气候变化背景下播期对东北三省春玉米产量的影响

为探究气候变化背景下东北三省(黑龙江省、吉林省和辽宁省)春玉米适宜播期的变化程度,本文以东北三省春玉米潜在种植区为研究区域,基于1981—2015年气象资料,1981—2012年农业气象观测站玉米生育期、产量资料以及土壤资料,分气侯区对农业生产系统模型(APSIM)进行调参和验证,建立适用于东北三省10个不同气候区的模型相关参数,在各气候区利用调参验证后的APSIM-Maize模型设置不同播期,模拟各年代不同播期下春玉米潜在产量和气候生产潜力,综合高产和稳产性指标,明确了不同区域各年代不同条件下适宜播期范围。研究结果表明,APSIM模型对于东北三省7个春玉米品种开花和成熟两个关键生育期以及产量模拟结果与实测结果具有较好的一致性,表明APSIM模型能够较好地模拟研究区域春玉米生育期和产量。充分灌溉条件下,研究区域内适宜播期范围从4月16日至5月19日,空间上呈纬向分布南早北迟的特征; 20世纪90年代和21世纪00年代玉米适宜播期较20世纪80年代有提前趋势,其中20世纪90年代提前趋势更明显;第1、第3、第5、第7和第9气候区雨养条件下较充分灌溉条件下适宜播期有推迟趋势,推迟天数为3～6 d。雨养条件下各年代不同气候区理论上的适宜播期较目前生产中实际播期下的产量提高2.84%～9.96%。以上结果为进行未来气候变化对东北三省春玉米影响及其适宜播期等研究提供了技术支撑。     

品种和播期对华北春玉米产量及水分利用效率的影响

华北平原冬小麦夏玉米一年两作种植制度主要受水资源的约束,发展休耕轮作是实现该区域农业可持续发展的途径之一。春玉米高效生产是提升休耕轮作产能的关键因素,如何利用品种特性进行播期调整以适应区域生产特点提高产量是该区春玉米生产中面临的主要问题。为此,于2016年5—9月在中国科学院南皮生态农业试验站以5个玉米品种(‘华农887’、‘胡新338’、‘郑单958’、‘华农866’和‘联创1号’)为材料,比较分析了3个播期(5月1日、5月15日和5月30日)下春玉米生育时期、产量及产量要素、耗水和水分利用效率的变化情况,并结合气象因子分析探讨了春玉米产量及其构成要素与环境因子的关系。结果表明:随着播期推迟,不同春玉米品种的生育期总天数均呈显著减少趋势(P0.05),生育期总天数的减少主要是播种到抽雄天数减少所致。不同春玉米品种的生育期总天数也存在较大差异,在各播期处理下均相差5~7 d。在产量方面,5月1日和5月15日播种的5个玉米品种间平均产量没有显著差异,5月30日播种的平均产量显著高于前2个播期,其产量提升主要是百粒重增加所致。随着播期的推迟,春玉米的耗水量变化不大,水分利用效率呈增加趋势,这主要与降水的分布有关。通过气象因子分析,不同播期下百粒重与抽雄前后的积温和降水呈显著相关(P0.05)。综合产量、耗水和水分利用效率分析,在该区域推荐5月30日左右为春玉米的适宜播种日期,‘华农866’和‘华农887’是适宜该区生产的潜力品种。     

春玉米干物质积累和产量对播期调控下水热变化的响应

为探究春玉米(Zea mays L.)干物质积累和产量对播期调控下水热变化的响应,在河北科技师范学院试验基地,于2017—2020 年进行了4年的播期试验,以京农科728和MC812为材料,分析了播期(5月1日、5月10日、5月20日、5月30日)引起的春玉米干物质积累量、产量构成因素、产量以及水分利用率的变化。结果表明,受温度与降水影响,春玉米干物质积累量在生育前、中期随播期的推迟而下降,而灌浆后期至成熟期以5月30日播种春玉米干物质积累量最多。春玉米干物质积累动态符合Logistic模型,5月30日播种春玉米干物质积累的总持续时间和快增期持续时间均最长。有效穗数、穗粗、轴粗、穗行数和出籽率不受温度与降水的影响,但穗粒数、千粒重、穗长、行粒数受其影响显著,各指标随播期延迟先下降再上升,并以5月20日播种的春玉米最低。产量与千粒重呈显著正相关,5月30日播种的春玉米产量最高。另外,随播期的推迟,总耗水量减少,水分利用效率提高。综上可知,合理安排播期,重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响,是冀东地区春玉米获得高产的重要措施。本研究为冀东地区春玉米播期选择提供了理论依据和技术支持。     

沙地农田肥水因子对春玉米产量形成的影响

采用二次回归通用旋转组合设计方法，对沙地春玉米水肥因子进行了试验研究，结果表明，试验条件下沙地农田土壤相对含水量保持在66.6%。施用尿素量59.4g/m^2时可获得1.13kg/m^2的最高产量，影响春玉米产量形成的关键因子是N肥施用量和土壤相对含水量。春玉米产量（Y）——与土壤相对含水量（X1）、N肥施用量（X2）的关系为Y=4.1 0.54X1 0.46X2-0.23X1X2-0.24X21-0.16X^22。     

播期与开沟深度对春玉米产量和资源利用效率的影响

2020-2021年在国家农业环境阜新观测实验站开展田间定位试验,试验采用完全随机区组设计,设置5个不同播期和3个不同开沟深度处理。2020年分别于4月11日（T1）、4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）和5月9日（T5）播种,2021年分别于4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）、5月9日（T5）和5月16日（T6）播种;开沟深度分别为5cm(D0,平作对照)、10cm(D1)和20cm(D2)。玉米收获后测定地上部干重、籽粒产量及产量构成要素,并于播种日和收获日分别测定土壤含水量,计算土壤蓄水量和玉米水分利用效率,探寻播期和开沟深度共同影响下春玉米地上部干物质积累和分配的规律,以及资源利用效率的变化,以期筛选区域适宜播期和开沟深度,优化半干旱区春玉米耕作栽培技术。结果表明,4月18日-5月2日播期处理有利于地上部干物质积累,与其他播期平均值相比,成熟期地上部干物质含量提高8.0%,同时促进干物质向穗重分配,平均产量高于其他播期9.9%,水分利用效率有效提升,光能生产效率、温度生产效率和降水生产效率随着播期推迟均呈现先增加后降低的趋势;不同沟深处...     

玉米播期对大豆/玉米间作产量及种间竞争力的影响

在间作系统中,间作作物间合理的共生期可有效提高间作系统作物对时空资源的高效利用。而间作作物播期直接影响间作作物间共生期的长短,由此导致的时空生态位分离会直接影响到作物生产力和种间相互作用。为明确大豆/玉米间作系统中玉米播期对间作作物产量、系统生产力及间作作物间资源竞争力的影响,本研究设置3个玉米播期处理——M1(4月24日与大豆同时播种,与大豆共生期165 d)、M2(5月4日播种,与大豆共生期150 d)、M3(5月14日播种,与大豆共生期140 d),通过对单间作条件下作物产量、干物质累积的测定,研究了玉米不同播期下大豆/玉米间作系统作物产量、系统生产力、共生期内种间竞争力变化。结果表明:3个播期处理不影响间作产量优势,土地当量比(land equivalent ratio,LER)均大于1;但随播期延迟,LER变小,M1处理LER最大,达1.37。玉米播期变化对间作大豆产量无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米产量下降,间作系统生产力随之下降。玉米播期对间作大豆产量构成无显著影响;随玉米播期延迟,间作玉米的百粒重随之减小,M3的百粒重(26.1 g)仅为M1(36.6 g)的71%。玉米播期延迟抑制了大豆玉米共生后期玉米资源竞争力的恢复,在大豆和玉米共生前期,大豆的资源竞争力强于玉米,而共生后期(9月至收获),玉米的资源竞争力显著提升;M3处理大豆相对于玉米的资源竞争力(aggressivity,A_(sm))始终高于M1和M2,玉米相对拥挤指数随播期延迟而降低,表现为M1M2M3,而竞争比率为M3M2M1。因此,就本研究而言,甘肃河西灌区大豆/玉米间作系统中4月24日大豆和玉米同时播种是此系统间作作物的适宜播期,两作物同时播种可有效稳定间作作物产量及系统生产力,间作玉米播种延迟会导致间作系统生产力下降。     

基于CERES-Maize模型的华北平原玉米生产潜力的估算与分析

在对DSSAT4.0中CERES-Maize模型进行参数校正和验证的基础上,进一步利用华北地区具有代表性的10个气象站30年(1976～2005年)的气象资料以及华北地区典型的土壤数据展开模拟.结果表明,在一年一季的生产条件下,华北平原各地区玉米多年平均光温生产潜力为13.53～22.56 t/hm2;各地区玉米产量在4月下旬至6月中旬的播期范围内均呈随播期的延迟而增加的趋势,对这一趋势和各气象指标进行相关分析表明,在华北北部主要驱动因子是灌浆期平均日辐射量,而华北中南部主要驱动因子是灌浆期的温度.华北平原自北向南,优化播期呈逐渐推迟的趋势:北部怀来地区5月上旬播种较为适宜,北京、乐亭和天津地区以5月下旬至6月初播种产量最高;中南部以6月中上旬播种(夏播)较适宜.     

播期对川中丘区玉米干物质积累与产量的影响

以川中丘区主推玉米品种‘正红505’和‘成单30’为材料,15 d为间隔,从3月26日至5月25日设置5个播期,研究播期对川中丘区玉米干物质积累与产量的影响,以期为本区域玉米的适期播种提供理论依据。结果表明,随播期推迟,玉米的生育期尤其是播种到吐丝期缩短,吐丝后干物质积累量及其对产量的贡献减少,收获指数降低;早播有利于增加花后干物质积累,晚播的产量形成需要更多地调运花前积累的光合产物;‘正红505’的产量随播期推迟而降低,‘成单30’的产量随播期推迟先略升高后降低,早夏播(5月10日播种)与春播(4月10日)玉米产量差异不显著,但夏播(5月25日播种)与‘正红505’一样因生育期缩短、干物质积累减少、收获指数降低而较春播显著减产;早春播‘正红505’产量较‘成单30’高,夏播‘成单30’产量高于‘正红505’,表明‘成单30’耐夏播能力较‘正红505’强。播期对‘正红505’干物质积累和产量及其构成因素的影响程度较‘成单30’大,生产上更应注意适期播种。该地区春播适宜的播期相对较宽,生产上应解决耕作制度与机械化生产的矛盾;夏播应注重耐夏播品种的选择,并争取在5月中上旬完成播种。     

基因型和播期对优质小麦生长发育及产量的影响

全球温度升高的气候条件下,针对不同基因型小麦研究其适宜播期,对优质小麦高产具有重要的现实意义.本试验采取田间试验,研究了基因型和播期对3种基因型优质小麦生长发育和籽粒产量的影响.结果表明:播期对不同基因型优质小麦各生育期持续时间有明显影响,但抽穗期最多相差2d,成熟期不超过1d,适期播种,有利于优质小麦分蘖的发生、穗分化发育、干物质积累及安全越冬;在同一产量水平,2个可控因素对优质小麦产量影响的作用力为播期>基因型,适期播种能够较好地协调不同基因型优质小麦的个体特征、群体质量,达到成穗数、穗粒数、千粒重结构合理,实现高产.     

播期与密度对鹰嘴豆物质积累运转及产量形成的影响

为探讨播期、密度及其交互作用对鹰嘴豆物质积累转运及产量形成的影响,确定适宜东北地区鹰嘴豆种植的播期和密度,本试验于2018—2019年选用‘白鹰1号’为试验材料,设置4个播期(3月29日、4月7日、4月16日和4月25日)和4个密度(16.7万株·hm~(-2)、11.1万株·hm~(-2)、8.3万株·hm~(-2)和6.7万株·hm~(-2))处理,通过测定鹰嘴豆干物质含量、叶面积指数、产量性状以及叶绿素、可溶性糖、粗淀粉和全氮含量,对不同播期鹰嘴豆的生育进程、光合特性、群体质量、碳氮转运和产量形成进行分析。结果表明,随着播种期的推迟,鹰嘴豆的出苗期、开花期、成熟期均推迟,生育期缩短,单株荚数先增加后减少。随着生长发育的推进,不同处理的叶绿素含量和叶面积指数先上升后下降。早播的鹰嘴豆营养器官的干物质积累量低于晚播,晚播能够提高花后氮素积累量对籽粒氮素的贡献率;高密度的单株干物质积累量低于低密度,减小密度能促进可溶性糖转运量及其转运率上升,同时提高花后氮素积累量。产量与单株荚数呈正相关。播期(X1)、密度(X2)与产量(Y)的回归方程为Y=-150.288 9+47.169 3X1+464.092 5X2-1.499 9X12-11.376 4X22+1.292 2X1X2。综上所述,中晚播鹰嘴豆的干物质积累量高于中早播。延后播期导致花前可溶性糖积累量和籽粒淀粉含量下降,而茎、叶的花前贮存氮素转运率和转运量则先上升后下降,花后氮素积累量对籽粒氮的贡献率上升。中低密度鹰嘴豆的花前物质积累对产量影响较大,花后氮素积累量较高,而中高密度鹰嘴豆的花后物质积累对产量影响较大。中早播、中密度或中晚播、高密度的鹰嘴豆可以提高花前贮存氮素转运量对籽粒氮的贡献率。在本试验条件下,‘白鹰1号’选择播期4月23日、密度7.64万株·hm~(-2)的栽培方式能够获得较高产量。在生产中,可根据当地地理、气候等环境因素的变化进行调整。     

播期对浑善达克沙地青贮玉米产量及生物量分配的影响

为研究播期对浑善达克沙地青贮玉米产量和生物量分配的影响,确定当地青贮玉米最佳的播期,分别在5月27日、6月4日、6月11日和6月18日4个时间播种,测定了不同品种青贮玉米的株高、叶面积及地上生物量。8月27日青贮收获结果显示：随播期推迟,青贮玉米株高、叶面积和地上生物量降低;5月27日和6月4日播种的青贮玉米各指标均显著高于6月11日和6月18日播种的青贮玉米（P〈0．05）。说明将当前生产实践中播种时间由6月中旬提前至5月底和6月初可显著提高青贮玉米产量。生物量分配研究表明,随播期推迟收获时茎生物量所占比例下降,叶生物量所占比例升高。由于玉米茎、叶的饲用性和牲畜利用效率不同,可针对不同饲喂需求选择播种时间,以提高青贮玉米的利用率。     

不同播期对紫云英生长及物质养分积累的影响

在大田试验条件下,设置了自2009年9月25日—11月6日共7个播种时期,研究不同播期对紫云英生长、产量及养分吸收的影响。试验结果表明,紫云英的密度、株高、单株复叶数、表观叶面积和单株重均随播期推迟而下降。鲜草产量随播期推迟显著降低,9月25日播种的鲜草产量最高,达31833 kg/hm2,种子产量则以10月2日播种的最高,为227 kg/hm2。地上部N、P、K、Cu含量均随播期推迟呈下降趋势,10月30日之后播种处理的Fe、Mn含量则显著增加,而不同播期对Ca、Mg、Zn含量无影响。各养分积累量均随播期推迟而下降。研究表明,播期显著影响紫云英生长及物质养分积累,本试验条件下宜在9月下旬至10月上旬期间播种。     

播种时间对豫北地区小麦农学指标、生理指标及产量的影响

作物产量存在着明显的年际变化,为解析播种时间对小麦产量可能带来的影响,在中国科学院封丘农业生态试验站利用原位盆栽试验,研究了播种时间对小麦产量的影响以及小麦产量与关键农学指标和生理指标的关系。试验包括4个播种时间处理:10月5日(T1)、10月10日(T2)、10月15日(T3)和10月20日(T4)。结果表明:在豫北地区,T2处理的小麦产量最高。T2处理的小麦有效穗数和穗粒数分别为38.00穗.盆-1和37.67粒.穗-1,显著高于其他处理。相关分析表明,小麦产量与有效穗数和穗粒数呈极显著正相关,说明播种时间主要通过改变有效穗数和穗粒数等农学指标影响小麦产量。早播提高了小麦根系活力,但其他生理指标呈现出不同的响应特征。分蘖期各处理中小麦叶绿素含量无显著差异,但拔节期后,T2处理的小麦叶绿素含量显著高于T3和T4处理。T1和T2处理硝酸还原酶活性随着小麦生长不断增加,T3和T4处理则在整个生长期处于相对稳定水平,开花期,T2处理小麦硝酸还原酶活性高达57.12 g·g-1(FW)·h-1,极显著高于其他处理。植株硝态氮含量随小麦生长呈下降态势,拔节期T2处理小麦硝态氮含量最高,开花期各处理硝态氮含量差异不明显。分蘖和拔节期各处理小麦植株磷酸酶活性差异不显著;到开花期T2处理达到最大值,为0.34mg·g-1(FW)·h-1,显著高于T3和T4处理,但与T1处理之间差异不显著。小麦产量与拔节期植株硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性、开花期硝酸还原酶活性显著正相关,播种时间可能通过改变不同生育期小麦植株硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性最终影响产量。     

播期与密度组合对夏玉米群体源库关系及冠层透光率的影响

通过播种期和密度两因素耦合试验(3个播期,各播期下设3个密度)研究不同播期、密度组合对夏播玉米群体源库关系及冠层透光率的影响。结果表明:适宜播期(6月22日之前)与适当密度(半紧凑型品种"金海5号"为6.00～7.50万株·hm-2,紧凑型品种"郑单958"为6.75～8.25万株·hm-2)组合的各源库指标表现较优。叶面积指数(LAI)在吐丝期达到4.88～5.97,成熟期仍保持在2.73～4.48;群体透光率在吐丝期和成熟期分别达21.09%～34.82%和27.97%～35.29%;吐丝期穗位叶片Pn较高,达34.4～41.7μmol(CO2)·m-2·s-1;"金海5号"6月15～17日播种、播种密度为7.50万株·hm-2,"郑单958"6月15～17日播种、播种密度为8.25万株·hm-2时,均产量达到最大,分别为14863.50kg·hm-2和15123.30kg·hm-2。     

气候变化背景下华北平原夏玉米花期高温热害特征及适宜播期分析

利用华北平原夏玉米种植区55个气象站点1981-2017年逐日地面观测资料,以日最高气温≥35℃持续3、4、5d,且相对湿度≤70%为一次轻、中、重度高温热害,从年代际尺度、年尺度、旬尺度分析37a来华北平原不同播期下夏玉米花期高温热害的时空变化特征;以开花期避开中度高温热害为标准,推算夏玉米花期规避高温的适宜播期。结果表明:6月上旬播种,夏玉米花期遭遇高温热害的频率最大,河南省南部的信阳、固始等地区遭遇高温热害频率超过20%;6月中旬播种,夏玉米花期遭受高温热害频率为9%～12%。2011年以来华北平原夏玉米花期高温热害加重,发生频率高于P1-P3时段(1981-2010年)。华北平原早熟玉米平均适宜播种期在6月15日-7月5日,中熟玉米平均适宜播种期在6月15-27日,晚熟玉米平均适宜播种期在6月15-20日。在各适宜播种期范围内,华北平原南部应适当晚播,北部则应适当早播。