玉米抗低温助长剂田间试验研究

为防御东北玉米低温冷害，研制了一种新型的玉米抗低温助长剂，其抗低温效果已为人工温控试 验所证实。本项研究采用分期播种、地理播种和田间多处理对比试验方法，检验该化学制剂在影响玉米 发育、生物量及产量性状方面的实用效果，并探求其适宜的浓度配比和喷施期次。研究结果表明，该制 剂具有促生长、促早熟和使作物高产的性能，可防御延迟型冷害。施用时以１：４００倍液和在营养生长期 内两次喷施为佳．

春旱对春玉米产量的影响试验研究

将分级土壤水分胁迫试验与分期播种田间试验相结合,研究了春旱对春玉米产量的影响。结果表明,玉米播种出苗期间耕层土壤含水量与玉米产量的关系是二次函数关系。春季土壤水分胁迫对玉米产量的影响很明显,在田间持水量以下,土壤湿度每下降1个百分点,单产下降7%左右,耕层有效水量每减少10 mm,单产下降14%左右。文章还确定了玉米春旱的土壤水分分级指标。土壤水分对产量的影响指标和模式可以用于开展玉米春旱程度评估和预报,也可用于确定抗旱灌水量。

玉米抗低温助长剂施用方案及其效果试验研究

针对东北玉米等主要作物低温冷害的防御，研制一种新型植物生长调节剂──低温助长剂。采用不同地点、多种浓度、不同施用期的多处理联合田间试验，证明该制剂促生长、促早熟、增产效果显著，可使玉米提早成熟５－６天，正常年增产７－１０％左右，低温年增产 １０％以上。施用时以 １：４００倍液和营养生长期间两次喷施为佳方案。

春旱背景下春玉米苗情对产量的影响及减产评估模式

为建立基于苗情的玉米春旱指标和春旱减产即时定量评估模式,2010-2011年春季在中国东北玉米主产区开展玉米分期播种—土壤水分控制试验。每年设3个播期和4个水分胁迫处理,用雨棚和人工灌水控制土壤水分,观测土壤湿度、玉米出苗期、保苗率、7叶前后的株高、叶龄、生物量和单产。采用回归方法分析玉米产量对出苗期、保苗率及幼苗长势的响应,建立春旱评估模式。结果表明,在春旱背景下,玉米产量与出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量相关性显著。出苗期延迟导致产量下降,出苗期每推迟1d,玉米单产下降2.9%;出苗率下降10%,玉米减产9.2%;株高、叶龄和植株干质量每下降10%,玉米单产依次下降13.4%、11.1%和5.5%。用出苗期、保苗率、叶龄和株高等苗情要素建立玉米春旱损失评估模式,可以定量评估(或预测)春旱对玉米产量的影响,模式检验和实际应用表明评估误差在6.5%左右。该研究提供多个评估模式,便于根据不同时间和不同观测要素选择适当的模式开展玉米春旱减产的即时定量评估,为制定减灾对策和开展玉米春旱损失保险业务提供科学依据。

东北地区春玉米生长季农田蒸散量动态变化及其影响因子

利用大型称重式蒸渗仪对东北春玉米田蒸散量的观测结果,分析玉米生长季蒸散量的分布特征及其影响因子。结果表明:东北春玉米生长季(播种-成熟)农田蒸散量为362.3mm,日平均蒸散量为2.6mm·d^(-1)。从各生育期的分布情况看,播种-七叶期蒸散量较小,日平均蒸散量为1.4mm·d^(-1),占全生育期的11.7%;七叶期开始,日平均蒸散量逐渐增加,在大喇叭口-抽雄期达到最大,为4.3mm·d^(-1);抽雄-乳熟期总蒸散量最大,为97.2mm,占生长季蒸散量的26.8%。从月蒸散量分布看,7-8月累积蒸散量达207.0mm,占5-9月蒸散量的54.5%;5、6和9月蒸散量较少,分别占5-9月总蒸散量的11.6%、19.6%和14.3%。从逐小时蒸散量变化看,蒸散量日变化表现为早晚低、中午高的"单峰型"曲线特征。蒸散量与叶面积指数、太阳辐射、5cm地温、平均气温、最高气温、最低气温存在显著的线性正相关关系,与空气相对湿度和饱和差间呈显著的二次函数关系。叶面积指数是影响春玉米农田蒸散最主要的生物因子,5cm地温和太阳辐射是最主要的环境驱动因子。

吉林玉米带春季土壤水分变化对玉米幼苗生长状况的影响

2010年和2011年春季,在吉林省中部玉米主产区开展玉米分期播种和土壤水分胁迫田间试验,每年均设3个播期和4个水分处理,观测播种-7叶期间的土壤水分、灌水量、降水量、气温,以及7叶期后的玉米发育期株高、叶龄和生物量,采用回归分析方法分析土壤水分变化对玉米长势的影响.结果表明,春季土壤持续缺水抑制玉米幼苗茎叶生长,减缓生物量积累.玉米相对叶龄、相对株高和相对于重（均为与对照相比）与播种-7叶期平均土壤湿度间均为显著的二次函数关系,土壤湿度每降低1个百分点,玉米苗期相对叶龄、相对株高和相对干重分别降低5.5、5.6和11.0个百分点.0-20cm土层平均土壤湿度在21.5％～24.0％（或同期土壤有效水量在70 ～85mm）时最适合玉米幼苗生长;土壤湿度降至18％,则玉米苗相对叶龄、相对株高和相对于重分别从适宜土壤湿度条件下的100％降至80％、85％和70％左右;当土壤湿度处于16％以下时,相对叶龄、相对株高和相对干重分别降至68％、70％和50％以下.研究结果对玉米苗情评价、春旱影响评估及灌溉均具有指导意义.

春玉米苗期光合速率、蒸腾速率及气孔导度对土壤干旱的反应

为深入探索东北地区土壤水分含量对春玉米光合作用、蒸腾速率和气孔导度的影响,揭示玉米苗期干旱减产的生理机制,2010年春季在东北地区中部开展分期播种与土壤水分处理试验,进行土壤湿度、玉米苗情、净光合速率(NPn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等观测,分析它们之间的关系。结果表明,春玉米苗期叶片NPn、Tr和Gs与土壤水分变化之间分别呈二次函数关系,0~20 cm土壤湿度在19.5%以上时,玉米叶片气孔导度大,光合作用和蒸腾作用旺盛;土壤湿度在19.0%以下,随着土壤湿度下降,NPn和Tr近于线性下降,土壤湿度每降低1个百分点,NPn和Tr分别下降1.6μmol/(m2·s)和0.5 mol/(m2·s)。玉米叶片Tr和Gs与NPn的关系为线性函数,Gs和Tr每降低1 mol/(m2·s)和1 mmol/(m2·s),NPn分别下降0.89、3.09μmol/(m2·s)。玉米在干旱胁迫下气孔关闭,蒸腾作用减弱,使光合速率快速下降,进而抑制玉米营养生长,最终导致减产。

水分和温度对春玉米出苗速度和出苗率的影响

在东北地区中部开展春玉米春季水分胁迫和分期播种试验。试验在人工防雨棚内进行,设4个水分处理和3个播种期处理。结果表明,春玉米(Zea mays)播种出苗期间土壤含水量与出苗期和出苗率的关系均呈显著的二次函数关系。在田间持水量以下,耕层土壤湿度越大,玉米出苗越快,出苗率越高;干旱推迟出苗期,降低出苗率。气温低出苗慢,但温度对出苗率无明显影响。播种出苗期间0—20 cm深平均土壤湿度(S)、土壤有效水量(H)和平均气温(T)对出苗速度的组合影响指标是:25%>S>21%(或70 mm>H>45 mm)、T>18℃玉米出苗快;21%>S>18%(或45 mm>H>35 mm)、18℃>T>16.5℃玉米出苗比较快;18%>S>16%(或35 mm>H>25 mm)、16.5℃>T>15.5℃玉米出苗较慢;S<16%(或H<25)、T<15.5℃出苗很慢,出苗期明显推迟。玉米出苗率主要取决于水分,0—20 cm深土壤相对湿度在85%以上(或H>50 mm)出苗率最高(95%以上);相对湿度80%左右(或50>H>40 mm)出苗率较高(90%左右);相对湿度70%以下(或H<40 mm)出苗率明显降低,60%以下(或H<30 mm)为严重干旱,出苗率65%以下。

温度变化对东北春玉米生长发育速率的影响

为了明确当代农业和气候变化条件下气温对玉米生长速率的影响,在吉林省榆树市开展玉米分期播种试验。试验采用3个品种和3个播种期,进行玉米发育期和温度等项观测。结果表明,温度对玉米各阶段生长速率的影响呈显著的线性关系,平均气温提高1℃,出苗速率提升18%,幼苗生长速率提升7%～8%,出苗至乳熟期生长速率提高13.2%左右,生殖生长和灌浆成熟速率提升8%。在出苗至成熟期间(主要生长季),如果平均温度每升高1℃,生长速率提升17.0%,生育期可以缩短14 d左右,则玉米低温冷害将减轻,可以采用更晚熟的玉米品种,从而提高单产。因此,东北地区夏半年气候变暖对玉米生产是有利的。

积温对春玉米叶面积、生物量和产量的影响

进行积温对春玉米叶面积、生物量和产量影响试验,结果表明:积温与叶面积指数、生物量和产量之间存在密切的线性关系,积温每增加100℃.d,最大叶面积指数增加0.4,物量增加162 g/hm2,单产增加591 kg/hm2;积温每增加10%,玉米叶面积增加8%,最大生物量增加12.5%;气温升高1℃,玉米生物量增加243 g/m2,产量增加9.8%左右。反之,活动积温减少100℃.d左右,玉米单产减少8%～10%,将发生低温冷害。正常年份,当地适宜种中晚熟品种和正常偏晚播种。在水分条件比较适宜的条件下,气候变暖对提高玉米产量有利。

温度对玉米生长和产量的影响

为了明确气温变化对玉米生长发育和产量的影响,建立玉米低温冷害监测和气象评估模式,在东北地区中部的榆树市进行了玉米分期播种试验。试验采用3个品种,设置早、中、晚3个播种期,进行玉米生长发育进程、叶面积指数、生物量、产量和温度等观测。结果表明:玉米的生长速率与温度密切相关,平均气温每升高1℃,出苗速率提升17%,营养生长速率提升5%;积温每增加100℃.d,玉米最大叶面积指数增加10%,最大生物量和产量增加8%;玉米生长发育期(日平均气温稳定>10℃期间)间平均气温降低0.7℃,或活动积温减少100℃.d,玉米成熟期将延迟7d,发生一般低温冷害,玉米单产减少8%;气温下降1℃,或积温减少140℃.d,生育期延迟10d,发生严重低温冷害,减产10%以上;在水分条件比较适宜的前提条件下,气候变暖对东北地区玉米单产提高是有利的。

东北地区春旱对春玉米幼苗长势的影响指标和模式

春旱对春玉米幼苗长势影响田间试验分3个播种期(温度处理)和4个土壤水分胁迫处理。结果表明,在东北中部玉米主产区,玉米幼苗长势好坏主要取决于水分。玉米幼苗长势(叶龄、生物量和株高)与春季土壤湿度和土壤累积有效水量的关系模式均为二次函数。干旱胁迫降低玉米苗期生叶速度和植株高度,减轻生物量,严重抑制幼苗营养生长。玉米春旱的指标是:W在18%～19%之间,或H在45～54mm之间为轻旱;17%～18%或40～45mm为中旱;17%以下或少于40mm为严重干旱。

吉林省中部玉米出苗率和产量对播种-出苗期水分胁迫的反应及其气象评估

2010—2011年春季,在吉林省中部玉米主产区开展春玉米水分胁迫和分期播种双处理试验,分析玉米出苗率和产量对土壤水分胁迫的反应,建立基于气象条件的玉米出苗率和干旱减产评估模式。结果表明：研究期间,研究区春玉米出苗率和单产与0-20cm土壤湿度和土壤有效水含量的关系均呈显著的二次函数关系,耕层土壤水分越充足、玉米出苗率和产量越高,干旱明显降低玉米出苗率和产量。土壤湿度在22%-25%或土壤有效水量在50-70mm,玉米出苗率和产量较高;土壤湿度低于19%、或土壤有效水量少于35mm,玉米出苗率和产量明显下降。土壤湿度每下降1%,出苗率下降约6%,产量降低约7%;耕层有效水量每减少10mm,玉米出苗率降低约13%,减产约14%。本文所设指标和模式可用于玉米出苗率和干旱减产的评估和预测。

东北地区玉米出苗速度与水热条件的关系及出苗期气象评估

2010—2011年,开展了田间水分胁迫和分期播种双因子组合试验,以揭示土壤水分和气温对东北地区春玉米(Zeamays)出苗速度的影响,建立基于土壤水分和气温的玉米出苗期评估指标和模式。结果表明:玉米出苗速度与土壤水分和气温的关系密切,在土壤水分较充足和气温偏高条件下,玉米出苗快,干旱和低温均推迟出苗期;播种出苗期间0～20cm厚度的土壤湿度为(S)21%～25%、土壤有效水量为(H)50～70mm、平均气温为(T)18～20℃玉米出苗快,播种后10d左右出苗;0～20cm厚度的土壤湿度为18%～21%、土壤有效水量为30～50mm、平均气温为16.5～18℃,出苗速度下降,播种后18d左右出苗;0～20cm厚度的土壤湿度<18%、土壤有效水量<30mm、平均气温<16.5℃出苗缓慢,播种后25d左右出苗,甚至不出苗;玉米播种至出苗间隔日数(D)与S/H和T的关系方程为D=78.017-1.746S-1.642T或D=60.776-0.288H-1.937T。这些上指标和模式可评估和预测出苗期,指导抗旱生产活动和气象服务。