栽培措施对寒地高产玉米冠层结构及产量的调控

发布时间：2020-09-08 17:09

　　黑龙江省玉米2016年播种面积占全省粮食总面积的44.2%,是黑龙江省最主要的谷类粮食作物,但由于国家玉米种植结构调整计划,黑龙江省玉米将调减播种面积1000万亩以上,在种植面积刚性下调的背景下,未来玉米生产只能依赖单产和效益的提高。大量研究证实,合理密植是提高玉米单产的有效途径。针对玉米群体密度增加后产生的冠层恶化问题,人们通过宽窄行种植和化控处理等栽培措施来调控群体指标及产量构成因素,实现增密增产的目的。但关于集成这两项关键栽培措施对寒地玉米密植群体冠层结构的优化及其增产机制尚缺乏系统研究,因此本研究旨在(1)探讨宽窄行种植、化控处理等关键措施及其互作对玉米籽粒产量的调控效应;(2)分析不同栽培模式下玉米群体冠层结构、干物质积累及光能截获率,阐明其增产机制;(3)构建适合黑龙江省寒地玉米生产发展需要的栽培技术体系,以期为今后该地区玉米的密植增产提供理论依据及技术借鉴。研究结果如下:(1)宽窄行种植和化控技术与密度之间的交互作用主要通过调控穗粒数与百粒重,显著提高玉米的耐密性,对最终的籽粒产量有显著的影响。这种交互作用存在显著规律性,即栽培技术对产量及产量构成因素的调控效应随密度的增加而增加。另外,不同栽培措施对密度的响应也存在显著差异,双项措施互作模式其最佳密度高于单项技术,即在宽窄行和化控技术互作栽培模式下,春玉米表现出更高的密植增产潜力(其最大增幅为26%)。(2)宽窄行和化控技术对玉米群体指标均有显著调控作用,且互作模式具有更强抗逆抗旱能力。宽窄行栽培技术优化冠层结构的机理主要表现为改变叶面积指数(LAI)冠层分布,增大冠层顶部功能叶占比,提高玉米群体光能截获量和光合速率,而化控剂可有效延缓植株灌浆期及以后的叶片衰老;双项措施搭配,其交互作用显著优于单项措施及对照,可通过调控LAI(更接近最适LAI值),提高光能截获率(透射率降低2.47%),促进玉米生育后期干物质积累及光合产物向籽粒的运输,增加穗粒数和百粒重,从而达到密植高产目的。(3)经研究筛选,认为黑龙江省地区同时采用宽窄行栽培技术和化控技术双项措施为寒地玉米达到高产高效的最佳种植技术模式,进一步明确推荐密度为80 000株/hm~2。主效应分析结果表明,综合栽培模式中行距的调控效应对产量起主要贡献作用。同时在出现严重阶段性干旱胁迫(24天降雨为0 mm;2017年7月)的条件下,宽窄行化控互作模式产量最高(达10 599 kg/hm~2),相较其他处理群体结构更稳定,表现出更高的群体抗逆性,故可期实现产量突破。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【部分图文】：

模式图,排布,模式图

不同处理田间排布模式图

平均降水量,哈尔滨,最高温度,历年

6图 2-2 哈尔滨 2017 年 7 月降水量和最高温度及历年平均降水量（1981-2010）Fig. 2-2 Precipitation and maximum temperature in Harbin in July 2017 and averageprecipitation(1981-2010)2.2 测定指标与方法2.2.1 土壤基础肥力测定于 2016 年 4 月 15 号和 2017 年 4 月 16 日采取土样测定。以全部试验区为采样区，采用五点法采集耕层 0~20 cm 土壤样品，混均后四分法收集装袋。每份土样重复测定 3 次，结果取其平均值。土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法测定、全氮量采用半微量开氏法

密度变化,产量,密度,宽窄行

注：其中“a”为宽窄行无化控（WNR）；“b”为等行距无化控（UNR；ck）；“c”为宽窄行化控（WR）；“d”为等行距化控（UR）。Nate: Among them, “a” is a wide/narrow row without chemical control (WNR); “b” is a constant row withoutchemical control (UNR; ck); “c” is a wide/narrow row control (WR); “d” is equal interval control (UR).图 3-1 不同措施间产量随密度变化Fig. 3-1 Variation of yield with density in different treatments3.2 玉米植株形态指标3.2.1 叶面积不同栽培密度，玉米群体的全生育期叶面积指数，密度间均表现出显著差异（P＜0.05）。宽窄行栽培技术处理（WNR 和 WR）群体叶面积指数随种植密度增加而增加，至蜡熟期（即出苗后 117 d）后，除 60 000 株/hm2的密度外，密度间差异不显著（见图 3-2-a、c），而等行距种植（UNR 和 UR）各密度间仍差异显著（见图 3-2-b、d）。化控处理（WR 和 UR）中除 80 000 株/hm2密度外，吐丝期后其它密度的叶面积指数均表现出下降趋势（见图 3-2-c、d），且对密度的响应处理间差异显著。各处理间 80 000 株/hm2的密度条件下的叶面积指数值较其他密度更接近该地区玉米群体最佳叶面积指数值。

【参考文献】