气候变化背景下河北夏玉米生长季热量资源利用率时空变化

探究夏玉米生长季热量资源利用率的时空分布特征,可为夏玉米品种布局调整、保障高产稳产提供理论依据。基于河北省夏玉米主产区15个农业气象观测站1981—2019年逐日气象数据、玉米及后茬轮作小麦的发育期观测数据,利用回归分析及空间插值等方法,分析气候变化背景下夏玉米生长季热量资源利用率时空变化。结果表明,1981—2019年河北省夏玉米潜在生长日数无显著变化、潜在积温显著增加(P<0.05);生长季热量资源利用率显著增加(P<0.05),生长日数利用率从1981年的80.4%提高到2019年的94.5%,积温利用率从1981年的84.5%提高至2019年的94.9%。河北地区夏玉米潜在生长季日数、潜在积温呈现南多北少的空间分布;生长日数利用率及积温利用率整体呈现南低北高的分布特征,其中廊坊地区生长日数利用率及积温利用率均较高(95%以上),邯郸生长日数利用率较低(85%以下)。1981—2019年夏玉米花前积温与花后积温气候倾向率分别为19.6、58.7℃·d·(10 a)^(-1),花后积温的上升速度明显高于花前积温,积温比呈现明显下降趋势,从1981年的1.6下降到2019年的1.1,下降28.5%。研究表明冀南地区夏玉米气候资源利用率仍有一定的提升空间,可以选用生长季更长的中熟和晚熟品种,育种或栽培上可选择灌浆阶段更长的品种,充分利用生长季热量条件,提高玉米产量。

不同管理方式对夏玉米氮素吸收、分配及去向的影响

【目的】本文利用15N同位素示踪技术探讨传统(CT)和优化(YH)两种管理方式对夏玉米氮素吸收、分配及去向的影响。分析目标产量下化肥氮的变化,解析夏玉米花前、花后氮素利用及转移规律,探讨肥料氮、土壤氮与作物氮之间的关系,为该地区夏玉米的科学合理施氮提供合理依据。【方法】在传统和优化两种管理方式定位试验中设置15N微区,采用将15N标记的尿素表施的方法,分析植株和土壤样品。新鲜土壤用1 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。15N标记的土壤和植物全氮的测定用烘干样(过0.15 mm筛),然后用美国THERMO finnigan公司生产的稳定同位素质谱仪DeltaplusXP进行测定。【结果】在该试验条件下,优化方式下夏玉米籽粒产量和总吸氮量显著高于传统方式,分别增加12%和10%。作物收获后,优化方式的15N吸收量及利用率显著高于传统方式,利用率分别为20.81%、32.54%。夏玉米各器官中氮素的积累量和向籽粒中的转移量土壤氮显著高于肥料氮,传统方式籽粒中氮素的57.73%、优化方式籽粒中氮素的45.15%来自各器官的转移,近一半的氮素是在花后积累的,基施高氮对作物生长作用不大。开花期土壤表层硝态氮含量传统方式显著高于优化方式,收获后有所降低,而土壤深层含量明显增加,有向下淋洗的趋势。夏玉米收获后,传统方式各土层的原子百分超均高于优化方式,而且在20—40 cm处出现了明显的15N累积峰,与开花期相比,40 cm以下土层的原子百分超明显增大,氮肥随水向下淋洗强烈。夏玉米收获后传统方式土壤氮素残留率高达56.18%,表现为土壤残留>损失>作物吸收;优化方式则表现为土壤残留>作物吸收>损失。【结论】在优化方式中夏玉米施氮量为N 185 kg/hm2时,玉米达到高产水平且氮肥的利用率高。适当减少施氮量及增加后期追肥次数可实现夏玉米的高产和肥料的高效利用。