农业生态系统养分循环再利用作物产量增益的地理分异

通过４个地点中长期田间试验联网比较获得以下结果，农业生态系统养分循环再利用的作物产量增益受气候的热量因素、化肥施用和养分循环再利用持续时间的长短等因素影响．在不施化肥情况下，保持０．８循环率养分循环再利用的平均粮食增产量自北向南分别是：温带黑龙江海伦２５３ｋｇ·ｈｍ－２（１０年平均）、暖温带辽宁沈阳１１２２ｋｇ·ｈｍ－２（６年）和喀左１３３２ｋｇ·ｈｍ－２（８年）、亚热带湖南桃源２８８４ｋｇ·ｈｍ－２（７年）；在施用ＮＰ化肥基础上保持养分循环再利用则分别为海伦２２５、沈阳６９４、喀左７８６、桃源１３２１ｋｇ·ｈｍ－２．循环回田的农家肥养分对作物增产有着明显的残效叠加作用，在施用ＮＰＫ化肥基础上保持养分循环再利用的作物增产率在试验期间的前３年平均为５％，后３年平均可上升至１４％．

1970-2000年代玉米单交种的遗传产量增益分析方法的比较

以田间试验为基础,对直接种植法的不同方法进行分析,以期找到适合我国的评估方法,为遗传产量增益的研究提供理论支持。以1970s—2000s期间大面积推广的杂交种为材料,分别于2005—2006年(试验1)以及2007—2008年(试验2)在新疆农业科学院和北京顺义试验基地进行。每个试验设置3种密度。依据1970年代单交种在3.0万株hm-2密度下的产量与2000年代的单交种在6.0万株hm-2密度下的年均单位面积的产量差异,计算得到1970s—2000s期间我国玉米遗传产量年增益速率为94.7 kg hm-2。在7.5万株hm-2密度下,2000年代单交种较1970年代单交种的产量增值是遗传因素作用的结果。1970年代单交种在1.5万株hm-2密度下的产量与2000年代单交种在7.5万株hm-2密度下的产量差值是育种与栽培共同作用的结果。由二者的比值得到育种对总产量增益的贡献率为52.9%。Duvick的直接种植法适用于我国评估遗传产量增益速率,Tollnaar的试验设置方法适用于评估我国玉米遗传贡献率。

不同施肥制度下茬口对作物产量增益、土壤养分状况及施肥贡献率的影响

根据1991—2002年共12年的田间试验,研究了不同施肥制度下,茬口对作物产量增益、土壤养分状况及对施肥贡献率的影响。结果表明:与重茬相比,豆茬较有利于作物的高产和稳产;施用氮肥使其产量增益减小,并且施用氮肥愈多,产量增益愈小;增施有机肥情况下,产量增益的减小更为明显。在土壤养分方面,豆茬不仅能提高土壤的供氮能力,还能改善土壤的供磷、供钾量,有助于土壤养分状况的改善;施肥制度进步能够提高作物产量;施肥贡献率随着施肥制度的进步逐渐增大,但其增幅趋缓;随着施肥制度的进步,施肥贡献率在豆茬和重茬上所表现的差异逐渐缩小,最后趋同。

农业生态系统养分循环再利用作物产量增益的地理分异

根据 3个地点中长期田间试验联网比较研究发现 ,保持养分循环再利用可明显减少作物产量的年际波动 ,使作物具有较好的产量稳定性。农业生态系统养分循环再利用的产量增益与化肥施用和所处气候区的热量因素有关。在无化肥的前提下 ,保持 80 %循环率养分循环再利用的平均粮食增产量从北向南分别是 :海伦 2 62kg·hm-2 ( 14年平均 ) ,沈阳 95 6kg·hm-2 ( 12年平均 ) ,桃源 3 0 63kg·hm-2 ( 11年平均 ) ;在施用N、P化肥基础上保持养分循环再利用其增产量分别为 :海伦2 5 0kg·hm-2 ( 14年平均 ) ,沈阳 489kg·hm-2 ( 12年平均 ) ,桃源 15 3 1kg·hm-2 ( 11年平均 )。表明养分循环再利用这一生态过程所产生的效应有着明显的地理分异规律。据此可以认为 ,保持农业中养分循环再利用对于热量充沛的我国南方热带、亚热带地区尤为重要。

1999-2018年间国审玉米品种遗传产量增益及产量潜力分析

为保障玉米继续增产增收,本文对1999—2018年间中国玉米品种遗传增益和产量提升潜力展开研究。以中国种业大数据平台和中国统计年鉴数据为基础,对二十年间国审玉米品种的遗传产量增益和产量潜力进行分析:20年间中国共通过审定了933个国审玉米品种,平均单产9984.9 kg/hm^(2),国审品种年遗传产量增益速率185.73 kg/hm^(2)。二十年间,中国玉米平均实际单产为5432.96 kg/hm^(2),实现了国审玉米品种产量潜力的54.41%。国审玉米品种区域试验单产与实际单产之间回归方程为y=0.3728x+1710.5,当国审玉米品种区域试验单产每增加1 kg/hm^(2),全国玉米实际单产增加约0.3728 kg/hm^(2)。

大连地区玉米杂交种对产量的增益分析

大连地区是高秆大穗型品种主要种植区,对大连地区40年来生产上不同年代近30个主推品种产量表现、总增益、平均年增益、每5年产量增益统计表明：从种植第一个单交种丹玉6号开始到现在产量持续增加,到2010年总增益达到131 kg,平均年增益3.7 kg;2015年以推广密植品种良玉99为代表总增益达到186.3 kg,平均年增益达到4.7 kg;在每5年产量增益中出现几个阶段性节点,即1980年推广A团后达到36.1 kg,1995~2000年间推广D、E团后达到27.8~29.6 kg,2015年推广密植品种后高达55.3 kg,说明推广优良杂交种对产量增长的突出作用,2005年F团出现-4.4 kg负增益,说明此阶段产量处于＂爬坡＂阶段,推广密植品种良玉99后产量大幅增加。

海南试验点不同年代玉米品种产量及农艺性状增益分析

在海南试验点分析了我国近60年有代表性的34个品种产量及农艺性状的增益。结果表明:产量、出籽率、千粒重等12个农艺性状年代间均存在极显著差异,茎倒率和秃尖长年代间存在显著差异。海南试验点不同年代(1950年至2000年)玉米品种产量每年增益为46.4kg/hm2,与北京和新疆试验点的产量增益趋势一致,只是明显低于北京试验点。海南三亚冬季的生态环境适宜对我国不同年代玉米品种的产量增益进行分析。

我国玉米增长潜力、方向与保障措施

分析了1990～2012年我国玉米产量,玉米增产贡献率的75%来自扩大种植面积,25%来自提高单产,说明我国玉米增产潜力非常大。为实现2020年我国玉米产量达2.5亿t,提出"一机两改一保障"的发展战略和6条可操作性建议。