提高春玉米主产区玉米单产的技术途径

针对制约春玉米单产进一步提高的主要因素,研究了发展耐密型玉米单交种,推行"夏季深松、春季不翻动土壤直接播种"的保护性耕作技术,坚持基肥、种肥与追肥相结合施肥原则,增加钾肥用量,将追肥期后移,增加追肥深度,改善与提高耕地质量等提高春玉米主产区玉米单产的主要技术途径。     

玉米产量潜力及超高产物质积累途径优化分析方法

作物产量潜力估计对于作物生产及超高产创建具有重要的理论指导意义。本文以玉米品种‘先玉335’为试验材料,于2005—2013年在吉林省3个不同生态类型区(乾安县、公主岭市和桦甸市)布置密度试验进行玉米超高产研究,利用获取的田间试验资料结合FAO-AEZ模型提出了一种基于优化模式的玉米产量潜力估计方法,解决了FAO-AEZ模型中收获指数常数的选择问题,并进一步建立玉米超高产生产中干物质积累途径分析方法。结果表明,玉米的产量与描述其干物质积累过程的Logistic方程参数密切相关,所建关系模型达到极显著水平(P0.01),并通过2012年和2013年实际产量统计检验;基于非线性优化理论,利用所建产量关系模型估算出乾安县和桦甸市的产量潜力,较FAO-AEZ模型潜力估计值年平均提高17.5%和16.1%;以实际生产数据作为约束条件,进一步求出乾安县、公主岭市和桦甸市产量达到15 000 kg·hm-2时的最低种植密度分别为7.7万株·hm-2、8.2万株·hm-2和7.9万株·hm-2,同时求出各生态区相应的干物质积累参数和各生育阶段的干物质积累量指标,为玉米超高产栽培播前决策和生育期调控提供理论依据。本文分析结果可作为吉林省玉米产量潜力估计及高产与超高产创建的理论依据,所建模型及相关分析方法也可作为其他地区作物产量潜力估计的参考。     

玉米农田耕层现状、存在问题及合理耕层构建探讨

针对农田耕层现状及存在的问题,从耕层变薄犁底层增厚,有机质减少地力下降地表裸露水（风）蚀严重等3个方面,分析农田土壤退化及不合理耕层形成的原因,通过总结前人研究结果,明确耕层构造的概念及类型,结合笔者多年研究提出“苗带紧行间松”合理耕层的概念及建立合理耕层构造的重要意义,以期为东北黑土保育、持续高效耕作及确保国家粮食安全提供一定理论参考依据.     

保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%;0～50 cm耕层     

不同保护性耕作模式的技术特征值及其量化分析

针对当前中国保护性耕作技术发展模式类型多样,缺乏统一的界定标准问题,从保护性耕作技术的“三少两高”（即少动土、少裸露、少污染、高保蓄、高效益）的基本原理出发,确定了保护性耕作模式的共性技术特征评价指标体系,并以吉林省粮食主产区4种玉米保护性耕作模式进行案例研究。结果表明,4种模式的与传统的生产方式对比,均表现出一定的“保护性”效果,但综合保护度表现出较大的差异,其中玉米留茬直播种植技术模式的综合保护度最高,为26.65;其次是玉米留茬垄侧种植技术,为25.37;玉米宽窄行交替休闲种植技术的综合保护性显著低于前两种模式,为16.01;玉米灭高茬深松整地种植技术模式的综合保护度最低,为13.45。因此,在技术推广示范的选择上应该优先选择综合保护度相对高的模式,对于综合保护度较低的模式,应该进一步加强技术研究以完善该技术模式。     

提高玉米商品品质的关键技术研究

通过对中晚熟优良玉米种群的选择及其区域性、规模性种植,合理密植与施肥,田间及庭院降低水分等措施,研究了提高玉米商品品质的关键技术。     

长期不同耕作方式下的土壤硬度变化特征

为探明不同耕作方式下土壤硬度变化特征,以始于1983年长期定位不同耕作方式土壤为研究对象,采用土壤硬度仪观测免耕(no-tillage,NT)、翻耕(plow tillage,PT)、间隔深松(spacing tillage,ST)和传统耕作(conventional tillage,CT)不同年份、季节、土壤剖面及冻融前后土壤硬度,研究不同耕作方式对土壤硬度的影响。结果表明:免耕增加了耕层0~25 cm土壤硬度,而土层25~45 cm免耕硬度显著降低(P0.05),但传统耕作硬度有增加趋势,间隔深松和翻耕硬度明显低于免耕和传统耕作(P0.05);不同耕作方式土壤硬度随季节的推移呈波动性变化,0~25和25~45cm变化趋势基本一致;土壤硬度随土壤深度的增加而增加,上层明显低于下层(P0.05),不同时期变化不同,前期随深度增加到20cm处呈垂直变化,而后期随深度增加呈反"S"型曲线变化;冻融交替作用可以有效降低土壤硬度,缓解冻融后土壤硬度,间隔深松降幅最大为148.97%,其次为免耕和翻耕,降幅分别为41.96%和58.44%,传统耕作降幅最小仅为3.38%。综合分析认为,间隔深松耕作是改善土壤硬度,提高土壤宜耕性的有效耕作方法。该研究可为东北雨养农业区构建合理耕层和确定适宜的耕作技术提供科学依据。     

不同耕层构造对土壤硬度和含水量的影响

在吉林省中部黑土区通过构造不同类型耕层,探讨不同耕层构造对土壤硬度和含水量的影响。结果表明,各处理土壤硬度0～20 cm波动较大,21～45 cm趋于平缓。各处理平均值比较,垄作苗紧行紧土壤最紧实,其次是平作苗紧行紧和传统耕作方式（P<0.05）。土壤含水量随土壤深度的增加呈先增加后降低的趋势,0～30 cm呈增加趋势变化,31～60 cm呈降低趋势。苗紧行松处理含水量在土壤各深度均高于传统耕法,处理间差异达到显著水平（P<0.05）。苗紧行松耕作有效降低土壤硬度,提高土壤含水量,土壤结构改善,耕层土壤水气协调。     

秸秆覆盖免耕条件下玉米和大豆田机械与化学除草效果比较分析

为探索秸秆覆盖免耕条件下机械除草效果,在大田试验条件下,分别设计机械除草、化学除草2种除草方式,调查、分析了玉米和大豆田杂草种类和数量、土壤温度、产量以及经济效益。结果表明,玉米和大豆田机械除草后虽然杂草株数减少,但是杂草密度仍为36.50株/m~2和28.25株/m~2,分别是化学除草的8.1倍和4.5倍。玉米机械除草提高5 cm土壤温度0.75℃,玉米和大豆机械除草降低高温期(6月26日～7月19日)10 cm土壤温度0.57℃和0.69℃,降低15 cm土壤温度1.03℃和1.27℃。玉米和大豆机械除草产量分别较化学除草降低29.0%和38.0%,净利润分别降低4 372.5元/hm~2和4 317.6元/hm~2。在本试验条件下,机械除草降低产量和经济效益,化学除草效果更好。     

不同耕作方式对黑土有机质和团聚体的影响

对吉林省公主岭市长期定位试验站不同耕作方式下黑土有机质含量和团聚体组成进行了测定分析,结果表明,与传统耕作秋翻秋耙匀垄相比,宽窄行交替休闲处理和全方位旋耕处理增加了土壤表层有机质含量和0～30cm范围内>0.25mm水稳性团聚体数量,改善了土壤结构。宽窄行交替休闲处理对于提高深层土壤有机质含量也有显著效果,优于其他处理,应加以提倡。