綜合栽培措施對春玉米密植群體冠-根調(diào)節(jié)機制研究.pdf

1、東北春玉米區(qū)是我國玉米主產(chǎn)區(qū)和輸出區(qū)，提高該地區(qū)玉米產(chǎn)量對我國玉米安全戰(zhàn)略具有重要意義。玉米產(chǎn)量提高主要歸因于種植密度的增加，但隨著密度增加，冠-根個體間的競爭被強化，冠-根結(jié)構(gòu)變差嚴(yán)重制約了產(chǎn)量的進一步提升。大量研究表明，深松、化控和寬窄行種植等栽培措施具有優(yōu)化高密度玉米群體結(jié)構(gòu)和優(yōu)化個體功能的作用，對籽粒產(chǎn)量的提高具有顯著正效應(yīng)，成為該地區(qū)玉米密植高產(chǎn)的關(guān)鍵調(diào)控栽培措施。目前該區(qū)域依賴單項栽培措施優(yōu)化實現(xiàn)玉米增產(chǎn)已遭遇瓶頸，所以有依

2、據(jù)的綜合多個栽培措施，利用綜合栽培模式的整體功能優(yōu)勢，協(xié)調(diào)優(yōu)化冠-根結(jié)構(gòu)，在未來繼續(xù)提升玉米種植密度，繼續(xù)高產(chǎn)挖潛中扮演著極其重要的角色。但不同栽培措施互作對東北春玉米群體結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)效應(yīng)尚不明確，單項或多項措施對增產(chǎn)的貢獻率及其高產(chǎn)機制尚缺乏詳細的報道。
　　因此，本研究:
　　(1)通過比較分析深松(S)、寬窄行(W)和化控(C)及綜合措施模式下玉米增密群體產(chǎn)量，探討不同栽培措施及其交互效應(yīng)對北方春玉米產(chǎn)量和耐密性的調(diào)控作用

3、及其對產(chǎn)量提升的貢獻率;
　　(2)通過分析不同玉米密植群體冠-根結(jié)構(gòu)，探討不同優(yōu)化栽培模式對群體冠-根結(jié)構(gòu)與功能的調(diào)控效應(yīng);
　　(3)通過分析寬窄行(W)和深松(S)及其互作模式下群體，闡明玉米密植高產(chǎn)群體的物質(zhì)運轉(zhuǎn)調(diào)控機制。本研究對于發(fā)展該區(qū)域玉米生產(chǎn)具有重要的實踐意義，同時可以豐富玉米栽培學(xué)理論。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)綜合措施模式中化控處理(C)對產(chǎn)量具有顯著的直接作用(貢獻率27％-41％)，這種作用

4、在于僅化控處理即可增密1.17萬株/hm2;寬窄行(W)對產(chǎn)量的調(diào)控作用不同組合間存在著明顯差異;而深松(S)對產(chǎn)量的調(diào)控則以間接作用為主（貢獻率24％-37％），但深松與寬窄行組合較常規(guī)(RU)產(chǎn)量增加11.28％。密植條件下多項措施互作產(chǎn)量增益顯著高于雙項措施和單項措施，相較于常規(guī)模式(RU; CK)，正常年份（2013年）增幅分別為31.27％、15.57％和7.96％;少雨年份(2014)則分別為15.02％、11.32％和5.

5、65％;其產(chǎn)量的增加主要是由于群體耐密性的提高，以及通過光利用效率(RUE)、積溫效率(GUE)和氮肥偏生產(chǎn)力(PFPN)的協(xié)作調(diào)控，最終實現(xiàn)了綜合措施下的高產(chǎn)高效。
　　(2)栽培措施及其互作對玉米密植群體的冠-根協(xié)調(diào)性有顯著的優(yōu)化作用。寬窄行和化控技術(shù)顯著優(yōu)化密植高產(chǎn)群體物質(zhì)空間分配，構(gòu)建類“紡錘型”的高效冠層，提高群體內(nèi)下部透光性，光能截獲顯著提高，顯著改善了下部葉片的光合性能。冠層生產(chǎn)力提高有賴于根層的供給能力。深松顯著改

6、善耕層土壤結(jié)構(gòu)，耕層加深10cm，提高耕層土壤的孔隙度，有效水分區(qū)間從2％提高到5％-7％，提高土壤對降水的利用效率;優(yōu)化根系在土層中的分布，10cm-30cm土層中根系量提高80％-88％，主要表現(xiàn)為須根量的增加。深松、寬窄行和化控等栽培措施及其互作顯著優(yōu)化玉米密植群體的冠-根結(jié)構(gòu)，根冠比顯著提高，根冠面積比趨近于1。
　　(3)栽培措施及措施互作協(xié)調(diào)優(yōu)化玉米密植高產(chǎn)群體的干物質(zhì)積累與分配，及干物質(zhì)輸導(dǎo)組織性能。深松、寬窄行及互

7、作技術(shù)顯著提高了密植高產(chǎn)玉米群體花后干物質(zhì)積累量(5.2％-13％);花后莖稈中C、N代謝更加平衡，收獲期C/N顯著降低(4％-39％);生長環(huán)境的優(yōu)化，改善了生育前期維管束數(shù)量和韌皮部的分化，同時維持了其后期的功能，灌漿期莖稈物質(zhì)運轉(zhuǎn)效率(11％-42％)及籽粒灌漿速率顯著提高，春玉米群體籽粒產(chǎn)量提高5％-22％。
　　綜上所述，綜合栽培措施對東北地區(qū)玉米密植群體籽粒產(chǎn)量具有顯著的正向調(diào)控效應(yīng)，其中以深松寬窄行種植化控處理產(chǎn)量最