张怀志[1]2000年在《小麦机械收获条件下夏玉米高产高效种植模式选择及生理生态研究》文中指出两年的试验与研究得出：1 冬小麦套种夏玉米是夏玉米增产的一项重要措施。目前，虽然由于小麦机械化收获技术的推广，夏玉米套种面积减少，但是通过合理的田间设计仍可实现既能满足套种又能实现玉米高产的目的。运用灰色关联分析法，选择产量、经济效益、能量效益等指标进行综合评价，结果表明：T_2是最佳的种植模式。既小麦采用“四密一稀”、玉米采用90cm等行距的套种模式。T_4也是较佳的种植模式。2 不同处理对小麦和玉米的个体群体发育影响较大，T_2的小麦穗粒重和穗粒数均比其它处理高，其单位面积穗数略有下降，抗倒伏趋势增强。T_2的玉米叶绿素含量、叶面积系数、干物质重量以及穗部性状均好于其它处理。T_2的株高略有下降，但其整齐度高。3 各处理玉米的田间小气候不同，在整个生育期内T_2的受光状况、通风情况在相同时间内优于其它处理。4 本试验可解决困扰人们的秸秆焚烧问题，因为套种，农民就会把秸秆平铺在田间，而不会去焚烧，杜绝了此类现象，促进秸秆还田工作，减轻了空气污染，同时减少了水分的田间蒸发，提高水分利用效率。
车升国[2]2015年在《区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用》文中认为化肥由低浓度到高浓度、由单质肥到复合(混)肥、复合(混)肥由通用型走向专用化,是世界肥料发展的主要趋势。我国幅员辽阔,土壤、气候和作物类型复杂多样,农业经营以小农经济为主,规模小、耕地细碎化。因此,区域化、作物专用化是我国复合(混)肥料发展的重要方向。本文根据我国不同类型大田作物的区域分布特点,系统研究区域作物需肥规律、气候特性、土壤特点、施肥技术等因素,开展区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用研究。主要结果如下：(1)根据农田养分投入产出平衡原理,研究建立了“农田养分综合平衡法制定区域作物专用复合(混)肥料农艺配方的原理与方法”。该方法通过建立农田养分综合平衡施肥模型,确定区域作物氮磷钾施肥总量以及基肥和追肥比例,从而获得区域作物专用复合(混)肥料一次性施肥、基肥、追肥中氮磷钾配比,也即复合(混)肥料配方。通过施肥模型确定区域作物专用复合(混)肥料氮磷钾配比,使作物产量、作物吸收养分量、作物带出农田养分量、肥料养分损失率、养分环境输入量、土壤养分状况、气候生态等因素对区域作物专用复合(混)肥料配方制定的影响过程定量化。根据区域作物施肥量来确定作物专用复合(混)肥料配方,生产的作物专用复合(混)肥料可同时实现氮磷钾三元素的精确投入。(2)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域小麦农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而获得区域小麦专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域小麦专用复合(混)肥料配方。我国小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.31,基肥配方氮磷钾比例为1：0.65：0.51。不同区域小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春小麦区1：0.42：0.15、1：0.60：0.21；黄淮海冬小麦区1：0.45：0.40、1：0.79：0.70；黄土高原冬小麦区1：0.50：0.09、1：0.77：0.14；西北春小麦区1：0.47：0.47、1：0.80：0.81；新疆冬春麦兼播区1：0.27：0.25、1：0.65：0.59；华东冬小麦区1：0.42：0.38、1：0.61：0.54；中南冬小麦区1：0.24：0.28、1：0.35：0.43；西南冬小麦区1：0.34：0.26、1：0.57：0.43；青藏高原冬春麦兼播区1：0.62：0.70、1：1.04：1.17。(3)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域玉米农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域玉米专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域玉米专用复合(混)肥料配方。我国玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.30,基肥配方氮磷钾比例为1：0.93：0.69。不同区域玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春播玉米区1：0.65：0.52、1：1.39：1.11；黄淮海平原夏播玉米区1：0.37：0.18、1：0.62：0.30；北方春播玉米区1：0.45：0.08、1：1.73：0.32；西北灌溉玉米区1：0.39：0.36、1：0.95：0.86；南方丘陵玉米区1：0.27：0.40、1：0.50：0.73；西南玉米区1：0.41：0.29、1：1.22：0.87。(4)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域水稻农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域水稻专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域水稻专用复合(混)肥料配方。我国水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.44：0.56,基肥配方氮磷钾比例为1：0.75：0.96。不同区域水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北早熟单季稻区1：0.47：0.18、1：0.94：0.35；华北单季稻区1：0.35：0.28、1：0.61：0.50；长江中下游平原双单季稻区晚稻1：0.29：0.58、1：0.49：0.98,早稻1：0.34：0.37、1：0.57：0.63,单季稻1：0.53：0.95、1：0.92：1.63；江南丘陵平原双单季稻区晚稻1：0.42：0.75、1：0.63：1.12,早稻1：0.44：0.80、1：0.67：1.22,单季稻1：0.51：0.45、1：0.75：0.67；华南双季稻区晚稻1：0.33：0.50、1：0.61：0.92、早稻1：0.39：0.74、1：0.71：1.36；四川盆地单季稻区1：0.58：0.83、1：1.05：1.49；西北单季稻区1：0.53：0.30、1：0.90：0.52；西南高原单季稻区1：0.77：0.97、1：1.32：1.66。(5)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域马铃薯农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域马铃薯专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域马铃薯专用复合(混)肥料配方。我国马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.31：0.89,基肥配方氮磷钾比例为1：0.54：1.59。不同区域马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方一作区1：0.39：0.56、1：0.53：0.77；中原二作区1：0.39：0.58、1：1.10：1.62；南方二作区1：0.15：1.04、1：0.26：1.85；西南混合区1：0.47：1.55、1：0.79：2.60。(6)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域油菜农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域油菜专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域油菜专用复合(混)肥料配方。我国油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.73：0.70,基肥配方氮磷钾比例为1：1.16：1.11。不同区域油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：春油菜区1：0.70：0.55、1：0.80：0.63；长江下游冬油菜区1：0.50：0.24、1：0.86：0.40；长江中游冬油菜区1：0.60：0.56、1：1.13：1.07；长江上游冬油菜区1：1.00：1.20、1：1.20：2.34。(7)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域棉花农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域棉花专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域棉花专用复合(混)肥料配方。我国棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.37：0.65,基肥配方氮磷钾比例为1：0.67：1.17。不同区域棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：黄河流域棉区1：0.45：0.94、1：0.84：1.76；西北内陆棉区1：0.44：0.44、1：0.74：0.73；长江流域棉区1：0.24：0.65、1：0.45：1.20。(8)根据农田士壤养分综合平衡施肥模型,确定区域花生农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域花生专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域花生专用复合(混)肥料配方。我国花生专用复合(混)肥料配方全国一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.35：0.85,基肥配方氮磷钾比例为1：0.48：1.10。不同区域花生专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北花生区1：0.22：0.69、1：0.35：1.11；黄河流域花生区1：0.59：0.86、1：0.76：1.10；长江流域花生区1：0.31：0.90、1：0.48：1.40；东南沿海花生区1：0.35：1.07、1：0.78：2.41。(9)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域大豆农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域大豆专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域大豆专用复合(混)肥料配方。我国大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52,基肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52。不同区域大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方春大豆区1：0.43：0.33、1：0.43：0.33；黄河流域夏大豆区1：0.6：0.72、1：0.73：0.87；长江流域夏大豆区1：0.48：0.79、1：0.48：0.79；南方多熟制大豆区1：0.60：1.07、1：0.60：1.07。
王海霞[3]2011年在《黄淮海北部平原区资源节约型种植制度研究》文中提出黄淮海平原区是我国农业生产中面临各种效益冲突的典型地区,有限的水、肥、耕地资源能否可持续利用直接关系到该区乃至全国农业的可持续发展。发展资源节约型农作制技术是实现我国以及该区农业资源高效利用和保证粮食安全的重要途径。因此,从资源合理高效利用和可持续发展角度考虑,在该区开展获取典型区域不同作物生长基础参数的田间试验研究显得十分必要,这能为我们探索构建资源节约、高效利用的种植制度与配套技术体系提供理论基础和实践依据。研究以河北省吴桥县为试验基地,开展了节水、节肥、节地等资源节约、高效利用试验,系统研究了不同灌溉模式、施肥模式、水肥模式对冬小麦-夏玉米的生长发育、产量、耗水特征、水肥利用的影响,并比较了不同种植模式下各种作物的产量、资源利用及经济效益等,目的是筛选适合当地生产的比较效益最优的节水灌溉模式、节肥模式、水肥高效利用模式和种植模式。研究的主要结果如下:1.节水灌溉模式试验研究结果表明:(1)三种灌溉模式下,冬小麦全生育期对土壤水的消耗随灌溉量的增加而减少,夏玉米季总耗水量随冬小麦季灌溉量的增加而增加。浇两水(底墒水75mm+拔节水90mm,W2)处理和浇三水(底墒水75mm+拔节水90mm+灌浆水60mm,W3)处理周年作物总产量均显著高于浇一水(底墒水75mm,W1)处理,增幅分别为8.7%和12.5%。W2处理冬小麦水分利用效率(WUE)比W3高11.1%,而其夏玉米水分利用效率(WUE)与W3处理差异不显著。W2和W1处理的周年水分利用效率(WUET)分别为21.28和21.60 kg/mm/hm~2,比W3处理分别高7.8%和9.4%。综合周年产量、耗水量和水分利用效率,W2是较好的节水丰产灌溉模式。(2)不同冬小麦品种间节水潜力有较大差异。相同灌溉量下,石麦15的产量均高于济麦22,其中石麦15浇二水处理(T22)的WUE最高,达20.22 kg/mm/hm~2,比济麦22浇二水(T12)高21.9%,比济麦22浇三水(T13)高7.4%。这说明,石麦15有一定的节水高产优势,在水资源紧缺的黄淮海北部平原区将适宜的品种与优化的灌溉相结合,有利于冬小麦当季节水增产,且冬小麦季进行节水栽培(W2)能保证周年作物高产稳产和较高的水分利用效率。2.节肥模式试验研究结果表明:(1)节肥方案1(FS1:冬小麦、夏玉米均每公顷基施纯N、P2O5、K2O分别为:157.5kg、138kg、112.5kg)的冬小麦长势相对较好,产量最高,达7897.6kg/hm~2,显著高于其它四种施肥模式。FS1模式下冬小麦的WUE最高,比CK(不施肥)的籽粒WUE、生物WUE和WUEI分别提高57.7%、43.9%和27.0%。FS1较其它四种施肥模式的氮素生理效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率都保持了较高水平,表明FS1模式对提高冬小麦氮肥效应有显著作用。(2)FS1模式下冬小麦-夏玉米的总产量高于其它四种模式。周年籽粒WUE以FS1模式为最高,周年氮肥农学效率以FS1最高。结合耕层土壤养分含量在不同施肥模式下的变化,FS1施肥模式综合效应较好,优于其他模式,该模式保证了冬小麦-夏玉米的高产和高水肥利用效率并且较好的改善了土壤养分含量,效益显著。3.水肥模式试验研究结果表明:(1)五种水肥模式(分别为水肥方案A、B、C、D、E)周年实际总产量表现为:A>D>B>C>E,相对于E,A、D、B、C模式分别提高的幅度为23.3%、11.34%、8.04%和6.19%。(2)冬小麦-夏玉米周年总耗水量随冬小麦季灌水量的增加而增加,A模式达最高为938.8mm,比D模式高出129.9mm。周年籽粒WUE以D模式最好,为22.57kg /mm/hm2,比A、B、C、E四种模式分别高出10.5%、13.4%、8.7%和13.9%,表明冬小麦季浇返青水的B模式只是增加了总耗水量,对产量的增加和水分利用效率的提高几乎无贡献。(3)周年氮素生理效率,D模式稍高于其他模式,但五种模式基本相同。周年氮肥偏生产力表现为D>C>E>A>B,表明,D、C的氮肥评价效应要好于A、B、E,而D模式相对C要更胜一筹。从经济、节水的角度综合来看,水肥投入均较少的D模式(冬小麦一底一拔节水+氮肥一底一追配合夏玉米氮肥一底一追)为最佳水肥高效利用模式。4.种植模式试验研究结果表明:(1)一年两熟制三种模式的年平均产量大于两年三熟制三种模式的年平均产量,大于一年一熟制的春棉花。两年内,一年两熟制的冬小麦—夏玉米模式的总产量最高,显著高于其他种植模式。(2)三种熟制两年总耗水量表现为:一年两熟>一年一熟>两年三熟,以两年三熟最为省水。七种模式总WUE以冬小麦-夏玉米最高,达到18.0kg/mm/hm2,春玉米→冬小麦-夏玉米次之,为16.6kg/mm/hm2。(3)从用水效益来看,研究区一年一熟制的春棉花和一年两熟制的冬小麦—夏玉米经济效益最大。(4)从产投比考虑,两年内春棉花、春玉米→麦-玉和冬小麦—夏玉米三种模式较好,其中,春棉花模式产投比最高达2.71,且两年内系统纯收益也以这三种模式显著高于其它四种模式。(5)综合分析表明,适合研究区的种植模式为:一年两熟制的冬小麦—夏玉米、春棉花单作,两年三熟制的春玉米→冬小麦-夏玉米,而其它四种模式因各方面的效益较低,因此可以考虑适当压缩种植面积。因两年内春玉米→麦-玉种植模式比冬小麦—夏玉米总耗水量节省257.3mm,且考虑到该区严重缺水的现实,春玉米→冬小麦-夏玉米两年三熟模式可能是未来的较佳的熟制选择。
李长江[4]2017年在《半湿润易旱区沟垄集雨栽培模式对麦玉复种体系产量及生理生态特性的影响研究》文中研究指明农业水资源缺乏已成为全球面临的重要问题,随着粮食需求量及世界人口的急剧增加,该问题日趋严重。半湿润易旱区作为中国粮食的一个重要产区,灌溉水缺乏已经成为限制该地区农业发展的重要因素,发展节水农业将会对该地区农业的可持续发展起到巨大的促进作用。沟垄集雨栽培作为一种节水高效的农业技术措施已经被广泛应用于干旱和半干旱区,然而关于沟垄集雨栽培能否被应用于半湿润易旱区麦玉复种体系(冬小麦-夏玉米)的研究较少。本研究立足于西北半湿润易旱区,设置三个栽培处理(平作+不灌水:CK,沟垄集雨栽培:RFPFM,平作+充分灌溉:WI)、两个施氮水平(高氮:每季作物225kgN ha-1,低氮:每季作物75kgN ha-1)和两个冬小麦-夏玉米复种品种(西农979-正农9号,小偃22-郑单958),系统研究半湿润易旱区沟垄集雨栽培模式对冬小麦-夏玉米产量、生理生态特性及节水增效的影响。该研究不仅可为沟垄集雨节水高效栽培技术在半湿润易旱区复种体系下的应用和推广提供理论和实践支撑,而且对沟垄集雨栽培理论的拓展和丰富也有重要的价值。本研究主要结论如下:(1)与CK相比,RFPFM处理下冬小麦和夏玉米出苗提前2天,冬小麦的扬花期推后1-3天,生育期延长2-4天;夏玉米吐丝期提前4天,而生育期没有明显差异。RFPFM较CK处理能显著增加冬小麦和夏玉米的株高,提高冬小麦生育中后期及夏玉米拔节期和灌浆期的叶面积指数(LAI),而低于WI处理,差异不明显。RFPFM显著的增加冬小麦和夏玉米的干物质积累量,其分别较CK提高55.7%和37.4%;RFPFM下冬小麦干物质积累量可以达到WI的81.9%,夏玉米与之没有显著差异。RFPFM下冬小麦的光能截获量和总光能利用效率(RUE)较CK分别提高42.5%和43.4%,较WI都略低,但差异不显著。RFPFM下,夏玉米光截获量和RUE分别较CK提高了9.4%和26.7%,而与WI比较,光截获量显著降低,但RUE与WI没有显著差异。RFPFM下冬小麦-夏玉米周年RUE较CK显著提高了22.4%,与WI没有显著差异。(2)冬小麦季,灌浆前期强势粒的平均灌浆速率表现出WI>RFPFM>CK;扬花期旗叶叶面积表现出WI和RFPFM分别较CK显著提高119.4%和25.1%,且WI显著高于RFPFM;灌浆后期WI处理的旗叶相对叶绿素含量(SPAD值)要高于CK和RFPFM。相关分析表明,由于各栽培处理对起始生长势和活跃灌浆期影响不同,进而导致粒重在WI、CK和RFPFM间表现不同规律。夏玉米季,生长终极量、灌浆速率最大时的百粒重(Wmax)和平均灌浆速率(Gmean)表现出RFPFM>WI>CK;灌浆前期平均灌浆速率和粒重增量表现出RFPFM>WI>CK;在灌浆中后期籽粒增量也表现为RFPFM>WI>CK;CK的穗位叶SPAD值在灌浆后期下降幅度高于WI和RFPFM处理,WI和RFPFM处理间差异不明显,且高氮下穗位叶SPAD值高于低氮。相关分析表明,由于RFPFM可以提高夏玉米Wmax和Gmean,进而对灌浆期的籽粒增量及成熟期粒重都有促进作用,且RFPFM和WI之间的粒重差异并不明显。(3)在冬小麦扬花后20天,冬小麦的株高和LAI表现出WI>RFPFM>CK,差异显著,其中RFPFM的LAI较CK提高99.2%;透光率表现出CK>RFPFM>WI,差异显著;RFPFM和CK下冬小麦的单株干重及单株充实度显著高于WI;RFPFM和WI较CK能显著提高冬小麦基部第2节的节间长和节间直径;RFPFM的节间充实度和节间壁厚分别比WI处理显著高20.9%和4.2%。RFPFM较WI能显著提高抗折力23.9%,较CK能显著提高弯曲力矩25.4%;倒伏指数表现出WI>RFPFM>CK,差异显著。相关分析表明,由于受株高、单位面积穗数、LAI、产量、地上部干物质量、抗折力、弯曲力矩和基部第2节节间长的影响,RFPFM处理下冬小麦的抗倒伏能力要高于WI处理,但低于CK处理。在夏玉米乳熟期,不同栽培处理下株高、穗位高、重心高度、单株干重和LAI的大小为WI>RFPFM>CK,RFPFM与CK间差异显著,与WI间差异并不明显;基部第3节节间长、节间干重和鲜重、穿刺强度也表现出相同的规律;群体透光率和抗弯强度表现出CK>RFPFM>WI;抗倒伏指数也表现出CK>RFPFM>WI,且差异显著。相关分析表明,由于受株高、穗位高、重心高度、LAI、产量、抗弯强度及基部第3节节间长的影响,RFPFM处理下夏玉米的抗倒伏能力明显高WI处理,但差于CK处理。(4)与CK相比,RFPFM处理能显著提高冬小麦单位面积穗数,进而显著提高冬小麦的产量,其可达WI的76%;从水分利用效率看,RFPFM的水分利用效率(WUE)较CK和WI分别提高了53.7%和46.3%。同样,RFPFM较CK能显著增加夏玉米的穗粒数和千粒重,进而显著的提高夏玉米的产量,同时其产量与WI没有显著差异;RFPFM下的WUE较CK和WI显著提高29.2%和70.5%。RFPFM能显著提高冬小麦-夏玉米周年产量、WUE和氮肥利用效率,产量较CK提高了37.1%,达到了WI的89.5%,而灌水量较WI减少533mm;RFPFM下的周年WUE分别较CK和WI提高了38.9%和61.0%;RFPFM下冬小麦-夏玉米的周年氮肥偏生产力和氮素吸收效率分别较CK提高了40.7%和44.2%,与WI差异不明显;RFPFM下冬小麦-夏玉米每公顷每年能够较CK提高净收入5000-11000元,而与WI没明显差异;可见,RFPFM有明显的节水增效作用。因此,RFPFM可以成为半湿润易旱区麦玉复种体系下较理想的节水高效栽培模式。
张鹏[5]2016年在《集雨限量补灌技术对农田土壤水温状况及玉米生理生态效应的影响》文中进行了进一步梳理沟垄集雨种植技术是西北旱区改善旱地作物水分状况,维持作物产量稳定的有效方法之一。为进一步完善集雨技术模式,并以此为基础,研究开发一种可有效提高灌溉农田水分生产效率,缓解灌溉水资源高耗低效问题的北方灌溉农田节水补灌技术模式,本研究在干旱半干旱典型区(宁夏彭阳县),设置沟垄集雨(R)与传统平作(B)两种种植方式,结合玉米关键生育期补灌,形成8个处理(大喇叭口期1次灌水:R1/B1;大喇叭口期和扬花期均灌水:R2/B2;扬花期1次灌水:R3/B3;全程不灌溉:R0/B0),通过连续3年(2012~2014)大田试验,分析不同集雨限量补灌模式对农田土壤水温状况、养分状况、玉米生理生态特性、产量和水分利用效率的影响,结果如下:1、集雨限量补灌对农田土壤水温状况的影响(1)在3年试验期间,集雨补灌各处理(RI:R1、R2和R3)较对应畦灌处理(BI:B1、B2和B3)均可显著提高玉米生育前期(苗期~大喇叭口期)0~200 cm土层土壤含水量和贮水量(P<0.05),尤其是土壤上层(0~60 cm),平均增幅达10.40%和6.91%,且随着降雨增多增幅变大;由于灌水量较对应畦灌处理减少50%,各集雨补灌处理在灌水后(扬花期~收获期)0~200 cm土层土壤含水量和贮水量均略低于对应畦灌处理,但均无显著差异。(2)不论是平水年还是丰水年,各集雨补灌处理较对应畦灌处理可显著增加耕层0~25 cm各土层土壤温度(P<0.05),且随着作物生育期降雨量的增加地温增幅逐渐减小;由于补灌提高了土壤水分含量,各集雨补灌处理和畦灌处理均低于对应的不灌水处理,且一次灌水处理(R1/B1和R3/B3)增温效果均高于两次灌水处理(R2/B2)。2、集雨限量补灌对农田土壤及植株养分的影响(1)各集雨补灌处理较对应畦灌处理可显著提高土壤养分利用率,从而使0~40 cm各土层土壤全氮、有机质和碱解氮含量均低于对应畦灌处理,且随着生育期降雨量的增多降幅减小;各补灌处理较对应不灌水处理均可显著提高0~40 cm土层土壤速磷和速钾含量(P<0.05),且随着土层的加深增幅减小,各补灌处理间大喇叭口期一次灌水处理(R1/B1)对速磷利用效率较好,而两次灌水处理(R2/B2)对速钾利用效率较好;在各年份,各补灌处理对0~40 cm土层土壤全磷和全钾含量影响较小,且随着土层的加深基本无差异。(2)在各试验年份,各集雨补灌处理较对应畦灌处理均可显著(P<0.05)增加各部位养分含量,籽粒全氮、全磷和全钾含量分别提高9.74%、12.18%和24.83%,叶片全氮、全磷和全钾含量分别提高14.26%、37.07%和29.61%,茎秆全氮、全磷和全钾含量分别提高16.07%、22.88%和20.94%;各补灌处理较不灌水处理均可显著(p<0.05)提高玉米植株的养分含量,对比各集雨补灌处理可看出,大喇叭口期一次灌水处理(r1)和两次灌水处理(r2)对植物养分吸收效果显著高于扬花期一次灌水处理(r3);而各畦灌处理间,两次灌水处理(b2)均好于大喇叭口期一次灌水处理(b1)和扬花期一次灌水处理(b3)。(3)在各试验年份,集雨补灌和畦灌较不灌水处理均可显著提高玉米秸秆和籽粒养分吸收量(p<0.05),各集雨补灌处理养分吸收量大小顺序为大喇叭口期一次灌水>两次灌水>扬花期一次灌水,而各畦灌处理大小顺序为两次灌水>大喇叭口期一次灌水>扬花期一次灌水。3、集雨限量补灌对玉米耗水特性的影响(1)在2012~2014各年份,玉米生育期耗水量均随降雨量的增多呈增加趋势,与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理在丰水年(2012和2013)耗水量显著降低(p<0.05),分别低6.79%和8.44%;在平水年(2014)显著提高,平均高9.51%(p<0.05),各集雨补灌处理中大喇叭口期补灌处理(r1和r2)耗水量均显著(p<0.05)高于扬花期一次灌水处理(r3);各畦灌处理中两次灌水处理(b2)均高于一次灌水处理(b1和b3)。(2)与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理通过垄覆地膜均可显著降低玉米各生育时期的耗水量,各集雨补灌和畦灌处理在各阶段均高于对应不灌水处理,其中大喇叭口期补灌处理(r1/b1和r2/b2)在各时期耗水量均高于对应扬花期一次灌水处理(r3/b3)。(3)在丰水年(2012和2013),各处理间耗水强度无显著差异,而在平水年(2014),各集雨补灌处理耗水强度均显著(p<0.05)高于对应畦灌处理,且大喇叭口期补灌处理(r1/b1和r2/b2)均显著(p<0.05)大于对应扬花期一次灌水处理(r3/b3)。(4)在各降雨年型下,与不灌水处理相比,各集雨补灌和畦灌处理均显著提高了玉米田耗水模系数,且增幅大小顺序为:大喇叭口期一次灌水(r1/b1)>两次灌水(r2/b2)>扬花期一次灌水(r3/b3);4、集雨限量补灌对玉米光合生理生态特性的影响(1)在各试验年份,集雨补灌处理均较对应畦灌处理均可显著提高玉米叶片叶绿素相对含量(spad)值,各集雨补灌处理大小顺序为两次灌水>大喇叭口期一次灌水>扬花期一次灌水,平均较不灌水处理显著提高11.94%(p<0.05),各畦灌处理大小顺序为两次灌水>大喇叭口期一次灌水>扬花期一次灌水,较不灌水处理平均显著提高12.72%(p<0.05)。(2)在2012~2014各年份下,各集雨补灌处理较对应畦灌处理均可显著(p<0.05)提高各项光合指标值,各集雨补灌处理较不灌水处理可显著(p<0.05)提高玉米叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,分别平均提高11.79%、24.23%和22.94%,其中大喇叭口期补灌处理(r1和r2)显著高于仅在扬花期补灌处理(r3);各畦灌处理在雨水充沛的2013年较不灌水处理无显著差异,在2012和2014年玉米叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别显著(p<0.05)提高10.08%、15.95%和22.94%,两次灌水处理的增幅明显大于其余灌水处理。(3)叶绿素荧光参数对水分胁迫反应敏感,随着降雨的增多各项指标均呈下降趋势。与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理在各年份均可显著提高叶绿素荧光参数值,其中最大荧光(fm)、可变荧光(fv)、psⅡ光化学效率(fv/fm)及psⅡ潜在活性(fv/fo),分别平均显著提高7.66%、12.19%、5.47%和14.53%,各灌水处理的大小顺序为:大喇叭口期一次灌水处理(r1/b1)>两次灌水处理(r2/b2)>扬花期一次灌水处理(r3/b3)。5、集雨限量补灌对玉米产量、水分利用效率的影响(1)在2012~2014各年份,与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理均可显著提高玉米产量,且随着降雨量的增多增幅逐渐减小,穗长、穗粗、穗行数、百粒重、行粒数和穗粒数分别提高3.53%、6.23%、4.74%、10.01%、1.40%和6.19%,突尖长平均降低9.30%,其中大喇叭口期补灌处理(r1/b1和r2/b2)对产量性状的提高效果显著高于仅在扬花期补灌处理(r3/b3)。(2)相比各畦灌处理,在2012~2014各年份,各集雨补灌处理均可显著提高玉米经济产量,增幅随着生育期降雨量的增多逐渐变小,三年分别提高29.51%、7.49%和34.15%;各集雨补灌处理较不灌水处理可平均提高12.61%(p<0.05),大喇叭口期补灌处理(r1和r2)经济产量增幅较扬花期一次补灌处理(r3)显著,尤其是大喇叭口期一次灌水处理;各畦灌处理在丰水年(2012和2013)较不灌水处理无明显增幅,而在平水年(2014)平均提高16.12%(p<0.05),扬花期一次灌水处理增幅显著(p<0.05)高于其余补灌处理。(3)在各年份,各集雨补灌处理较对应畦灌处理可显著(p<0.05)提高玉米水分利用效率(wue)和降雨利用效率(pue),分别平均提高27.09%和24.74%。各集雨补灌处理在各年型下较不灌水处理可显著(p<0.05)提高玉米wue和pue,平均分别提高10.46%和10.65%,各畦灌处理较不灌水处理仅在平水年(2014)分别提高2.23%和16.12%(p<0.05);各补灌处理间增幅效应为:大喇叭口期一次灌水(r1/b1)>大喇叭口期和扬花期均灌水(r2/b2)>扬花期一次灌水(r3/b3)。(4)在2012~2014各年份,与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理均可显著(p<0.05)提高玉米灌水利用效率(iwue),且随着生育期降雨量的增多增幅逐渐变小,三年分别提高1.6、1.3和1.7倍,各补灌处理效应为大喇叭口期一次灌水(r1/b1)>扬花期一次灌水(r3/b3)>大喇叭口期和扬花期均灌水(r2/b2)。(5)在各降雨年份下,各集雨补灌处理均可显著(p<0.05)提高玉米灌水生产效率(iwp),且随着生育期降雨量的增多增幅逐渐变小,各集雨补灌处理间大喇叭口期一次灌水(r1)增幅显著大于其余处理;各畦灌处理在丰水年(2012和2013)iwp均呈负值,但在各年份两次灌水处理(b2)效果较好。6、集雨限量补灌对玉米田经济收益的影响(1)在各降雨年份下,各集雨补灌处理较对应畦灌处理可显著提高玉米田总收入,且增幅随着玉米生育期降雨量的增多呈下降趋势,2012~2014年分别平均提高26.09%(P<0.05)、9.61%和31.52%(P<0.05),在平水年(2014)补灌效应尤其明显,各补灌处理增收大小顺序为:大喇叭口期一次灌水(R1/B1)>两次灌水(R2/B2)>扬花期一次灌水(R3/B3)。(2)在2012~2014各年份,与对应畦灌处理相比,各集雨补灌处理均可显著(P<0.05)提高玉米田净收益,三年分别提高39.81%、3.94%和59.92%,其中大喇叭口期一次灌水处理(R1/B1)增幅最为明显。
徐彩龙[6]2017年在《华北地区冬小麦—夏玉米双晚模式的优化及其水肥高效调控》文中研究表明本研究以华北地区冬小麦7夏玉米周年生产为背景,通过推迟玉米收获和小麦播种及调整灌溉方式,研究确定适合该地区两季种植的最优配置模式,提高周年灌溉水和降水利用效率;通过在双推迟生产模式下水、肥、密度和化控等调节措施,研究构建高产高效作物群体,旨在为该区一年两熟高产高效可持续生产提供理论和实践依据。主要研究结果如下:1玉米晚收小麦晚播对周年产量和水分利用的影响在冬小麦-夏玉米周年生产中,对4种种植模式的耗水特性和产量形成进行了比较。推迟收种10天、推迟收种20天和传统收种模式3个处理之间周年产量无显著差异,然而均显著高于推迟收种30天模式的周年产量。与传统收种模式相比,随冬小麦播种时间的推迟,小麦产量逐渐降低;随夏玉米收获时间的推迟,玉米产量逐渐升高。对于推迟收种10天和推迟收种20天处理,夏玉米产量的增加弥补了冬小麦产量的降低。在周年水分消耗中,4种模式水分消耗量表现为:传统模式>推迟收种10天>推迟收种20天>推迟收种30天。与传统收种模式相比,玉米晚收10天+小麦晚播10天和玉米晚收20天+小麦晚播20天分别净增收495.4 ￥ ha-1和877.0 ￥ ha-1。2限水灌溉对晚播冬小麦根、冠层调控和水分利用效率的影响在冬小麦晚播生产模式条件下,研究了 3种灌溉方式(对照:不灌水;限水灌溉:拔节期灌60 mm水;常规灌溉:返青期、拔节期和开花期各灌60 mm水)对冬小麦水分利用效率和根层冠层生长及土壤储水能力的影响。随灌水量的增加,冬小麦的产量依次增加,但是其水分利用效率降低。3种灌溉方式中,限水灌溉处理冬小麦水分利用效率最高,同时获得了较高的籽粒产量。与常规灌溉相比,限水灌溉处理冬小麦叶面积相对较小,从而降低了蒸腾耗水。此外,限水灌溉处理促进了冬小麦根系下扎,进而促进冬小麦对土壤深层次水分的吸收,从而提高了土壤储水能力,有利于夏季雨水的储存。3增密减氮对晚收夏玉米氮肥利用效率和产量的影响在夏玉米晚收生产模式下,研究了 2种种植密度、3种施肥处理下夏玉米的产量、氮素利用、N2O排放强度和温室气体排放强度的变化。夏玉米种植密度由67,500 plants ha-1提高到90,000 plants ha-1后,玉米籽粒产量、氮肥利用效率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别显著提高了6.6%、3.9%、24.7%和8.8%;N20排放强度和温室气体排放强度分别显著降低了 7.3%和4.3%。夏玉米氮肥施用量由360kg N ha-1降低到180kg N ha-1后,玉米籽粒产量没有降低,但氮肥利用效率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别显著提高了 6.2%、96.0%和98.7%;N2O排放强度和温室气体排放强度分别显著降低了 65.1%和46.2%。夏玉米种植密度90,000 plants ha-1条件下,配施180 kg N ha-1氮肥,提高了夏玉米植株对氮素的吸收和转运,进而提高了氮肥利用率和产量,并降低了环境代价。4喷施复配剂对密植晚收夏玉米茎秆质量和冠层的调控在密植晚收夏玉米生产模式下,选用2种不同抗倒性品种(易倒伏:浚单20;抗倒伏:郑单958),在种植密度90,000 plants ha-1条件下,通过喷施复配化控剂(乙烯利:胺鲜酯=27%:3%;EDAH),研究了化学调控剂对密植玉米茎秆质量和冠层的影响。喷施EDAH后,玉米茎秆质量(包括茎秆穿刺强度、单位长度茎秆干重、茎秆皮层厚度、维管束数目和面积)显著提高,株高、穗位高、植株重心高度和倒伏率显著降低。喷施EDAH后,玉米上部和穗位部叶片叶面积分别减小26.8%和13.3%。此外,喷施EDAH后,玉米穗粒数和千粒重显著提高,进而玉米籽粒产量显著提高14.3%。喷施EDAH后,浚单20品种抗倒指标较郑单958品种增幅大。
邢志鹏[7]2017年在《机械化种植方式对水稻综合生产力及稻麦周年生产的影响》文中认为当前,经济发展迅速,农村劳动力转移加剧,给农业带来一定的负面效应。加快水稻机械化进程,能够实现水稻稳产、增产,为农业生产带来积极的效应。机械化种植是水稻机械化生产的重要环节,也是实现水稻全程机械化高产高效生产的难点和研究的热点。长江下游稻麦两熟地区,目前主流的机械化种植方式有毯苗机插、机械直播和钵苗机插。受前茬小麦生产的影响,不同种植方式有其自身生产的特点及限制。因此,研明高产栽培模式下毯苗机插、机械直播和钵苗机插水稻综合生产力差异与产量形成的生态生理特征,能够为机械化种植方式的合理推广应用及实现水稻全程机械化高产高效生产提供理论参考和数据支持。2014-2015年,本试验于扬州大学农学院校外试验基地江苏省兴化市钓鱼镇进行,选用常规粳稻、籼粳杂交稻和杂交籼稻共6个水稻品种为材料,系统比较研究高产栽培模式下毯苗机插、机械直播和钵苗机插等机械化种植方式下不同水稻品种产量及其构成特征、温光资源利用特征、光合物质生产特征、株型及抗倒伏特征、氮素吸收利用特征、米质性状和稻麦周年生产特征及差异。主要结果如下:1.与机械直播相比,钵苗机插和毯苗机插分别显著增产水稻20.0%和13.1%。其中,籼粳杂交稻和杂交籼稻产量于种植方式间的变化幅度大于常规粳稻。从产量构成因素分析,水稻的结实率和千粒重于种植方式间差异不显著,群体颖花量呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播的显著趋势。进一步分析水稻群体颖花量构成,单位面积有效穗数和穗粒数分别呈钵苗机插<毯苗机插<机械直播和钵苗机插>毯苗机插>机械直播的显著趋势。与机械直播相比,钵苗机插和毯苗机插水稻的穗数平均减少4.4%和2.6%,穗粒数平均增加22.1%和13.3%,群体颖花量平均增加16.7%和10.3%。水稻的穗长、着粒密度、单穗粒重、一次枝梗数和粒数、二次枝梗数和粒数、二次枝梗粒数对穗粒数的贡献率及二次枝梗粒数的结实率为钵苗机插>毯苗机插>机械直播;一二次枝梗数比、一二次枝梗粒数比和一次枝梗粒数对总粒数的贡献率为钵苗机插<毯苗机插<机械直播。因此,保足穗、争大穗、高颖花量及稳定的结实率和千粒重,是钵苗机插较毯苗机插和机械直播高产的重要特征。2.钵苗机插和毯苗机插水稻播种期较机械直播早28和16 d,致水稻拔节期提前7-13和5-9 d,抽穗期提前7-15和4-10 d,成熟期提前5-15和3-11 d。与机械直播相比,毯苗机插延长水稻生育期5-14 d,钵苗机插延长13-23 d,且生育期延长主要是由于播种至拔节期持续时间延长。籼粳杂交稻和杂交籼稻的日产量呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播的显著趋势,常规粳稻呈毯苗机插高于钵苗机插和机械直播的趋势。最终,产量与生育期和日产量均呈极显著的正相关关系。这说明,水稻生长过程中,延长全生育期和提高日产量均能增加实产。相比机械直播,钵苗机插和毯苗机插增加水稻全生育期有效积温14.9%-19.6%和9.1%-11.6%,增加全生育期太阳辐射积累量16.1%-24.8%和8.3%-14.2%。水稻全生育期日均温度呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播,其中营养生长期(播种至拔节期)为钵苗机插<毯苗机插<机械直播,生殖生长期(拔节至抽穗期)和灌浆结实期(抽穗至成熟期)为钵苗机插>毯苗机插>机械直播。受种植方式的影响,营养生长期日均温度低于25.1℃和灌浆结实期日均温度高于20.1℃可攻取高产。因此,长生育期、高温光资源利用、营养生长期较低的日均温度和灌浆结实期较高的日均温度,是钵苗机插水稻高产的重要特征。3.从水稻茎蘖动态分析,钵苗机插呈“缓升缓降”的态势,机械直播呈“急升骤降”的态势,毯苗机插居于二者之间,成穗率为钵苗机插>毯苗机插>机械直播的趋势。钵苗机插水稻较毯苗机插和机械直播水稻群体干物质积累量大,其差异随生育进程的推进而增大。降低播种至拔节期水稻干物质积累量比例,控制拔节至抽穗期干物质积累量比例,增大抽穗至成熟期干物质积累量比例是钵苗机插较毯苗机插和机械直播积累更多生物产量的重要途径。灌浆结实期水稻单茎茎鞘重和乳熟后单茎茎鞘的二次充实状况均为钵苗机插>毯苗机插>机械直播。与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插抽穗至乳熟期单茎茎鞘干物质输出率和转运率较大,抽穗至成熟期较小。抽穗后水稻的光合势、群体生长率和净同化率均呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播的显著趋势,极大地提高了钵苗机插水稻植株群体光合生产能力,为水稻高产的形成奠定物质基础。4.与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插使水稻上三叶叶长增长,比叶重增大,叶基角和披垂度减小;使水稻群体高效叶叶面积增加,剑叶叶绿素含量和净光合速率协同增加;使水稻穗型变大,粒叶比提高;并且使水稻株高增高,秆长增长,穗下节间增长。水稻基部1-3节间于钵苗机插方式下,较毯苗机插和机械直播长度缩短,茎秆变粗,茎壁增厚,节间干重增加,充实度变好,抗折力和弯曲力矩增大,倒伏指数显著降低。这说明,钵苗机插更能改善水稻株型,优化水稻群体结构,提升水稻抗倒性能。5.拔节期水稻含氮率为钵苗机插<毯苗机插<机械直播,抽穗和成熟期为钵苗机插>毯苗机插>机械直播,差异显著。主要时期水稻植株吸氮量于种植方式间的变化趋势与含氮量一致,但拔节期吸氮量于种植方式间差异不显著,抽穗和成熟期差异显著。拔节后水稻的氮素积累量、积累比例和吸收速率均呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播的显著趋势。水稻百千克籽粒氮素吸收量、偏生产力和氮收获指数为钵苗机插>毯苗机插>机械直播,而籽粒和干物质氮素生产率为钵苗机插<毯苗机插<机械直播,差异显著。这说明,钵苗机插水稻氮素生产效率较低。因此,在今后技术研发中应重视氮肥的高效利用,以实现兼顾高产和营养高效水稻机械化生产。抽穗期和成熟期植株叶片、茎鞘和穗部含氮率均为钵苗机插>毯苗机插>机械直播,抽穗后钵苗机插叶片氮素转运量、表观转运率和转运贡献率均显著大于毯苗机插和机械直播,为籽粒高效的氮素积累提供保障。6.钵苗机插的整精米率比毯苗机插和机械直播分别提高1.6%和4.9%,整精米产量分别提高7.8%和25.9%,改善了稻米加工品质。与毯苗机插和机械直播相比,钵苗机插稻米的垩白米率、垩白面积和垩白度显著增加,对稻米外观品质有不利影响,但钵苗机插精米蛋白质含量较高,有利于稻米营养品质的改良,其精米蛋白质产量分别比毯苗机插和机械直播提高8.7%和28.0%。3种种植方式相比,钵苗机插稻米蒸煮食味品质表现出一定程度的变优趋势,其中,稻米直链淀粉含量、消减值和糊化温度呈钵苗机插<毯苗机插<机械直播的趋势,胶稠度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和崩解值呈钵苗机插>毯苗机插>机械直播的趋势。食味值于种植方式间无显著差异,呈籼粳交水稻和常规粳稻钵苗机插<毯苗机插<机械直播,杂交籼稻毯苗机插>钵苗机插>机械直播的趋势。7.试验中,水稻腾茬时间由早到晚依次为钵苗机插、毯苗机插和机械直播。因此,小麦的播种期于钵苗机插水稻茬口早于毯苗机插和机械直播水稻茬口,致小麦生育期、生物学产量和经济产量呈钵苗机插水稻茬口>毯苗机插水稻茬口>机械直播水稻茬口的显著趋势。水稻机械化种植方式对稻麦周年生产的影响显著。与机械直播水稻-小麦相比,钵苗机插和毯苗机插水稻-小麦分别增加周年经济产量19.3%和12.2%,增加周年生物学产量17.5%和11.2%,增加周年日产量9.1%和7.2%。钵苗机插和毯苗机插水稻-小麦全生育期较机械直播水稻-小麦长32和16 d,其中钵苗机插水稻-小麦全生育期天数超过366 d。水稻周年有效积温积累量、太阳辐射积累量和温光生产效率均呈钵苗机插-小麦>毯苗机插水稻-小麦>机械直播水稻-小麦的显著趋势。最终,与机械直播水稻-小麦相比,钵苗机插水稻-小麦分别增大周年籽粒和干物质光能利用率15.8%和14.0%,毯苗机插分别增大10.5%和9.5%。由此总结如下,钵苗机插在促进稻麦周年粮食增产增效生产的作用表现在:①攻大穗,高积累,增水稻产量;②提早播种,协调穗粒,提高小麦产量;③缓和稻麦茬口矛盾,延长稻麦生育周期,改善稻麦生长环境,促稻麦周年粮食高产高效生产。
殷文[8]2017年在《秸秆地膜交替带状覆盖小麦间作玉米的水分竞争互补利用机制》文中指出间作因高产、稳产、资源高效利用等优势广泛应用于干旱与半干旱地区。近些年,受资源型缺水的严峻制约,间作应用面临巨大挑战,间作水分高效利用理论与技术亟待加强研究。种间关系是决定间作群体水分高效利用的重要基础,如何通过优化耕作措施调控种间竞争与互补关系,充分发挥间作时空生态位分离对提高水分利用效率的贡献,是目前间作研究急需解决的科学问题。2014-2016年,本研究以典型间作模式小麦间作玉米为参试对象,集成应用免耕、秸秆及地膜覆盖技术,进行田间定位试验,探讨不同耕作及覆盖措施对间作土壤水分竞争互补利用的影响,揭示集成应用免耕和秸秆、地膜交替覆盖调控间作产量及水分利用效率的基本机制,以期为协同调控种间竞争互补关系,提高间作水分高效利用提供理论和技术依据。主要研究结果如下:1.间作具有保持较高土壤水势的作用,秸秆地膜交替带状覆盖通过减小共生期、增大麦收后带间土壤水势差,形成了间作小麦、玉米在时间与空间上竞争互补利用土壤水分的动力学基础。小麦独立生长期,间作玉米带比小麦带土壤水势高11.7%~17.5%,以小麦带免耕秸秆覆盖、玉米带地膜两年用(NTSI2)处理玉米带土壤水势比小麦带高9.2%~13.6%,传统间作(CTI)处理玉米土壤水势比小麦带高14.1%~22.7%。小麦-玉米共生期,间作玉米带比小麦带土壤水势高18.0%~20.7%,NTSI2与CTI处理玉米带土壤水势比小麦带分别高15.7%~19.8%与18.9%~22.1%,前两个阶段土壤水分呈由玉米带向小麦带流动的趋势,NTSI2较CTI减小了土壤水分在带间的流动潜势。玉米独立生长期,间作小麦带土壤水势比玉米带高24.3%~31.3%,NTSI2与CTI小麦带比玉米带土壤水势分别高30.3%~32.3%与19.7%~27.6%,这一阶段土壤水分呈由小麦带向玉米带流动的趋势,NTSI2较CTI增强了土壤水分从小麦带向玉米带的流动潜势。即NTSI2较CT具有弱化共生期小麦对玉米带土壤水分竞争,强化玉米独立生长期补偿利用小麦带土壤水分的优势。2.小麦收获前,间作玉米带土壤贮水量高于小麦带,麦收后,间作小麦带土壤贮水量高于玉米带,不同生育阶段存在带间水分潜在运移,实现了时间和空间生态位上竞争补偿利用土壤水分,NTSI2处理具有弱化水分竞争强化水分补偿利用的调控效应。小麦独立生长期与小麦-玉米共生期,小麦竞争相邻玉米带的土壤水分分别达到14.5~29.8 mm与27.4~69.5 mm,NTSI2较传统间作降低了小麦带对玉米带的水分竞争作用,分别降低25.8%~43.3%与37.3%~58.9%。相反,麦收后玉米独立生长期,小麦带向玉米带水分补偿达到50.8~96.4 mm,NTSI2提高小麦向玉米带的水分补偿作用,比传统间作提高42.2%~60.8%。NTSI2处理具有较好的带间水分调控效应,创造了间作作物高产的土壤水分基础。3.免耕秸秆交替带状覆盖可降低间作棵间蒸发量,减小棵间蒸发占总耗水量的比重,提高水分利用的有效性。间作NTSI2比CTI全生育期土壤蒸发量降低9.0%~17.3%。间作群体中小麦带土壤蒸发均高于玉米带,在小麦独立生长期、小麦-玉米共生期及玉米独立生长期,提高比例分别为23.1%~122.7%、28.8%~44.9%、84.1%~143.9%,3个生育阶段NTSI2比CTI小麦带棵间蒸发量分别降低25.3%~40.9%、7.4%~18.9%、16.6%~30.5%。说明对间作群体棵间蒸发的抑制主要从小麦带着手,且控制麦收后裸露小麦带的土壤蒸发尤为重要。NTSI2降低了土壤蒸发占耗水比重,较CTI降低8.6%~17.5%。4.间作可增大小麦、玉米生殖生长期的叶片水分利用效率(WUEL),NTSI2处理具有相对较高的WUEL,呈现水分高效利用的潜势。小麦生殖生长期,NTSI2处理小麦比传统单作小麦WUEL增大5.4%~14.6%,比传统间作小麦WUEL高4.9%~8.8%。小麦收获后玉米生殖生长期,NTSI2处理玉米比传统单作玉米WUEL提高8.7%~22.6%,比传统间作玉米WUEL增大4.7%~14.8%。5.秸秆地膜交替带状覆盖措施具有弱化间作共生期小麦相对玉米种间竞争力,强化麦收后玉米补偿与超补偿效应的作用。秸秆地膜交替带状覆盖间作比CTI种间竞争力降低8.6%~30.9%,以NTSI2降低幅度较大,比CTI低27.1%~34.8%。麦收后,间作玉米表现出显著的恢复生长效应,较单作玉米的平均生长速率提高112.9%~147.9%,其中NTSI2较CTI玉米生长速率提高22.3%~25.3%。间作较单作提高了叶、茎、鞘、苞叶对籽粒的贡献率,均以NTSI2提高各器官对籽粒贡献率的作用相对较大,比CTI分别高9.6%~22.2%、11.3%~24.8%、25.7%~30.2%、24.8%~34.8%。共生期内造成玉米的削弱生长在麦收后通过提高干物质累积速率而产生的补偿效应及营养器官光合同化物向籽粒的转化率而产生超补偿生长效应得到恢复,尤其是NTSI2呈现较强的补偿与超补偿生长效应,为作物高产奠定基础。6.间作较单作具有明显的增产与水分高效利用优势,以NTSI2优势较大,比CTI增产13.8%~17.1%,水分利用效率提高12.4%~17.2%。小麦带25~30 cm免耕秸秆覆盖及玉米带地膜两年覆盖措施通过优化土壤水分环境,提高间作群体叶日积,增大作物叶片光合速率,增加麦收后小麦带向玉米带的水分补偿,加强麦收后玉米的补偿与超补偿效应,是获得较高产量及水分利用效率的主要机制。
周宝元[9]2015年在《黄淮海两熟制资源季节间优化配置及季节内高效利用技术体系研究》文中指出受气候变化影响,黄淮海区两熟制周年资源配置不合理,种植模式单一(冬小麦-夏玉米),且周年水氮投入量大等问题突出,限制了周年产量及资源效率提升。本研究基于黄淮海区多年多点两熟制周年高产数据分析,建立了以热量资源为主的季节间资源优化配置分析体系,进而,探索以充分发挥玉米高光效优势为核心的季节内资源高效利用技术途径,研究了播期、土壤耕作和水肥运筹等栽培措施对玉米产量形成及氮肥效率的调控机理,并通过栽培技术集成,完善与创新两熟制周年高产高效技术模式。主要研究结果如下：(1)明确了冬小麦-夏玉米及双季玉米高产模式季节间资源分配特征,建立了以热量资源为主的季节间资源优化配置定量分析体系,并提出季节间资源分配率和分配比值等定量评价指标,确定了充分发挥玉米高光效优势的资源高效利用途径。冬小麦-夏玉米高产模式季节间积温分配率(TDR)分别为43%(冬小麦)和57%(夏玉米),两季积温比值(TR,冬小麦／夏玉米)为0.7；双季玉米模式两季积温均等分配,比值为1：1。依据以上指标,可通过播期等栽培措施调配两季间光温资源分配,并根据品种熟期特性,合理制定两季生育期最佳分配方案。另外,与小麦比,玉米具有较高的资源效率和物质生产能力,充分发挥玉米资源利用优势是进一步提升黄淮海周年产量及资源效率的重要途径。(2)为最大限度挖掘玉米的高产潜力,研究了玉米产量形成与生态因子的关系。花后干物质积累和粒重是决定玉米产量随生态条件变化的主要因素。温度和辐射(尤其是花后)是影响花后干物质积累持续期和积累速率及籽粒灌浆过程的主要生态因子。当播种至成熟期有效积温达到1939℃,日均温为25.9℃,日均高温为30.6℃,日均低温为21.6℃,吐丝至成熟阶段有效积温达到980℃,总辐射量达到1005MJ m-2时,即黄淮海地区播种时间在5月22日至6月10日之间,玉米产量最高。(3)研究深松与缓释肥互作、滴灌分期施氮等栽培措施对玉米生长发育和氮素吸收的影响发现,滴灌分期施氮处理玉米花前较高的植株氮素浓度和氮素积累量驱动了低密度条件下花后干物质和氮素积累量的增加,及高密度条件下花前、花后干物质和氮素积累量的增加,从而促进玉米产量显著高于传统施肥处理15%以上,且水氮利用效率显著提高。深松与缓释肥互作通过促进花后干物质及氮素积累量的增加,产量、氮肥农学效率和氮肥表观利用率较常规耕作施肥分别提高10%,28%和15%以上。(4)通过周年资源优化配置及栽培技术集成,建立了冬小麦-夏玉米和双季玉米周年高产高效技术模式,实现了周年产量与效率同步提高。与当地传统冬小麦-夏玉米模式比,应用该技术体系,冬小麦-夏玉米周年产量提高10.8%,效益增加12113.2Yuan hm-2,双季玉米模式周年产量提高3.4%,效益增加2313.6Yuan hm-2。
赵鹏飞[10]2016年在《小麦/玉米轮作体系农户产量差定量及其缩减途径》文中研究说明受益于第一次绿色革命,世界粮食产量特别是以小农户为特征的发展中国家粮食产量已有大幅提升,但随着人口增加和人民生活水平提高对粮食需求的增加,粮食安全依然是广泛关注的重大话题。本研究以华北平原的典型农业县为研究地点,通过连续多年的农户调研,定量了农户生产条件下小麦/玉米的产量差,明确了小农户粮食生产产量变异的主要限制因素；进一步通过多年多点的农户同田对比试验,验证了试验条件下高产高效技术在农户生产中的应用潜力,优化并建立了农户生产条件下小麦/玉米轮作高产高效技术规程；最后探索了农户生产下技术的传播途径。本研究取得的主要结果如下：1.通过对曲周县连续3年1026个农户的调研数据分析发现,农户生产条件下冬小麦平均产量为7.1 Mg ha~(-1),基于试验站产量的产量差为2.7 Mg ha~(-1),农户平均实现了试验站产量的72%；基于高产农户产量的产量差为1.6 Mg ha~(-1),农户平均实现了高产农户产量的82%。农户生产条件下产量变异的限制因素是综合的,包括土壤属性、整地方式、品种、播期播量、灌溉条件、病虫草害管理及养分管理等。2.农户生产条件下夏玉米平均产量为8.0 Mg ha~(-1),基于试验站产量的产量差为3.1 Mg ha~(-1),农户平均实现了试验站夏玉米产量的72%；基于高产农户产量的产量差为2.6 Mg ha~(-1),农户平均实现了高产农户产量的75%。产量变异因素的分析结果显示,小农户生产条件下夏玉米产量变异的限制因素同样是综合的,包括土壤肥力、品种、种子包衣、播期、密度、灌溉条件、病虫草害管理及养分管理等。3.通过多年多点的农民同田对比试验及农户跟踪数据,分析了冬小麦深翻技术、优化品种、优化播期、优化播量以及配方肥技术在农民地块中的增产增效潜力,揭示了以上5项技术分别有12.0%、15.7%、23.9%、15.1%和6.5%的增产潜力,12.0%、15.7%、23.9%、15.1%和38.2%的增效潜力,证明在当前小农户生产条件下冬小麦产量效率进一步提升的可行性。4.通过多年多点的农民同田对比试验,分析了夏玉米优化品种、适度增密、优化播期、适时晚收以及配方肥技术在农民地块中的增产增效潜力,研究发现,夏玉米优化品种、适度增密、优化播期、适时晚收以及配方肥技术在农户生产中分别有3.0%、20.7%、15.0%、21.0%和1.9%的增产潜力,优化品种、适度增密、优化播期、适时晚收3.0%、20.7%、15.0%、21.0%的增效潜力,配方肥技术降低氮肥偏生产率50.6%。5.通过以上分析,集成推广了包括夏玉米精量播种技术、优良品种、适度增密技术、配方肥以及中期追肥技术等的综合技术,研究发现配方肥、优良品种以及适度增密技术的到位率从对照农户的31-52%,提高到了只参加农民培训农户处理(TP)的56-65%,通过农民组织+培训的技术传播模式(OTP),其到位率进一步提高到了78-90%,而受机械化程度的影响,夏玉米中期追肥的到位率没有提高。综合来说,农民培训可以显著的提高夏玉米产量(10%)和氮肥利用效率(22%)。组织和培训可以进一步显著提高夏玉米产量(18%)和氮肥利用效率(37%)。6.通过产量限制因子及技术运用效果的研究分析,集成了包括冬小麦优良品种、优化播期、优化播量以及配方肥等的综合技术,研究发现4项技术的到位率从对照农户的33%-77%,提高到了只参加农民培训农户处理的47%-82%,通过农民组织+培训的技术传播模式(OTP),其到位率进一步提高到了52%-99%。综合来讲,单独的农民培训显著的提高了冬小麦产量4.4%,但其增效作用并不显著,而农民组织+培训的模式可显著提高冬小麦产量20.6%,显著提高氮肥利用效率9.4%,减少氮盈余26.6%。
参考文献：
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