气候变化背景下华北平原夏玉米适宜播期分析

【目的】随人口增加、饮食结构变化和能源需求的增加,中国粮食安全问题日益严峻,在耕地资源有限的背景下,高产稳产仍是保证粮食安全的主要途径。华北平原是我国夏玉米主产区,明确气候变化背景下该区域夏玉米的适宜播期,对于稳定和提升该地区夏玉米单产,保障我国粮食安全具有重要意义。【方法】依据夏玉米生长季积温和降水将华北夏玉米区分为8个气候亚区,在每个气候亚区内基于1981—2015年气候资料、农业气象观测站夏玉米种植资料和土壤资料,对农业生产系统模型(APSIM-Maize)进行调参验证,选用决定系数(R~2)、D指标、均方根误差(RMSE)和归一化均方根误差(NRMSE)等指标来评价模型调参验证结果。在此基础上设置不同播期,利用调参验证后模型模拟各气候亚区不同播期夏玉米产量,采用高稳系数并综合考虑下茬作物冬小麦的播期,明确各气候亚区冬小麦-夏玉米两熟系统下充分灌溉和雨养条件夏玉米适宜播期,并分析与实际播期相比适宜播期下的夏玉米增产幅度。【结果】(1)模型适应性评价指标中决定系数(R~2)均在0.75以上,D指标均在0.80以上,归一化均方根误差(NRMSE)均在7%以下,表明调参后的APSIM-Maize模型在华北平原夏玉米生育期和产量模拟方面具有较好的模拟效果,可用于华北平原夏玉米生育期和产量模拟研究。(2)充分灌溉条件下,第一气候亚区夏玉米推荐适宜播期主要在6月下旬,第二气候亚区到第七气候亚区,主要在6月中下旬,第八气候亚区主要在6月中上旬。雨养条件下,第一气候亚区主要在6月下旬和7月上旬,第二、三A、四、五、六气候亚区主要在6月中下旬,第三B、七气候亚区适宜播期范围较广,6月均可播种,第八气候亚区在6月上中旬。(3)在充分灌溉和雨养条件下,与实际播期相比,适宜播期在各气候亚区的增产幅度为第一气候亚区到第五气候亚区增产幅度最大,平均在4%—10%;第六气候亚区到第七气候亚区次之,平均在2%—5%;第八气候亚区增产幅度最小,平均在3%以下。【结论】华北平原夏玉米适宜播期随着纬度的升高而提前。充分灌溉和雨养条件下,随着年代的推移,夏玉米适宜播期呈现推迟趋势,自20世纪80年代到21世纪00年代,每10年推迟3 d左右。第一和第二气候亚区雨养条件下的适宜播期晚于充分灌溉条件下适宜播期,其他气候亚区无显著差异。与实际播期相比,各气候亚区适宜播期下产量有2%—10%的提升,但雨养和充分灌溉条件下增产幅度没有明显差异,增产幅度由南到北呈现减小的趋势,第一到第五气候亚区,增产幅度较其他气候亚区大。     

当前玉米生产中存在的主要问题与对策

玉米是我国重要的粮食作物和战略物质,玉米生产关系我国粮食安全和农民增收.为深入了解当前全国玉米生产形势和技术需求,近期在玉米主产区开展了一些调研,现将结果报告如下.     

不同玉米品种子粒脱水速率研究

以郑单958、先玉335、农华101、登海11、中单909、正大12为研究材料,研究了子粒、苞叶、穗轴含水量及其脱水速率。结果表明：不同品种间的子粒、苞叶、穗轴含水量差异极显著,不同品种间的子粒脱水速率差异极显著。子粒含水量与苞叶、穗轴含水量呈极显著正相关,相关系数分别为0.777和0.267,苞叶含水量与穗轴含水量呈极显著正相关,相关系数为0.312。先玉335、农华101在子粒脱水前期较其他品种脱水快且快速脱水时间长,收获时（9月24日）的子粒含水量分别为25.40%和26.58%;符合机械收粒的标准,可作为机械收粒的备选品种。     

中国玉米栽培研究进展与展望

玉米是全球也是中国第一大作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位。当前,面对经济社会的快速发展和人增地减、资源紧缺、生态环境恶化等一系列突出问题,玉米栽培学科正面临着严峻挑战和新的历史发展机遇,在此重要历史关头,回顾中国玉米栽培研究历程和科技进展,探索未来发展方向具有重要的意义。分析表明,经过60年不懈努力,玉米栽培研究的目标已由产量为主向高产、优质、高效、生态、安全等多目标协同发展,研究内容不断拓宽与深入,形成了具有显著中国特色的玉米栽培科学与技术体系。进入21世纪以来,玉米栽培研究进入黄金发展期,在栽培理论、关键技术创新与应用方面取得一系列重要突破,在保障国家粮食安全中发挥了重要的作用。围绕未来玉米生产对科技的需求,依据现代科技的发展趋势,笔者认为高产、优质、高效、生态、安全仍将是未来玉米栽培研究的主要目标,并提出今后20年重点研究的方向与任务:一是继续探索不同生态区玉米产量潜力及突破技术途径,努力提高单产水平;二是转变生产方式,围绕籽粒生产效率,以提高资源利用效率和劳动生产效率为目标,降低生产成本,提高商品质量,增强玉米市场竞争力;适度发展青贮玉米和鲜食玉米等,促进玉米生产向多元化方向发展;三是应对全球气候变化,开展抗逆、减灾、稳产理论和技术研究,实施保护性耕作,实现玉米可持续生产;四是依托现代信息技术,开展智能化栽培技术研究,实现玉米精准生产与管理;五是强化栽培学科基础研究,玉米设计栽培,夯实玉米科技研究和生产发展基础。     

新疆高产棉田氮、磷、钾吸收动态及模式初步研究

 对 30 0 0kg·ha-1皮棉高产测定的结果表明 ,棉花叶片、茎枝、蕾铃中的氮、磷、钾含量随生育进程呈明显下降趋势 ,且下降幅度大于 2 0 0 0kg·ha-1对照产量棉田。整个生长期 ,叶片、蕾铃中氮的百分含量明显高于对照产量棉田 ,尤以果枝叶最明显 ;蕾铃中的磷和茎枝的钾百分含量高于对照棉田 ;棉株群体中氮、磷、钾的积累可用Lo gistic曲线方程表达 ,拟合良好。养分吸收最快的时间 :氮约在出苗后 90d ,磷在 92d ,钾则偏早 ,约在出苗后 85d。在 30 0 0kg·ha-1皮棉高产条件下 ,棉株从土壤中吸收的氮、磷、钾分别为 385 .8、2 44 .7和 34 0 .3kg。每生产 10 0kg皮棉和相应的茎叶需吸收氮 12 .5kg、磷 8.0kg和钾 11.1kg。     

玉米穗轴机械强度及其对机械粒收籽粒破碎率的影响

【目的】明确玉米穗轴机械强度变化规律及其对机械粒收籽粒破碎率的影响,为提高玉米收获质量提供理论依据。【方法】本研究通过设置品种大区鉴选试验,对各品种进行分期收获,历次收获均以相同粒收机械与农机操作人员实施,同步调查玉米穗轴形态、含水率、干物质积累、力学特征以及籽粒含水率、机收破碎率等指标,研究玉米生育后期穗轴机械强度的变化特征及其影响因素,分析穗轴机械强度与籽粒破碎率之间的关系。【结果】结果显示,随着收获期推迟,玉米籽粒和穗轴含水率逐渐降低,而穗轴8 cm和全长抗折断力及籽粒破碎率均呈现先降低后升高的趋势。籽粒含水率低于20.1%时,机械粒收籽粒破碎率随穗轴抗折断力提高呈极显著的指数增加趋势;当籽粒含水率高于20.1%时,破碎率与穗轴全长抗折断力呈极显著的指数模型关系,与8 cm抗折断力的回归分析未达到显著水平。穗轴抗折断力与穗轴含水率呈显著负相关,与穿刺强度、干重、单位长度干重、单位体积干重呈显著正相关;通径分析表明穗轴单位长度干重对抗折断力的贡献最大。【结论】玉米穗轴机械强度是影响机械粒收籽粒破碎的重要因素之一,生育后期穗轴干物质积累和含水率是影响穗轴机械强度的重要因素。     

根据种植区积温分布提高不同玉米品种的收获效率

玉米籽粒的成熟和干燥与温度密切相关,不同玉米品种籽粒干燥特性和区域内积温(≥0℃)分布对合理配置玉米品种,降低玉米籽粒含水率,提高玉米收获效率具有重要意义.该研究通过2016-2018年在东北春玉米区开展多点试验,同时根据78个当地气象站的气候数据,在80％的积温保证率下以100℃为间隔将该玉米种植区划分为15个积温带...     

基于穗层反射光谱的小麦籽粒蛋白质含量监测的研究

本试验对近地面高光谱仪监测小麦的不同测定方法进行了探讨，并比较了各方法对籽粒蛋白质含量（GPC）的预测能力。结果表明，穗全氮含量（ETNC）与穗层光谱反射率（Rel）的相关系数普遍高于与冠层光谱反射率（Rc）的相关系数。同时，基于小麦光谱反射率、穗全氮含量、籽粒蛋白质含量三者之间的相关性，选择了包括植被指数在内的20个穗层光谱特征参量，与ETNC进行相关分析，建立了最佳光谱特征参量预测ETNC以及ETNC预测籽粒蛋白质含量（GPC）的统计相关模型。通过2个模型的链接，建立了利用比值植被指数RVI[890,670]预测GPC的回归模型，可以较好地预测小麦籽粒蛋白质含量。在相同条件下，相对于以往基于冠层光谱的方法，基于穗层光谱的RVI[890,670]对GPC的预测表现出较大的优势，决定系数R2由0.662提高到0.865，总均方根差RMSE由0.851降低到0.734。本研究为实现田间条件下小麦氮素及相关品质指标的便携式监测仪的开发研制提供了初步的依据。     

棉花叶片水分利用效率及其影响因素的研究

在北疆棉区田间自然条件下对棉叶水分利用效率（ＷＵＥ）及其影响因素的研究表明，（１）棉叶ＷＵＥ日变化呈多峰型，最低谷出现在午后光合午休及蒸腾作用最旺盛的１５－１７时。（２）棉花生育后期，叶片ＷＵＥ随主茎叶片自上而下降低，但上部叶片变幅较小，同时随生育时期推延、叶片衰老而降低。（３）高产棉田ＷＵＥ比普通棉田高。（４）由于基因型间叶片ＷＵＥ存在显著的差异以及ＷＵＥ与光合速率的关系比与蒸腾速率更密切，因此，通过育种途径或栽培措施增加棉叶光合速率是提高ＷＵＥ的关键。