河南省夏玉米花期高温热害时空分布特征

基于1957—2022年河南省109个县(区)气象站的逐日气象数据,计算夏玉米花期日最高气温≥35℃持续天数及累计天数,从连续型高温热害与非连续型高温热害2个方面分析河南省夏玉米花期高温热害的发生频率和时空分布特征,以期为河南省夏玉米生产上的抗灾避灾提供科学依据。结果表明,在时间分布上,1957—2022年,河南省夏玉米花期高温热害发生频率呈现出先降低后增加的趋势,在2010年以后,高温热害呈现频发趋势,且连续型高温热害的发生频率更高。高温热害发生频率较高的时间为1960年代和2010年以后,且1960年代以中度和重度高温热害为主,2010年以后以轻度和中度高温热害为主。在空间分布上,河南省夏玉米花期高温热害发生频率呈现出豫东、豫南地区较高,豫西、豫北较低的特征。高温热害高风险地区分布于南阳市南部、驻马店市、周口市和商丘市东部,低风险地区分布于安阳市、濮阳市和鹤壁市。在高温热害类型上,商丘市南部更容易发生连续型高温热害;漯河市和周口市更容易发生非连续型轻度高温热害,南阳市南部更容易发生非连续型中度和重度高温热害,驻马店市南部更容易发生非连续型重度高温热害。

播期调整对华北北部冬小麦、夏玉米产量和品质的影响

【目的】基于田间分期播种试验,研究华北北部冬小麦、夏玉米播期调整,其生长发育、光合生理特性、籽粒灌浆和产量形成及品质对气候变暖的不同响应,为华北平原农业生产采取措施应对气候变化提供科学依据。【方法】采用分期播种方法,于2017—2023年在华北北部的河北固城农业气象国家野外科学观测研究站开展冬小麦和夏玉米的大田分期(早播10 d、正常播期、晚播10 d、晚播20 d)播种试验,获取冬小麦和夏玉米的生育进程、地上干物质累积和分配、叶片光合特性、籽粒灌浆速率以及产量农艺性状和籽粒营养成分等资料。【结果】冬小麦全生育期随播期推迟而缩短,主要原因在于冬前幼苗期缩短;夏玉米全生育期与播期呈抛物线关系,播期每推迟10 d,幼苗期缩短1.3 d,花粒期和籽粒形成-灌浆期分别延长1.5和1.6 d。冬小麦、夏玉米籽粒灌浆过程对播期调整的响应完全不同,冬小麦籽粒灌浆特征在播期间反应并不敏感,夏玉米籽粒灌浆速率在播期间差异较小,但籽粒形成期、灌浆结束日期和峰值日期因播期推迟顺次延后,且灌浆持续日数因播期每推迟10 d,灌浆持续日数缩短4 d。北方麦区在秋暖和冬暖背景下,冬小麦播种期界限延宽,播期对产量的影响明显减弱,播期推迟配套增加播种量,产量不减且会小幅增产;夏玉米产量随播期推迟明显递减,理论产量播期每推迟10 d递减率1381.50 kg·hm^(-2),但冬小麦和夏玉米晚播20 d产量都凸显跳跃变小。播期每推迟10 d,冬小麦籽粒分配率递增1.67%,夏玉米则递减1.57%,冬小麦收获指数提高0.017,而夏玉米降低0.016。冬小麦和夏玉米叶片光合速率(Pn)对播期的响应亦不同,冬小麦播期间的Pn较为相近,而夏玉米播期每推迟10 d Pn递减率1.21μmol·m^(-2)·s-1。播期调整对华北北部冬小麦、夏玉米籽粒品质不会产生明显影响。【结论】气候变暖背景下我国北方冬小麦延迟播种,延宽适宜播种期是适应气候变暖的积极有效措施,华北平原夏玉米适期早播可避免高温热害影响,有助于稳产增产。

冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫垂直活动特征

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明:沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期,且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期,3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期,3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早,沟金针虫表现出晚下早上特征,使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长;土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动,其为害适宜土壤重量含水率约为15%~18%,适宜土壤温度为14~18℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知,虫口密度每增加10 m^(-2)或虫口重量每增加1.0 g·m^(-2),可导致减产率增加5.1%。

水分及秸秆覆盖对夏玉米土壤呼吸及碳平衡的影响

【目的】充分发挥秸秆覆盖与适宜灌溉对作物增产及土壤固碳减排的各自优势及二者协同效应,建立减排增产节水的高效农田管理模式。【方法】以豫东地区夏玉米为研究对象,设置覆盖方式(秸秆覆盖(S)和无覆盖(N))和灌水控制下限(田间持水率(FC)的50%(W1)、60%(W2)、70%(W3)、80%(W4))两因素试验,系统研究水分及秸秆覆盖对土壤碳排放总量、土壤微生物异氧呼吸碳释放量和农田净初级生产力固碳量影响。【结果】秸秆覆盖和灌水增加了土壤呼吸、农田净初级生产力固碳量和土壤微生物异氧呼吸碳释放量,其中SW4处理均最高,与SW3、NW4处理差异不显著。SW3处理净生态系统生产力(NEP)和碳排放效率均最高,分别较其他处理高3.99%~245.74%和2.35%~138.80%。与SW4处理相比,SW3处理在节约灌水的前提下,农田净生态系统生产力提高2.99%,碳排放效率提高2.35%。【结论】综合考虑农田净生态系统生产力和碳排放效率,SW3处理(灌水控制下限为70%FC+秸秆覆盖)可以作为节水、减排、增产的农田管理模式。

施氮量对不同夏玉米品种籽粒灌浆特性、产量和品质的影响

以脱水速率不同的2个夏玉米品种迪卡517(DK 517,脱水速率较快)和郑单1002(ZD 1002,脱水速率较慢)为材料,研究施氮量[0 kg/hm^(2)(N0)、180 kg/hm^(2)(N1)、300 kg/hm^(2)(N2)]对夏玉米籽粒灌浆特性、脱水速率、产量和品质的影响,以期为黄淮海夏玉米优质高效生产提供理论依据。结果表明,随着施氮量的增加,DK 517和ZD 1002籽粒干质量总体上均逐渐增加,行粒数和产量先增加后降低,籽粒粗蛋白含量增加,粗淀粉含量降低。N1处理总体上籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率最高,活跃灌浆期最长,行粒数最多,进而产量最高,分别为9694.60 kg/hm^(2)和11204.56 kg/hm^(2),且籽粒粗蛋白含量较高。不同施氮量处理对不同脱水类型夏玉米品种籽粒灌浆特性影响不同。授粉后15~24 d,不同处理夏玉米籽粒含水量之间差异显著,授粉后58 d,DK 517籽粒含水量表现为N2>N1>N0,ZD 1002籽粒含水量表现为N1>N0>N2。授粉后49~58 d,N0处理籽粒脱水速率最高。与ZD 1002相比,DK 517籽粒灌浆速率最大时的生长量和最大灌浆速率较高,到达最大灌浆速率的时间较早,活跃灌浆期较短,籽粒含水量较低,灌浆前期籽粒脱水速率较低,中后期较高,行粒数、百粒质量和产量较低,籽粒粗脂肪含量较低,粗蛋白和粗淀粉含量较高。籽粒脱水速率与穗粗、秃尖长呈显著或极显著负相关,与穗长和粗淀粉含量呈显著或极显著正相关。综上,施氮180 kg/hm^(2)可促进夏玉米籽粒灌浆,提高产量和籽粒粗蛋白含量。

控释掺混肥对夏玉米氮肥利用效率和气态氮损失的影响

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对比分析了不同处理的夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失(氨挥发和N2O排放)的差异。结果发现,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)较FFP处理夏玉米增产1.4%~2.9%(P>0.05),在减氮和一次性施肥的条件下实现了夏玉米稳产。与FFP处理相比,CRBF30和CRBF50处理的氮肥吸收利用率分别提高了8.4个和11.1个百分点,其中CRBF50处理差异显著(P<0.05);氮肥偏生产力分别提高了8.87 kg·kg^(-1)和9.86 kg·kg^(-1)(P<0.05)。与FFP处理相比,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低71.9%~73.5%(P<0.05)和71.59%~72.66%(P<0.05),N2O排放强度和累积排放量分别显著降低了34.5%~41.4%(P<0.05)和33.7%~37.5%(P<0.05)。综上,施用控释掺混肥可兼顾夏玉米稳产、氮肥高效利用并降低氮素气态损失。

授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合及产量的影响

针对黄淮海地区花期高温影响夏玉米安全生产的问题,本研究以热敏感型品种‘先玉335’为试验材料,以大田常温为对照(CK),设置授粉期高温处理(HT),研究授粉期高温胁迫对夏玉米植株形态、叶片光合特性、干物质积累与分配及产量形成的影响。结果表明:2021年和2022年,HT处理的冠层最高温度超过40℃的天数分别为7 d和8 d,高温处理期间冠层最高温度分别较CK高1.7~6.8℃和1.5~4.6℃。HT处理显著提高了夏玉米株高和穗位高,对茎粗和叶面积无显著影响,但延缓了生育后期叶片衰老,2021年和2022年成熟期的叶面积较CK分别显著提高34.69%和163.72%。高温处理期间,HT处理的玉米叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度显著升高(P<0.05,P<0.01),叶片羧化效率、气孔限制值和水分利用效率显著降低(P<0.05,P<0.01);叶片净光合速率随处理温度而变化,处理温度过高(一般>40℃时)则显著降低(P<0.05),反之则显著升高(P<0.05)或无显著变化,叶片整体光合性能下降。高温胁迫解除后,HT处理的叶片光合性能相关参数逐渐与CK趋于一致。经授粉期高温胁迫处理后,玉米茎秆、叶片、苞叶、穗轴和单株干重降低,其中穗轴干重降幅最大,而雄穗和花丝干重增加,使得干物质向茎秆、叶片、雄穗、花丝等部位的分配比例增加,而向穗轴的分配比例显著减少(P<0.05)。至成熟期,HT处理造成玉米籽粒和单株干重显著减少48.32%和16.71%(P<0.05),而玉米茎秆和叶片干重显著增加35.01%和9.48%(P<0.05)。HT处理的结实率和穗粒数分别显著下降54.43%和53.19%(P<0.05),百粒重显著提高10.13%(P<0.05),但籽粒产量显著降低46.82%(P<0.05)。综上,授粉期高温胁迫增强了玉米叶片气孔蒸腾,增加了胞间CO_(2)浓度,降低了叶片羧化效率和水分利用效率,导致植株整体光合性能下降,制约了光合同化物积累及向穗部的转移分配,导致结实率显著下降,穗粒数显著减少,制约了花后光合同化物从“源”(茎秆和叶片)向“库”(籽粒)的转运,最终导致籽粒产量大幅下降。

基于新能源技术的夏玉米精准定穴施肥机械设计

文章主要探究了夏玉米精准定穴施肥机械的设计要点和应用效果。该机械采用电能驱动,探测器可精准识别玉米植株的位置,施肥机构靠近植株后确定扎穴点,扎穴机构将肥料送入穴内,完成精准定穴施肥。该机械可根据地形变化调节扎穴机构的离地间隙,利用复位弹簧保证扎穴机构在施肥后自动回退至初始位置,提高了作业效率并减少了化肥的浪费。试验结果表明,精准定穴施肥机械的排肥量变异系数在1.35%~4.16%,小于技术标准规定的6%,满足中耕追肥机的技术标准。

山东省夏玉米密植产量提升的分析

玉米种植密度在一定程度上影响着玉米的产量,因此分析不同种植密度提升玉米产量的机制具有重要意义。夏玉米是临邑县主要经济农作物,为确保夏玉米产量应采取增加栽培密度,并做好配套田间管理措施。本文分析了种植密度对山东省夏玉米干物质积累、产量和倒伏的影响,得出了密植条件下夏玉米产量提升机制,即在6.00~8.25×10^(4)株·hm^(-2)密度范围内,群体干物质积累量随密度的增大而增大,通过增加穗数增多而增加了夏玉米产量,而且夏玉米未发生倒伏。提出在临邑县从事夏玉米生产时,推荐密度为8.25×10^(4)株·hm^(-2),施氮量为360kg·hm^(-2)。通过合理密植、配施化肥、化控等农艺措施能够实现夏玉米高产,为相关生产实践提供参考。

夏玉米高产抗逆新品种“立原296”栽培技术

针对夏玉米生产上盲目施肥、过量施肥、养分供给与作物需求不同步、肥料利用率低等问题,基于高产抗逆新品种“立原296”,研究提出了新品种“立原296”配套栽培技术,该技术提高了夏玉米肥料利用效率以及全程轻简机械化作业。与传统施肥方式相比,增产10%以上,肥料利用率提高8%~10%,实现了减肥、增产、增效。

灌溉量和氮肥增效剂对夏玉米产量及水肥利用的影响

为探究水分和氮肥增效剂对夏玉米生长及水肥利用的综合影响,通过设置40 mm(W1)和60 mm(W2)两个灌水水平下不施氮肥(N0)、施用氮肥(U)、氮肥+硝化抑制剂(U+DCD)、氮肥+脲酶抑制剂(U+NBPT)、氮肥+双效抑制剂(U+N+D)5种氮肥施用措施,开展夏玉米田间试验。结果表明:相较于施用氮肥处理,氮肥配施增效剂可以显著提高夏玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力,增幅分别为5.92%~13.82%、5.85%~18.07%、11.12%~24.30%、12.35%~41.83%和5.93%~13.80%,其中氮肥配施双效抑制剂效果较优;氮肥配施脲酶抑制剂和双效抑制剂可以降低夏玉米农田土壤氨挥发累积量和成熟期土壤硝态氮残留量,前者效果最优。相比于W1,W2水平下氮肥配施双效抑制剂处理玉米产量、成熟期地上生物量、净收益、水分利用效率和氮肥偏生产力分别提高10.54%、15.51%、19.40%、20.31%和27.36%;氮肥配施脲酶抑制剂处理农田土壤氨挥发累积量和硝态氮残留量分别降低11.33%和48.46%。综合考虑夏玉米施肥灌水方案的经济效益、环境效益、水肥利用效率和玉米植株生长,构建模糊综合评价体系,得到最优处理为灌水量60 mm下氮肥配施双效抑制剂。

不同灌溉施肥方式对夏玉米产量和水氮利用的影响

为明确不同灌溉施肥方式对夏玉米生长、产量及水氮利用的影响,本试验以登海605(DH605)和郑单958(ZD958)为材料,设常规灌溉施肥(FP)、喷灌+种肥同播(SN)、喷灌+水肥一体化(SF100%)、喷灌+水肥一体化+减氮20%(SF80%)共4个处理,研究不同灌溉施肥方式对夏玉米干物质积累、产量及产量构成因素、水分利用效率和氮肥偏生产力的影响。结果表明,品种、灌溉施肥方式及品种和灌溉施肥互作效应显著影响夏玉米的产量、干物质积累速率、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(PFPN),SF80%处理下两年平均产量、水分利用率、氮肥偏生产力均最高。与FP、SN和SF100%处理相比,SF80%处理下DH605两年平均产量分别提高14.55%、7.66%和2.26%,水分利用率分别提高23.73%、12.61%和8.86%,氮肥偏生产力分别提高43.19%、34.58%和27.82%;ZD958两年平均产量分别提高35.93%、15.24%和7.84%,水分利用率分别提高40.81%、21.79%和11.13%,氮肥偏生产力分别提高69.91%、44.05%和34.80%。综上所述,喷灌+水肥一体化+减氮20%的灌溉施肥方式可以显著提高夏玉米产量和水氮利用效率,实现夏玉米增产增效。

华北平原冬小麦-夏玉米农田生态系统土壤自养和异养呼吸模型构建

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机理土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型。结果表明,冬小麦-夏玉米农田土壤异养呼吸模型可表达为土壤温度和土壤水分的函数,其中,土壤温度对土壤异养呼吸的影响适合用Arrhenius方程描述,而土壤水分的影响适合用对称的倒抛物线描述。验证表明,该模型的R^(2)和RMSE分别为0.68和0.52μmol m^(-2)s^(-1)。土壤自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块,其中,维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数,其形式分别为Van′t Hoff指数方程和米氏方程;生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦季和夏玉米季土壤自养呼吸模型的结构相同,但是两种作物的模型参数差异较大。验证表明,冬小麦季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.64和0.50μmol m^(-2)s^(-1),夏玉米季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.67和0.37μmol m^(-2)s^(-1)。相比于不区分土壤异养呼吸和土壤自养呼吸的土壤总呼吸模型,本研究构建的土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型能够更加准确地模拟土壤呼吸的季节变化和年际变化过程,可为华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的土壤呼吸估算提供方法依据。

叶面喷施硅制剂对滨海盐碱地夏玉米叶片光合性能及籽粒产量的影响

硅是作物生长的有益元素,有助于缓解作物遭受的盐胁迫。本试验以大田试验种植的登海605为试验材料,分别于小喇叭口期(V9)、大喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)进行喷施硅制剂(8 g L^(–1) Si O_(2))处理,并以同期喷施等量清水为对照,旨在探讨不同时期叶面喷施硅制剂对滨海盐碱地夏玉米叶片光合性能及籽粒产量的影响,为滨海盐碱地夏玉米抗逆增产提供理论依据。结果表明,与对照相比,不同时期喷施叶面硅制剂,均能够显著增加盐碱地夏玉米叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量,缓解光合器官的损伤和光合色素的降解;V9、V12、VT期叶面喷施硅制剂处理R6期,叶面积指数2年平均分别提高6.28%、7.16%、6.66%,2023年R3期叶绿素含量分别提高6.62%、7.52%、7.47%。喷施硅制剂提高了叶片净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))以及胞间CO_(2)浓度(C_(i));V9、V12、VT期叶面喷施硅制剂处理R3期P_n两年平均分别提高11.64%、11.73%、16.39%。光合速率提升促进了干物质积累及其向籽粒的转运,R6期干物质积累量分别提高8.46%、8.88%、9.67%,穗粒数和千粒重显著提高,最终籽粒产量在2022年和2023年分别提升了7.24%、10.47%、12.94%和6.23%、7.99%、11.25%;综上,本试验条件下,滨海轻中度盐碱地夏玉米生产过程中以VT期喷施叶面硅制剂的增产效果最佳,主要是缓解了氧化胁迫、提升了光合性能、促进了干物质积累与转运。

不同生育期涝渍胁迫对夏玉米产量影响的试验研究

为探明夏玉米在不同生育期对不同形式和历时涝渍胁迫的响应规律,在夏玉米拔节期、抽雄期和灌浆期分别设置1、3、5 d单涝,3、5、7 d单渍和先涝后渍组合胁迫试验,分析各涝渍胁迫对夏玉米产量及其构成、果穗性状、干物质损失和分配的影响。研究结果表明:①拔节期涝渍胁迫使夏玉米减产最多,灌浆期次之,抽雄期最少。3种涝渍胁迫中先涝后渍胁迫减产幅度最大。各生育期夏玉米受同种涝渍胁迫后的减产幅度随胁迫时长的增加而增大。拔节期涝水时长超过3 d都可能使玉米绝收;抽雄期和灌浆期减产最多的均为先涝5 d后渍5 d胁迫,产量显著下降49.1%和82.4%。②百粒重和穗粒数共同影响夏玉米产量,不同生育期涝渍胁迫对两者影响幅度不同。拔节期单涝、先涝后渍胁迫主要减少百粒重;拔节期、灌浆期单渍胁迫和抽雄期、灌浆期先涝后渍胁迫主要减少穗粒数;抽雄期单渍胁迫一并影响穗粒数和百粒重;抽雄期、灌浆期单涝1 d、3 d主要影响百粒重,5 d主要影响穗粒数。③涝渍胁迫使夏玉米果穗性状指标受到影响。涝渍胁迫发生在拔节期使穗长和穗粗变短,抽雄期主要影响穗长,灌浆期主要影响穗粗。涝渍胁迫使夏玉米秃尖长度和秃尖比增加,进而导致产量损失。灌浆期涝渍胁迫对秃尖长度和秃尖比影响最明显。④涝渍胁迫导致夏玉米干物质损失和分配比例变化。拔节期涝水时长超过3 d使籽粒占比归零,穗轴占比降低。抽雄期涝渍胁迫主要影响干物质在茎叶和籽粒间的分配,穗轴占比无明显变化。灌浆期涝渍胁迫使干物质在茎叶、籽粒和穗轴间的分配均受到影响。

淮北平原不同时间尺度下的夏玉米干旱特征

【目的】在生长阶段和生长季内起始不定的10d尺度下,对淮北平原夏玉米的干旱时空特征进行研究,探索不同土层深度下的干旱规律,为夏季作物的抗旱灌溉提供更加科学合理的规划依据。【方法】基于干旱严重程度指数(DSI),将2010—2019年表土层(0~10cm)和根系主要分布层(0~50cm)的干旱状态进行分级,并利用M-K检验法和克里金空间插值法,在生长阶段和生长季内起始时间不定的10 d两种较小时间尺度下,对淮北平原夏玉米干旱的时间变化趋势和空间分布特征进行了分析。【结果】(1)自2016年生长季开始,砀山、蒙城、谯城站的干旱程度和频率显著升高,阜阳站干旱程度和频率都显著降低,而宿州站的干旱事件则集中在2010—2012、2019年生长季;与生长阶段尺度相比,部分干旱事件在生长季内起始不定的10 d尺度下的干旱程度更大,干旱频率也更高;(2)各个生长阶段的多年平均干旱指数最高的是播种—出苗期,达到了中旱以上,此生长阶段的干旱频率同时也最高,在40%以上;2种尺度下重旱以上的干旱事件常发生在北部砀山和中部蒙城、宿州区域;0~10 cm土层的干旱频率在西南部较高,0~50 cm土层的干旱频率则在东部和北部较高;(3)生长季内起始不定10 d尺度下,每个生长季干旱程度最高的时段其起始时间多数处于播种—出苗的早期,出苗—拔节的早期,拔节—抽雄的中期,且大都在重旱以上,少数发生在8月与9月。【结论】淮北平原夏玉米在2016年生长季之后有显著的干旱突变趋势,干旱程度和频率常常在播种—出苗期最高,相比于生长阶段时间尺度,在生长季内起始不定的10d尺度下会识别出更高的干旱程度,干旱频率也有所增大,同时能更确定严重干旱事件的发生时段。

种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。

氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响

以郑单958和谷神玉66为研究对象,大田条件下设置3个施氮量[225 kg/hm^(2)(HN)、180 kg/hm^(2)(MN)、90 kg/hm^(2)(LN)]和4个喷锌时期[不喷锌(Zn0)、苗期和拔节期1∶1喷锌4.5 kg/hm^(2)(Zn1)、拔节期和大口期1∶1喷锌4.5 kg/hm^(2)(Zn2)、大口期喷锌4.5 kg/hm^(2)(Zn3)],分析氮锌配施对夏玉米灌浆期籽粒氮、锌元素吸收和转运的影响,为生产上氮、锌肥的施用提供依据。结果表明,随着生育进程的推进,夏玉米籽粒中氮、锌含量总体上明显下降。成熟期,以MNZn2处理谷神玉66籽粒氮含量最高,为14.64 g/kg,氮累积量则以MNZn2处理郑单958最高;MNZn3处理谷神玉66的籽粒锌含量和累积量较高。MN处理氮花后吸收量及其贡献率均最高,分别为50.42 kg/hm^(2)和44.20%,且锌转运量最高,为61.68 g/hm^(2);Zn2处理氮花后吸收量及其贡献率和锌转运量贡献率均最高,分别为54.56 kg/hm^(2)、44.31%和17.26%;且这2个处理下的穗粒数、千粒质量和产量较高。氮转运量与氮、锌花后吸收量呈显著或极显著负相关,锌花后吸收量与籽粒中氮、锌含量和氮花后吸收量呈显著或极显著正相关。综上,在夏玉米大田生产中,施用氮肥180 kg/hm^(2),结合拔节期和大口期1∶1叶面喷施锌肥,能促进夏玉米灌浆期对氮、锌元素的吸收和转运,提高籽粒氮、锌含量,并能维持高产,达到籽粒产量和锌营养品质同步提高的目的。

华北平原夏玉米不同生育阶段大风灾害危险性评估

[目的]大风灾害是制约社会经济发展的主要气象灾害之一,科学评估大风灾害危险性对夏玉米生产防灾减灾具有重要意义。[方法]基于夏玉米拔节后不同生育阶段最大风速和大风日数的时空分布特征,筛选并利用历史倒伏案例验证区域适用的夏玉米大风倒伏判别指标,运用风险区划方法,评估了华北平原夏玉米不同生育阶段的大风倒伏危险性。[结果](1)1980—2019年以来,华北平原夏玉米拔节后最大风速和大风日数均呈显著的波动式下降趋势,空间上由东部向中西部逐渐递减。(2)夏玉米拔节后以轻度倒伏为主,区域平均的倒伏发生概率为44.5%,重度倒伏发生概率最小,为7.8%;拔节—抽雄阶段最易发生倒伏。(3)夏玉米拔节后大风倒伏概率总体呈逐渐降低趋势,但2011年以后局部地区拔节—抽雄期大风倒伏有极端加剧的趋势。(4)夏玉米大风灾害危险性分布整体上呈现由东向西逐渐递减的趋势,东部为高风险地区,中部大部分地区为中风险区,北部和西部部分地区为低风险地区。[结论]尽管近年来最大风速和大风日数均呈下降趋势,但华北平原局部地区夏玉米大风倒伏有加剧趋势,需要加强防灾减灾相关建设。

不同锌源叶面喷施对冬小麦和夏玉米产量及籽粒营养品质的影响

为探明不同锌源叶面肥喷施对小麦和玉米产量、籽粒矿质元素含量及锌、铁生物有效性的影响,对冬小麦-夏玉米轮作体系开展不同叶面肥喷施试验。小麦季设置去离子水(CK1)、尿素(CK2)、尿素+纳米氧化锌(U+ZnO)、尿素+壳聚糖纳米锌(U+ZnCNP)、尿素+普通七水硫酸锌(U+Zn)5种叶面肥处理;玉米季增加尿素与锌铁硒多元混合喷施处理(U+Zn/Fe/Se)。结果表明:各叶面肥喷施处理对小麦和玉米籽粒产量均无显著影响,但对籽粒微量元素含量有显著影响。不同锌源与尿素混合叶面肥对小麦籽粒锌含量强化效果由弱到强依次为U+ZnCNP<U+ZnO<U+Zn。与CK2处理相比,处理U+Zn使小麦籽粒锌含量显著提高77.7%(从22.80 mg·kg^(-1)增加至40.52 mg·kg^(-1))、籽粒植酸与锌(PA/Zn)摩尔比显著下降42.1%,使籽粒锌生物有效性(TAZ)显著提高74.5%。对于玉米,与CK2处理相比,处理U+Zn/Fe/Se使籽粒锌含量提高32.3%(从14.93 mg·kg^(-1)增加至19.60 mg·kg^(-1))、硒含量显著提高12.7倍(从17.66μg·kg^(-1)增加至242.04μg·kg^(-1))、籽粒PA/Zn摩尔比显著下降27.0%,使籽粒TAZ显著提高36.9%,使整个植株或玉米秸秆磷与锌(P/Zn)和磷与铁(P/Fe)摩尔比降低。研究表明,叶面喷施普通七水硫酸锌是提高小麦、玉米籽粒锌含量和生物有效性的最佳形式,其强化小麦籽粒锌效果优于玉米。叶面喷施尿素与锌铁硒混合溶液可同时提高玉米籽粒锌、硒含量及锌、铁生物有效性(籽粒、全株、秸秆),是解决人体或动物微量元素营养缺乏的有效农艺强化措施。