半干旱区地表覆盖方式对土壤水温效应及玉米产量的影响

为探索吉林省半干旱区水分高效利用、玉米增产的栽培技术模式,采用不同覆盖材料进行为期4 a(2018—2021年)的大田试验,设置无覆盖(CK)、普通地膜覆盖(CM)、降解地膜覆盖(DM)和秸秆覆盖(SM)4个处理,研究不同覆盖方式对土壤水分、土壤温度、玉米生长发育及产量和水分利用效率的影响。结果表明:玉米生育期内土壤贮水量时空变化与当年的降雨时空分配有关,垂直空间上20~60 cm土层土壤贮水量显著高于0~20 cm,处理间土壤贮水量SM>CM>DM>CK;耕层0~20 cm土壤温度随玉米生育时期推进呈先升后降的变化趋势,随土层深度的增加逐渐降低,降低幅度呈CM>SM>DM>CK的变化趋势。地表覆盖具有调节土壤温度的作用,与CK相比,CM和DM使5、6月土壤温度分别提升2.12、1.71℃和2.07、1.52℃,SM下降了1.72、1.01℃;与5、6月气温相比,地膜覆盖每日土壤温度较气温提升2.2~3.2℃,秸秆覆盖降低0.3~0.6℃,8、9月覆盖土壤温度下降幅度低于气温;与无覆盖(CK)相比,CM和DM处理4 a平均增产8.59%和14.10%,SM减产8.96%,水分利用效率CM和DM提高10.3%和15.6%,秸秆覆盖降低8.4%;玉米产量与5、6、8、9月以及5、10、15、20 cm土壤温度呈极显著正相关(P<0.01),与0~20 cm土层、R1期土壤贮水量呈极显著负相关(P<0.01)。降解地膜覆盖具有保墒、升温、增产、水分利用高效且环保等多重作用,可在半干旱区水分高效玉米增产栽培中进行推广。

不同秸秆覆盖耕种模式对半干旱区玉米生长发育及水分利用的影响

研究合理的秸秆覆盖耕种模式是实现半干旱区秸秆覆盖条件下玉米绿色高效生产的重要途径。开展2 a大田试验,设置传统耕作模式(CK)、秸秆覆盖模式(T1)、秸秆覆盖+深松模式(T2)、秸秆覆盖+碎混模式(T3)4个处理,研究不同秸秆覆盖耕种模式对玉米根系伤流特性、光合特性、碳氮代谢相关酶活性、生长发育、产量及其构成因素和水分利用特性的影响。结果表明:不同处理玉米根系伤流强度、伤流液中细胞分裂素(CTK)和生长素(IAA)含量均表现为T3>T2>CK>T1,脱落酸(ABA)含量表现为T1>CK>T2>T3;与CK和T1处理相比,T2与T3处理的CTK和IAA含量显著增加、ABA含量显著下降。玉米叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))、表观叶肉导度(AMC)和叶片水分利用效率(WUEL)均表现为T3>T2>CK>T1,气孔限制百分率(L_(s))表现为T3<T2<CK<T1,T3处理的P_(n)、G_(s)、C_(i)、T_(r)、AMC和WUEL均显著高于T1处理,T1处理的L_(s)显著高于其他3个处理。与T1处理相比,T3处理的RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著增加,两年分别增加10.66%、5.54%和5.24%、6.78%;T2与T3处理的谷氨酰胺合成酶(GS)活性显著高于T1处理,T3处理的谷氨酸脱氢酶(GDH)活性显著低于T1处理。T2与T3处理的叶面积指数(LAI)显著高于CK和T1处理,株高和干物质积累显著高于T1处理。与T1处理相比,T2和T3处理玉米产量两年分别提高了6.45%、12.13%和16.59%、19.39%;年份与处理均对玉米产量产生显著影响,两者的影响趋势相同。T2与T3处理玉米穗长、穗直径、百粒质量显著高于T1处理,水分利用效率(WUE)均显著高于CK和T1处理。综上,秸秆覆盖+碎混模式(T3处理)可作为吉林省半干旱区玉米绿色高效生产推荐技术模式。

浅析玉米宽窄行耕作栽培技术

玉米宽窄行耕作栽培技术创造了松紧兼备、虚实并存的耕层构造。在协调耕层土壤水、肥、气、热状况方面有良好的效果 ;打破犁底层 ,不翻转耕层 ,不破坏耕层结构 ,蓄水保墒 ;精密播种 ,省种省工 ;留高茬还田 ,培肥地力 ;苗带轮换 ,隔年休闲 ,用养结合 ;改变了种植方式 ,改善农田环境 ,增强玉米生产后期的通风透光性 ,发挥了边行优势 ;便于中后期田间管理 ,为植物中后期采取各种调控技术措施 。

保水剂对玉米出苗率及土壤水分的影响

盆栽试验结果表明,施用保水剂的土壤持水量在田间持水量45%以下时玉米种子不能出苗,而对照处理在土壤持水量达到田间持水量45%时能够保证100%的出苗率。盆栽试验和田间试验证明了保水剂对玉米出苗率有一定的负面影响,但是施用保水剂的处理在积蓄土壤水分,减轻表层土壤水分散失方面有一定的作用,尤其在雨后测量结果更为明显。

国内外保护性耕作技术的发展现状与我省的研究方向

综述了保护性耕作技术是以作物残茬覆盖地面和不翻耕土壤为特征的一种新型旱地耕作方式;保护性耕作在国内外的发展;保护性耕作技术的优点;吉林省保护性耕作研究取得的成绩;吉林省保护性耕作应加强研究的重点。

玉米苗期调亏技术的研究

以玉米为试验材料,利用盆栽试验研究了苗期调亏灌溉对玉米植株性状、光合生理及产量的影响。结果表明,玉米苗期轻度、中度、重度调亏处理株高、茎粗、单株叶面积、单株冠风干重和单株根风干重均低于对照;但根冠比、根长高于对照。在子粒灌浆期测量光合速率,苗期轻度、中度调亏光合速率高于对照,苗期重度调亏光合速率低于对照,但叶片水分利用效率均高于对照。苗期中度调亏增产1.90%,苗期轻度、重度调亏分别减产1.47%和6.58%。苗期土壤持水量在田间持水量的50%以上时,起到蹲苗促根生长的作用,对产量影响差异不显著,可以考虑不灌。

半湿润区秸秆还田对土壤水分、温度及玉米产量的影响

为探索半湿润区玉米高产和水分高效利用的栽培技术模式,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕垄作(CK)、秸秆深翻还田(SP)、秸秆覆盖还田免耕(SC)、秸秆覆盖还田深松(SS)4个处理,研究不同处理对土壤水分、土壤温度、玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)2018年和2019年的土壤贮水量分别呈单、双峰曲线变化,2018年所有处理和2019年SS处理的土壤贮水量均随土层深度增加而显著增加。与CK相比,2018年SC和SS处理各生育时期土壤贮水量分别提高7.58%~18.40%和9.24%~21.94%。(2)耕层0—20 cm土壤温度随玉米生育时期呈先升后降的变化趋势,随着土层深度的增加,土壤温度逐渐降低。秸秆还田具有调节地温的作用,与CK相比,SP使5,6月地温分别提升0.46,0.21℃,SC使5—7月地温降低1.72~2.79℃,提高9月份地温0.22℃。(3)2018年和2019年,SS、SP、SC处理使玉米产量较CK分别增加13.88%和14.82%,7.59%和9.12%,7.42%和8.50%。(4)2018年和2019年,SS、SP和SC处理的水分利用效率分别增加13.79%和9.75%,6.11%和5.93%,5.67%和3.83%。(5)玉米各生育时期(时间上)和土层0—60 cm(空间上)土壤贮水量对玉米产量影响显著,各生育时期(花期除外)和0—60 cm土壤贮水量与水分利用效率呈显著正相关,6,7月及10 cm以下土层,土壤温度对玉米产量影响显著,7月和15 cm以下地温与水分利用效率显著负相关。秸秆覆盖深松技术增加土壤贮水量,改善土壤温度,提高玉米产量和水分利用效率,为雨养农业区提供高效的栽培技术模式。

等离子体处理次数、时期对玉米性状及产量的影响

通过2000～2003年在吉林省桦甸市进行的等离子体处理种子试验,明确了等离子体处理玉米种子的最佳处理次数和处理后的最佳播种时期以及增产效果,证明了等离子体处理玉米种子可提高玉米产量。

等离子体处理玉米种子对生物性状及产量影响的研究

2000～2003年在吉林省桦甸市进行等离子体处理试验,得出等离子体处理玉米种子达到增产效果的最佳应用剂量,同时通过不同剂量生理试验,证明了等离子体处 理玉米种子可提高种子的抗逆性 。

水肥耦合对大豆光合特性及产量的影响

在不同化肥施用量条件下,在大豆开花和结荚期分别进行灌水,研究水肥耦合对大豆光合特性及产量的影响以及不同处理的水分利用效率。结果表明:肥量相同的条件下,大豆蒸腾速率和气孔导度的变化趋势一致,即花期+荚期灌水最高,然后依次为荚期灌水、花期灌水、对照;光合速率是荚期灌水最高,其次是花期+荚期灌水,再次花期灌水,对照的光合速率最低;产量随灌水的变化趋势也是荚期灌水最高,然后依次是花期+荚期灌水、花期灌水,对照产量最低。水分处理相同条件下,产量随肥量的增加而增加,高肥结荚期灌水产量最高;水分利用效率是荚期灌水最高,花期灌水居中,花期+荚期灌水最低。因此,在大豆栽培学上通过适当增加肥量,结荚期进行灌水,可以明显提高大豆叶片光合速率、水分利用效率及产量。

超高产玉米品种穗部性状整齐度与产量的关系研究

对2个超高产玉米品种先玉335和郑单958在5个密度种植条件下的穗部性状整齐度与产量的关系进行了研究。结果表明,穗部各性状整齐度与产量均呈正相关,并且行粒数整齐度、穗粒数整齐度、穗位高整齐度均在7.5万株/hm2和9.0万株/hm2两个密度条件下最高;先玉335产量在9.0万株/hm2条件下最高,7.5万株/hm2时次之;郑单958产量在7.5万株/hm2密度下最为突出;两个品种的穗位高整齐度和行粒数整齐度均与产量的关系最为密切。行粒数整齐度和穗位高整齐度作为选择高产品种和采取适宜栽培措施的一项指标具有一定的可行性。

吉林省东部半山区“四密25”玉米产量构成因素的浅析

四密25是优质高产适应性较强的玉米品种,虽创造出吉林省东部半山区15000kg/hm2的高产记录,但产量波动(7500～15000kg/hm2)较大。为进一步研究其高产稳产的构成因素,1994-2004年,在吉林省东部半山区桦甸市5个乡镇,应用四密25分别进行了品种比较、高产攻关、覆膜种植与裸地种植、不同施肥量、施肥方法、播种方法、播种时期、不同密度及等离子体处理种子的剂量、次数、播种期、化肥利用率的试验。通过对上述各项试验的194份材料统计分析,明确了四密25构成产量模型的3个主导因素为千粒重、穗粒数、公顷穗数。根据回归分析理论,计算出产量与3个主导因素之间的模型,为今后吉林省东部半山区四密25高产稳产提供理论依据。

吉林省西部半干旱区深松蓄水耕作技术研究

深松可以提高土壤含水量 2～ 3个百分点 ,使耕层土壤松紧度趋于一致 ,具有改善土壤结构的作用 ,有利于玉米根系向深层伸展 ,2 0～ 40cm耕层的玉米根重增加 1 9%以上 ,玉米产量提高 1 0 %。深松的第二年仍有一定的蓄水增产效果。

春玉米超高产栽培技术研究与高产因素分析

选用先玉335为超高产玉米品种,通过科学的田间管理,创造出了15 310 kg/hm2的吨粮田。吨粮田品种具备以下高产因素:棒三叶叶面积与单株叶面积的比值高;具有良好的穗部性状整齐度;生育后期干物质积累量高于其他品种;具有较高的经济系数。

吉林省润湿冷凉区玉米吉单198丰产高效栽培技术体系研究

吉单198在吉林省湿润冷凉区桦甸市播种面积达到40%以上,为发挥其最高生产潜力,2006—2007年进行试验研究,得出该品种最适播种方法为播种器播种,播深3～4cm,播种量1～2粒/埯,最适种植密度为46000～47000株/hm2,N、P和K施用量分别为194、81和96kg/hm2,在拔节期喷施化控剂国光225ml/hm2。形成吉单198在该地区丰产高效栽培技术体系,为提高该区域玉米高产稳产的生产能力提供技术保障。

不同灌水处理对春玉米生理特性的影响

【目的】探究半干旱区玉米在不同灌溉定额条件下的生理响应机制。【方法】以华农887为试验材料,采用大田试验,全生育期设定4个灌溉定额:500(CK)、900(Q1)、1 700(Q2)和2 500 m3/hm2(Q3),开展了灌溉定额对玉米氮素积累、籽粒灌浆特性、叶片氮代谢酶活性、根系伤流强度和产量的研究。【结果】①玉米籽粒的平均灌浆速率和各阶段的百粒质量均随灌溉定额的增加而增加,Q2与Q3处理的平均灌浆速率和百粒质量均显著高于Q1处理与CK。②灌溉定额的增加使玉米根系伤流强度增加,Q2与Q3处理的伤流强度要显著高于Q1处理与CK。③含氮量呈籽粒>叶片>茎秆的变化趋势,Q2与Q3处理的籽粒、茎秆、叶片和植株总的含氮量要显著高于Q1处理与CK。④随着灌溉定额的增加,叶片谷氨酰胺合成酶(GS)的活性增加,谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性下降,Q2与Q3处理的GS活性在灌浆期显著高于Q1处理与CK,GDH活性显著低于Q1处理与CK。⑤玉米的产量随灌溉定额的增加而增加,Q2与Q3处理的产量显著高于Q1处理与CK。上述指标在Q2与Q3处理间均无显著性差异。【结论】灌溉定额为1 700 m3/hm2时,玉米籽粒的灌浆特性、根系伤流强度、植株氮素积累特性、叶片氮代谢酶活性和产量均表现较佳,该灌溉定额可作为吉林省半干旱区玉米全生育期灌溉的参考定额。

不同株型玉米单产达12000kg产量构成的研究

1996～2004年在吉林省桦甸市进行玉米高产综合栽培技术模式研究,通过对56份单产达12000kg以上的3种株型(平展型、中间型和紧凑型)玉米品种进行分析,探讨了公顷穗数、粒数和千粒重对不同株型玉米产量的影响,明确了稳定在12000kgh/m2以上产量构成的主导因素。

不同生育时期干旱胁迫对大豆根系分布和农艺性状的影响

以大豆品种吉育88为试材，在移动旱棚内，采用根钻挖掘法，研究幼苗期、分枝期、开花期和结荚期干旱胁迫下大豆根系干重在土壤中的分布和农艺性状的影响。结果表明：与CK相比，幼苗期轻度和重度干旱促进了21～110cm土层根系的分布，增幅显著；分枝期和开花期出现干旱胁迫对根系影响最为严重，尤其是开花期重度干旱，根系总重降低22．55％，21～110cm根系减少60％以上。与CK相比，幼苗期轻度干旱对株高、节数、单株荚重、粒重、百粒重无显著影响，分枝期、开花期轻度干旱多数性状受到显著影响，鼓粒期轻度干旱，仅百粒重显著降低；幼苗期至鼓粒期重度干旱，单株荚重、粒重、百粒重均显著降低，分枝期和开花期重度干旱，对各性状影响最大，株高、单株荚重、粒重的降幅都在40％以上，节数的降幅在20％以上。

等离子体处理玉米对化肥利用率的影响

2004年在吉林省桦甸市桦郊乡进行了等离子体种子4种不同剂量、6个处理区的试验。经过在拔节期、成熟期干物质的化验分析和测产,结果表明应用等离子体种子处理1.0A×2和1.5A×2的剂量能促进玉米吸收养分,(N+P2O5+K2O)总量比CK1提高10%以上;比CK1提高化肥利用率即提高氮肥、磷肥和钾肥利用率为7.4%～8.2%、11.3%～19.7%和15.7%～23.5%。明确了等离子体种子处理1.0A×2的剂量,比CK1增产8.2%,效果显著。

灌溉方式对大豆产量及品质的影响

于2009和2010年采取常规灌溉、固定隔沟灌溉和交替隔沟灌溉3种灌溉方式,设置15、22.5和30 mm 3个灌水量,考察灌溉方式及灌溉量对大豆产量、植株性状、品质及土壤水分利用率(WUE)的影响。结果表明:2009年干旱条件下,灌水可极显著提高土壤水分利用效率和大豆产量,而且产量随灌水量的增加而显著增加,交替隔沟灌溉22.5 mm的产量、单株荚数、单株粒重和WUE均高于其它灌溉处理。2010年降雨相对较多,灌溉处理的产量均高于对照,以交替隔沟灌溉22.5 mm产量最高,相同水量不同灌溉方式间产量差异不显著。交替隔沟灌溉22.5 mm的单株荚数、单株粒数和WUE都极显著高于其它处理。灌溉使大豆蛋白质含量提高,脂肪含量降低,但差异不显著。综合考虑,大豆生育期间最佳灌溉组合为交替隔沟灌溉22.5 mm。