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基于产量性能的夏玉米群体定量化及其高产技术体系研究

2020-12-28阅读(498)

基于产量性能的夏玉米群体定量化及其高产技术体系研究

论文摘要

为明确夏玉米不同产量水平群体结构与功能并实现定量化设计。本研究以郑单958、浚单20和先玉335为试验材料,在河北廊坊和河南新乡于20092011年通过不同栽培管理措施（密度、耕作方式、施肥水平、收获期）构建不同产量水平群体,研究其产量性能参数变化规律及关键栽培措施的调控效应,以期为夏玉米合理群体结构的建立、群体功能的充分发挥和产量性能的定量设计提供理论依据。主要研究结果如下:（1）通过不同栽培管理模式培创的群体产量水平差异明显,OPT2（高产高效）栽培管理模式下的产量水平为10.40 t hm-211.46 t hm-2,FP（农民习惯）栽培管理模式下产量水平为7.88 t hm-28.57 t hm-2,OPT2栽培管理模式比FP栽培管理模式增产27.58%38.74%。产量水平处于10.40 t hm-211.46 t hm-2的群体产量性能结构性参数为,平均叶面积指数（MLAI）2.254.45,生育期天数（D）105113,收获穗数（EN）8.00穗m-29.06穗m-2,穗粒数（GN）373.49477.98,产量性能功能性参数为,平均净同化率（MNAR）3.79 g m-2 d-17.98 g m-2 d-1,收获指数（HI）0.500.55,千粒重（GW）313.75 g392.00 g。与产量水平处于7.88 t hm-28.57 t hm-2群体相比分别增加30.82%70.61%、、4.76%10.00%、45.23%77.70%、-2.94%-14.77%、-0.10%-31.26%、17.94%27.13%、2.55%10.52%。对产量的贡献率依次为35.92%、2.41%、26.27%、-2.21%、-3.30%、9.46%、1.49%,产量性能结构性参数和功能性参数间超量得失补偿是形成高产的主要机制。（2）通过分析产量性能结构性参数和功能性参数间相互作用关系,优化了产量性能结构性参数和功能性参数,定量化了产量性能结构性参数和功能性参数对产量形成的相对重要性。MNAR的籽粒数承载量、MLAIpost的产量承载量和MLAIpre的籽粒数承载量是衡量群体结构与功能优化的重要指标。在产量提升过程中MLAI、TGN、TDW、MNAR、HI、净同化率转运效率和开花后净同化率比值、单位MNAR粒数、单位MLAIpost产量和单位MLAIpre粒数对产量的正向决定作用依次为45.47%、90.14%、96.67%、62.44%、80.32%、45.29%、61.67%、52.74%、43.10%,TGN/MLAIpost和Y/MLAIpre对产量的负向决定作用依次为48.92%和41.33%。（3）深松耕作方式下产量增加8.96%11.22%,高密度群体下增产效应更加明显。主要表现为,条深松耕作方式明显改善了土壤物理性状和土壤质量含水量,为玉米出苗和生长发育提供良好的土壤环境;深松耕作方式与密度具有明显的正向互作效应,高密度群体下,深松耕作方式下群体MLAI、LAD、TDW、TGN显著增大,而MNAR差异不明显,单位开花前MLAI粒数、单位开花后MLAI产量和HI随密度增大而下降的速率显著降低。产量性能参数间的差异补偿是深松耕作方式下密植群体形成高产的主要机制。（4）以具有较高模拟精度的单株最大叶面积的“Reciprocal”模型,精确计算出获得最高产量的单株最大叶面积是单株最大叶面积潜力的0.60倍。以产量性能方程为基础,对超高产群体的穗粒数进行了定量化设计,实现了超高产群体的产量性能参数的定量设计。通过内蒙古超高产春玉米、山东超高产夏玉米、吉林超高产春玉米数据对模型进行验证,表明通过此模型可以精确定量设计超高产群体产量性能参数。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 英文缩略表
  • 第一章 前言
  • 1.1 研究目的与意义
  • 1.1.1 玉米对确保国家粮食安全具有举足轻重的作用
  • 1.1.2 产量性能参数定量化是实现高产设计栽培的关键
  • 1.1.3 深松密植技术对产量性能具有显著的正负调节效应
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.2.1 产量性能数量性状研究进展
  • 1.2.2 产量性能质量性状研究进展
  • 1.2.3 产量性能的优化
  • 1.2.4 产量性能的定量化
  • 1.2.5 深松密植高产关键栽培技术途径研究进展
  • 1.3 研究思路
  • 1.4 技术路线
  • 第二章 不同产量水平夏玉米群体结构特征
  • 2.1 材料与方法
  • 2.1.1 试验田概况与试验材料
  • 2.1.2 试验设计
  • 2.1.3 测定项目与方法
  • 2.1.4 数据分析方法及统计工具
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 不同栽培管理模式下群体产量
  • 2.2.2 不同产量水平群体夏玉米的生育进程
  • 2.2.3 不同产量水平群体叶系统结构特征
  • 2.2.4 不同产量水平群体穗系统结构特征
  • 2.2.5 产量与群体结构参数的回归分析
  • 2.2.6 产量与群体结构参数的通径分析
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 不同产量水平夏玉米群体功能特征
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 试验田概况与试验材料
  • 3.1.2 试验设计
  • 3.1.3 测定项目与方法
  • 3.1.4 数据分析方法及统计工具
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 不同产量水平群体叶系统功能特征
  • 3.2.2 不同产量水平群体穗系统功能特征
  • 3.2.3 不同产量水平群体转运功能特征参数
  • 3.2.4 产量与群体功能参数的回归分析
  • 3.2.5 产量与群体功能参数的通径分析
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 不同产量水平夏玉米群体结构与功能的优化
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 试验田概况与试验材料
  • 4.1.2 试验设计
  • 4.1.3 测定项目与方法
  • 4.1.4 数据分析方法及统计工具
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 不同产量水平群体叶系统结构与穗系统结构的优化
  • 4.2.2 不同产量水平群体叶系统结构与穗系统功能的优化
  • 4.2.3 不同产量水平群体叶系统功能与穗系统结构的优化
  • 4.2.4 产量与群体结构功能优化参数的回归分析
  • 4.2.5 产量与群体结构功能优化参数的通径分析
  • 4.2.6 不同产量水平群体产量性能参数值
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 关键栽培技术对产量性能的调控效应
  • 5.1 材料与方法
  • 5.1.1 试验田概况
  • 5.1.2 试验设计
  • 5.1.3 测定项目与方法
  • 5.1.4 数据分析方法及统计工具
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 耕作方式对土壤物理性状和含水量的影响
  • 5.2.2 耕作方式和种植密度对夏玉米群体产量性能参数的影响
  • 5.2.3 产量性能参数间的相互关系
  • 5.2.4 条深松耕作方式下玉米群体产量性能特征
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 玉米高产产量性能定量设计
  • 6.1 材料和方法
  • 6.1.1 试验材料与试验设计
  • 6.1.2 调查内容和测定项目
  • 6.1.3 资料收集
  • 6.2 产量性能参数描述
  • 6.2.1 产量性能定量设计原则
  • 6.2.2 产量目标与主要输入参数的决定
  • 6.2.3 主要输出参数的计算
  • 6.2.4 模型验证
  • 6.3 结果与分析
  • 6.3.1 单株叶面积模型的建立
  • 6.3.2 相对叶面积模型的应用
  • 6.3.3 不同产量水平群体产量性能参数设计
  • 6.3.4 高产定量设计实例验证
  • 6.3.5 高产定量设计实时监测功能
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 讨论与结论
  • 7.1 讨论
  • 7.1.1 不同产量水平群体结构特征
  • 7.1.2 不同产量水平群体功能特征
  • 7.1.3 不同产量水平群体叶穗系统结构与功能的优化
  • 7.1.4 关键栽培技术产量性能的调控效应
  • 7.1.5 产量性能定量化
  • 7.2 结论
  • 7.2.1 不同产量水平群体产量性能参数
  • 7.2.2 不同产量水平群体结构性参数和功能性参数相互关系
  • 7.2.3 深松密植关键栽培技术对产量性能的调控效应
  • 7.2.4 高产群体产量性能参数定量设计
  • 7.3 创新点
  • 7.4 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历

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