深松结合不同施肥方式对春玉米根系时空分布特征的影响

【目的】阐明深松结合不同施肥方式对东北春玉米根系时空分布特征的影响。【方法】2011-2012年,采用2年田间定位试验,设置常规模式(农民习惯栽培模式,对照,T1)、深松模式(T2)、深松+氮肥深追模式(T3)、深松+氮肥深追+增施有机肥模式(综合培肥模式,T4)4个处理,在玉米主要生育期采集0～10,10～20,20～30,30～40,40～60cm土层根系样品,利用WinRhizo根系分析系统获取根长、根表面积与根系平均直径,同时测定各生育期玉米根系干质量及成熟期籽粒产量与地上干物质量。【结果】2011-2012年,随着生育进程的推进,玉米的根系干质量、根长、根表面积均呈先增加后降低的单峰曲线变化,并在吐丝期达到最大值;根系平均直径总体呈现缓慢增加或保持平稳的变化趋势。不同处理对各生育期玉米的根系干质量、根表面积和根长有着不同程度的影响,以吐丝后期各指标的变幅较为明显,但各指标年际间的差异并不显著。与常规处理相比,深松处理对根系干质量、根长及根表面积的影响并不显著;深松+氮肥深追处理对根系生长的促进作用主要集中于吐丝期之后,而综合培肥处理从6展叶期起对根系生长就有显著的促进作用,总根系干质量、总根长及总根表面积显著增加,根系平均直径大幅度降低。在各生育期,根系干质量、根长、根表面积和根系平均直径随着土层深度的增加呈现逐渐降低并趋于平缓的变化趋势,其中深层(30～40和40～60cm)土壤中的根系生长对深松+氮肥深追与综合培肥处理的响应较为敏感,特别是综合培肥处理各指标的变化更为显著,在成熟期,与常规处理相比,综合培肥处理30～40和40～60cm土层根系干质量的增幅分别为91%和72%,根长的增幅分别为68%和130%,根表面积的增幅分别为128%和87%。2011-2012年,与常规处理相比,深松处理对玉米籽粒产量和地上干物质量的影响不显著,深松+氮肥深追处理和综合培肥处理玉米籽粒产量及地上干物质量显著增加,增幅分别为8.92%,16.1%和9.21%,17.7%。【结论】深松配合氮肥深追有利于根系干质量的增加,促进了根系纵深分布,并获得了较高的玉米产量。在此基础上增施有机肥对玉米根系生长的促进作用更为显著,更有利于根系干物质的积累与"纵向延伸"根系构型的形成,从而保证了其更高的玉米产量。     

不同施氮水平对春玉米高产群体产量及氮素利用的影响

通过两年氮水平田间定位试验,以先玉335(XY335)和利民33(LM33)为供试品种,系统监测群体产量构成、氮素吸收、分配和转运特征。结果表明,玉米子粒产量随着氮肥用量的增加呈先增后降的趋势,其中,N3(N300 kg/hm²)处理下产量最高,达14 354 kg/hm²。植株花后养分累积量和对子粒养分累积贡献率均随着施氮量的增加而增加,品种间比较,XY335和LM33氮素累积量的差异主要表现在开花以后,XY335比LM33具有更好的产量表现,且植株养分向子粒的转运效率更高。通过对两年两个品种不同氮水平下子粒产量进行拟合,获得一元二次方程y=-0.013x²+9.915 1x+12 186,R²=0.888 9,得出最佳经济施肥量为277.3 kg/hm²,其对应产量为13 936 kg/hm²。综合考虑土壤肥力和气候条件,东北中部黑土区氮肥用量280 kg/hm²时,可以实现春玉米14 000 kg/hm²产...     

基于最小数据集的吉林省黑土耕层土壤质量评价

黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型,其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象,采集1 401个土壤样本,测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标,对于黑土耕层土壤进行质量评价,并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明:吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成,由全量数据集(Total Data Set,TDS)、重要数据集(ImportantDataSet,IDS)和最小数据集(MinimumDataSet,MDS)分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系,R~2分别为0.716、0.771,表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间,均值为0.53,呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为:容重为1.23～1.43 g/cm3,酸碱度(pH值)为4.74～6.96,有机质为33.14～35.81 g/kg,有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。     

‘吉单’玉米品种对种植密度的响应

因吉林省品种层出不穷,却鲜有能够实现大面积推广,本研究以吉林省不同熟期玉米品种‘吉单441’、‘吉单631’和‘吉单558’为试验材料,研究‘吉单’品种在不同种植密度条件下的产量表现,及其在吉林省东部、中部和西部的适宜种植密度。结果表明,‘吉单558’和‘吉单631’在种植密度为7.5×10^4株/hm2时干物质累积量达到最大值,开花期不同种植密度条件下叶面积指数大小顺序均为种植密度(×10^4株/hm^2) 9.0跃7.5跃6.0跃4.5跃3.0。根据实际种植情况、品种特性及方程模拟情况,在吉林省东部适宜种植密度为6.7伊104株/hm^2左右,中部适宜种植密度为6.5伊104株/hm2左右且可根据当地条件适当增加种植密度,在吉林省西部适宜种植密度为6.0伊104株/hm^2左右。随种植密度增加,未见‘吉单’品种倒伏显著相关,6展叶期和乳熟期,干物质累积量与叶面积指数显著相关;开花期(R1)叶绿素相对含量(SPAD值)与叶面积指数均极显著相关,‘吉单558’干物质累积量与产量显著相关,‘吉单631’干物质累积量与叶绿素值显著相关;成熟期仅‘吉单558’表现为干物质累积量与产量显著相关。应根据品种的特性进行合理密植,才能充分发挥品种光合特性,进而提高作物产量。‘吉单’品种为吉林省自主研发玉米品种,本研究可为提高吉林省玉米品种综合竞争力提供理论支持,为吉林省玉米持续丰产提供参考。     

玉米秸秆全量深翻还田地力提升技术模式实证及效益分析

以秸秆全量深翻还田技术为核心,集成精播保苗、病虫害防控、养分高效管理和机械收获等关键技术,构建了基于整个玉米种植链条的秸秆全量深翻还田地力提升技术模式,并于2018-2019年将此模式在吉林省公主岭和伊通两地18个规模经营主体进行实证。结果表明,与农民习惯操作相比,所有规模经营主体实证区应用该技术模式均表现为增产趋势,产量增幅为4.5%~11.9%,平均增产7.8%;化肥和水分生产效率平均增幅均为7.8%。由于采用规模化作业,大幅度降低了生产成本,仅秸秆深翻还田部分成本略有增加;与农民习惯操作相比,净利润增加13.0%~16.2%。表明该技术模式通过对全种植链的优化,实现了培肥、增产和增收等多重效益,可以在吉林省中南部地区大面积推广应用。     

玉米叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的品种间变异

研究比较两种土壤肥力条件下,4个春玉米品种在喇叭口期至成熟期间叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的变异程度、及其与氮素积累和产量形成的关系,以期为不同品种植株的氮素营养测试指标的优化提供依据。结果表明,叶片SPAD值与产量、吸氮量及生物量呈显著相关,该值主要受氮肥水平影响,并因土壤肥力而变异。从喇叭口期至灌浆期间平均变异幅度为17.7%,但品种间变异很小,平均仅为4.3%。说明利用SPAD值诊断玉米氮素营养时,其诊断指标不需要因品种而调整,但需要因不同肥力而调整。在新立城低肥力条件下,喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)的SPAD临界值指标分别为46.1和57.8;在德惠高肥力条件下,两个时期的SPAD值临界值较为接近,分别为59.9和60.3。植株叶片硝态氮含量在土壤肥力间及品种间变异均较大,变异幅度分别为43.1%和29.3%,且与产量、吸氮量及生物量的相关性均较差,不适于在大面积范围内单独作为玉米氮素营养状况的评价指标。     

秸秆全量还田条件下玉米磷素吸收特征与磷肥适宜用量研究

  【目的】  探究长期秸秆全量深翻还田后玉米磷素累积特征及产量变化,以期为确定秸秆全量还田条件下的磷肥适宜用量提供理论依据。  【方法】  本试验于2017—2019年在吉林省公主岭市和朝阳坡镇进行,双因素设计,主因素为磷肥水平,P₂O₅用量分别为0 kg/hm2 (P0)、45 kg/hm2 (P45)、90 kg/hm2 (P90)、135 kg/hm2 (P135)和180 kg/hm2 (P180),副因素为玉米品种,分别为富民985 (Fumin 985)和翔玉211 (Xiangyu 211)。测定开花期及成熟期各部位磷素吸收量、产量及其构成。  【结果】  地点、年份和磷处理3个因素及其交互作用对玉米产量、收获穗数、穗粒数和百粒重均有极显著影响 (P<0.01);P90处理的产量、收获穗数和百粒重均最高,较P0处理分别增加了14.4%、6.15%和5.78% (P<0.05)。与P0处理相比,2017—2019年两地的花前磷累积比例均有一定程度的增加,以P90处理的增幅最大,其中朝阳坡2018和2019年P90处理的花前磷累积比例较P0处理分别显著增加24.5%和15.5% (P<0.05)。玉米的磷吸收量特别是秸秆中的磷累积量较为稳定,受施磷水平的影响较小,但籽粒的磷累积量呈先升后降的趋势;与P0处理相比,2017年公主岭P90和P135两处理籽粒磷素吸收量增幅显著,分别为22.3%和14.6% (P<0.05);2017—2019年朝阳坡P90处理的籽粒磷素吸收量显著提高,增幅为7.03%～12.5% (P<0.05)。当施磷水平为90 kg/hm2时,磷转运量、转运率和对籽粒的贡献率达到较高水平。通过一元二次方程将3年两点数据进行拟合,得出公主岭和朝阳坡最高产量分别为12161和12435 kg/hm2,对应的最佳经济施磷量分别为77.2和71.9 kg/hm2;两地拟合后的最佳经济施磷量为74.6 kg/hm2。  【结论】  当施磷水平小于90 kg/hm2时,增施磷肥对提高花前的磷累积比例、籽粒磷素吸收量、转运量、转运率和对籽粒的贡献率有积极作用。在多年秸秆全量深翻还田背景下,玉米施磷(P₂O₅)量在71.9～77.2 kg/hm2,可达到12 t/hm2的产量水平。     

吉林省中部不同栽培模式大豆生育特征与营养特性研究

对吉林省中部两种栽培模式下大豆干物质及养分累积特征的分析,拟探明不同栽培模式下植株生育特征及氮磷钾累积特性.结果表明,高产栽培模式产量为2 268.0 kg·hm-2,比常规栽培模式增产16.3％；干物质积累较常规栽培模式提高26.8％.与常规栽培模式相比,高产栽培模式对氮、磷、钾的吸收量明显增加,较常规栽培模式分别提高52.6％、60.5％、65.71％.高产栽培模式下吸收高峰明显后移,可见增加后期养分供应对于高产栽培具有重要意义.     

调整播期提高春玉米对养分和气候资源的利用效率

  【目的】  温度、光照和降水是影响玉米生长发育的关键气象因子。探讨关键气象因子与氮素吸收运转及产量形成的关系,以期最大限度地提高春玉米对气候资源及氮素的利用效率。  【方法】  以先玉335 (XY335)和郑单958 (ZD958)为供试品种,进行了两年田间定位试验。设早(4月24日)、中(5月4日)、晚(5月14日) 3个播期处理,测定了营养生长期和生殖生长期玉米干物质和氮素累积量及籽粒的运转率,在成熟期测产。利用Hybrid-Maize模型,结合当地气象数据对不同播期处理的产量差及光温资源匹配进行综合模拟与评价。  【结果】  XY335在早、中、晚播期的干物质积累量分别为21233、21249、20311 kg/hm2;氮素积累量分别为184.2、192.5、171.1 kg/hm2;氮素转运率分别为35.1%、45.7%、35.8%;氮素对籽粒氮的贡献率分别为19.4%、29.6%、23.9%;ZD958在早、中、晚播期的干物质积累量分别为21031、20637、20405 kg/hm2;氮素积累量分别为173.7、163.4、154.9 kg/hm2;氮素转运率分别为39.2%、36.4%、25.6%;氮素对籽粒氮的贡献率分别为32.7%、25.4%、13.7%。XY335在中播处理下产量最高,较早播处理和晚播处理分别增加9.9%和17.4%;ZD958在两个试验年份均为晚播处理产量最低,两年平均较早播、中播处理分别减少8.6%、5.4%;品种间比较,XY335产量受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与全生育期太阳总辐射量、营养生长期天数关系较为密切。播期和品种不同造成的产量差异主要与VT—R6期干物质累积量与氮素累积量有关,XY335在花后氮素转运效率优势明显,其产量增加受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与营养生长期天数、全生育期总辐射量有关。  【结论】  播期和品种不同造成的产量差异主要与开花后的干物质累积量与氮素累积量有关,提升氮素转运量可有效促进增产。XY335在花后氮素转运效率优势明显,其产量增加受生殖生长阶段日均温影响较大,ZD958产量增加与营养生长期天数、全生育期总辐射量有关。在本试验条件下,XY335适宜在5月4日左右播种,ZD958适宜早播。     

不同栽培方式及氮肥施用水平下春玉米养分累积特征

对不同栽培方式及氮肥施用水平下春玉米植株氮、磷、钾的累积特征及差异比较分析,结果表明,氮肥增产效果显著,高产栽培方式下产量增加主要来自收获穗数的增加。高产栽培方式下玉米秸秆和子粒中氮、磷、钾含量均显著提高,但各自所占百分比变幅较小。与习惯栽培方式相比,高产栽培方式玉米植株体内氮素利用效率提高15.0%～30.5%,促进了植株对氮素的吸收。