东北春玉米不同种植模式比较研究

发布时间：2020-08-14 08:46

【摘要】：玉米是我国重要的粮食作物之一,在我国现有耕地面积条件下,增加密度是挖掘玉米单产的重要技术手段,是实现我国玉米高产高效的重要措施之一,也是最经济有效,农民易于掌握、易于推广应用的措施。现代集约化农业生产条件下,玉米密植栽培后,群体内通风透光和田间小气候均发生改变,土壤理化性状和微生物活动亦随之改变。玉米高密度栽培易出现病虫害加重、倒伏、空秆、早衰等问题。为保持高产,肥料和农药的用量加大,环境风险增加。因此,密植条件下,种植模式的选择尤为重要。基于这一点,本研究于2012年至2018年在吉林省长春市绿园区吉林大学农业实验基地(43°54′N,125°16′E)进行了多年田间试验。采用田间定位试验方法,重点研究了缩垄种植、玉米宽窄行种植、玉米与大豆间作和玉米与大豆轮作四种种植模式,分析了不同种植模式下春玉米产量及农艺性状的变化,并总结了四种种植模式下的高产高效氮肥施用技术,以期为我国东北黑土地区春玉米可持续发展提供借鉴。获得的主要结果如下:(1)不同行距可以显著的影响玉米穗位叶的叶倾角、叶面积以及群体LAI(叶面积指数),在开花期和灌浆期差异显著,表现为40cm50cm60cm处理,XY335在开花期最大LAI为5.91,ZD958最大LAI为6.12。随行距的增加LAD(光合势)有降低的趋势,小行距(40cm)处理下群体光能利用率显著或极显著的高于其它处理。整个生育期群体干物质积累量呈S型逐渐增加的趋势,不同行距下玉米籽粒产量与相关性状的相关分析表明,玉米籽粒产量GY和生育期光合势LAD呈显著的正相关关系,且相关性达显著水平。(2)宽窄行种植模式,增产与否与玉米耐密性及株型密切相关。株型收敛、耐密性强的玉米品种,宽窄行种植更易获得高产。宽窄行与等行距种植方式均表现随种植密度增加,百粒重下降,穗粒数减少,此时产量提高,依靠有效穗数的增加。宽窄行种植模式下,N肥深施(种下15cm)较N肥浅施(种下10cm)有更好产量表现。底肥结合追肥的氮肥施入方式,显著优于底肥一次性的施入方式。相同密度条件下,缓释尿素较常规尿素有更大叶面积,更高收获指数,更低根冠比,有利于产量的提高。宽窄行种植方式与均匀垄种植方式相比,显著降低穗腐病的发生。(3)玉米与大豆间作种植,要获得间作优势,需加大间作主作物玉米的种植密度。主作物玉米的种植密度在在9.2万株/公顷之间时,产量最高,可达14044kg/hm~2,额外增收大豆947 kg/hm~2。间作体系最佳氮肥施用量为255公斤/公顷。以生物学产量计算的土地当量比(LER)为1.02-1.17,以籽粒产量计算的LER为1.06-1.16,均大于1,说明该间作系统具备间作优势。(4)玉米短期连作种植,与轮作玉米相比,籽粒产量变化不显著,但衔接大豆茬口的轮作玉米,与衔接玉米茬口的连作玉米相比,籽粒产量均有增加趋势,且随轮作年限延长,增产趋势更加明显,轮作5年以后,轮作玉米籽粒产量显著高于连作玉米(F=5.70,P=0.0245),增产幅度在20%以上。玉米多年连作(连作7年)后,土壤有机质和pH值均有下降趋势;玉米和大豆轮作7年后,土壤有机质变化不显著。土壤速效氮、速效磷和速效钾年际间波动幅度较大,无明显规律。玉米连作改变了土壤细菌群落结构。连作玉米特有细菌属为产黄杆菌属(Rhodanobacter)和(RB41)属,而轮作玉米特有细菌属为慢生根瘤属(Bradyrhizobium)和(Candidatus_Solibacter)属。玉米连作后改变了土壤真菌群落结构。与轮作玉米相比,玉米多年连作后,子囊菌门(Ascomycetes)和被胞菌门(Toectomyces)相对丰度分别降低了10.23%和0.63%;担子菌门(Basidiomycetes)相对丰度升高了12.03%。在真菌属分类水平上,轮作土壤根际微生物多样性更加丰富。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513
【图文】：

生产布局,行距,种植方式

吉林大学博士学位论文任制以后，垄距开始逐渐缩小，生产上逐渐降低至 70 公分左右，这在黄淮海夏玉米上有类似的经历过程，在吉林省春玉米区当前普遍采用的种植方式为 65 公分，个别地区为 62 公分，但是近几年随着玉米免耕播种机的普遍应用和推广，种植行距逐渐调整为 60 公分，因此随着农业种植机械化和种植方式集约化的普遍应用，小行距种植成为生产中的一个趋势，因此，在当前形势下，研究不同种植行距下玉米产量形成的规律及其最佳株行距配置具有十分重要的意义。

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吉林大学博士学位论文际效应明显；二是苗带平作轮换休闲与根茬还田相结合，既能防止风包地和侵蚀，又能有效地保护土壤的有机质；三是田间管理由传统的三铲三趟改为深松追肥，减少了作业环节和减少作业面积，降低作业成本 30%以上，既省时又节约生产成本；四是蓄水能力增加、保墒能力增强。比常规垄作栽培土水量提高 1.8-3.2 个百分点；五是可适当增加密度，实现以密增产。玉米宽窄行交替休闲种植技术增产优势较强，经济效益显著，该项成果在“”至“十二五”持续在吉林省示范推广，目前，累计示范推广超过 4000 万

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图 1.3 玉米高光效种植方式田间布置示意图(刘铁东，2012)Fig.1.3 Field layout of planting pattern of high photosynthetic efficiency1.2.3 行距对玉米株型结构及光能利用特性的影响行距配置和种植密度在很大程度上影响玉米的群体结构，进而影响群体的光能利用和干物质生产，最终影响玉米的产量。种植密度决定群体的大小，而行距配置方式则决定群体的均匀性。单玉珊等（1988）指出，合理的群体结构需要密度与株型的合理配合，因此，掌握适宜的基本苗数，做到合理密植是创造合理群体动态结构，形成优化产量结构的基本措施。植物的物质生产能力与植物对光能的截获量密不可分，种植方式是影响玉米冠层结构的重要因素，而行距对玉米群体光能利用的影响主要与群体的冠层结构有一定的关系。冠层的群体结构影响着光在冠层内的分布和利用，不同的种植方式和品种都会导致冠层结构间的差异，植物冠层内可利用光的变化的强度和程度

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