黑龙港流域夏玉米增产主要限制因子分析及调控途径

发布时间：2018-03-29 12:06

  本文选题：夏玉米　切入点：产量　出处：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：黑龙港流域是我国重要的粮食产区之一,冬小麦-夏玉米一年两熟种植是该区主要的种植模式。受该区季节性气候因素影响,夏玉米季经常会遭遇播种期干旱、吐丝散粉期高温、阴雨寡照等非生物逆境危害,同时也存在施肥方式和群体结构不合理等问题,导致夏玉米产量挖潜难度较大。因此,本研究以课题组在吴桥地区近10年的大田试验数据为基础,结合试验期间的光、温条件及栽培措施(密度和氮肥)进行系统分析,定量分析该区夏玉米最大光温生产潜力和产量提升空间,分析产量提升的主要限制因子及影响实际生产的关键栽培技术措施。并针对产量限制因子和生产中关键问题进行大田调控试验,试验研究了2个不同穗型品种(郑单958和登海605)、在2个种植密度和3个行距配置下,冠层结构、冠层微气候、光合特性、物质生产和产量形成特征等,同时采取辅助措施(辅助授粉、延时收获)实现夏玉米增产,为该区创建夏玉米高产高效生产体系提供理论依据和技术支持。主要结果如下：1受气候变化的综合影响,黑龙港流域夏玉米产量潜力平均每年约降低55 kg·hm2,且年际间产量潜力波动较大(CV=11.43%),生育期内温度的显著升高及日照时数的显著降低是导致该区域玉米产量潜力显著下降的主要原因。综合该区域2002-2013年产量潜力和产量差分析表明,高产试验田实现了63%的产量潜力,农民生产实现了44%的产量潜力,产量提升空间较大。分析不同生育阶段光温条件与产量及产量构成的关系,表明光、温条件对产量的影响总体上表现为吐丝前后15 d吐丝后15 d到收获期播种到吐丝前15 d。吐丝前15 d到吐丝期累积光合有效辐射不足以及吐丝期到吐丝后15d累积有效积温过高是影响该区域夏玉米穗粒数形成的主要限制因素。当单位面积粒数低于4200粒.m-2时,吐丝到收获期间累积光合有效辐射和有效积温不足是影响千粒重增加的主要限制因素。2通过分析密度和氮肥水平对夏玉米产量及产量构成的影响表明,产量随密度增加呈先增后降趋势,千粒重、穗粒数和密度呈极显著线性负相关关系,密度每增加1万株.hm-2,千粒重约降低6.5 g,单穗粒数降低16.51粒。夏玉米产量、千粒重和穗粒数与施氮水平呈极显著二次曲线关系。对密度和氮肥的互作效应分析表明,该区域郑单958获得最优产量时的密度为8.88万株.hm-2,施氮水平为253.4 kg·hm-2,密度和施肥水平过高或过低均会限制产量的形成。3密植条件下,优化行距配置(60+45 cm)可以构建高产高效群体结构,改善冠层光温条件。冠层形态结构上表现为植株在田间分布更为均匀,株高、穗位高降低、茎秆变粗,群体和穗位层LAI显著增加,LAI高值持续时间延长。在吐丝期,群体冠层内微气候表现为第17叶以上光截获减少(光截获分数低于40%),穗位叶到穗上第3叶之间光截获增加(光截获分数为35%-37%)；穗位层温度降低,相对湿度增加。光合性能上,全株叶片净光合速率、SPAD值和FvlFm较高,尤其是在冠层中部和下部叶片表现更为明显。后期物质积累上,灌浆速率增加,灌浆持续期延长,籽粒干重显著增加。4氮肥运筹(氮肥以底肥+大口期+吐丝期按2：5：3比例施用)能够优化冠层结构和功能。生育前期控施氮肥能够降低株高和穗位高,可以预防倒伏；氮肥后移能够显著增加灌浆中期玉米全株叶片的净光合速率和SPAD值,延缓叶片衰老,提高和维持叶片较高的生理活性,LAI高值持续时间增长,花后物质积累增加迅速,有利于籽粒灌浆和产量形成。5调控措施能够显著增加夏玉米产量。本试验条件下,大穗型品种登海605在75000株·hm-2下产量最高,中穗型品种郑单958在90000株·hm-2获得最高产量。平均两个密度和品种处理两年数据,与传统等行距相比,小宽窄行(60+45 cm)处理下产量增加7.86%,达到显著水平。穗粒数增加对产量的贡献要大于千粒重。氮肥运筹以底肥+大口期+吐丝期按2：5：3比例分期施用能够显著增加产量。人工辅助授粉导致的产量增加的主要是由穗粒数的增加引起,辅助授粉对大穗型品种穗粒数增加的优势大于中穗型品种。与农民收获时期相比,延迟5d和10d收获,产量平均每天分别增加87kg·hm-2·d-1和65.9kg·hm·-2·d-1。小麦收获时留茬35 cm处理与留茬25 cm和留茬15 cm相比,三年平均籽粒产量分别显著增加了10.59%和5.31%,产量增加的主要原因是高留茬处理下夏玉米播种出苗质量提高,田间整齐度较好,单位面积穗数增加引起。
[Abstract]:The results showed that the yield potential of summer maize was reduced by 55 kg 路 hm ~ 2 in summer maize during the period from 15 days to 15 days before and after the experiment . The results showed that the yield potential of summer maize was decreased by 55 kg 路 hm ~ 2 in summer corn . Under the condition of dense planting , the optimal line spacing configuration ( 60 + 45 cm ) could be used to construct high - yield and high - efficient population structure and improve the light - temperature condition of canopy .
The leaf net photosynthetic rate , SPAD value and FPV Fm of the whole plant were higher in the middle and lower part of the crown layer , especially in the middle and lower part of the crown layer .
In this experiment , the yield increased by 7 . 86 % and the yield increased by 7 . 86 % . Compared with the traditional method , the yield increased by 7 . 86 % and 5 . 31 % .

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S513
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本文编号：1681056