水資源短缺問題已經(jīng)嚴重威脅到華北地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,通過春玉米一熟替代冬小麥-夏玉米實現(xiàn)節(jié)水和保障正常的糧食供給已成為該地區(qū)轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的重要舉措。然而當前春玉米單產(chǎn)水平仍然較低,這成為擴大春玉米播種面積的最大障礙。本文在課題組已有研究的基礎(chǔ)上,通過連續(xù)的田間試驗,初步研究明確了播期、品種和氮肥施用對春玉米高產(chǎn)高效的調(diào)控機制,并結(jié)合在美國“玉米帶”進行的品種篩選與養(yǎng)分管理試驗,提出了華北春玉米品種的選育方向和養(yǎng)分管理建議。主要研究結(jié)果如下:1.明確了華北地區(qū)春玉米適宜的播種期及機理。4月上旬播種春玉米生育期內(nèi)光熱資源條件優(yōu)于5月下旬播種春玉米,但是春玉米的生產(chǎn)受到了高溫脅迫的影響,尤其是4月中旬至5月上旬播種的春玉米吐絲前后遭受高溫脅迫的頻率最大,降低了春玉米有效穗粒數(shù),并最終導致減產(chǎn)。5月下旬播種春玉米在吐絲前后受到高溫脅迫影響的程度最輕,并且灌漿中后期的氣溫條件適宜,有效穗粒數(shù)和粒重高于其他播種期,3年試驗產(chǎn)量平均為10274.3kg ha-1,較其他播期平均高3.8%-12.2%。2.篩選出了適宜的高產(chǎn)春玉米品種,并探討了不同耐密型品種對籽粒形成的影響機制。金海5號、富農(nóng)821、魯單9066和登海605是較為適宜華北地區(qū)春播的高產(chǎn)玉米品種,4個品種平均產(chǎn)量為12845kgha-1,較參試品種平均產(chǎn)量高31.4%。半緊湊型品種金海5號吐絲時小花數(shù)較緊湊型品種魯單9066高26%。但相比魯單9066,金海5號開花吐絲間隔時間平均長1.5d,導致因小花未能正常吐絲而造成的籽粒損失比例平均高17.3%;此外,金海5號頂部籽粒授粉后灌漿速率達到最大時所需要的時間較魯單9066平均長0.5d,在灌漿速率達到最大時的粒重和籽粒活躍灌漿期平均分別較魯單9066小6.7mg和10.2d,因籽粒敗育造成的籽粒損失平均高17%。3.探討了不同施氮模式對華北春玉米的調(diào)控機制。在華北地區(qū),相比于氮肥在播種前一次性施入的方式,氮肥分次施入的方式顯著提高了春玉米產(chǎn)量,產(chǎn)量增加幅度為6.6%-13.5%。主要原因是氮肥分次施入的方式增加了春玉米生育中后期的氮素供應(yīng),增強了春玉米的抗逆能力,在春玉米吐絲至成熟期間,葉面積指數(shù)提高幅度為6.7%-10.7%、SPAD值增加幅度為14.5%-22.6%、穗位葉相對電導率和丙二醛含量較對照平均分別低7.5%和10.3%、而光合速率提高幅度為9.7%-17.5%。4.探討了春玉米品種的選育方向和養(yǎng)分管理模式。美國“玉米帶”品種篩選結(jié)果表明品種的耐密性、耐低氮脅迫能力和氮利用效率是評價品種質(zhì)量的重要指標。品種耐密性差異是造成中美玉米單產(chǎn)差異的主要因素之一。加大養(yǎng)分投入能夠顯著提高玉米單產(chǎn),玉米平均單產(chǎn)達到20366.4kg ha-1。但玉米在生育期內(nèi)的養(yǎng)分需求并未得到充分的滿足,玉米生育期內(nèi)營養(yǎng)狀況除了受到施肥水平的影響,還受到玉米組織內(nèi)其他養(yǎng)分含量的制約。
【學位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S513
【部分圖文】：

２．１．１中國農(nóng)業(yè)大學吳橋?qū)嶒炚??試驗于２０１３－２０１５年連續(xù)三年在中國農(nóng)業(yè)大學吳橋?qū)嶒炚荆ǎ常?#176;４ｒＮ，?１１６°３７Ｄ進行，該??區(qū)域處于華北平原北部區(qū)域（圖２－１）。該地土壤為粉壤土，０－２０ｃｍ?土層的基礎(chǔ)養(yǎng)分情況為：有??機質(zhì)?４．２５?ｇｋｇ－１、全氮?０．５４?ｇｋｇ－１、堿解氮?４３．３?ｍｇ?ｋｇ－１、速效鉀?９８．６?ｍｇ?ｋｇ－１、有效磷（Ｏｌｓｅｎ－Ｐ）??８．９?ｍｇｋｇ－、２００６－２０１５年年平均降雨量、累計光合有效輻射之１０°Ｃ的有效積溫分別為５９４．５ｍｍ、??５６０５．ｌＭ】ｎｒ２?和?２５５０．７ｏＣ。??ｔ?］４２〇Ｎ??Ａ?（／Ｉｓ）??Ｗ茨襄?＾?％?，?■?３９〇ｎ??＞＞Ｗｕｑｉａ〇／?－３６〇ｘ??Ｎ?．?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｌ＿Ｊ?３０°Ｎ??１１１°Ｅ?１１４°Ｅ?Ｉ１７°Ｅ?Ｉ２０°Ｅ?１２３°Ｅ??圖２－１中國農(nóng)業(yè)大學吳橋?qū)嶒炚镜牡乩砦恢??Ｆｉｇ．?２－１．?Ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｗｕｑｉａｏ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｓｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ?Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ??２．１．２美國伊利諾伊大學厄巴納－香檳分校試驗基地??試驗于２０１５－２０１７在美國伊利諾伊大學厄巴納－香棋分校位于Ｕｒｂａｎａ－Ｃｈａｍｐａｉｇｎ?（４０°３＾?Ｎ，??８８°１４，Ｗ；?２０１５、２０１６、２０１７）、Ｄｅｋａｌｂ?（４１°４７Ｎ，?８８〇５０ｆＷ；?２０１５）、Ｈａｒｒｉｓｂｕｒｇ?（３７°４３＇Ｎ，??８８。２７

？?Ｓｔａｔｉｏｎｓ?Ｈａｒｒｉｓｂｕｒｇ??＼?ｒ?－Ｈｉｎｏｉｓ?［３７〇Ｎ??圖２－２美國伊利諾伊大學厄巴納－香檳分校試驗基地的地理位置??Ｆｉｇ．?２－２．?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｓｔａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｉｌｌｉｎｏｉｓ?ａｔ?Ｕｒｂａｎａ－Ｃｈａｍｐａｉｇｎ??２．２研究目標、內(nèi)容與技術(shù)路線??２．２．１研目標??本研宂針對華北地區(qū)春玉米產(chǎn)量低而不穩(wěn)的問題，通過連續(xù)的田間試驗，研宄探討播期調(diào)??整、品種篩選和氮肥管理等農(nóng)藝措施對春玉米的增產(chǎn)作用與機理。研宄還結(jié)合了同華北地區(qū)緯??度相似的美國“玉米帶”品種篩選和高產(chǎn)玉米養(yǎng)分管理試驗內(nèi)容，初步提出了春玉米品種的選??育方向和養(yǎng)分管理模式建議，為華北地區(qū)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了理論和實踐??依據(jù)。??２．２．２研究內(nèi)容??本研究以位于華北北部的中國農(nóng)業(yè)大學吳橋?qū)嶒炚緸橐劳�，基于課題組播期和品種篩選上??己有的研究結(jié)果（陶志強，２０１３），進一步研宄明確播期、品種和氮肥施用對春玉米增產(chǎn)增效的??調(diào)控機制。以諱度與華北北部相似且玉米生產(chǎn)水平較高的美國玉米帶為參考，在品種篩選和氮??肥管理兩部分內(nèi)容的研究中參考了美國玉米帶玉米品種和玉米高產(chǎn)田養(yǎng)分管理的研宄結(jié)果，以??期為未來華北北部春玉米品種的選育方向和養(yǎng)分管理模式提供參考依

時間來達到最大的葉面積指數(shù)，但不同播期下春玉米的最大葉面積指數(shù)沒有顯著差異。春玉米??在吐絲以后，４月中下旬至５月上旬播種的春玉米葉面積指數(shù)下降速率較４月上旬和５月下旬??播種的春玉米更快（圖３－４）。??６．００??????２０１３?２０１４?２０１５??事＇?ｆＳ?．．．?ｆｓ??Ｋ０°?＊?ｔＪ；２ｌ?Ｊ?＾?５／２５?ｙ?十似??２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０?２０?４０?６０?８０?１００?１２０?１４０??播種后天數(shù)??圖３－４?２０１３－２０１５年不同播期春玉米葉面積指數(shù)的動態(tài)變化趨勢??Ｆｉｇ．?３－４．?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｅａｆ?ａｒｅａ?ｉｎｄｅｘ?ｏｆ?ｓｐｒｉｎｇ?ｍａｉｚｅ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｏｗｉｎｇ?ｄａｔｅｓ?ｆｒｏｍ?２０１３?ｔｏ?２０１５??播期同樣影響春玉米地上部干物質(zhì)的積累，隨著播期推遲，地上部分干物質(zhì)的積累速率明??顯提高。但是，４月上旬播種的春玉米在吐絲時地上部分干物質(zhì)的量顯著高于其他處理，尤其??是５月下旬播種春玉米。４月上旬播種的春玉米在吐絲時地上部分干物質(zhì)積累量比５月上旬和５??月下旬播種的春玉米在吐絲時地上部分干物質(zhì)積累量分別高２７．４％和２２．８％。但在春玉米吐絲??至成熟期，４月下旬至５月上旬播種的春玉米在這一時期地上部分干物質(zhì)的積累量顯著低于４??月上旬和５月下旬播種的春玉米，其中５月下旬播種的春玉米在這一時期地上
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王佳慧;高震;曲令華;呂新月;梁效貴;張莉;周順利;;氮肥后移對滴灌夏玉米源庫特性及產(chǎn)量形成的影響[J];中國農(nóng)業(yè)大學學報;2017年08期

2 魏廷邦;胡發(fā)龍;趙財;馮福學;于愛忠;劉暢;柴強;;氮肥后移對綠洲灌區(qū)玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量構(gòu)成的調(diào)控效應(yīng)[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2017年15期

3 張仁和;王博新;楊永紅;楊曉軍;馬向峰;張興華;郝引川;薛吉全;;陜西灌區(qū)高產(chǎn)春玉米物質(zhì)生產(chǎn)與氮素積累特性[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2017年12期

4 李少昆;趙久然;董樹亭;趙明;李潮海;崔彥宏;劉永紅;高聚林;薛吉全;王立春;王璞;陸衛(wèi)平;王俊河;楊祁峰;王子明;;中國玉米栽培研究進展與展望[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2017年11期

5 徐田軍;呂天放;趙久然;王榮煥;陳傳永;劉月娥;劉秀芝;王元東;;玉米籽粒灌漿特性對播期的響應(yīng)[J];應(yīng)用生態(tài)學報;2016年08期

6 才奎志;韓秀君;孫曉巍;常中波;曲榮強;武威;;農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)氣溫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2014年18期

7 郭志頂;李志洪;李辛;孫建華;于磊;矯麗娜;徐靜;高鳳臣;;施氮水平及方式對玉米冠層NDVI、氮含量、葉綠素和產(chǎn)量的影響[J];玉米科學;2013年06期

8 郭步慶;陶洪斌;盛耀輝;王璞;Heike Knrzer;Wilhelm Claupein;;華北平原不同種植模式的水氮利用[J];玉米科學;2013年06期

9 陶志強;陳源泉;李超;袁淑芬;師江濤;高旺盛;隋鵬;;華北低平原不同播種期春玉米的產(chǎn)量表現(xiàn)及其與氣象因子的通徑分析[J];作物學報;2013年09期

10 王宜倫;劉天學;趙鵬;張許;譚金芳;李潮海;;施氮量對超高產(chǎn)夏玉米產(chǎn)量與氮素吸收及土壤硝態(tài)氮的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學;2013年12期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 徐彩龍;華北地區(qū)冬小麥—夏玉米雙晚模式的優(yōu)化及其水肥高效調(diào)控[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2017年

2 高英波;黑龍港流域夏玉米增產(chǎn)主要限制因子分析及調(diào)控途徑[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

3 楊曉琳;華北平原不同輪作模式節(jié)水減排效果評價[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 付晉峰;溫光生態(tài)因素和種植密度對玉米粒重建成的影響[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2004年

本文編號：2881234