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1. 2005—2016年中国玉米种植密度变化分析

明博, 谢瑞芝, 侯鹏, 李璐璐, 王克如, 李少昆

2017, 50 (11): 1960-1972. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.002

摘要（476）

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PDF （494KB）（926）

【目的】合理增加种植密度是国内外玉米增产的重要途径，但合理的密植范围受资源条件、品种和种植技术共同影响。研究旨在分析中国玉米种植密度的现状及其在不同区域、不同年份的变化，辨析玉米产量提升途径，为明确未来技术发展方向和应对措施提供依据。【方法】研究整理了2005—2016年间全国农业科技入户示范工程和国家玉米产业技术体系示范县测产调研数据，包括北方春玉米区、黄淮海夏玉米区、西北玉米区、西南玉米区以及南方甜、糯玉米区共5大玉米产区，累计调研23个省（区）、267个县（市），共117 960份调查数据，以测产调研的收获株数分析中国玉米种植密度的变化情况。经过数据审核订正，各县市逐年农户数据平均代表该县（市）逐年种植密度，缺失数据利用5点平滑插值法插值补缺。根据区域环境资源条件及种植模式，将玉米主要产区细分为25个典型生态区域，以县（市）为单位分析玉米主要产区及其生态区域的种植密度和变化规律。研究运用箱形分析法和Tukey’s HSD法比较各区域种植密度差异及其显著性；将各区域种植密度与年代进行回归，分析种植密度年际变化趋势及其显著性。【结果】分析表明，目前（2014—2016年），5大玉米产区和25个生态区域种植密度存在明显差异。种植密度由高到低依次为西北玉米区（6.77万株/hm²）＞黄淮海夏玉米区（6.19万株/hm²）＞北方春玉米区（5.91万株/hm²）＞南方甜糯玉米区（5.13万株/hm²）＞西南玉米区（4.80万株/hm²），西北玉米区种植密度极显著高于其他主产区，而南方甜糯玉米区与西南玉米区种植密度极显著低于其他主产区。各主要产区种植密度变化情况存在明显差异。北方春玉米区种植密度2005—2016期间呈极显著增长，12年间上升了1.5万株/hm²；黄淮海夏玉米区2005—2009年种植密度明显上升，2009年后种植密度稳定在6.2万株/hm²左右；西北玉米区自2009年以来始终是种植密度最高的产区，2013年达到阶段性顶峰，近年没有继续突破。西南玉米区2009—2016年种植密度维持在4.80万株/hm²左右，与其他主产区种植密度差距在不断加大；南方甜、糯玉米区的种植密度自2009年以来下降趋势明显。【结论】中国玉米种植密度在主产区之间、主产区内不同生态区域之间的现状和发展趋势并不均衡，整体上呈现北高南低的态势，虽然区域环境条件是决定种植密度的关键因素，但合理的耕作栽培技术和适宜的耐密品种是克服资源限制、提高种植密度的途径。进一步辨析促进和限制区域种植密度发展的资源环境、品种与栽培技术因素，能够为各区域构建密植增产技术模式提供理论支持。

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2. 玉米群体生长与光截获的动态模拟及应用

曹亦兵，黄收兵，王媛媛，夏雨晴，孟庆锋，陶洪斌，王璞

2017, 50 (11): 1973-1981. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.003

摘要（290）

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PDF （468KB）（596）

【目的】群体光截获对玉米生长发育及产量形成均有重要的影响，合理的群体结构直接决定着玉米产量的增加与稳定。群体结构的测量较为繁琐，费时费力，且不能与当地太阳辐射情况充分结合，从而无法对群体结构和功能做出整体的评价。因此，有必要构建合理、简便的玉米群体光截获动态模型，结合群体不同生育期的形态指标与光辐射情况，对群体结构做出快速而精准的评价，为不同区域玉米品种选择、播种密度确定、以及后期管理等提供参考意见。【方法】将玉米群体结构模型与光分布模型相结合，建立简易可靠的群体光截获动态模型。该模型可模拟玉米整个生育期群体光截获的动态变化，并对不同生育期群体结构做出相应的评价。同时，在中国农业大学吴桥实验站开展了两个田间试验，对模型的准确性和应用功能进行了验证。试验均为三因素，分别为品种、密度和氮肥处理，其中试验一：设置2个品种（郑单958，丹玉405），3个密度（4.5×10⁴，6.0×10⁴，7.5×10⁴株/hm²）和3个氮肥处理（不施氮；施氮180 kg·hm^-2，于播前、大喇叭口期和吐丝期以1﹕4﹕1的比例施入；施氮270 kg·hm^-2，于播前、大喇叭口期和吐丝期以4﹕4﹕1的比例施入）；试验二：设置1个品种（郑单958）、1个密度（8.25×10⁴株/hm²）和6个播期（4月20日，5月5日与20日，6月4日与18日，7月3日）。在两个试验中，对玉米不同生育期的群体形态指标、干物重、及产量均进行了测定。【结果】吐丝期和灌浆中期的群体光截获率模拟值与测量值的相关系数分别为0.91和0.85，均达到显著相关。运用该模型对两个田间试验数据的模拟结果显示，光截获率（量）随灌浆期的推进呈先增后减的趋势，吐丝后50 d光截获衰减加速。在试验地区，密度超过6×10⁴株/hm²时，光截获随密度变化不大；播期为6月中上旬时形成的玉米群体具有较为理想的光截获能力，结构功能潜力较大。产量与灌浆期有效光辐射呈正相关，但相关性随生育期推进逐渐减弱，表明灌浆后期产量的增加对群体光截获的需求减弱。在玉米生长发育后期物质转移对产量的贡献可能发挥着更加重要的作用。产量与群体光截获相关性的动态变化与品种有关，紧凑株型优于平展型。【结论】选择株型紧凑且生育后期群体结构维持较好的玉米品种，通过增加密度可进一步增加夏玉米产量。调整播期增强灌浆初期光合效率也是有效的增产方法之一。

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3. 栽培措施及其互作对北方春玉米产量及耐密性的调控作用

朴琳，任红，展茗，曹凑贵，齐华，赵明，李从锋

2017, 50 (11): 1982-1994. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.004

摘要（270）

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PDF （540KB）（502）

【目的】探明不同栽培措施及其交互对北方春玉米产量和耐密性的调控效应及其对产量的贡献率。【方法】2013—2014年以密植高产玉米品种中单909为试验材料，设置45 000、60 000、75 000、90 000和105 000株/hm²5个种植密度，栽培措施采用深松（S）、宽窄行种植（W）以及化控（C）处理，通过裂裂区设计形成不同的栽培模式。以产量为基础分别对不同措施组合进行通径分析、因子回归及交互效应比较分析，并结合气象数据对不同措施下的资源效率因子进行逐步回归分析。【结果】综合模式中化控处理（C）对产量具有显著的直接作用（贡献率27%—41%），这种作用在于仅靠化控处理即可增密1.17万株/hm²；宽窄行（W）对产量的调控作用在不同组合间存在明显差异，而深松（S）对产量的调控则以间接作用为主（贡献率24%—37%），但深松与宽窄行组合较常规（RU）产量增加11.28%。密植条件下多项措施互作产量增益显著高于双项措施和单项措施，相较于常规模式（RU），正常年份（2013年）多项、双项及单项措施的增幅分别为31.27%、15.57%和7.96%，少雨年份（2014）增幅分别为15.02%、11.32%和5.65%，其产量的增加主要是由于群体耐密性的提高以及光能利用效率（RUE）、积温效率（GUE）和氮肥偏生产力（PFPN）的同步调控，最终实现了综合措施下的玉米高产高效。【结论】多项措施互作模式（SWC）玉米的产量增益最大，较传统模式最佳密度增加6.27万株/hm²，实现产量增益11.91%，这主要归因于栽培措施及其互作对玉米群体耐密性的优化以及密植群体资源效率的调控作用。

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4. 高密度种植条件下春玉米氮素的需求规律与适宜施氮量

蔡红光，袁静超，刘剑钊，闫孝贡，张洪喜，梁尧，任军

2017, 50 (11): 1995-2005. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.005

摘要（254）

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PDF （447KB）（818）

【目的】研究高密度（75 000株/hm²）种植条件下，东北中部春玉米群体氮素需求规律与分配特征，及其对氮肥运筹的响应，以制定高密度群体玉米的氮素管理措施。【方法】试验于2011—2012年在吉林省公主岭市中国农业科学院作物科学研究所试验田进行，以先玉335为供试材料，在大田条件下设置了5个氮肥施用水平（不施氮（N1），70%推荐施氮量（N2），推荐施氮（N3），130%推荐施氮量（N4），高量施氮（N5）），结合高产栽培管理模式，通过两年田间定点试验，系统监测了不同生育时期植株干物质和养分在各器官中的累积与分配特征，并研究了氮肥施用水平对玉米产量、氮素转运效率的影响。【结果】不同氮肥处理间产量、生物量和氮累积量差异显著，且氮肥处理与年际间交互作用显著；玉米籽粒产量随施氮量的增加呈现单峰曲线变化，以N3处理下产量最高，产量差异主要来自穗粒数和千粒重；春玉米干物质累积随生育进程呈现先快后慢的累积动态，合理的氮肥施用可以提高籽粒的累积量和氮素转运效率，是其增产的重要基础，处理间以N3处理籽粒所占总干物质比重最高；N3处理下吐丝后氮素累积比例显著高于其他4个处理，这表明合理的氮肥运筹可能更有助于植株生育后期对氮素的吸收；通过两年定点试验数据拟合，建立了产量与施氮量的一元二次回归方程y = -0.1715x² + 79.73x + 3940.1（R²=0.963）；计算得出最佳经济施肥量为225.1 kg·hm^-2。【结论】合理的氮肥运筹显著提升植株干物质向籽粒中转移，并增加吐丝期后植株氮素的吸收和转运能力；在东北中部黑土区中等土壤肥力条件下，基于75 000株/hm²的种植密度，春玉米氮肥施用量可根据品种及肥力特征在225 kg·hm^-2左右进行微调。

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5. 种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

石德杨，李艳红，夏德军，张吉旺，刘鹏，赵斌，董树亭

2017, 50 (11): 2006-2017. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.006

摘要（326）

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PDF （502KB）（639）

【目的】玉米是中国第一大粮食作物，在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。选用耐密型品种，增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。然而，高密度种植加剧了玉米生长空间的压力，导致单株生长受到抑制，单株产量降低。根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官，其生长受密植条件抑制。研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异，探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系，为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行，以耐密型品种郑单958（ZD958）和不耐密型品种鲁单981（LD981）为试验材料，采用土柱栽培与¹⁵N标记技术相结合的技术手段，研究不同种植密度下（D1，52 500 plants/hm²与D2，82 500 plants/hm²），不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量，但两品种单株籽粒产量均显著降低。两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低；D1条件下，LD981根系各项指标生育前期高于ZD958，乳熟期后均低于或显著低于ZD958。D2条件下，两品种根系各项指标生育前期差异不显著，而生育后期LD981显著低于ZD958；地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响，变化趋势与根系一致。两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著，但根冠活性面积比显著降低；增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低，肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高，但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响；D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981。【结论】耐密型品种ZD958根系受密度影响较小，高密度下，能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力，且高值持续期长，生育后期衰老缓慢，保证了植株对氮素吸收，有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量；高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强，是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。

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