四川玉米生理成熟后抗倒性能变化及其影响因素

玉米茎秆强度下降是造成生理成熟后玉米倒伏的重要因素。为明确玉米生理成熟后茎秆强度变化及影响因素,本试验以玉米品种‘正红6号’为材料,设置不同密度处理,通过研究其生理成熟后茎秆强度、单位长度干重、含水率等变化规律,分析影响生理成熟后茎秆强度的关键因素,为机械粒收技术推广提供科学指导。结果表明,玉米生理成熟后节间茎秆强度逐渐下降,随着时间推移,降低幅度逐渐减小;生理成熟后玉米茎秆单位长度干重、含水率逐渐降低,节间长粗比略有增加。不同密度间茎秆强度差异显著,生理成熟后茎秆强度下降幅度不同,在4.5万~10.5万株∙hm^(-2)密度范围内,随着密度增加,茎秆强度下降幅度呈降低趋势,低密度茎秆强度下降幅度大于高密度处理。种植密度增加导致玉米茎秆单位长度干重显著降低,节间长粗比显著增加。本研究发现玉米生理成熟后茎秆单位长度干重降低是茎秆强度降低的主要原因;种植密度增加显著降低了茎秆强度,同时随着站秆时间的延长,茎秆强度进一步降低,增加了玉米倒伏风险。因此,合理密植、适期收获能降低因生理成熟后站秆能力下降而导致倒伏的风险。

收获时期对四川春玉米机械粒收质量的影响

开展收获时期对玉米机械粒收质量影响的研究,对确定玉米适宜机械粒收时期和粒收技术的推广应用具有重要意义。本文以四川4个主栽玉米品种为材料,研究不同收获时期(7月31日、8月7日、8月13日、8月19日、8月25日、8月31日)对四川春玉米机械粒收质量的影响,并分析籽粒含水率与机械粒收质量之间的关系。结果表明:随收获日期推迟,玉米籽粒含水率逐渐降低,破碎率先快速降低后略有升高,杂质率快速降低并趋于稳定,而落穗损失率显著增加,落粒损失率变化规律不明显。机械粒收损失主要为落穗损失,占总损失率的比例平均为76.34%。随收获日期推迟籽粒破碎率和杂质率在品种间的差异逐渐减小,而落穗损失和总损失率在品种间的差异逐渐增大。籽粒含水率是影响机械粒收质量的关键因素,破碎率与籽粒含水率拟合方程为y=0.0329x2-1.3328x+15.529(R2=0.55**),含水率为10.76%~29.76%,破碎率低于5%;杂质率与籽粒含水率拟合方程为y=0.0318e0.1185x(R2=0.71**),含水率低于38.37%,杂质率低于3%;落穗损失率与籽粒含水率拟合方程为y=2083.3/x2.135(R2=0.68**);籽粒总损失率与籽粒含水率拟合方程为y=911.02/x1.769(R2=0.68**),含水率高于18.96%,籽粒总损失率低于5%。推迟收获有利于降低籽粒破碎率和杂质率,但增加落穗风险和籽粒总损失率。本试验播期条件下,玉米适宜机械粒收的籽粒含水率范围为18.96%~29.76%,适宜机械粒收时间在8月7-19日,较传统收获日期推迟10~15 d。

不同耐低氮性玉米品种的花后碳氮积累与转运特征

为了探明不同耐低氮性玉米品种生育后期碳、氮物质积累与转运特性及其对氮肥响应的差异,以期为品种高效施氮技术的制定提供理论依据。以耐低氮品种‘正红311’(Zhenghong311,ZH311)和低氮敏感品种‘先玉508’(Xianyu 508, XY508)为材料,设置4个氮肥用量(0、150、300和450 kg hm–2),于2017—2019年研究氮肥水平对不同耐低氮性玉米品种生育后期物质,包括干物质、全氮和非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)积累和转运的影响。结果表明,供氮不足时,玉米通过增加花前贮存碳、氮物质对籽粒的转运以保证产量。增施氮肥能够提高玉米花后干物质和碳水化合物生产及其对籽粒质量的贡献率。与低氮敏感品种先玉508相比,在低氮条件下,耐低氮品种正红311在花前、花后均保持较高的植株干物质、NSC和氮素量,花后物质积累量及其对籽粒质量的贡献率更高,从而拥有更高的籽粒产量;品种间花前物质转运率及其对籽粒质量的贡献率差异不大。面对低氮胁迫,正红311既保证了花前贮存物质充分向籽粒运输,同时维持着较高的同化物积累能力来影响其产量形成。

玉米–大豆带状种植中套作高光效玉米窄行穂位叶光合特性对弱光胁迫的响应

玉米–大豆带状套作模式下,宽窄行种植玉米,窄行叶片存在着明显的光限制现象。采用低(A1:众望玉18)、中(A2:川单418)、高(A3:荣玉1210)光效玉米品种,玉米–大豆带状套作种植模式,带宽固定为2 m,每带种植2行玉米2行大豆,设置大豆行距40 cm和玉米不同的窄行行距(B1:20 cm; B2:40 cm; B3:单作)。探究套作高光效玉米窄行穂位叶在不同窄行光胁迫下的光合指标差异。结果表明,与低光效和中光效品种玉米相比,套作常规行距(40cm)下,高光效玉米品种(荣玉1210)窄行穗位叶光合速率、PEPCase活性分别显著高出46.9%、230.1%和11.8%、13.98%;对弱光(10:00前、16:00后)的利用效率及叶绿体结构完整程度较高,而叶绿素初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)较低;随套作窄行行距减小,3类品种玉米窄行穗位叶光合速率、光合作用关键酶活性均呈下降趋势,叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)及有效光化学量子产量(Fv'/Fm')均呈现不同程度的升高,但均以套作高光效玉米变化幅度最小。套作高光效玉米在套作环境中窄行穗位叶的光合速率、光合作用关键酶活性、产量与单作差异均未达显著水平,而低光效玉米和中光效玉米套作与单作相比,光合速率、PEPCase活性显著降低28.9%、24.2%和7.4%、5.5%。因此,不同玉米品种适应套作窄行光胁迫的能力差异显著,套作高光效玉米(荣玉1210)在套作条件下仍具有相对理想的光合生理指标,这为其适应套作光环境并获得高产提供了理论依据。

灌水时间和灌水比例对单套作玉米产量及水分利用效率的影响

【目的】探究不同灌水比例和灌水时间对单套作玉米产量及其水分利用效率的影响,为构建套作复合群体水分高效管理技术提供依据。【方法】采用自动式遮雨棚水分精量控制,2016—2017年连续2年在灌溉定额4050 m3·hm-2条件下,设置2种种植模式(单作A1、套作A2)、3种灌水比例(播种水25%+拔节水25%+抽雄水25%+灌浆水25%,B1;播种水25%+拔节水25%+抽雄水15%+灌浆水35%,B2;播种水25%+拔节水35%+灌浆水40%,B3)两因素随机区组试验。研究不同种植模式下灌水时间和灌水比例对玉米生育期内土壤含水量、棵间蒸发量、耗水特征、产量及水分利用效率的影响。【结果】相同的灌溉定额下,玉米拔节后单作土壤含水量比套作平均高出16.60%,拔节期—成熟期套作棵间蒸发量平均较单作高出23.60%;单套作耗水强度高峰期均为拔节—抽雄期,日耗水强度最高达到7.21 mm·d-1,耗水量占全生育期21.62%—31.67%,拔节期后套作阶段耗水强度均显著高于单作,平均高出3.68%;单作玉米产量在播种水25%+拔节水35%+灌浆水40%时达最高,平均较单作其他处理提高16.49%,水分利用效率平均提高11.71%,而套作则在灌水处理为播种水25%+拔节水25%+抽雄水15%+灌浆水35%时,穗粒数、有效穗数平均较其他灌水处理增加4.47%、6.97%,从而使产量平均增加22.07%,水分利用效率平均提高19.11%。【结论】本试验灌溉定额为4050 m3·hm-2下,播种、拔节期、灌浆期分别灌水25%、35%、40%有利于提高单作玉米产量,而套作玉米采用宽窄行带状栽培则需要增加一次灌水时间,在播种、拔节期、抽雄期、灌浆期分别灌水25%、25%、15%、35%有利于提高其产量及水分利用效率。

不同有机肥种类配施化学氮肥对丘陵旱地小麦产量和籽粒蛋白质品质的影响

【目的】为探究不同有机氮源和不同有机无机氮配比对丘陵旱地小麦产量和籽粒蛋白质品质的影响。【方法】于2017—2018年在西南丘陵区仁寿县进行,以中筋冬小麦品种川农30为材料,在不同施氮量(120、180kg/hm^2)和不同种类有机肥(T1生物有机肥,T2普通有机肥)下,设置有机无机氮不同配比(R0为100%尿素、R25为25%有机肥+75%尿素,R50为50%有机肥+50%尿素,R75为75%有机肥+25%尿素,R100为100%有机肥)对小麦籽粒产量、蛋白质品质及氮肥偏生产力的影响。【结果】两个施氮量(120kg/hm^2到180kg/hm^2)下的籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量差异不显著,增施氮肥(180kg/hm^2)导致氮肥偏生产力显著降低;有机肥种类对产量、氮肥偏生产力和湿面筋含量无显著影响,但生物有机肥相较于普通有机肥显著提高蛋白质含量;单施普通有机肥、生物有机肥或单施化肥均不利于产量提升,有机氮与无机氮1∶1比例可显著提高穗数、穗粒数从而提高产量,但对蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值无显著影响。【结论】有机无机配施有利于丘陵旱地中强筋小麦产量品质协同提升,提高氮肥偏生产力,推荐施肥量及配比为120kg/hm^2水平下有机氮颐无机氮=1∶1,有机氮源推荐使用生物有机肥。

带宽、行比对鲜食玉米间作鲜食大豆群体产量效益的影响

【目的】为了明确与成都平原地区生态条件和生产水平相适应的鲜食玉米间作鲜食大豆田间配置方式。【方法】采用鲜食玉米间作鲜食大豆带状复合种植模式,设置3个带宽,分别为200 cm(A1)、220 cm(A2)、240 cm(A3)和两个玉豆行比2∶2(B1)、2∶3(B2),2个鲜食玉米和鲜食大豆单作对照处理,共8个处理,研究带宽行比对鲜食玉米-鲜食大豆间作系统中叶面积指数、干物质积累及群体产量效益的影响。【结果】随带宽和玉豆行比增加,鲜食玉米叶面积指数逐渐降低,光合产物的合成受到抑制,植株干物质积累量减少,花后干物质同化量及茎秆转运率和贡献率亦呈逐渐降低的变化趋势,从而导致鲜食玉米产量降低,A1处理玉米产量较A2和A3处理高16.97%和53.11%,B1处理下产量较B2高10.72%。而鲜食大豆表现则相反,A3处理大豆产量较A1和A2处理高31.10%和13.67%,B2处理下产量较B1高12.73%,协调两作物的群体产量在A1B1处理下最高,达15 482.74 kg/hm^2。鲜食玉米间作鲜食大豆群体土地当量比(LER)均大于1,最大值出现在A1B2处理为1.31,且最大经济效益也出现在A1B2处理。【结论】在成都平原气候条件下,带宽为200 cm,玉豆行比为2∶3的田间配置下有利于鲜食玉米间作鲜食大豆系统中两作物产量潜力的发挥和群体经济效益的提高。

川中丘陵区不同播期玉米生育期气候资源及干旱特征分析--以中江为例

川中丘陵区是西南玉米主产区之一,季节性干旱是该区最主要的农业气象灾害,研究不同播种时期玉米不同生育阶段气候资源及干旱特征对该区玉米避旱减灾有重大意义。本文以川中丘陵地区的中江为例,利用1981—2020年四川省中江县气象站地面气象观测资料,从3月下旬至6月上旬设置8个播期,分析不同播期玉米生育期主要农业气候资源变化规律,同时基于作物水分亏缺指数(CWDI)研究不同播期玉米各生育阶段干旱特征,为川中丘陵区玉米适宜播期选择和生育期内阶段性干旱防御提供科学依据。结果表明:1)近40年各播期玉米生育期气候资源变化均呈日照时数下降、温度升高、降雨量下降的趋势;随播期推迟,日均温、生长度日、高温度日均先升后降,日照时数随播期推迟呈下降趋势,而降雨量则随播期推迟呈增加趋势。适当推迟播期,有利于提高玉米对日照、热量和降水资源的综合利用。2)随播期推迟,玉米播种—拔节、拔节—抽雄阶段CWDI呈明显降低趋势,3月下旬播种玉米抽雄—灌浆阶段CWDI明显高于其他播期;推迟播期可降低玉米生育期水分亏缺的危险。3)不同播期玉米最易受旱生育阶段存在差异,3月下旬、5月下旬、6月上旬播种玉米在播种—拔节阶段干旱频率最高,4月上旬—5月中旬播种玉米在拔节—抽雄阶段干旱频率最高。4)各播期玉米各生育阶段干旱强度以轻旱、中旱为主,重旱次之,特旱最低;推迟播期玉米干旱强度由中旱降为轻旱为主,可降低玉米干旱发生频率,特别是重旱和特旱发生频率。研究区玉米宜在5月中旬前播种;玉米在3月下旬、4月上旬播种时,应注重灌浆期以前的抗旱管理;4月中旬到5月中旬播种时,应注重抽雄前的抗旱管理,同时预防灌浆—成熟阶段的高温风险。

种子大小与播种深度对川中丘陵区玉米根系生长的影响

为解决川中丘陵区机播质量差、季节性干旱频发危害玉米生长现象,本试验以该地区主推玉米品种‘正红505’为材料,采用裂区设计,通过田间及盆栽试验,研究不同种子大小及播种深度对玉米苗期、穗期根系生长及分布的影响,以期为本区域玉米的机械化精量播种和抗旱栽培提供理论依据。结果显示:1)种子越大发芽率越高;适当浅播(2~6 cm)能显著提高发芽率, 2 cm较10 cm播深发芽率提高6.5%。2)大粒种子的根长、表面积、体积及干重极显著大于小粒种,虽然随生育进程推进,大、小粒种间根系生长的差异逐渐缩小,但至吐丝期,大粒种子的根长、表面积、体积及干重仍较小粒种分别高28.6%、25.0%、22.4%和11.4%。3)三叶期2 cm与6 cm播深的根系较10 cm播深下根长、表面积、体积及干重显著更高,但之后10 cm播深的根系生长更快,五叶期-七叶期后,超过2 cm播深的玉米;至吐丝期, 10 cm播深玉米根长、表面积、体积和干重较2 cm浅播处理分别提高17.1%、11.9%、14.0%和10.4%,差异均达显著水平。4)种子大小对根系的分布影响较小,但播种深度对根系分布影响显著。10 cm深播较2 cm浅播处理可显著提高10 cm以下土层玉米根系的分布。5)种子越大,产量越高,大、中粒种子较小粒种子玉米产量分别提高9.1%和7.3%(P<0.05);适当深播(6~10 cm)能有效增加产量,6 cm、10 cm播深玉米产量较2 cm播深产量分别提高11.8%、26.3%。研究结果表明玉米大粒种子有利于建成发达的根系,适当深播有利于中、后期根系的生长和增加深层土壤的分布,从而提高玉米水肥吸收能力,提高其抗旱性,最终达到提高产量的目的。因此,川中丘陵区应选大中粒种并适当深播。

适宜套作玉米品种的物质积累与分配特性

为明确适宜套作玉米品种的干物质积累分配特性,以套作减产率较高的玉米品种(珍禾玉1号、众望玉18)、套作减产率较低的玉米品种(荣玉1210)为试验材料,设置套作和单作两种种植模式,利用13C同位素示踪法,研究适宜套作玉米品种在套作模式下的产量及产量构成、干物质积累与分配特点。结果表明,套作减产率较高的玉米品种在套作与单作条件下的产量差异达显著水平,两年平均减产率为20.40%,而套作减产率较低的玉米品种产量在两种模式下产量差异不显著。套作减产率较高的玉米品种在套作条件下的花后干物质同化量和收获指数与单作相比分别下降了21.18%、11.24%,而套作减产率较低的玉米品种在套作模式下的花后干物质同化量和收获指数较单作分别提高了48.14%、2.42%。两类品种在套作条件下宽行穗位叶13C向穗分配比例较窄行高5.96%,向茎秆和穗位叶的分配分别减少5.01%、0.13%,套作减产率较低的玉米品种窄行穗位叶13C向穗的转移率比套作减产率较高的玉米高10.90%,但向茎秆的转移率降低了8.98%。因此,与单作相比,两类品种在套作条件下,套作减产率较低的玉米品种能够维持较高的花后干物质积累量,光合产物向籽粒的分配比例提高,收获指数增加,且套作大豆产量显著提高,实现了套作双高产的目标。本研究结果为筛选与培育适宜套作玉米品种提供了理论依据。