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河北平原夏玉米产量提高途径和适宜种植模式的研究

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摘要

1 引言

1.1 本研究的目的和意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 高产栽培技术的研究

1.2.2 生长冗余的研究

1.2.3 土下微膜覆盖与不同灌水处理的周年水分利用

1.2.4 春、夏玉米的比较研究

1.3 研究思路

2 材料与方法

2.1 试验地描述

2.2 试验设计

2.2.1 高产栽培模式和农户生产模式对比研究

2.2.2 冗余器官去除的产量效果研究

2.2.3 一年两熟生产的周年水分利用特征研究

2.2.4 春、夏玉米的产量形成对比研究

2.3 测定项目与方法

2.3.1 产量的测定

2.3.2 籽粒灌浆的测定

2.3.3 叶面积的测量

2.3.4 干物质的测定

2.3.5 光合辐射的测定

2.3.6 穗位叶光合参数的测定

2.3.7 土壤水分含量的测定和水分利用效率的计算

2.3.8 气象数据

2.3.9 氮、磷、钾的测定

2.4 数据处理与分析

3 结果与分析

3.1 高产夏玉米的群体结构特征研究

3.1.1 产量及植株性状

3.1.2 叶面积指数变化及光合势

3.1.3 干物质积累动态

3.1.4 光合特性

3.1.5 氮、磷、钾的积累和分配

3.2 冗余器官去除对高产夏玉米产量形成的影响

3.2.1 产量与水分利用效果

3.2.2 籽粒灌浆特性

3.2.3 干物质

3.2.4 光合特性

3.3 土下微膜覆盖与不同灌水处理下的周年水分利用特征

3.3.1 不同水分处理对产量和水分利用效率的影响

3.3.2 不同水分处理的周年耗水特性

3.3.3 不同水分处理对土壤水分库容与降水利用的影响

3.3.4 不同水分处理对农田水分平衡的影响

3.4 春、夏玉米物质生产的比较

3.4.1 产量及其构成

3.4.2 春、夏玉米与气候资源的耦合性

3.4.3 春、夏玉米的干物质积累

3.4.4 氮素的积累、分配与转移

3.4.5 不同品种春玉米产量形成比较

4 讨论

4.1 高产夏玉米群体结构特征的研究

4.2 冗余器官去除对高产夏玉米产量形成的影响

4.3 土下微膜覆盖与冬小麦季不同灌水处理下的周年水分利用特征

4.4 春、夏玉米物质生产的比较

4.5 值得进一步研究的问题

4.5.1 高产潜力挖掘途径的继续探究

4.5.2 对种植制度调整的研究

4.5.3 农牧结合

5 结论

5.1 高产夏玉米的群体结构特征

5.2 去掉冗余器官后的个体功能特征

5.3 一年两熟生产体系下的周年水分利用特征

5.4 春、夏玉米物质生产的比较

参考文献

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摘要

在大田生产条件下通过高产田与农户生产田之间的对比、去掉夏玉米冗余器官来阐述一年两熟种植制度下夏玉米产量提高的两个技术途径:(1)群体结构性挖潜;(2)个体功能性挖潜。通过3个年度冬小麦-夏玉米的周年水分利用特征来论证一年两熟生产体系和当下水资源环境的匹配程度;通过春、夏玉米的对比探讨了春玉米替代夏玉米的可行性和方向性。目前取得了如下
  研究结果:
  1.高产夏玉米的群体结构特征
  高产栽培模式较普通农户栽培模式拥有较大的叶面积指数、群体光合势和冠层光合能力;大口期以后群体干物质积累量大且吐丝后茎鞘和叶片中的干物质向籽粒转移;籽粒灌浆活跃期较长且经济系数高。要想获得高产,生育前期要保证充足的氮肥和钾肥,生育后期要保证充足的氮肥和磷肥。高产栽培模式通过增加穗数挖掘了群体结构潜力,使得产量较农户田提高了21.4%。
  2.去掉冗余器官后的个体功能特征
  去掉作物冗余器官提高了穗位叶净光合速率Pn和最大籽粒灌浆速率,促进营养器官干物质向籽粒的转移,提高了千粒质量。去雄可改善冠层光照条件,去叶可以延长植株活跃灌浆时间并降低田间耗水量,在缺水年份还可以减缓水分胁迫的负面作用。去雄(D)、去叶(LS)和去雄去叶(LS&D)等3个去冗余处理丰水年产量分别提高了12.3%、2.6%和3.0%;缺水年去叶(LS)和去雄去叶(LS&D)产量分别提高了6.1%和8.8%,去雄(D)则没有增产。去掉冗余叶片较常规对照耗水量减少了34.5~42.5 mm,水分利用效率提高了14.3%~17.2%。
  3.一年两熟种植模式下的周年水分利用特征
  通过3年的田间定位试验,结果表明:(1)2011-2012年度,土下微膜覆盖各处理周年产量较常规对照(CK)差异不显著,露地雨养较CK下降15.4%,周年水分利用效率(WUE)表现为微膜覆盖各处理>露地雨养>对照;2012-2013年度,各处理的玉米产量差异不显著,露地雨养的小麦和周年产量显著低于对照,较对照分别下降了57.3%和22.8%。土下微膜覆盖各处理周年产量较常规对照差异不显著,微膜覆盖的周年WUE显著提高;2013-2014年度,各处理的小麦、玉米和周年产量较CK均显著下降,微膜覆盖并灌水75 mm处理的周年产量较CK下降了3.4%~8.5%,雨养处理下降了27.4%~59.8%,WUE均表现为覆膜处理>常规对照>露地雨养。(2)3个年度的蒸散量和耗水速率在小麦拔节前表现为露地>覆膜,拔节至收获变为常规对照>覆膜处理>露地雨养。玉米季2011-2013两个年度表现为常规对照>露地雨养>覆膜处理;2013-2014年度则雨养处理较低。(3)2 m土体的贮水量呈现出不可逆的下降趋势。(4)微膜覆盖并灌水、覆膜雨养、露地雨养和常规对照3个年度农田水分平均每年亏损了200 mm、140 mm、160 mm和390 mm。
  在河北平原当前的降水条件下冬小麦常规生产灌水225 mm或土下微膜覆盖灌水75 mm,加上夏玉米播种时的“蒙头水”75 mm,仍然不能满足两熟生产对水的消耗,农田水分出现亏损态势,农田灌溉是维持当前一年两熟制度的必要条件。
  4.春、夏玉米物质生产的比较
  春玉米较夏玉米对气候资源的耦合性更好,产量提高了8.8%。春玉米的最大灌浆速率小,且达到最大灌浆速率的时间晚,但灌浆活跃期明显延长,籽粒达到完熟,干粒重较高。夏玉米的最大灌浆速率大,且达到最大灌浆速率的时间早,但灌浆活跃期短且受到冬小麦生育期的限制,产量潜力未能充分发挥,千粒重较小。通过提高穗粒数和单粒库容,春播玉米登海605和登海661的产量较春播郑单958分别提高了23.1%和14.3%。通过育种和栽培措施培育籽粒库容大,灌浆期延长的玉米新品种,充分利用春玉米阶段的气候资源,是统筹兼顾粮食安全和水资源安全的新思路。

著录项

  • 作者

    王磊;

  • 作者单位

    河北农业大学;

  • 授予单位 河北农业大学;
  • 学科 作物栽培学与耕作学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 杜雄;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 玉米(玉蜀黍);
  • 关键词

    夏玉米; 种植模式; 作物产量;

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