,设3,6,9,12万株.hm^-24个种密度和0,180,360,540kg.hm^-24个氮素处理。研究结果表明,群体粒数、穗粒重、百粒重可反映群体的库数量和质量,粒叶比可反映群体源与群体库的数量关系;对于以高密度和高肥为水为基础的高产和超高产群体,提高群体粒数可同时克服库物流对产量的限制,是进一步提高产量的有效途径,而提高群体粒数的关键是减少籽粒败育;粒叶比随密度增加而下降,通过增加密度来扩库的同时,应适当降低源增加幅度。