基于热量定量密植协同提升春玉米粒收品种产量及热量利用效率

摘要

以缩短熟期换取充分脱水时间的机械粒收品种选择和推广给北方春玉米增产和热量充分利用提出了新的挑战,揭示不同热量条件下玉米机械粒收品种如何通过合理密植实现产量和热量资源高效利用协同的机制,可为机械粒收品种高产高效栽培和大面积推广提供理论依据。本研究以不同类型玉米品种为材料,在内蒙古4个不同热量条件区域[分属于热量充沛地区(以种植中晚熟或晚熟品种为主的生态区)和热量有限地区(以种植中早熟、早熟品种为主的生态区)]进行密度联网试验,分析密度对不同类型品种阶段发育、产量形成和热量利用效率(HUE)的影响,并解析其对热量资源的响应规律。结果表明,机械粒收品种均在区域≥10℃积温利用率达86.0%~89.3%的前提下获得最高产量,各区域机械粒收品种最高产量及其对应密度均高于主推品种,特别是在热量有限区域差异明显。机械粒收品种最高产量对应密度随热量资源总量增加呈线性降低,区域≥10℃积温每减少100℃,密度需增加0.17万株·hm^(−2)。热量有限地区机械粒收品种的花前∶花后的生育天数比例、≥10℃积温比例、生物量比例均趋近5∶5,实现最高产量需在常规种植密度6.0万株·hm^(−2)的基础上增密2.8万~3.1万株·hm^(−2),增密后产量为11.1~12.7 t·hm^(−2),可增产20.1%~23.3%,HUE可提高20.6%~30.1%;热量充沛地区机械粒收品种花前∶花后的生育天数比例及积温比例趋近4.5∶5.5,花前∶花后的生物量比例为4∶6,产量为15.4~16.9 t·hm^(−2),实现最高产量需在6.0万株·hm^(−2)基础上增密2.1万~2.3万株·hm^(−2),增密后可增产6.1%~11.5%,HUE可提高8.6%~17.5%。可见,品种热量需求与区域热量资源有效匹配是获得高产并充分挖掘区域产量潜力的前提,基于热量资源定量密植是春玉米机械粒收品种实现增产和热量资源高效利用协同的有效途径,热量有限区域花前花后热量资源均衡利用,实现花前群体生物量充分积累是关键,适宜密度为8.8万~9.2万株·hm^(−2);热量充沛区域挖掘花后物质生产,构建适宜密度群体,延缓花后叶片衰老是核心,适宜密度为8.1万~8.3万株·hm^(−2)。