栽培措施对寒地高产玉米冠层结构及产量的调控

摘要

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80000株/hm2。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10599 kg/hm2），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。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的目的与意义

1．2 文献综述

1．2．1 玉米栽培技术的发展

1．2．2 合理密植

1．2．3 宽窄行种植

1．2．4 化学调控技术

2 试验设计与方法

2．1 试验设计

2．2 测定指标与方法

2．2．1 土壤基础肥力测定

2．2．2 群体结构测量

2．2．3 产量及产量构成

2．3 数据处理

3 结果与分析

3．1 玉米产量及产量构成因素

3．1．1 玉米关键栽培措施的产量增益

3．1．2 玉米不同栽培模式的适宜群体

3．2 玉米植株形态指标

3．2．1 叶面积

3．2．2 干物质

3．2．3 透光率

3．3 优化栽培模式的高产机制

3．3．1 干物质积累动态

3．3．2 吐丝期冠层干物质的垂直分布

3．3．3 叶面积指数变化

3．3．4 吐丝期冠层叶面积指数的垂直分布

3．3．5 吐丝期冠层透光率

4 讨论

4．1 栽培模式对产量的调控效应

4．2 栽培模式对群体结构调控效应

4．3 优化栽培模式实现产量提升

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文