内蒙古河套平原灌区玉米适宜耕作方式研究

【目的】浅旋耕是内蒙古河套灌区常用的耕作方式,长期采用浅旋耕导致耕层变浅、犁底层变硬、土壤保水保肥能力下降。本文探索了翻耕和深松对内蒙古河套平原灌区不同产量水平下玉米农田土壤肥力的作用,以明确适宜本地区长期可持续的耕作技术。【方法】本研究在巴彦淖尔市黄河沿岸进行。选择了长期引黄灌溉,且分别采用浅旋耕 (10—15 cm)、传统翻耕 (20—30 cm) 和深松 (30—35 cm) 3种耕作措施及低、中、高3个产量水平地块。在玉米收获后,采集0—20、20—35和35—50 cm土层样品,测定土壤容重、土壤固液气三相比、土壤水分含量和养分含量,调查玉米产量,分析传统翻耕和深松对不同产量水平地块土壤质量及玉米产量的作用效果,以及不同产量水平地块采用深松和传统翻耕的增产潜力。【结果】3个产量水平土壤上,深松和翻耕较浅旋耕处理的土壤含水量分别提高7.25%～32.11%、5.36%～21.91%,土壤容重降低5.23%～8.61%、0.69%～4.91%,土壤固液气三相比R值降低12.24%～89.97%、7.30%～57.74%,土壤全氮含量提高了17.88%～55.60%、9.81%～22.25%,土壤速效磷含量提高21.23%～41.26%、10.84%～22.04%,土壤速效钾含量提高36.85%～71.99%、6.01%～50.99%,土壤有机质含量提高28.85%～54.14%、14.63%～36.38%;深松的效果显著好于传统翻耕。低、中、高产量水平地块采用深松,玉米的增产潜力分别为29.56%、25.37%、16.13%,采用传统翻耕分别为22.75%、16.96%、16.55%,采用深松的增产潜力大于采用翻耕。【结论】内蒙古河套平原耕作措施由浅旋耕改为深松与传统翻耕,能显著改善低、中、高产肥力地块土壤的理化特性,并提高玉米产量,其中深松效果均好于传统翻耕。低肥力与中肥力水平下采取深松耕作效果最佳,高肥力水平下深松与传统翻耕均可。     

主要栽培措施对北方春玉米产量贡献的定量评估

【目的】定量化解析主要栽培措施对春玉米产量的贡献,探索北方春玉米缩差增产增效技术途径。【方法】通过综合分析2000年以来我国北方春玉米在品种耐密性、种植密度、耕作方式、养分管理、病害防治等114篇论文数据,同时结合大田栽培措施因子替换试验,定量解析主要栽培措施对春玉米产量的贡献及其优先序。【结果】文献统计分析结果与大田栽培因子替换试验结果基本一致,当前生产主要应用的5项主要栽培措施对春玉米产量贡献的优先序为种植密度、养分管理、品种耐密性、防病（兼化控）、耕作方式,对产量的贡献率分别为12.6%、9.2%、6.7%、6.3%和5.5%,对氮肥偏生产力（PFP_N）的贡献分别为16.7%、4.1%、3.4%、3.8%和3.3%。各措施因子对玉米产量差的影响主要通过影响群体物质生产能力和群体库容量实现,当群体LAI饱和后,如何优化群体同化性能、提高光能利用效率和单位叶面积籽粒生产效率是缩差增产的关键。【结论】产量和资源效率协同提高15%—20%的高产高效目标,通过密度和养分管理这2项措施的优化即可实现,若要使产量和资源效率均增加30%—50%,则需要综合优化至少4个因子甚至全部5个因子。     

玉米秸秆低温降解复合菌系降解能力及微生物组成研究

根据还田秸秆配施尿素的生产实际,对玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20进行氮源培养基驯化,探明其菌种组成和功能多样性及其与菌源菌种结构差异,完善复合菌系筛选方法,促进其开发利用。本文以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在硫酸铵和尿素不同配比下连续继代培养10代,获得不同氮源菌系(硫酸铵处理N1,硫酸铵和尿素混合处理N2-N5,尿素处理N6),测定其玉米秸秆降解率,评价复合菌系秸秆降解效率;采用MiSeq高通量测序对菌源土壤样品及不同氮源下继代培养的复合菌系菌种组成和功能多样性进行研究。结果显示N2处理玉米秸秆降解率显著高于其他处理;菌源土壤的Alpha多样性指数显著高于继代培养后的复合菌系,不同处理间N2处理显著高于其他氮处理;菌源和复合菌间以及不同氮处理间菌种组成具有显著差异, N2处理菌种组成多样性较高,菌群结构更加丰富、均匀,且碳水化合物的代谢通路丰度较高。菌源经限制性继代筛选后得到了参与玉米秸秆降解过程的功能菌,能有效提高秸秆降解率,其在硫酸铵和尿素氮源为0.16%+0.04%的条件下,菌系的秸秆降解效率较高,这为复合菌的生产实际开发利用提供了理论依据。     

玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响

为探索玉米秸秆深翻还田后,土壤中有益微生物的消长动态规律,文中应用传统的土壤微生物学和土壤酶学测定方法,研究常规旋耕秸秆不还田、玉米秸秆深翻还田一年和连续两年玉米秸秆深翻还田等3种耕作方式对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响。试验结果表明:玉米秸秆深翻还田可以显著提高土壤有益微生物数量和土壤酶活性;玉米全生育期内,土壤有益微生物数量和土壤酶活性均表现为连续两年玉米秸秆深翻还田(SF-Ⅱ)玉米秸秆深翻还田一年(SF-Ⅰ)常规旋耕秸秆不还田(CK),其中,SF-Ⅱ各指标与CK间差异显著(p0.05)。SF-Ⅱ对自生固氮菌数量的增幅最高,为157.61%;对土壤脲酶活性的增幅最高,为40.12%。可见,高寒灌溉农区实施玉米秸秆深翻还田耕作措施,既有利于土壤有益微生物的繁殖,也可以提高耕层土壤酶活性。     

秸秆还田年限及施磷水平对玉米根系生长和产量的影响

以先玉335为供试材料,采用两因素裂区设计,研究了不同秸秆还田年限[连续5年(5a)和1年(1a)秸秆全量深翻还田]及不同施磷水平[P₂O₅0(P0)、45(P45)、90(P90)、135(P135)和180 kg/hm²(P180)]对玉米根系构型、菌根侵染状况、植株干重、磷素积累量和产量的影响。结果表明,5a较1a明显优化了玉米根系形态,促进了根系生长、菌根侵染以及植株干物质和磷素积累,使产量提高1.94%～7.15%;磷肥水平影响玉米的生长发育,还影响菌根侵染密度(m%)、丛枝丰富度(a%)和根系丛枝丰富度(A%),并在P90处理后开始明显降低,表明当施磷水平较高时,会严重抑制AM真菌的侵染。拔节期玉米根系、茎秆、叶片的干重分别在P90、P90和P135时达到最大值,与其他施磷处理相比增幅分别为1.31%～15.07%、0.05%～25.07%和7.61%～22.42%;磷素积累量分别在P135、P90和P135时达到峰值,与其他施磷处理相比增幅分别为11.09%～95.51%、10.77%～77.39%和3.9...     

基于控制授粉技术的玉米弱势粒发育与库特征的关系

明确弱势粒败育和灌浆受限与其库容量或库活性关系,对于探讨弱势粒调控途径、实现密植群体产量挖潜具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下(不完全授粉IcP、完全授粉CP),比较成功发育弱势粒(IcP处理)和发育不良弱势粒(CP处理)的库容量和库活性及籽粒灌浆参数的差异。结果表明,不同控制授粉处理下,玉米弱势粒胚乳细胞增殖过程和最大胚乳细胞数无显著差异;IcP处理弱势粒可溶性酸性蔗糖转化酶(SAI)活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达12.6%和21.8%,且实测百粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率和平均灌浆速率皆表现为IcP处理高于CP处理。可见,玉米果穗顶部弱势粒败育或灌浆停滞不受其库容量的限制,籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子。     

内蒙古平原灌区高产春玉米(15 t hm-2以上)产量性能及增产途径

针对内蒙古平原灌区春玉米高产(15 t hm^-2以上)群体产量进一步提高难度大,产量挖潜途径不明确的问题,采用产量构成因素分析与产量性能参数分析相互验证的方法,在4年52点次高产(15 t hm^-2以上)群体产量构成因素分析的基础上,设计不同品种密度试验,研究增密对不同品种群体产量性能的影响,明确不同类型玉米品种的增产途径和栽培调控的主攻方向。结果表明,穗数和穗粒数是决定高产(15 t hm^-2以上)群体产量的主要因素。实现15 t hm^-2以上群体的产量结构为：穗数(7.08~9.60)×10⁴穗,穗粒数477~654粒,千粒重324.7~388.7 g,穗粒重168.9~234.0 g。其合理群体结构衡量指标是LAI_max在6.5以上,平均LAI在5左右,收获期LAI在3.5以上。高秆大穗型品种理想的产量结构是：67 500~75 000穗 hm^-2,每穗610~640粒,千粒重380 g左右,单穗粒重220~240 g,产量大于15 t hm^-2;株高适中的中小穗型品种,理想产量结构是： 75 000~97 500穗 hm^-2,每穗520~600粒,千粒重340~355 g,单穗粒重180~220 g,产量在16.5 t hm^-2以上。密度增加促进平均作物生长率(MCGR)和单位面积总籽粒数(TGN)的增加进而提高产量,但增密后平均净同化率(MNAR)降低导致穗粒数显著降低并限制了TGN的提高潜力。通过增密为主的结构性挖潜,使得群体功能的增益大于个体生产性能的降低,实现高产(15 t hm^-2以上),属于“得失性补偿增产”;在优化群体结构的基础上,提高个体生产能力,突破个体库容降低的限制,进行功能性挖潜,实现群体结构和个体功能协同增益的“差异性补偿增产”,是产量进一步提高的重要途径。     

生物炭配施氮肥改善表层土壤生物化学性状研究

【目的】 探讨生物炭配施氮肥对土壤碳氮、生物学性质及春玉米产量的影响,阐明生物炭配施氮肥后,土壤碳氮含量及生化性质变化规律,旨在为合理培肥、改善土壤环境、增加春玉米产量提供科学依据。 【方法】 在内蒙古西部 (包头) 和东部 (通辽) 2个试验点进行大田试验,设生物炭用量0、8、16、24 t/hm2 4个水平 (分别记作C₀、C₈、C₁₆、C₂₄) ,设施氮量 0、150、300 kg/hm2 3个水平 (分别记作N₀、N₁₅₀、N₃₀₀) ,于成熟期测产,并于收获后分3个土层 (0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm) 测定土壤碳氮含量、微生物量及酶活性。 【结果】 生物炭和氮肥对2个试验点0—10 cm、10—20 cm和20—40 cm土层有机碳、碳氮比、微生物量及酶活性均有极显著影响 (P < 0.01) ,且两者交互作用极显著。3个土层有机碳含量以及0—10 cm和10—20 cm土层全氮含量在各施氮水平随生物炭施用量的增加而增加。施加生物炭和氮肥均能显著提高3个土层的微生物量碳、微生物量氮、蔗糖酶活性、脲酶活性以及总体酶活参数,且随炭、氮施入量的增加呈先增后减的趋势;施用生物炭后0—10 cm和10—20 cm土层的微生物量碳、微生物量氮以及蔗糖酶、脲酶活性均显著高于20—40 cm土层。生物炭配施氮肥可显著提高春玉米穗粒数、百粒重及产量,2试验点产量均以C ₈N₁₅₀最大,包头和通辽分别为15.51 t/hm2和16.43 t/hm2。通过相关分析可知,春玉米产量主要与0—10 cm和10—20 cm土层的微生物量及酶活性有关。 【结论】 适量生物炭配施氮肥能够增加土壤碳氮储量、微生物量和酶活性,改善土壤微生态环境。炭氮配施能够提高土壤肥力,减少氮肥用量,本试验中以8 t/hm2生物炭配施150 kg/hm2氮肥为最佳施肥量。      

甜菜架棚暖藏技术及保藏效果分析

甜菜架棚暖藏技术及保藏效果分析胡树平，李刚，王茂林，刘秉义，武俊英（内蒙古包头糖厂甜菜技术管理站）甜菜保藏是甜菜生产的重要环节，其主要任务是将收获后的甜菜块根在较长时间内保持新鲜状态和优良品质，尽量减少加工制糖过程中的重量消耗和糖分损失，以及延长加工...     

深松对春玉米田土壤贮水性能及玉米子粒水分利用效率的影响

针对内蒙古春玉米产区耕层土壤质量下降、土壤容重增加、土壤保水蓄水能力下降等问题,试验以先玉335为供试材料,采用裂区试验设计,主区为深松季节,副区为深松深度。研究结果表明,土默川平原灌区深松处理下,土壤含水量较春季浅旋(CK)提升5.23%～9.89%;河套平原灌区深松处理下,土壤含水量较CK提升3.23%～7.34%。土默川平原灌区深松处理土壤容重较CK降低1.21%～11.52%;河套平原灌区深松(SS)土壤容重较CK降低0.61%～8.33%。土默川平原灌区春玉米产量提升7.84%～22.68%,玉米水分利用效率提升4.31%～25.32%,河套平原灌区产量提升7.73%～23.92%,玉米水分利用效率提升6.06%～29.63%。供试深松模式中,推荐秋季深松50 cm为最合理深松模式。