旱作地膜玉米密植增产用水效应及土壤水分时空变化

【目的】干旱缺水是黄土高原旱作农业最大的限制因素,研究覆膜、增密和品种对旱作玉米增产和水分利用的影响,有助于揭示未来旱作粮食持续增产与水环境的关系。【方法】试验于2012—2015年在黄土高原丘陵沟壑区的宁夏彭阳进行,在全膜双垄沟(FPRF)和半膜平铺盖(HPFC)2种种植方式下,选择耐密中晚熟先玉335和吉祥1号及不耐密早熟酒单4号3个杂交种,低密度(4.5万株/hm^2)、中密度(6.75万株/hm^2)和高密度(9.0万株/hm^2)3个水平,随机区组设计,玉米连作定位观测。采用烘干法监测不同降水年型玉米生育时期0—200 cm土层土壤水分,通过Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究旱作覆膜连作玉米产量、水分利用效率(WUE)及土壤水分时空变化。【结果】在地膜覆盖条件下各因素对旱作玉米产量和水分利用的影响达到极显著或显著水平,对籽粒产量和WUE的影响顺序依次为降水年型>密度>覆膜方式>品种,降水年型从干旱、正常、丰水年的变化,玉米产量由7.72和8.79 t·hm^(-2)增加到11.86和11.15 t·hm^(-2),但WUE最高值并不在降水较多的年份,而在正常年型。密度由4.5万株/hm^2增加到6.67万株/hm^2,耗水量、产量、WUE增加10.6 mm、20.0%和3.45 kg·mm^(-1)·hm^(-2),但密度从6.67万株/hm^2增加到9.0万株/hm^2时,耗水量不再增加,而产量和WUE提高12.0%和2.97 kg·mm^(-1)·hm^(-2);FPRF处理较HPFC处理平均增产15.72%,WUE提高21.09%;耐密中晚熟品种吉祥1号和先玉335较耐密性弱早熟品种酒单4号增产15.46%—24.45%,WUE提高13.35%—15.55%。在全膜双垄沟种植条件下,玉米生育期内土壤剖面水分含量始终高于半膜平覆盖种植,尤其是玉米灌浆期0—200 cm土层多蓄积了50—90 mm的土壤水分,在严重伏旱年份发挥了明显的抗旱增产作用。不论降雨年型如何,4年期间全膜双垄沟播玉米产量增加和WUE提高并没有多消耗土壤水分,土壤深层未形成低湿层,也未观察到增密增产对土壤剖面水分循环的负效应,而干旱年份半膜平铺盖形成了一个土壤水分<8%的明显干土层,并且随着玉米生长时间的推后干土层厚度增加、范围扩大。【结论】在目前地膜覆盖和生产平均密度5.3万株/hm^2基础上,"全膜双垄沟播+耐密品种+增密1.5万株/hm^2"是年降雨450 mm以上旱作区玉米持续增产和水分高效利用的技术关键,增密增产不会导致土壤深层形成干土层。

高温高湿区增密减氮对杂交稻‘内6优107’产量形成和氮肥利用率的影响

探明高温高湿稻区增密减氮对杂交稻产量形成和氮肥利用率的影响,可为高温高湿稻区氮肥优化管理和合理密植提供依据。本研究以杂交稻‘内6优107’为材料,于2018—2019年在典型的高温高湿稻区四川省泸州市进行大田试验。试验设6个密度与施氮量组合,分别为低密高氮(习惯移栽密度16.5万穴∙hm^(−2),施氮量为180 kg∙hm^(−2),LDNck)、低密减氮15%(LDN_(−15%))、低密减氮30%(LDN_(−30%))、增密减氮15%(增密27%,HDN_(−15%))、增密减氮30%(HDN_(−30%))和低密不施氮(LDN0)。结果表明:不同密肥组合对杂交稻产量影响显著(P<0.01)。与LDNck相比,HDN_(−15%)和HDN_(−30%)杂交稻产量分别增加4.3%~4.9%和2.3%~3.6%,其优势主要表现在每穗粒数、结实率、花前干物质转运量、花前干物质转运效率、花前干物质转运对产量的贡献率和收获指数上。LDN_(−15%)和LDN_(−30%)杂交稻产量较LDNck分别降低2.3%~2.5%和4.8%~5.0%,较低的有效穗、干物质、花后干物质积累及花后干物质积累对产量的贡献率是其减产的主要原因。HDN_(−15%)和HDN_(−30%)杂交稻花后氮素积累量、成熟期氮素吸收量低于LDNck处理,但其花前氮素转运量、花前氮素转运效率、花前氮素转运贡献率、氮素干物质生产效率、氮素籽粒生产效率和氮素收获指数均高于LDNck处理,因而HDN_(−15%)和HDN_(−30%)处理每生产100 kg稻谷需氮量分别减少6.8%~8.4%和9.0%~9.9%。与LDNck处理相比,HDN_(−15%)和HDN_(−30%)杂交稻氮肥农学利用率分别增加36.7%~37.4%和55.5%~60.4%、氮肥偏生产力增加22.8%~23.5%和46.3%~48.2%、氮肥吸收利用率增加5.6%~12.0%和17.0%~20.0%。可见,在高温高湿稻区杂交稻生产上宜采用栽插密度为21.0万穴∙hm^(−2)和施氮量为126~153 kg∙hm^(−2)的组合。

基于黄金分割法的双季稻合理密植研究

为了验证水稻合理密植的黄金分割法在长江中下游双季稻区和华南双季稻区的适用性,在湖南长沙和广东怀集以生产上大面积种植且具有代表性的双季稻品种为材料,运用黄金分割法分割秆高（50、65、80、95、110 cm）得到5种预设黄金密度（67.9、40.1、26.5、18.8、14.0穴·m-2）,研究不同密度下株高和秆高的变化,实际黄金密度下齐穗期部分冠层特性、干物质积累、产量及其构成。结果表明,在不同密度下,长沙水稻的株高和秆高,怀集早稻玉香油占的秆高及晚稻Y两优1号的株高和秆高变化不显著,而早稻Y两优1号株高和秆高变化显著,其余品种无一致的规律。在实际黄金密度下,长沙各品种有效和高效叶面积指数及其冠层光辐射截获率最高,或者低于最高密度处理,但冠层光辐射截获率与最高密度处理无显著差异;长沙和怀集各品种齐穗期和成熟期的干物质积累及其产量在实际黄金密度下最高,或者低于最高值,但产量与最高值差异不显著。长沙双季稻和怀集晚稻的矮秆品种（49.4-74.5 cm）,其产量的主要贡献来源于有效穗数,而怀集早稻的高秆品种（80.4-84.6 cm）,其产量的主要贡献来源于有效穗数和每穗粒数。本研究结果为合理、简便、精确确定水稻适宜的种植密度（即合理密植）提供了理论和实践依据。

增密减氮对高原粳稻产量及其氮肥利用效率的影响

水稻生产正向减量增效方向转型。以陆育4号为材料,研究了增密减氮对高原粳稻产量及其氮肥利用效率影响。结果表明,在一定范围内,减少氮肥用量、增加移栽密度可以获得增产,并显著提高氮肥农学利用率、偏生产力、吸收利用率;减少10%氮肥用量、增加20%移栽密度的处理比对照增产6.37%,氮肥吸收利用率显著提高5.84%;减少20%氮肥用量、增加30%移栽密度的处理比对照增产4.07%,氮肥吸收利用率显著提高8.63%。

四川旱地宽带改制多熟种植技术研究与应用

通过 1996～ 1997两年多点对旱地改制带距带比及配套种植模式的试验研究表明 ,宽带 (4m)对半多熟套种轮作 ,因带距行比增大 ,不仅耕种方便 ,而且有利实行粮经、粮饲、粮肥间套 ,单位面积种植效益增长 60 %以上 ,实现稳粮增收和用地、养地结合。在城市郊区、粮经混作区和夏旱常发区具有重要应用价值。 2 0 0 1年四川已推广 6万多公顷。

河北低平原区冬小麦夏玉米产量提升的理论与技术研究

作为渤海粮仓主要增粮区的河北东部低平原中低产农田,冬小麦夏玉米的产量主要受制于土壤肥力水平低、淡水资源短缺和气候异常造成产量的大幅波动。通过选择适宜的品种、播期与收获期的合理搭配、优化的种植方式和配套的耕作与田间管理技术,提高作物生育期内对地上光热资源和地下水肥资源的利用潜力和效率,平抑气候变化带来不利影响,有着巨大的增产空间。该研究通过田间小区试验,结合示范区试验示范,研究了冬小麦与夏玉米生育期的优化、夏玉米种植方式调整、夏玉米深松播种、夏玉米增施钾肥与冬小麦增施磷肥及有机肥等措施对冬小麦、夏玉米产量的影响。主要研究结果如下:冬小麦适期晚播(不迟于10月15日),同时适当增加播量,不影响生育期群体构建和产量水平。早熟品种‘小偃81’提早进入灌浆期,受后期干热风的危害小,在不降低品质的同时粒重与产量稳定。夏玉米提早播10 d(6月10日与6月20日相比)平均增产17.2%,晚收获8 d(10月2日与9月24日相比)粒重增加19.5%。根据冬小麦和夏玉米的品种特性,合理搭配生育期,在实现冬小麦稳产提质的同时,使充分发挥夏玉米的产量潜力成为可能。改变夏玉米的种植方式,适当增加种植密度,明显地改善和提高了夏玉米产量,更为适宜的种植方式是40 cm与80 cm大小行种植和38 cm等行距种植,不适宜的是20 cm与100 cm大小行种植,更为适宜的种植方式下产量提高15%以上。长期旋耕机械压实了犁底层,通过夏玉米深松播种种植,产量提高达31.3%,后茬小麦增产5.6%,但连续深松没有明显的增产效果。夏玉米播种时增施钾肥产量提高2.6%。冬小麦增施磷肥产量提高7.4%,增施有机底肥增产6.8%,增施有机底肥和施磷肥产量提高8.8%,但无明显的累加效果。因此,通过适宜的品种选择与适期的生育期搭配、种植方式调整、适时深松打破犁底层的耕作措施、速效肥与有机肥合理施用等栽培和管理技术,可实现冬小麦夏玉米产量的逐步提高和稳定,充分利用玉米生长季丰富且集中的降水与光热资源,挖掘夏玉米产量,稳夏增秋的粮食增产模式更符合该地区未来发展需求。

棉花“密矮”栽培技术及其增产机理

根据山西棉区气候特点、当地的土壤肥力基础、生产条件和棉花本身成铃的时空分布规律,经多年试验研究,形成了棉花“密矮”栽培技术体系,取得了显著的增产效应和经济、社会效益。并从气候与棉铃形成关系、棉株成铃时空分布与纤维品质关系以及群体株型与高光效效应关系等方面分析了“密矮”栽培的增产机理。

高产小麦几个性状的相关性研究

为了解高产小麦在"稳叶控株增穗"栽培途径下产量及有关性状间的相关关系,寻找该途径的优势及产量进一步提高的限制因素,本文用SPSS软件对47块采用该途径、单产在7243～10610kg·hm-2范围内麦田的产量、单位面积穗数、穗粒数、粒重、籽粒最大容积、穗颈维管束数、群体维管束数7个性状进行了性状相关性分析。研究表明,产量三因素中只有粒重与产量呈显著正相关关系,说明粒重是影响"稳叶控株增穗"途径产量提高的主要因素,且粒重与籽粒最大容积呈极显著正相关关系,认为采取一定措施来增大籽粒最大容积将是提高粒重,进而提高产量的有效途径。群体维管束总数与单位面积穗数呈极显著正相关关系,表明增加单位面积穗数可达到畅流的目的。研究还对粒重与籽粒最大容积进行曲线拟合,拟合方程为y=12.925+0.479x,对群体维管束数与穗数之间进行曲线拟合,拟合方程为y=-14.231+2.685lnx。

水平沟农田聚水保水能力的研究

经过6年研究,把干旱的坡耕地修建成水平沟农田,靠人为整地和种植措施。不仅能使水平沟部位的农田,多得到66.5～275.9mm的雨水,而且又能把整个天然降雨的部分雨水较长时间的保持在土壤中,供作物生长需要。从而大幅度的提高天然降雨利用率,解决由于降雨少、分配不均形成的干旱,使单位面积产量低而不稳的坡耕地达到高产稳产水平。

陕西关中西部山旱地胡麻配套栽培技术研究

在陕西省关中西部山旱地连续5年进行胡麻栽培技术研究的结果表明,胡麻产区实施“五攻”综合配套栽培技术——即改不施肥为以施氮肥为主,因地制宜,配方施肥;改农家品种为良种;改稀植为合理密植;改撒播为机条播;改晚播为适期早播,使胡麻亩产从10～20kg提高到55.3kg。该项技术的推广,促进了当地胡麻生产的发展。

低氮密植栽培对机插晚稻产量及氮素吸收利用的影响

研究低氮密植栽培对机插晚稻干物质累积与氮素利用效率的影响,为水稻高产高效栽培提供依据,以杂交稻‘泰优390’与常规稻‘湘晚籼13’为材料,在大田栽培条件下,研究机插密度(36.4穴/m2、28.6穴/m^2)与施氮肥量(0、120、150kg/hm^2)对机插晚稻产量及氮素利用率的影响。结果表明:与常规栽培(28.6穴/m^2,150kg/hm^2)相比,低氮密植(36.4穴/m^2,120kg/hm^2)条件下,晚稻的干物质累积量与氮素累积量显著提升,‘泰优390’与‘湘晚籼13’的收获期干物质累积量分别提高22.8%和15.3%,氮素累积量分别提高10.6%和16.2%;产量构成因素中,穗粒数、结实率、千粒质量在2种栽培条件下无显著差异,但有效穗数、偏生产力及氮肥吸收利用率显著提高。由此可见,水稻低氮密植栽培保持了稳定高产,同时显著提高氮肥利用率,是一种可实现水稻高产高效的栽培模式。

北方耐密春玉米高产栽培技术

在概述玉米密植技术的增产效果及增产增效原理的基础上,从选地和整地、品种选择、种子处理、施肥、病虫害防治5方面,详细介绍北方地区耐密玉米高产栽培技术要点,为提高北方地区春玉米产量提供理论参考。

浅谈退耕还林还草与种草养畜和粮食增产

为顺应国家实施西部大开发战略中的生态环境建设四川在行动。凉山彝族自治州是8山1水1分田的地区,退耕还林还草,发展绿地植被,对保持水土,减少地表径流,培肥地力与增加粮食产量和发展节粮型畜牧业,为人们提供量大质优的动物食品,即可增产粮食,节约粮食。退耕还林还草,是长江上游地区保持水土,生态环境建设,国民经济可持续发展,增加农民收入,改善和提高人民生活水平的重要途径。

减氮密植对苦荞灌浆特性及产量形成的影响

为明确减氮密植对苦荞籽粒灌浆特性及产量形成的影响,以苦荞品种晋荞2号为试验材料,研究在常氮常密(CK,施氮量135 kg/hm^(2),种植密度100万株/hm^(2))、常氮增密(施氮量135 kg/hm^(2),种植密度120万株/hm^(2))、减氮常密(施氮量108 kg/hm^(2),种植密度100万株/hm^(2))、减氮增密(施氮量108 kg/hm^(2),种植密度120万株/hm^(2))4个处理下苦荞籽粒灌浆特性、籽粒中内源激素含量与淀粉合成酶活性、根系形态生理、叶片中抗氧化酶活性及丙二醛含量、农艺性状和产量的差异.结果表明:与对照相比,增加密度和减氮能降低晋荞2号籽粒的灌浆起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率,延长达到最大灌浆速率的时间.4个处理均以灌浆中期对粒重的贡献率最大,灌浆后期次之,灌浆前期最小.晋荞2号籽粒中的脱落酸ABA和吲哚乙酸IAA含量、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶AGPase、可溶性淀粉合成酶SSS和淀粉分支酶SBE活性;根系形态指标和根系活力;叶片中超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT活性随生育期的推进呈先增加后降低的趋势;赤霉素GA3含量随生育期的推进呈持续下降.与对照相比,增密和减氮均会降低晋荞2号籽粒中的淀粉、ABA、IAA含量和AGPase、SSS、SBE活性;降低晋荞2号的根系形态指标与根系活力、叶片中的SOD、POD和CAT活性.常氮常密处理(对照)时晋荞2号的株高、主茎节数、主茎分枝数、单株粒重、千粒重较大;单株粒数和产量以增密处理(常氮增密处理和减氮增密处理)较大,其中增密处理时的产量分别是对照的1.17和1.78倍,是减氮常密处理的1.46和1.47倍.综上所述,适当的减氮密植(与对照相比减少施氮量20%,增加种植密度20%)能提高苦荞单株粒数和最终的产量,建议在生产上使用,以实现苦荞的节肥和高产.(表8参33)

水稻混合种植的抗逆增产研究进展

不同水稻品种混合种植是一种通过提高生物多样性来增加水稻抗性能力和产量及稻米品质的新型绿色栽培模式。综述了水稻混合种植的研究进展和应用情况,包括混合种植两种模式间栽和混栽之间的比较,分析其抗逆增产的作用机制,从品种选择、栽种比例、栽培方式和移栽密度等方面探讨了水稻混合种植的关键技术。总结了水稻混合种植在抗性、产量和稻米品质方面的应用情况,指出目前水稻混合种植的缺陷与不足,并提出了今后需要重点加强的研究方向。