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。     

苗期不同滴灌方式对东北春玉米产量和水分利用效率的影响

春旱是东北玉米产量增长的主要障碍因素之一,滴灌可有效缓解其对玉米生产的不利影响,不同滴灌方式的效果具有差异性。本文以常规雨养玉米为对照(CK),研究了传统滴灌(采用内嵌迷宫式滴灌管)和新型滴灌(采用自流插入式滴灌管)2种方式与不同埋管深度(0 cm、5 cm和10 cm)对玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。与对照相比,滴灌显著增产,增幅达9.5%~20.1%。传统滴灌不同埋管深度处理间产量差异不显著,而新型滴灌埋深5 cm产量显著高于地表滴灌,增幅为4.4%。同一埋深不同滴灌方式之间,新型滴灌埋深5 cm比传统滴灌增产8.8%,其他埋深差异不显著。与对照相比,滴灌处理出苗率提高11.3%,收获期穗数增加13.3%。新型滴灌埋深5 cm产量高于其他处理的原因是生殖生长期叶面积指数下降慢,显著提高收获期干物质重。与对照相比,滴灌处理水分利用效率提高8.1%~10.9%,其中新型滴灌埋深5 cm处理水分利用效率最高。因此,埋深5 cm新型滴灌是有效提高玉米产量和水分利用效率的灌溉方式。     

条带耕作错位种植对灌区春玉米产量形成与冠根特征的影响

2017年和2018年在内蒙古通辽市科尔沁区农业高新科技示范园区,以农华101为供试材料,采用条带耕作错位种植(苗带耕作, 15 cm+45 cm小双行错位播种, TGCW)和等行常规种植(旋耕, 60 cm等行距, CK)两种模式, 6.75万株hm^–2、8.25万株hm^–2、9.75万株hm^–2 3个种植密度,研究条带耕作错位种植模式对西辽河平原灌区春玉米冠根协调特征及产量形成的调控效应。结果表明,相比于等行距常规种植,条带耕作错位种植的产量显著提高,其中8.25万株hm^–2增幅最明显, 2017年和2018年分别提高13.1%和13.8%,该模式吐丝后干物质积累量及积累率具有明显优势,较强的物质积累明显延缓了生育后期叶片衰老,同时穗位上和穗位层透光率显著提高,生育后期叶面积指数、净光合速率和群体光合势均显著高于CK。该模式生育后期各土层植株根干重显著高于CK,高密度下更为明显,且20～60 cm根系占比高,吐丝期单位根重获得的籽粒产量和成熟期根冠比均具有明显优势。该模式的这些优点是促成西辽河平...     

玉米冠层耕层协调优化及其高产高效技术

密植是挖掘玉米高产潜力的主要途径。然而,密植倒伏和早衰问题长期制约着玉米密植高产的潜力挖掘,特别在东北和黄淮海地区问题更加突出。为此,本研究明确了密植倒伏、早衰、产量低的原因是冠层耕层的不协调,提出了冠层耕层同步优化的高产高效技术途径,构建了技术体系,主要包括:(1)以产量性能为核心的冠层分析体系及其定量指标和动态监测系统;(2)以土壤与根系合理空间分布为指导的“深耕层、降容重、匀分布、培地力”的耕层优化体系;(3)冠层生产力与耕层供给力协同优化分析体系。在此基础上,创新了多种关键技术,包括:(1)以改耕层促冠层为核心的“改方式、改时间、培地力”的深松耕作关键技术;(2)以改冠层提耕层为核心的“抗倒、抗冷、防衰”的化控技术;(3)以调冠层保耕层为核心的“调行距、调耕作、调肥水”相结合的密植技术。在关键技术创新的基础上,通过技术集成,构建了“深耕层一密冠层”、“控株型一促根系”及“培地力一高肥效”的不同方式的3项密植高产高效技术模式,在东北春玉米、黄淮海夏玉米密植高产中,创造了高产典型,而且在大面积高产高效方面取得了显著成效。     

华北平原冬小麦-夏玉米种植体系周年水分高效利用研究进展

在保证周年较高产量的同时,进一步提高水分利用效率是促进华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植体系可持续发展的关键。从20世纪中晚期开始国内学者便从节水灌溉技术创新、灌溉制度优化、替代节水种植制度构建和节水抗旱新品种选育等方面开展了以冬小麦-夏玉米两熟种植体系为核心的周年水分高效利用途径的探索,取得了重要进展,显著提高了作物水分利用效率(WUE)。本文综述了华北平原冬小麦-夏玉米种植体系水分高效利用的研究进展,并提出了通过耕作或播/收期调控冬小麦-夏玉米周年降水与地下水平衡利用,促进周年水分(灌溉水和降水)高效利用的技术途径,以充分挖掘华北平原水分生产潜力,为该区冬小麦-夏玉米种植体系节水高产栽培及节水种植制度建立提供思路和依据。     

供氮水平对雄性不育玉米物质生产和氮代谢的影响

在池栽条件下,比较了不同供氮水平下玉米细胞质雄性不育系（CMS）及其同型可育系碳氮代谢的差异。结果表明,两种供氮水平下,CMS玉米子粒产量和收获指数均高于其同型可育系（P0.05）,生物产量差异不显著（P0.05）,根量较多,根/冠比高于其可育系（P0.05）。CMS玉米保绿性好,净同化率高,果穗叶光合速率生育后期优势明显。果穗叶硝酸还原酶（NRase）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）活性均具有较高活性,两种供氮水平下都表现出相对优势;其叶片、茎秆和根中氮百分含量和氮积累量都表现出花后0—20 d较高,生育后期较低的特点。CMS玉米的氮素转运多,贡献率和氮利用效率高,且不施氮水平下优势更为明显。说明雄性不育植株光合碳生产和果穗叶氮代谢能力强,促进了植株对氮素的转运和利用,有利于子粒灌浆充实和产量提高。     

不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征及光能利用对增密的响应

【目的】探究增密对不同株型玉米冠层光氮分布、衰老特征、及其对光能利用及产量的影响,为陕西春玉米高产高效栽培提供支撑。【方法】于2017—2018年以陕单609(紧凑型)和陕单8806(平展型)为试验材料,设置4个种植密度(45 000、60 000、75 000和90 000株/hm²),测定了冠层光氮分布、叶片衰老、物质生产、光能利用及产量构成等指标。【结果】陕单609和陕单8806分别在90 000株/hm²(13 824 kg·hm^-2)和60 000株/hm²(9 566 kg·hm^-2)达到了最高产量,与45 000株/hm²相比,90 000株/hm²下陕单609和陕单8806的穗粒数(17.8%和30.1%)和百粒重(15.2%和19.6%)均降低。同一密度下,2个品种的冠层光能截获率和叶片氮素浓度表现为上层>中层>下层,随着密度的增加,2个品种冠层上部光能截获率和叶片氮素浓度不断增加,中层和下层的光能截获率...     

条带深松耕作方式对密植夏玉米产量性能的影响

以郑单958为试验材料,2011年在河南新乡设置耕作方式与种植密度田间试验,研究条带深松耕作方式对不同密度夏玉米群体产量性能的调控效应,明确条带深松耕作方式下夏玉米产量性能特征。结果表明,条带深松耕作方式下,夏玉米获得最高产量的最适密度为9.0×104株/hm2左右,较常规耕作方式下增加16.9%,平均增产10.9%。进一步分析高密度(9.0~10.5)×104株/hm2群体下夏玉米产量性能参数,条带深松耕作方式分别增加收获穗数、穗粒数、千粒重、干物质积累量、群体平均叶面积指数、平均净同化率、产量/平均叶面积指数比值分别为9.7%~10.5%、6.5%~8.2%、7.0%~7.7%、9.1%~12.4%、6.7%~9.2%、7.2%~9.1%、3.6%~17.1%。条带深松耕作方式通过产量性能参数的共效差异补偿机制实现密植夏玉米增产。     

中国不同年代玉米亲本自交系的灌浆特性与氮素运转

大田试验条件下,选择我国1960s、1980s、2000s三个年代在生产中大面积应用的玉米亲本自交系为试验材料,比较分析了遗传改良过程中玉米骨干自交系灌浆特性及氮素运转的演变特征。结果表明,当代玉米品种及其亲本自交系的产量显著高于其他年代品系(P<0.05),且不同年代品种产量提高与其亲本产量密切相关(P<0.05),亲本自交系产量提高与其穗粒数相关性不显著,而与粒重呈显著正相关(P<0.05)。对粒重变化研究表明,当代亲本自交系的灌浆速率呈先慢后快的趋势,籽粒灌浆的积累起始势(R₀)较高,灌浆最大速率出现时间(T_max)延迟,灌浆速率最大时生长量(W_max)和最大灌浆速率(G_max)明显较高。当代亲本自交系具有较高的干物质积累和日增干重,其茎鞘物质输出率和茎鞘物质贡献率均高于1960s自交系,且在高密度条件下优势更为明显。当代亲本自交系具有较高的氮素积累总量(P<0.05),氮素输出率、贡献率的优势不明显(P>0.05),而氮素利用效率及氮收获指数显著高于1960s自交系(P<0.05)。表明遗传改良过程中玉米骨干自交系籽粒产量及氮效率得到同步提高,这与其自身较高的籽粒灌浆能力和物质运转效率密切相关。     

玉米花粒期不同阶段遮光对籽粒品质的影响

选用高淀粉玉米费玉3号和普通玉米泰玉2号,大田条件下分别于花粒前期（授粉后1~14 d）,中期（15~28 d）和后期（29~42 d）遮光（透光率45%）处理,研究了对籽粒品质和籽粒中蛋白质、淀粉合成关键酶活性的影响,以及影响品质的关键时期。结果表明,花粒期遮光显著降低了籽粒产量、容重、淀粉直/支比、淀粉及其组分含量,遮光后淀粉RVA谱特征值峰值黏度（PV）、热浆黏度（HV）及崩解值（BD）下降,而籽粒含水率、粗蛋白及其各组分含量、谷/醇比、粗脂肪含量、亚油酸含量、亚麻酸含量、亚油酸/亚麻酸比值以及不饱和脂肪酸含量均升高;遮光显著降低了籽粒蛋白质和淀粉合成关键酶活性,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDPGPPase）、淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）活性与籽粒淀粉含量、容重、峰值黏度和崩解值呈显著正相关,谷氨酰胺合酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）活性与蛋白质含量和谷/醇比也呈显著正相关。不同时期遮光对两品种玉米品质性状的影响基本一致,前期遮光处理对籽粒商品品质(容重,含水率)影响大,而中期遮光对籽粒营养品质影响大。可见花粒中前期的光照强度对籽粒品质形成具有关键作用,后期光强对其影响较小。