电动自走式玉米-花生带状复合种植模式施药机设计与试验

针对玉米-花生带状复合种植模式施药农艺要求,设计了一款基于STM32单片机控制系统的电动自走式玉米-花生带状复合种植模式施药机。对施药机的驱动电机、转向机构、喷杆及防飘装置、施药管路等关键部件进行了选型与设计;采用流量传感器和速度传感器实时采集管路药液流量和底盘行驶速度,通过增量式PID算法实时调节比例控制阀开度,实现了变量施药控制;开发了基于Android手机的APP控制软件,实现了对施药机的远程控制。流量控制精度试验表明,调控后单个喷头目标流量与实际流量的相对误差η≤4.0%;变量施药试验表明,施药系统平均超调量为2.7%,施药量与理论值相差2.1%;雾滴沉积试验表明,雾滴沉积个数极差为4个/cm^(2),单位面积最低沉积量为35个/cm^(2),符合国家标准。

鲜食花生‖鲜食玉米高值化生产技术

在玉米花生带状复合种植技术的基础上,利用鲜食玉米生育期短、鲜食花生提前收获的特点,创新发展了鲜食花生‖鲜食玉米高值化生产技术,该技术在黄淮地区可以实现鲜食花生‖鲜食玉米一年两季种植。本文通过分析该技术在适宜模式、品种和机械的选择以及抢墒播种、水肥管理、病虫草防控、旺长调控、收获与储运等环节的关键要点,及其主要优势和应用前景,以期为该技术在粮油主产区推广应用提供技术支撑。

玉米宽窄行深旋免耕精量播种机田间试验及效果

为了解决目前玉米播种机械播种质量不高,良好农艺措施与农机不配套等问题,研发了一种基于宽窄行条带深旋免耕技术的玉米精量播种机。该文对该机作业后的土壤质量、土壤含水率、玉米出苗、群体光照、根系生长和产量等性状进行了分析。结果表明:采用该机播种后,土壤耕层容重显著降低(P<0.05),土壤蓄水保水能力提高,玉米的播种质量明显提高,群体整齐度增加,群体透光性明显改善,具有显著的增产作用。与普通播种机械相比,该机播种后的玉米出苗率平均提高6.2个百分点,玉米株高变异系数降低8.33%,玉米根系生长量增加15.79%,玉米生育后期的群体光能截获量明显增加,产量增加11.15%。实现了优良农艺措施与农机的有效结合。

种植方式对玉米-大豆套作体系中作物产量、养分吸收和种间竞争的影响

为探寻玉米-大豆套作体系下作物间的资源竞争关系,揭示玉米-大豆套作系统的增产机理,本研究以玉米-大豆套作系统(简称玉豆套作)为对象,通过2 a大田定位试验,研究了玉豆套作带状连作(A1)、玉豆套作带状轮作(A2)、玉豆套作等行距种植(A3)、玉米单作(A4)、大豆单作(A5)5种种植方式对玉米、大豆的产量、养分吸收及种间竞争能力的影响。结果表明,与单作和等行距种植相比,带状种植的玉米产量降低、大豆产量显著增加,A2的大豆产量分别比A5和A3高25.5%和89.2%。与带状连作相比,带状轮作促进玉米增产和对N、P、K的吸收,玉米籽粒产量及植株N、P、K的吸收总量分别提高7.5%、18.5%、9.1%、14.1%。与大豆单作相比,带状套作显著增加了大豆的经济系数和养分收获指数,A2的经济系数和植株N、P、K收获指数分别增加40.9%、11.9%、20.6%、39.9%。带状种植方式下,玉米对N、P、K的竞争力弱于大豆(Ams<0,CRms<1),但带状轮作提高了玉米的种间竞争力和营养竞争比率。玉米-大豆套作体系下,相对带状连作和等行距种植,带状轮作种植有利于玉米与大豆间的和谐共生,促进了玉米、大豆对养分的吸收,提高了系统的产量和土地当量比率(LER)。

小麦-玉米//花生带状轮作理论与技术

轮作换茬是一项悠久的传统农业技术,在现代农业中仍具有其他农业技术所不能代替的作用。间作因其充分利用资源和大幅度增加单位面积上作物产量的特点,在我国乃至世界范围内的农业生产中占有愈来愈重要的地位。本文对小麦-玉米//花生带状轮作理论与技术研究现状及应用前景进行分析,以期为该技术在我国黄淮海、东北、西南三个玉米主产区推广应用提供科技支撑。

花生-春玉米轮作中氮磷钾的产量效应与养分平衡

采用田间肥料定位试验研究氮磷钾肥料对春玉米和花生生长与产量的影响。NPK处理的花生、春玉米产量分别为4 799、8 762 kg·hm-2,花生不施氮、磷、钾处理的产量分别为NPK处理产量的80.7%、80.8%、75.9%;春玉米分别为83.1%、84.7%、89.5%,差异均达到显著水平。土壤氮、磷、钾限制因子排序:花生茬口为K>N,P,春玉米茬口为N,P>K,NPK处理土壤氮、磷、钾的收支表观平衡均为盈余,用量减半基本维持土壤氮、磷、钾收支表观平衡;不施氮肥和磷肥主要影响花生和春玉米的营养生长,不施钾肥主要影响生殖生长,氮、磷、钾对高产的贡献率为花生茬口K>N,P,春玉米茬口N,P>K。

多样化种植对土壤团聚体组成及其有机碳和全氮含量的影响

【目的】阐明东北黑土区禾本科与豆科作物多样化种植模式下土壤团聚体组成及其碳氮分布特征,为促进黑土地用养结合型种植制度优化提供理论依据与技术指导。【方法】田间试验于2016—2020年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行,设置玉米大豆间作(M/S)、玉米大豆轮作(M-S)、玉米花生间作(M/P)和玉米花生轮作(M-P)等多样化种植模式,以玉米连作(CM)常规种植模式为对照。2020年作物收获后采集0—20和20—40 cm土层土壤样品,分析多样化种植模式对土壤团聚体及其有机碳、全氮含量的影响。【结果】多样化种植有利于增加0—20和20—40 cm土层水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量,降低黏粉粒(<0.053 mm)含量,4种多样化种植模式的土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径均显著高于CM处理(P<0.05)。M/S和M-S处理0—20 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例分别比CM处理高17.6%和13.4%,M/S、M-S和M-P处理20—40 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例则分别比CM处理高10.4%、8.3%和10.5%。多样化种植增加了土壤大团聚体中有机碳和全氮含量,0—20 cm土层,M/S、M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体有机碳含量分别比CM处理高20.7%、24.3%、18.8%和17.8%;0—20 cm土层,M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体全氮含量分别比CM处理高13.0%、16.8%和14.8%。M-S和M/P处理0—20 cm土层>2 mm土壤团聚体有机碳和全氮对土壤总有机碳和全氮贡献率高于CM处理,而M/S和M-S处理<0.053 mm土壤团聚体有机碳和全氮对总有机碳和全氮的贡献率则低于CM处理。【结论】东北黑土区多样化种植提高了土壤大团聚体含量,降低了黏粉粒含量,增加了土壤团聚体稳定性及有机碳和全氮含量,有利于促进农田土壤碳氮固持。

寒地花生-玉米轮作少耕高产栽培技术

花生-玉米轮作少耕种植模式可以解决玉米长期连作导致的土壤养分失调、病虫害连年爆发和经济效益低下等问题。介绍了该技术的主要作业环节,5年种植3茬花生2茬玉米,对于提高作物产值、改善生态环境和实现稳粮增效具有重要的意义,促进了农业生态的可持续发展。

玉米花生带状间作对植株氮吸收和土壤微生物群落的影响

为探明玉米花生带状间作模式下植株氮吸收利用和土壤微生物群落特征,设置玉米单作(SM)、花生单作(SP)和玉米花生间作(IMP)三种种植模式,系统分析了不同种植模式下氮素吸收利用规律,并采用16S/ITS测序技术明确玉米花生带状间作系统下根际土壤细菌/真菌群落结构变化。结果表明,间作玉米边行优势明显,地下和地上部干物质积累量和氮积累量显著高于单作玉米和间作玉米中间行。间作玉米和间作交互区根际土壤细菌和真菌多样性和丰富度降低,而间作花生根际真菌多样性和丰富度增加,其中变形菌门、担子菌门、子囊菌门等有益菌最为显著富集。土壤中细菌和真菌存在复杂的相关性,变形菌门与子囊菌门正相关。间作丰富了物种功能多样性,参与氨基酸运输、代谢和碳水化合物代谢的细菌和腐生营养型真菌的显著富集,改善了植物养分吸收,促进了植株生长发育。可见,玉米花生间作可通过优化土壤微生物的群落结构,促进植株对氮素的吸收和利用,本研究为玉米花生带状间作氮营养互促吸收提供了科学依据。

宁夏引黄灌区玉豆间作和带状轮作模式对玉米水氮利用及产量的影响

探索间作及带状轮作模式对玉米水氮利用及产量的影响,提出适合宁夏灌区的种植模式。试验于2019—2020年,在宁夏王团旱作节水高效农业试验站开展,设置玉米/大豆间作(IMS)、玉米-大豆带状轮作(RMS)、单作玉米(MM)、单作大豆(SS)4种种植模式。结果表明,与单作玉米相比,带状轮作处理使玉米拔节期至成熟期干物质积累量增加9.58%~11.45%,且与间作相比,干物质积累量增加4.29%~7.53%。带状轮作种植模式下玉米对氮素的积累量、转运量及籽粒贡献率比间作提高2.19%、30.44%和19.86%。带状轮作和间作处理土壤含水量比单作分别提高5.64%和3.98%,且主要分布于0~140cm土层,带状轮作处理玉米水分利用效率较单作增加38.00%,且比间作增加15.61%。与单作玉米相比,间作处理提高玉米产量11.3%,降低大豆产量51.39%;玉豆带状轮作处理弱化了种间竞争力,使玉米产量提高21.98%,大豆产量下降22.91%。因此,带状轮作种植模式在水分利用效率、干物质积累、氮素转运及产量方面优势明显,可作为宁夏引黄灌区的一种有效替代种植模式。

施磷水平对不同茬口下冬小麦生长发育及产量的影响

【目的】研究施磷水平对不同茬口下冬小麦生长发育及产量的影响,探明小麦合理轮作制度和磷肥管理。【方法】于2018—2019和2019—2020连续两年在花生(PCR)、玉米(MCR)和花生Ⅱ玉米(ICR)茬口下种植冬小麦,分别设P0(0 kg P2O5·hm^(-2))、P90(90 kg P2O5·hm^(-2))、P180(180 kg P2O5·hm^(-2))和P270(270 kg P2O5·hm^(-2))4个施磷水平,研究施磷水平对不同茬口下冬小麦分蘖及成穗率、灌浆速率、干物质积累与分配、产量及产量构成的影响。【结果】(1)同一茬口下,随着施磷量的增加,冬小麦单位面积最大分蘖数、有效分蘖数、干物质积累量和单穗干重均呈P270>P180>P90>P0处理;冬小麦穗粒数、干物质向籽粒中分配率和产量呈先增加后降低的趋势,P180施磷水平下达到最大值。(2)不同茬口下,各施磷水平冬小麦单位面积最大分蘖数、有效分蘖数均表现为PCR>ICR>MCR;在不施磷(P0)和低磷(P90)水平时,花生茬口下的冬小麦各时期干物质量、产量均大于花生Ⅱ玉米茬口和玉米茬口,但在P180、P270施磷水平时,花生Ⅱ玉米茬口下的冬小麦各时期干物质量、产量则均大于花生茬口和玉米茬口。(3)结合施磷量与产量拟合曲线,花生茬口冬小麦最高产量为10493.6 kg·hm^(-2),最佳经济产量施磷量为177.0 kg·hm^(-2);花生Ⅱ玉米茬口最高产量为10749.8 kg·hm^(-2),最佳经济产量施磷量为178.9 kg·hm^(-2);玉米茬口最高产量为9936.2 kg·hm^(-2),最佳经济产量施磷量为189.3 kg·hm^(-2)。【结论】花生茬口及花生Ⅱ玉米茬口的冬小麦分蘖成穗、干物质积累与转移、籽粒灌浆和产量形成方面均优于玉米茬口,冬小麦产量潜力大,最佳经济产量施磷量低,为177.0—178.9 kg·hm^(-2)。

玉米、花生及其间作茬口与施磷对冬小麦光合特性及产量的影响机制

该试验在玉米单作茬口、玉米-花生间作茬口(间作茬口)、花生单作茬口共3种茬口,以及0 kg P_2O_5·hm^(-2)(P_0)和180 kg P_2O_5·hm^(-2)(P_1) 2个磷水平下,研究了间作茬口与施磷对冬小麦分蘖、叶面积指数(LAI)、干物质积累、光合特性及产量的影响机制,为玉米花生间作与小麦-玉米复种轮作提供理论依据。结果表明:(1)间作茬口较玉米茬口显著提高了冬小麦有效分蘖数、LAI、净光合速率和干物质积累量,并提高了冬小麦旗叶的SPAD值、CO_2饱和点、光饱和点及最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大RUBP再生的电子传递速率(J_(max))和最大磷酸丙糖利用速率(V_(TPU)),且CE、V_(cmax)、V_(TPU)的增幅均达到显著水平(P<0.05),有效改善了冬小麦产量构成,显著提高籽粒产量(P<0.05)。(2)间作茬口较花生茬口提高了冬小麦乳熟期的P_(nmax)、AQY、CE,增加了穗粒数和粒重,提高了产量。(3)与不施磷相比,施磷180 kg P_2O_5·hm^(-2)显著促进间作茬口冬小麦生长,显著提高冬小麦旗叶的SPAD值、P_(nmax)、AQY、CE、V_(cmax)、J_(max)、V_(TPU)和籽粒产量(P<0.05)。研究发现,间作茬口较玉米茬口能有效增强冬小麦旗叶表观量子效率和CO_2羧化能力,显著提高小麦花后光合能力,促进冬小麦生长,从而增加穗粒数、粒重和籽粒产量,且间作茬口结合施磷180 kg P_2O_5·hm^(-2)效果更好。

玉米‖花生茬口对冬小麦旗叶光化学活性的影响

为探明玉米‖花生茬口显著提高冬小麦旗叶的光合速率和产量的光反应机理,研究了玉米‖花生茬口(间作茬口,ICR)、玉米茬口(MCR)和花生茬口(PCR)及不同施磷水平对冬小麦播前土壤含水量、冬小麦花后旗叶的气体交换参数、光系统Ⅱ(PSⅡ)、光系统I(PSⅠ)及二者间的性能协调性的影响。结果表明,间作茬口较玉米茬口显著提高了冬小麦播前土壤含水量及旗叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和PSⅡ反应中心供(Wk)/受体侧(Vj)的活性,增强了单位面积吸收的光能(ABS/CSo)、捕获的能量(TRo/CSo)和进入电子传递的光能(ETo/CSo)。间作茬口较玉米茬口显著提高了冬小麦扬花期旗叶PSⅡ初级光化学最大量子产额(φpo)、转化效率(Ψo)、电子传递效率(δRo)及乳熟期的PSⅠ的性能(ΔI/Io)、PSⅡ与PSⅠ协调性(ΦPSⅠ/PSⅡ)和籽粒产量,较花生茬口显著提高了乳熟期的φpo和δRo值。施磷提高了Pn、ABS/CSo、TRo/CSo、ETo/CSo、φpo、Ψo、δRo、ΔI/Io和ΦPSⅠ/PSⅡ值。这说明间作茬口较玉米茬口提高了冬小麦旗叶光反应中心活性,从而提高净光合速率,重要原因可能是间作茬口能保持耕层较高的土壤含水量。

钟山县玉米花生带状复合种植--轮作芥菜栽培模式

经过在钟山县多年的探索应用,发现玉米花生带状复合种植--轮作芥菜栽培模式能够实现周年轮作生产,单位面积年总产值比单种某一作物有显著的提高,经济收益好。结合生产实践,从茬口安排、玉米花生带状复合种植技术要点、轮作芥菜栽培技术等方面进行了总结,以期为适度规模推广玉米花生带状复合种植--轮作芥菜栽培提供技术支撑和参考,助力乡村产业振兴。

等幅宽带状轮作对夏玉米、花生光合性能和产量的影响

为探明淮北平原等幅宽带状轮作对夏玉米、花生光合性能及产量的影响,以夏玉米品种郑单958和花生品种鲁花8号为试验材料,以夏玉米和花生连作为对照(CK),设置夏玉米花生等幅宽带状交替轮作,2020-2021年在安徽农业大学皖北试验站进行大田试验,分析等幅宽带状轮作对夏玉米和花生光合性能、干物质积累、产量及土地当量比的影响。结果表明,与连作相比,等幅宽带状轮作夏玉米单株叶面积和叶绿素含量在花期后显著增加,净光合速率在子粒建成期后显著提高;等幅宽带状轮作花生单株叶面积和净光合速率在整个生育期均显著提高,叶绿素含量在结荚期前显著增加。与连作相比,等幅宽带状轮作夏玉米和花生的产量、整株干重显著增加,提高了土地当量比。综上,在等幅宽带状轮作种植下,夏玉米和花生的光合性能、干物质积累、产量及土地当量比评估较连作有显著改善和提高,对充分利用环境资源、改善作物连作障碍、提高作物产量有积极作用。

秸秆还田对东北半干旱区玉米‖花生轮作系统土壤水热特性及作物产量的影响

以东北半干旱区玉米‖花生轮作系统为研究对象,试验设传统玉米单作、花生单作、不同秸秆还田量下(30%、60%和100%)玉米‖花生轮作5个处理。通过连续3年田间定位试验,研究玉米秸秆不同还田量对农田土壤水热特性、产量及土地当量比(LER)的影响。结果表明,与传统单作相比,秸秆还田处理玉米区播前0~40 cm土壤平均含水量提高了1.9%~3.9%,花生区提高了11.0%~13.9%;成熟期,秸秆还田花生区0:00~8:00平均地温比传统单作提高了0.2℃~1.1℃,10:00~22:00平均地温较传统单作降低了0.5℃~1.0℃。2016年和2017年玉米‖花生轮作系统LER为1.05~1.16,2018年各处理LER均小于1。吉林半干旱区玉米‖花生轮作系统进行秸秆还田改善了作物播前的土壤水分状况,但对于作物产量的影响在不同年份有所差异。

种植模式对科尔沁沙地土壤微生物群落的影响

针对科尔沁沙地土壤质量退化、花生连作障碍问题,于辽宁省农业科学院章古台试验站进行田间定位实验,设置玉米(Zea mays L)-花生(Arachis hypogaea)-玉米轮作(L1)、花生-玉米-花生轮作(L2)、玉米连作(YL)和花生连作(HL)4种种植模式,采集0-20cm土层土壤样品,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析土壤微生物群落结构组成及多样性,测定土壤可培养微生物数量及土壤微生物量碳氮磷含量。结果表明:L1和L2模式下土壤微生物群落总丰度、细菌群落丰度、真菌群落丰度、放线菌群落丰度均显著高于YL和HL。主成分分析与冗余分析结果表明,L1和L2与土壤微生物量碳氮磷含量、土壤微生物各菌群丰度呈正相关;土壤可培养微生物总量与土壤总PLFA含量正相关。综上,轮作引起的土壤微生物群落丰度的变化是土壤微生物量碳氮磷累积的驱动因素。花生-玉米轮作种植能有效改善土壤微生态环境、缓解花生连作障碍。