紧实胁迫对不同类型土壤玉米根系时空分布及活力的影响

 【目的】明确不同土壤类型玉米根系时空分布、根系活力、玉米产量及其对土壤紧实胁迫的响应。【方法】采用微区桶栽,设计土壤类型和紧实度两因素试验,研究紧实胁迫下玉米根分布、活力及产量变化特征。【结果】紧实胁迫下玉米根形态指标（根干重、根长度、根体积和根条数）及产量均呈下降趋势,3类土壤上根形态指标大小和产量高低均表现为：潮土>砂姜黑土>黄褐土;根吸收活力（根总吸收面积、活跃吸收面积和根脱氢酶活性）及根系还原强度与根形态指标变化趋势一致,但比吸收表面、比活跃吸收表面随紧实度增加而增大。降低紧实度促进了单株根系干重、长度、吸收活力和产量的增加,尤其促进了20—40 cm 土层根长密度和根干重密度的增加,但单根的吸收能力呈下降趋势;3类土壤上玉米根系生长、根活力和产量对紧实胁迫的响应以砂姜黑土和黄褐土较为敏感。【结论】紧实胁迫严重限制了根系生长、分布和吸收功能以及产量形成,但根系并不是被动地忍受逆境的胁迫,而是积极主动地调节其生理代谢过程,以减缓紧实胁迫伤害,但缓解能力有限,且不同类型土壤上根系的响应程度与土壤本身理化性质密切相关。     

下层土壤容重对玉米植株养分吸收和分配的影响

 【目的】研究下层土壤容重对玉米植株N、P、K吸收和分配的影响。【方法】采用池栽试验，模拟大田不同土层容重实际存在状况,将池土分为3个层次, 各处理上层（0～20 cm）土壤容重保持一致，播前按照处理要求调整各个处理20～40 cm、40～60 cm两个土层的土壤容重。【结果】下层土壤容重对玉米N、P、K等营养元素的吸收有很大影响，其影响程度大小为K＞P＞N，这种影响在吐丝期表现尤为明显。N、P、K的积累量均随着下层土壤容重的增加而减小，而且处理间差异显著。N、P、K在各器官中的分配比例和转移率大小也受下层土壤容重的影响，特别是各个时期N、P、K在玉米生长中心中分配的比例随着土壤容重的增加而减少。不同层次土壤容重对N、P、K的吸收和分配均产生交互影响,且20～40 cm土层容重对N、P、K的吸收和分配的影响远大于40～60 cm土层。【结论】通过调整下层土壤容重,尤其是20～40 cm土层容重,可以促使玉米吸收更多的矿质营养，并使营养元素更多地向生长中心分配，促进玉米的生长和后期干物质的积累。     

不同施肥处理对玉米产量及土壤养分含量的影响

通过3年田间试验,研究了不同施肥处理对玉米产量及土壤养分含量的影响.结果表明,氮、磷、锌及有机肥(M)配施均有显著的增产作用,各施肥处理比对照增产平均达3 387.0～5 473.0 kg·hm-2,增产率平均为48.0%～77.5%,其中N240 P150 M15 000处理与N240 P75 M15 000处理的增产效果最好,分别为12 536.0 kg·hm-2和12438.8 kg·hm-2;第一年施P150 kg·hm-2第二年至第三年减半施磷后对玉米产量没有显著影响,且土壤速效磷含量能够稳定在较高水平;不同肥料配施能显著提高土壤养分含量,改善土壤肥力.     

土壤紧实度对棉花产量的影响

于１９９２－１９９５年在江苏农学院农场对供试棉花品种岱１５，设砂、粘土不同容重盆栽。连续４年结果表明，土壤容重１．２ｇ／ｃｍ＾３和１．３ｇ／ｃｍ＾３处理 量和生物学产量均极显著高于其它处理；且经济系数排居首位，极显著超过容重１．５ｇ／ｃｍ＾３处理。因此，容重１．２－１．３ｇ／ｃｍ＾３是棉花形成高生物学产量、较高经济系数，从而达到最高经济产量的理想土壤实度。     

有机肥施用量对玉米产量、土壤养分及生物活性的影响

【目的】探讨宁夏平原有机肥施用量对饲料玉米产量及土壤性状的影响,明确该地区有机肥安全施用量,为土壤培肥及玉米增产提供科学依据。【方法】2018—2019年在宁夏青铜峡市甘城子村开展有机肥不同施用量试验,共设6个用量水平：0、3750、7500、15 000、30 000、45 000 kg/hm²,以非有机肥(0 kg/hm²)为对照,研究不同有机肥用量对玉米产量及构成因素、土壤养分和生物活性的影响。【结果】施用适量有机肥可显著增加玉米产量,以有机肥施用量15 000～30 000 kg/hm²对产量构成因素促进效果最佳,2018和2019年最高产量下有机肥施肥量分别为27 880和25 030 kg/hm²;施用有机肥可显著增加0～30 cm层土壤养分和土壤微生物数量,以有机肥施用量15 000 kg/hm²处理对增加土壤细菌数效果最佳,2018和2019年较对照分别显著增加252.1%和202.4%,且2019年微生物总数高于2018年;施用有机肥可有效增加土壤酶活性,0～...     

不同土壤改良剂对风沙土壤养分及玉米产量的影响

选择合适类型的土壤改良剂改良风沙土壤,对提高作物产量和可持续集约水平有重要意义。本研究比较了不同类型土壤改良剂对风沙土栽培玉米产量、农艺性状及土壤养分的影响,共设5个处理:膨润土(Swell soil,SS),增施腐殖酸(Humus acid,HC),增施有机肥(Organic fertilizer,OF),增施草炭土(Turfy soil,TS),增施秸秆(Straw retention,SR)。研究结果表明:不同土壤改良剂对玉米产量及部分农艺性状有显著影响(p0. 05),但在年际间波动较大; SR处理下玉米产量、籽粒干重均较高,2016年产量为15. 48 t/hm2,显著高于(p0. 05) HC处理;多元逐步回归分析结果表明,土壤速效钾与玉米产量呈线性关系,增加土壤速效钾可提高该区域玉米产量;通过主成分分析并计算主成分得分,SR处理得分在2016年和2017年分别为3. 65和1. 06,均高于其他处理。因此,土壤改良剂可提高土壤养分并增加玉米产量,但其效果仍需长期定位试验观测,秸秆还田可能对改良该地区风沙土壤有较好的作用。     

生物炭对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

为明确半干旱地区草甸土玉米栽培过程中生物炭的最佳施用量,进行了田间小区试验,研究了生物炭不同施用量(0 t/hm~2、10 t/hm~2、20 t/hm~2、40 t/hm~2、80 t/hm~2)对土壤养分、土壤酶活性及产量的影响。结果表明:施用生物炭对土壤有机碳、全氮、速效钾含量均有提高作用,且均与施炭量成正相关。但土壤有效磷含量在生物炭施用量80 t/hm~2时最显著。土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性也均表现为施炭量80 t/hm~2促进作用更明显,且持续时间更长。不同生物炭施用量对玉米产量均有促进作用,10 t/hm~2、20 t/hm~2、40 t/hm~2、80 t/hm~2处理玉米产量分别较对照增加了1.16%、9.97%、28.53%、42.13%。因此,生物炭的施用改善了土壤养分状况、提高了土壤酶活性、促进了产量形成,在0～80 t/hm~2的施用范围内,随着生物炭施用量的增加,其作用效果更为显著。     

氮磷钾肥对紫云英产量、养分累积及种植后土壤养分的影响

通过田间试验,研究了不同配比的NPK肥对紫云英生长、产量、养分累积及土壤养分的影响。研究结果表明:种植紫云英后土壤速效钾、碱解氮、有机质、pH值提高,土壤有效磷下降。施用P2O5在54 kg/hm2内时,紫云英产量随着施磷的增加而增加,并且在早春适当施少量的氮肥(施尿素30 kg/hm2),可以提高紫云英产量。施钾对紫云英产量影响不大,原因有待于进一步研究。     

水分胁迫对玉米产量及干物质分配的影响

通过不同生育时期水分胁迫的研究,结果表明:各个生育时期水分胁迫均导致玉米产量下降,程度由重到轻依次为:抽雄吐丝期>拔节期>苗期.各个生育时期水分胁迫下的穗部形状也有不同程度的改变.水分胁迫对干物质的分配产生影响,干物质向籽粒的分配减少,向茎秆、叶片的分配增加,从而导致籽粒产量下降.     

施用不同有机肥对土壤养分含量及玉米产量的影响

在古浪县西靖镇进行了施用不同有机肥对土壤养分含量及玉米产量的影响试验。结果表明：施用不同有机肥后土壤养分含量和玉米产量都有所提高。其中,土壤有机质含量提高1.77～9.75 g/kg;土壤速效N含量提高1～20 mg/kg;土壤有效P含量提高2～7 mg/kg;土壤速效K含量提高35～287 mg/kg;耕层pH值降低0.02～0.22个单位。通过试验得出,施用有机肥可以提高土壤养分含量,培肥地力,降低土壤pH值,提升耕地质量,从而提高玉米产量。     

不同土壤类型冬小麦-夏玉米轮作施肥效应

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作在不同类型土壤上的养分吸收特点及施肥增产效应,为因土施肥和资源高效利用提供依据。【方法】采用池栽试验,选用4种土壤(中壤潮土、砂壤潮土、砂姜黑土、黄褐土),设置3个施肥水平(不施肥、中量施肥、高量施肥),研究不同土壤的养分供应特点和施肥增产效应及肥料利用效率。【结果】在不施肥条件下,冬小麦、夏玉米的植株氮素、磷素、钾素积累量和产量在4种土壤上均表现为:中壤潮土砂姜黑土黄褐土砂壤潮土,表明不同土壤的养分供应能力和基础生产力差别较大。施肥显著增加了冬小麦、夏玉米植株的养分积累量和产量,周年植株氮素积累量增加37.7%—98.7%,磷素积累量增加23.6%—75.3%,钾素积累量增加29.3%—76.1%,周年作物增产26.5%—64.4%。冬小麦、夏玉米植株氮素、磷素、钾素积累的增加量和增产效果均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,整体表现出基础生产力较高的土壤,养分供应能力较强,施肥增产效应较小。冬小麦、夏玉米的肥料农学效率均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,即基础生产力较低的土壤,肥料的利用效率更高。高量施肥使砂壤潮土和黄褐土上冬小麦、夏玉米的植株养分积累量及产量显著增加,中壤潮土和砂姜黑土增加不显著。【结论】不同类型土壤的基础生产力不同,较高基础生产力的土壤养分供应能力较强,施肥增产效应较小,肥料利用效率较低;较低基础生产力土壤表达趋势相反。肥力较高的中壤潮土和砂姜黑土,应提高土壤养分的利用,降低肥料的施用量;肥力较低的砂壤潮土和黄褐土,应注意培肥地力,不断提高土壤的生产力。     

综合农学管理模式对春玉米产量和养分累积特征的影响

【目的】 研究综合农学管理模式下春玉米产量及开花前后植株养分累积与转运特征,旨在为春玉米高产高效生产提供理论和技术支持。【方法】 试验于2009—2011年在吉林省公主岭市铁北区进行,以先玉335为供试材料,在大田条件下设置5种不同农学管理模式,即无肥区（CK）、农户习惯模式（FP）、综合农学管理模式1（Opt-1）、综合农学管理模式2（Opt-2）、综合农学管理模式3（Opt-3）,通过3年定位试验,系统监测不同生育时期植株氮、磷、钾养分吸收与累积特征,重点对开花前后春玉米干物质及氮磷钾养分累积与转运特征进行比较研究。【结果】 合理增密、平衡施肥和深松作业是春玉米获得高产的关键措施。5种模式间以Opt-3最优,与农户习惯模式（FP）相比,Opt-3产量和干物质累积量增幅分别为13.9%和22.4%,其增产贡献主要来自于收获穗数（较农户模式增加34.3%）。在与FP处理化肥投入量基本一致的情况下,Opt-3处理下植株氮、磷、钾累积量分别增加9.5%、28.1%和23.9%,氮、磷、钾素转运效率分别增加47.7%、21.7%和45.0%,氮肥偏生产力增加14.0%,磷肥偏生产力增加4.4%。与Opt-1模式相比,Opt-3处理主要通过增加密度实现了产量的进一步提升（较Opt-1种植密度增加10 000株/hm ²,增产56—346 kg·hm ^-2）;与Opt-2模式相比,Opt-3主要通过肥料的进一步优化实现了效率的提升（较Opt-2氮肥农学利用率提高29.5%）。通过肥料成本核算,Opt-3处理较FP处理增加收益2 218元/hm ²,较Opt-1处理增加收益290元/hm ²,较Opt-2处理节约成本367元/hm ²。【结论】 合理增密至70 000株/hm ²、优化化肥用量（N 225 kg·hm ^-2-P₂O₅ 90 kg·hm ^-2-K₂O 90 kg·hm ^-2）和施用时期、增施有机肥（15 000 kg·hm ^-2）、补充中微肥（150 kg·hm ^-2）,并结合土壤深松是较为优化的综合农学管理模式,可以实现东北中部春玉米产量和效率的协同提升。     

Characteristics of Grain Yield and Nutrient Accumulation for Spring Maize Under Different Agronomic Management Practices

【Objective】 This research aimed to investigate the characteristics of grain yield, nutrient accumulation and transport of spring maize before and after flowering under different agronomic management practices, so as to provide theoretical and technical support for high yield and efficient production of spring maize. 【Method】 The field experiment was conducted from 2009 to 2012 in Gongzhuling of Jilin province. The hybrid “Xianyu335” was used as research material. During three consecutive years, five different agronomic management practices (CK, FP, Opt-1, Opt-2, and Opt-3) were set under the field conditions. The characteristics of dry matter accumulation, nutrient absorbing and transport were monitored before and after flowering of spring maize. The influence of grain yield was studied under different agronomic management practices. 【Result】 Reasonable densification, nutrient management and deep scarification were the key measures for high yield of spring maize. The result indicated Opt-3 was optimal under five different agronomic management practices. Compared with FP, the grain yield and dry matter accumulation of Opt-3 increased 13.9% and 22.4%, respectively. The number of maize ears in harvest stage contributed yield mostly, and the yield under Opt-3 was 34.3% higher than that under FP. Under the condition of same amount of fertilizer input between Opt-3 and FP, N, P and K accumulation of Opt-3 increased by 9.5%, 28.1% and 23.9% than that of FP, respectively. N, P and K translocation rate of Opt-3 increased by 47.7%, 21.7% and 45.0%, respectively. Partial productivity of N, P fertilizer increased by 14.0% and 4.4%, respectively. Compared with Opt-1, the grain yield of Opt-3 was further augmented by increasing planting density. When planting density was increased by 10 000 plant/hm ², the grain yield increased 56-346 kg·hm ^-2. Compared with Opt-2, the efficiency of Opt-3 was improved through further optimization of fertilizer, and ANUE of Opt-3 increased 29.5%. Through fertilizer cost accounting, compared with FP, Opt-3 increased income by 2 218 yuan/hm ². Compared with Opt-1, Opt-3 increased income by 290 yuan/hm ². Compared with Opt-2, Opt-3 saved 367 yuan/hm ².【Conclusion】 By reasonable densification to 70 000 plant/hm ², optimized fertilizer (N 225 kg·hm ^-2-P₂O₅ 90 kg·hm ^-2-K₂O 90 kg·hm ^-2) and application period, organic fertilizer (1 500 kg·hm ^-2), added microelement fertilizer (150 kg·hm ^-2), combined with soil deep tillage, it was a relatively optimized integrated agronomic management mode, which could realize the synergistic improvement of spring maize yield and efficiency in the middle of northeast China.     

磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响

【目的】探明磷肥施用深度对夏玉米产量和养分吸收的影响。【方法】采用桶栽和大田试验相结合的方法,研究不同磷肥施用深度(5cm、15cm、5/15cm)对夏玉米产量及氮、磷、钾吸收和分配的影响。【结果】不同磷肥施用深度处理的玉米籽粒产量和植株养分吸收量由高到低依次为T15T5/15T5CK,其中,施用磷肥可以使夏玉米籽粒产量增加8.5%—20.0%;磷肥集中深施比浅施和分层施籽粒产量增加5.9%—10.6%,植株氮、磷、钾吸收量分别增加6.9%—14.7%、7.5%—17.1%、5.0%—13.4%,氮、磷、钾转移率分别降低10.4%—17.3%、8.4%—12.9%、12.9%—19.6%,磷素农学效率和表观利用率分别提高55.8%—88.0%和40.4%—181.4%。【结论】夏玉米施用磷肥增产效果显著,磷肥集中深施效果优于分层施,分层施效果优于浅施,且以磷肥集中深施在15cm土层时效果最好。     

垄改平对土壤水分及玉米产量的影响

为了完善保护性耕作技术,以玉米品种克单14为试验材料,研究常规垄作、灭茬平作、留茬平作对玉米生长发育的影响。结果表明:常规垄作可以促进玉米生长发育,提高苗期地温,灭茬平作和常规垄作处理较留茬平作处理增产。     

株间穴施对夏玉米产量和养分吸收的影响

为探究合理的夏玉米高产简化施肥技术。以‘浚单29’为材料,采用田间试验方法研究了开沟条施、正位肥料减量30%穴施、株间全量及肥料减量30%穴施等施肥方式对夏玉米产量、果穗及植株表观性状、生物量和氮磷钾养分积累量的影响。结果表明,株间全量穴施较开沟条施植株表观性状均增加,增产3.70%,地上部生物量增加3.56%,氮、磷养分积累显著增加11.24%和19.44%;肥料减量30%可显著降低夏玉米产量、地上部生物量及氮磷养分积累12.88%~16.56%、11.28%~15.12%、20.13%~30.07%和21.66%~38.19%,施肥方式和肥料用量对夏玉米钾素积累无显著影响。株间穴施和正位穴施差异不显著,较开沟条施更有利于地上部氮磷钾养分吸收从而促进产量提高。夏玉米专用肥750 kg/hm ²配合株间穴施显著提高夏玉米产量,而且养分吸收效果较好,是当前试验条件下较好的施肥管理措施。     

穗期干旱胁迫对玉米单交种产量影响的研究

2004～2005年在黑龙江省农科院嫩江农科所抗旱大棚内,选用6个玉米单交种作为试材,在穗期设置正常供水、轻度干早胁迫和中度干早胁迫3个水分处理,研究不同水分处理条件下,不同玉米品种穗部生长发育的变化与产量的关系.试验结果表明:穗粗、行粒数、轴粗、百粒重、出籽率和轴重等6个指标与产量的相关性达到了显著或极显著水平,但不同供水条件下,穗部性状差异的显著性因品种而不同.     

不同时期高温胁迫对夏玉米物质生产性能及籽粒产量的影响

【目的】黄淮海夏玉米区高温胁迫频发、重发、持续期延长显著影响籽粒产量。本文以不同耐热型玉米品种为材料,探明大喇叭口期（V12）和开花期（VT）高温胁迫对两类品种叶片光合特性、碳同化物积累、分配和籽粒产量的影响。【方法】本研究以耐热型品种郑单958（ZD958）和热敏感型品种先玉335（XY335）为材料,以同时期适宜温度处理（昼32℃12 h/夜22℃12 h）为对照,使用自动控温控湿的高温棚模拟田间自然增温效果,设置V12期、VT期高温胁迫处理（昼38℃12 h/夜28℃12 h）,比较高温胁迫后夏玉米叶面积指数（LAI）、碳代谢酶活性、光合速率、碳同化物积累和分配的动态变化特征,明确夏玉米物质生产性能及籽粒产量对高温胁迫的响应机制。【结果】高温胁迫后,两品种的LAI、碳代谢酶活性、净光合速率和干物质积累量均显著降低,ZD958和XY335的LAI、RuBP羧化酶活性、PEP羧化酶活性、净光合速率和干物质积累量比其对照分别降低了2.98%—4.21%、40.38%—54.46%、16.88%—30.60%、18.14%—25.49%、12.83%—19.38%和3.80%—5.07%、56.56%—76.16%、26.33%—33.66%、22.37%—34.62%、22.07%—26.72%,VT期高温胁迫的降幅大于V12期。高温胁迫后,夏玉米叶片蒸腾速率显著升高,但叶片水分利用效率显著下降。高温下两品种的¹³C同化量均显著降低,V12期高温胁迫后,ZD958和XY335的¹³C同化量分别降低了18.48%和22.82%,籽粒中¹³C同化量占比降低。高温胁迫显著降低穗粒数,千粒重虽有小幅提高,但籽粒产量显著降低。与适宜温度相比,V12期高温胁迫后ZD958穗粒数和产量分别降低了62.53%和45.87%;VT期高温胁迫后穗粒数和产量分别降低了70.53%和66.89%;V12期高温胁迫后XY335穗粒数和产量分别降低了70.50%和62.87%;VT期高温胁迫后分别降低了85.41%和80.61%;VT期高温胁迫降幅大于V12期高温胁迫,XY335的降幅大于ZD958。【结论】高温胁迫降低了夏玉米叶面积指数、叶片RuBP和PEP羧化酶活性,显著降低叶片光合速率和干物质生产性能。高温下穗粒数显著减少,抑制了碳同化物从叶片和茎秆向籽粒的转运,最终导致籽粒产量降低。VT期高温胁迫效应大于V12期,热敏感型品种XY335的降幅显著大于耐热型品种ZD958。     

土壤紧实胁迫对黄瓜抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

【目的】探索土壤紧实胁迫对黄瓜产生伤害的机理,为土壤的可持续利用提供参考。【方法】用容重为1.20 g•cm-3的疏松土壤和1.55 g•cm-3的紧实土壤进行盆栽试验,研究土壤紧实胁迫对‘津春4号’黄瓜叶片及根系中抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH）的影响。【结果】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜叶片及根系中过氧化氢（H2O2）含量和丙二醛（MDA）含量显著提高,且根系中两种物质的增幅高于叶片,表明根系的伤害程度高于叶片。与此同时,叶片及根系中还原型抗坏血酸（AsA）含量、AsA+DHA量、ASA/DHA显著降低,脱氢抗坏血酸（DHA）含量显著提高;还原型谷胱甘肽（GSH）含量显著下降,氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量、GSSG/GSH比值显著提高,GSSG+GSH变化甚微,表明AsA及GSH被消耗以清除H2O2。叶片及根系中抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著升高,且APX的活性水平远远高于MDHAR、DHAR及GR,表明APX在清除H2O2的过程中氧化AsA的能力远远高于MDHAR和DHAR再生AsA的能力及GR将GSSG还原成GSH的能力。【结论】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜秧苗（叶片及根系）中的AsA-GSH循环加强,削弱了土壤紧实胁迫造成的伤害。