综合农艺管理协同提升夏玉米产量和氮效率的栽培学途径课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,综合农艺管理协同提升夏玉米产量和氮效率的栽培学途径,综合农艺管理协同提升夏玉米产量和氮效率的栽培学途径,1,研究目的和意义,主要研究进展,取得主要成效,汇报内容,玉米栽培生理生态,研究目的和意义汇报内容玉米栽培生理生态,2,我国粮食安全的基本要求,小麦、玉米和水稻确保,95%,的自给,100%,口粮自给,水稻和小麦,90%,谷物自给,水稻、小麦和玉米,80%,粮食自给,水稻、小麦、玉米和大豆等饲料粮,中国人饭碗要主装中国粮,?,！,把中国人的饭碗牢牢端在自己手中,?,！,一、研究目的和意义,我国粮食安全的基本要求小麦、玉米和水稻确保95%的自给100,3,2015,年玉米生产概况,面积（亿亩）,总产（亿吨）,单产（,kg/,亩）,全球,26.55,9.70,365.3,中国,5.72,2.25,392.9,美国,5.05,3.51,693.1,从,2006,至,2016,年，我国玉米成本从,0.97,增至近,2,元,/,公斤,生产成本,（元,/,公斤）,劳动力占成本比例（,%,）,机械费用,（元,/,公斤）,土地成本,（元,/,公斤）,中国,2.0,45,0.17,0.4,美国,1.42,4.2,0.21,0.31,巴西,1.16,4.4,0.21,0.13,2015年玉米生产概况面积（亿亩）总产（亿吨）单产（kg/亩,4,玉米竞争力低,玉米竞争力低,5,高产,&,高效,&,绿色,高产&高效&绿色,6,2009-2018,本试验,研究思路,优化农民管理，,产量和效率初步提高,不计成本，,挖掘产量潜力,进一步优化管理，,产量和效率同步提高,GME,，,玉米竞争力提升,2009-2018本试验研究思路优化农民管理，不计成本，,7,夏玉米不同栽培模式设计优化,注：氮施用比例为播种、拔节和花后,10,天追肥的比例。,施氮量试验,N0,（,0 kg/hm,2,）,N1,（,129kg/hm,2,）,N2,（,184.5 kg/hm,2,N3,（,300kg/hm,2,）,夏玉米不同栽培模式设计优化注：氮施用比例为播种、拔节和花后1,8,二、部分研究结果,综合农艺管理对夏玉米产量和氮效率的影响,综合农艺管理对土壤特性的影响,综合农艺管理对玉米根系特性的影响,不同措施对玉米产量形成的影响,夏玉米全程机械化高效生产技术集成与示范,二、部分研究结果综合农艺管理对夏玉米产量和氮效率的影响,9,（一）综合农艺管理对小麦玉米周年产量影响,2009-2015,年不同处理玉米产量,玉米产量,（一）综合农艺管理对小麦玉米周年产量影响2009-2015年,10,改麦套为直播、适当增加种植密度、适当晚收、改“一炮轰”为合理分次施氮。,进一步增加种植密度、晚收延长花后灌浆时间、增施有机肥、分次施氮且增加施肥量尤其是花后施氮。,培肥地力、合理密植、适当晚收、施氮量总量控制分次施用。,靳立斌等，,Field crops research,，,2014,改麦套为直播、适当增加种植密度、适当晚收、改“一炮轰”为,11,OPT-1,、,OPT-2,和,HY,处理的产量提高主要在于单位面积粒数的增加；高密度条件下，稳定粒数、提高千粒重是进一步增产的关键。,不同共性处理玉米产量构成因素,OPT-1、OPT-2 和HY处理的产量提高主要在于单位面,12,增加光合产物尤其提高花后干物质积累是产量提高的基础。,增加干物质向籽粒的转移和分配，提高,HI,，即提高籽粒生产效率是关键。,增加光合产物尤其提高花后干物质积累是产量提高的基础。,13,进一步提高玉米产量的策略,进一步提高玉米产量的策略,14,玉米氮素效率,图,2009-2015,年不同处理氮素偏生产力平均值,玉米氮素效率图 2009-2015年不同处理氮素偏生产力平均,15,通过农艺管理优化，可以提高氮素积累量，降低籽粒氮浓度，提高氮素利用效率。,HY,处理高产低效的原因在于干物质积累量过大导致氮素积累量显著增加，,NUE,降低，,NHI,没有显著提高。,朱昆仑等，中国农业科学，,2014,通过农艺管理优化，可以提高氮素积累量，降低籽粒氮浓度，提高氮,16,通过综合农艺管理优化，,OPT-1,、,HY,和,OPT-2,的周年产量较,CK,分别提高了,19.4%,，,48.5%,和,29.8%,。,小麦,-,玉米周年产量,通过综合农艺管理优化，OPT-1、HY和OPT-2的周年产量,17,OPT-2,氮利用效率最高，其,NPFP,、氮肥回收率和氮肥农学利用率分别比,CK,提高,63.4%,、,97.8%,和,143.0%,。即,OPT-2,协同提高了产量和,N,效率。,周年氮素利用效率,刘正等，,European Journal of Agronomy,，,2017,84,：,140-151,OPT-2氮利用效率最高，其NPFP、氮肥回收率和氮肥农学利,18,（二）综合农艺管理对玉米田土壤特性的影响,不同处理显著影响,0-30 cm,土壤容重。随生育进程，,土壤容重,逐渐增大。在拔节期，,CK,土壤容重最大，其他处理间无显著差异。,从拔节到抽雄期，,HY,的土壤容重提高，显著高于,CK,和,OPT-1,。成熟期，,OPT-2,土壤容重显著低于其他处理。,30-90 cm,土壤容重相对稳定且处理间无显著差异。,土壤容重,刘正等，,Science of the total environment,，,under review,（二）综合农艺管理对玉米田土壤特性的影响不同处理显著影响0-,19,土壤水稳性团粒分布,不同处理显著影响,0-60cm,土层水稳性团粒重量分布。,在,0-30 cm,土层，,CK,水稳性团粒重量分数超过,60%,，显著高于其他处理，,HY,最低；在,30-60 cm,土层，,CK,重量分数下降迅速，显著低于其他处理，,OPT-1,和,OPT-2,的最高；在,60-90 cm,土层，各处理间无显著差异。,综合农艺管理对水稳性团粒重量分数的影响,土壤水稳性团粒分布不同处理显著影响0-60cm土层水稳性团粒,20,土壤脲酶和蔗糖酶活性,0-30 cm,土层中，,HY,和,Opt-2,脲酶活性最高；,30-60 cm,土层中，,CK,和,Opt-2,脲酶活性最高；,0-60 cm,土层中，,Opt-1,和,Opt-2,的蔗糖酶活性显著提高。,综合农艺管理对土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响,土壤脲酶和蔗糖酶活性0-30 cm土层中，HY和Opt-2脲,21,土壤有机质含量,土壤有机质含量随生育进程先上升后下降，,VT,达到最大值。抽雄期,OPT-1,、,HY,和,OPT-2,的土壤有机质分别比,CK,增加,10.6%,、,8.1%,和,8.8%,。,刘正等，,Frontier in plant science,，,2018,土壤有机质含量土壤有机质含量随生育进程先上升后下降，VT达到,22,氮、磷、钾养分含量,综合农艺管理优化了栽培措施和肥料运筹，增加干物质和氮磷钾养分积累量，实现了产量和效率协同提高。与,CK,相比，,Opt-2,减氮,18.0%,，增产,27.6-37.9%,，氮、磷肥效率提高了,47.5-67.6%,。但,Opt-2,处理在花后物质转运和钾素利用效率方面有待进一步提升。,刘正等，植物营养与肥料学报，接收,氮、磷、钾养分含量综合农艺管理优化了栽培措施和肥料运筹，增加,23,（三）综合农艺管理对玉米根系特性的影响,根,/,冠比,抽雄期，,HY,和,Opt-2,根冠比分别比,CK,高,23.6%,和,14.5%,。,成熟期，,N1,、,N2,和,N3,的根冠比分别比,N0,的高,15.4%,、,71.8%,和,25.6%,Effects of integrated agronomic practices on root/shoot ratio of summer maize,（三）综合农艺管理对玉米根系特性的影响根/冠比抽雄期，HY和,24,单位叶面积的根干重、根长和根系吸收面积,拔节期,，,Opt-2,的根重,/,叶面积、根长,/,叶面积、根系吸收面积,/,叶面积分别比,CK,高,27.9%,、,11.7%,、,24.4%,；,VT,时分别高,36.2%,、,15.6%,、,15.2%,；,R3,时,分别高,29.9%,、,13.9%,、,47.3%,；,R6,时,分别高,87.0%,、,83.9%,、,124.3%,。,刘正等，,European Journal of Agronomy,，,2017,84,：,140-151,单位叶面积的根干重、根长和根系吸收面积拔节期，Opt-2的根,25,通过改麦套为直播、适当增加种植密度、调减氮肥用量、适当晚收等综合农艺管理，降低表层土壤容重，提高水稳性团粒重量分数，促进根系生长，增强根系吸收性能，改善光合性能，可实现夏玉米的高产高效，即在减氮,16%,基础上，增产,27%,、提效,63%,。,通过改麦套为直播、适当增加种植密度、调减氮肥用量、适当晚收等,26,1,、施氮量对玉米产量和光合特性影响,Grain yield(A)of summer maize double-cropped with winter wheat,and annual nitrogen partial factor productivity(B)and nitrogen agronomic efficiency(C)as affected by nitrogen rate.,（四）不同措施对玉米产量形成和氮效率的影响,产量和氮效率,1、施氮量对玉米产量和光合特性影响 Grain yield,27,当地夏玉米适宜施氮量,184.5 kg ha,-1,，过量或不足施氮量都会对叶肉细胞叶绿体超微结构产生不利影响。施氮量不足导致叶绿体膜降解和基粒发育不良，施氮量过多导致基粒片层扭曲和间隙扩大，不利于光合作用正常进行。,施氮量对玉米净光合效率和叶绿体超微结构的影响,刘正等，,Frontier in plant science,doi:10.3389/fpls.2018.00576,光合特性,当地夏玉米适宜施氮量184.5 kg ha-1，过量或不足施,28,2,、适期收获提高玉米产量和氮效率,随收获时间推迟，夏玉米产量显著提高。从,9,月,20,日至,10,月,5,日，每推迟一天收获，夏玉米籽粒产量增加,367 kg ha,-1,，籽粒含水量降低,1.2%,。,收获日期从,9,月,20,日推至,23,日，花后氮素积累量显著提高，而氮素转运量无显著改变；收获日期从,23,日推至,26,日，氮素转运量显著提高。,2、适期收获提高玉米产量和氮效率随收获时间推迟，夏玉米产量显,29,综合考虑夏玉米产量、氮素积累和转运，以及冬小麦播种，该地区夏玉米的适宜收获日期应以花后有效积温达到,615-710,d,为标准。,有效积温与夏玉米千粒重、氮素积累和转运的关系,刘正等，,Field Crops Research,2019,232:88-94,综合考虑夏玉米产量、氮素积累和转运，以及冬小麦播种，该地区夏,30,3,、秸秆还田量对玉米产量和土壤质地影响,不同秸秆还田量对玉米和小麦产量的影响（,2010-2018,）,a,a,b,产量,3、秸秆还田量对玉米产量和土壤质地影响不同秸秆还田量对玉米和,31,玉米,秸秆还田量对于土壤容重,和有机质含量,的影响,土壤理化特性,玉米秸秆还田量对于土壤容重和有机质含量的影响土壤理化特性,冬小麦,-,夏玉米周年产量与,VT,时期土壤特性的相关性,Correlations between soil characteristics and grain yield of winter wheat-summer maize on VT stage.,秸秆还田显著改善土壤理化特性，平衡土壤养分。,冬小麦-夏玉米周年产量与VT时期土壤特性的相关性秸秆还田显著,玉米,秸秆还田量对,0-20cm,土层根