Influence Factors of Machine Harvest Maize Grains and the Cultivation Regulation: Research Progress

Cao Yajuan, Sha Sha, He Wenjing, Han Shuang, Luo Hongbing, Chen Pingping, Yi Zhenxie

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (1) : 19-23. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb18080015

Influence Factors of Machine Harvest Maize Grains and the Cultivation Regulation: Research Progress

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Abstract

The whole-process mechanization is of great significance to the development of maize production. Harvest by machine is a crucial part of the whole-process mechanization of maize production, as well as the difficult point. The authors introduced the development status of maize mechanization at home and abroad, and analyzed the effects of the grain moisture content, bract leaf characters, stem characters and ear axis characters on machine harvest of maize. The cultivation regulation measures for machine harvest of maize was summarized, such as line spacing, sowing date, harvest time, nitrogen rate and density. Meanwhile, the authors put forward some suggestions on the research and development of machine harvest of maize in the perspectives of screening suitable varieties for machine harvest, researching and developing harvest machinery, and exploring supporting cultivation techniques.

Key words

maize / machine harvest / influence factor / cultivation regulation

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Cao Yajuan , Sha Sha , He Wenjing , Han Shuang , Luo Hongbing , Chen Pingping , Yi Zhenxie. Influence Factors of Machine Harvest Maize Grains and the Cultivation Regulation: Research Progress. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2020, 36(1): 19-23 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb18080015

0 引言

玉米是世界上重要的粮食作物和经济作物,中国是玉米种植大国。根据国家统计局数据显示,进入新世纪以来,中国玉米种植面积逐年上升,其分别在2002年和2007年超过小麦和水稻,成为中国第一大作物,2015年达到历史最高峰(3811.9万hm2),2016年稍有回落(3676.8万hm2);中国玉米总产量于2012年突破2亿t,2015年达到2.246亿t,2016年为2.196亿t。
自2016年以来,中国对玉米种植面积采取了适当调减的政策,但主要针对北方区域(尤其是东北),而南方玉米,尤其湖南玉米种植面积仍呈增长趋势,这与其畜牧业发展的饲料需求密切相关;与此同时,棉花种植效益下降,洞庭湖区棉田面积迅速下降,棉田改制使得玉米种植有扩大的趋势,其中冬油菜-夏玉米成为该区域的一种复种方式。近年来,随着经济的发展,农村劳动力大量转移,且劳动力价格迅速上涨,迫使农业生产机械化水平不断提升,据2016年年鉴统计,2015年全国玉米机械化收获比例已达到63%,但是其中主要是果穗机收,直收籽粒的很少。从扩大种植面积、降低生产成本的角度考虑,发展玉米机械化生产,尤其是机械化收获是大势所趋。目前,前人主要以筛选一些适宜于机械化收获的玉米品种为主,籽粒脱水速率、茎秆抗倒伏能力与株间行距等都有研究,但是其配套栽培技术仍不明确。为此,针对已筛选出的耐密宜机收玉米品种,开展配套高产高效生产技术研究是十分必要的。同时,南方玉米机收发展较慢,究其原因,有地形因素,也与生产规模较小有关,同时还有多熟制作物生产季节紧张的原因。本文试图通过分析玉米籽粒机收的影响因素,为中国各地玉米籽粒机收的发展提供参考依据。

1 玉米机械化发展现状

1.1 国外玉米机械化发展现状

美国、加拿大、俄罗斯、乌克兰等国早在20世纪中后期就基本实现了玉米收获机械化作业[1],但各个国家的收获方式有所不同。加拿大玉米多采用一年一熟种植,收获时籽粒含水率较低,玉米机收多采用摘穗并直接脱粒方式[2]。美国玉米从籽粒生理成熟到收获有1个月脱水时间,收获时籽粒含水量降至15%~18%,采用直接收获籽粒方式,损失率一般在3%~4%[3]。俄罗斯、乌克兰及东欧一些国家,收获时玉米籽粒含水率高,直接脱粒时易造成破粒,因此一般采用穗茎兼收的方式[4]

1.2 中国玉米机械化发展现状

随着中国经济的快速发展,农村青壮劳动力大量涌入城市,造成农村劳动力短缺,机械化已成为现代农业发展的必由之路。农业机械化可缓解农村劳动力短缺困境,还可提高农户收入[5]
近几年,中国玉米耕种收综合机械化率有了明显提升。2010年中国玉米耕种收综合机械化水平为65.94%,其中机耕、机播和机收水平分别达到88.11%、76.52%和25.80%[6]。随后,中国玉米机收呈现出较快发展势头,2012年达到40%[7],2013年突破了50%[8],2015年达到了63%[9]
但是,中国玉米机收尚存在两个问题,其一是目前中国玉米机收多为机收果穗[3];其二是中国不同区域玉米机收水平差异较大。黑龙江省在2012年时玉米生产综合机械化水平为85.7%,玉米收获机械化水平为54.7%[10],但是南方玉米机收尚处于初级阶段[11]。南方玉米一般种在丘陵山地,种植模式多为间套作,且必须满足一年多熟的要求,因此,南方玉米的机械化收获,尤其是籽粒机收的发展需克服更多的问题。

2 玉米籽粒机收的影响因素

2.1 籽粒含水率

含水率是影响玉米籽粒机械直收的重要指标[12]。籽粒含水率决定籽粒的软硬程度,直接并显著影响玉米机收的籽粒破碎率、损失率和杂质率[13]。含水率对玉米种籽脱粒的影响主要体现在籽粒破损强度和脱粒作用力两个方面[14]。玉米籽粒含水率越低脱粒能耗越小,含水率为18.3%时破碎率最低[15]。籽粒含水率下降不会造成玉米产量损失[16]。易克传等[17]认为玉米籽粒含水率低于28%,籽粒破损率可控制在3%以下。合适的籽粒含水率是机收籽粒的必备条件,一般认为含水率大于25%,破碎率将明显提高。柴宗文等[12]调查了中国1698组玉米样本,发现中国玉米机械收获时籽粒含水率平均为26.83%,明显高于国外。含水率也影响玉米籽粒成熟后期脱水速率的快慢[18]。有人对籽粒含水率、脱水速率和有效灌浆期的相关性开展了研究,发现环境对生理成熟前籽粒的脱水速率无显著影响,原因可能是生理成熟前籽粒就有脱水现象[19]

2.2 苞叶性状

玉米苞叶特性也是影响玉米籽粒机收的农艺性状之一[20]。苞叶厚度是影响玉米籽粒脱水速率的重要因素之一,苞叶越薄越利于玉米籽粒脱水[21]。玉米苞叶总宽度与籽粒直接机械化收获时籽粒破损率和落穗率的相关性达极显著水平,随着苞叶总宽度增加,玉米籽粒脱水速率减缓、含水率增加[20],玉米籽粒直接机械化收获质量降低[22]。苞叶干重随苞叶层数的增加而增加,苞叶总长、总宽、总面积、干重四者之间呈显著或极显著正相关。研究认为,最适苞叶的长、宽、厚分别在20 cm、10 cm、0.2 mm上下浮动,苞叶层数为6层[23]。韩托[24]研究表明,苞叶宽与苞叶层数对收获时籽粒含水率影响不显著,苞叶长与收获时籽粒含水率呈显著相关性。解福祥等[25]对玉米苞叶力学性能进行研究,发现苞叶剥离力顺向最大,横向次之,逆向最小。含水率不影响玉米苞叶横纵向的强度,纤维的强度影响苞叶纵向强度,玉米苞叶厚度影响苞叶横向强度,且两者之间强度的差异较大[26]。因此,设计玉米联合收获机剥皮机构过程中,在权衡苞叶剥净率与籽粒破碎率的同时,应综合考虑苞叶纵向和横向的拉力[27]

2.3 茎秆特性

倒伏倒折显著影响玉米机械化收获,倒伏倒折率越大则籽粒含杂率越大。种植密度增大是提高玉米产量的重要途径,但也使玉米倒伏倒折率增大。倒伏倒折率的增大抑制玉米高产[28],严重时造成玉米绝产[29]和玉米品质下降[30]。玉米茎倒所造成的产量损失比根倒更严重[31],密度、穿刺力、茎粗和穗位是影响茎秆倒伏的直接因素。随密度的增加,茎秆基部节间直径变细、节间长度增长[32]。茎粗对植株的抗倒伏能力影响最大,基部节间短而粗则抗倒能力较强;玉米株高、穗位高、单位茎秆体积的茎秆重和茎皮重等都对茎秆的抗倒伏能力产生影响[33]。减少雄穗的大小也有利于提高玉米的抗倒能力[34]
玉米穗位高也是影响玉米籽粒机收的农艺性状之一[20],其对玉米籽粒机收的影响表现在两方面,一方面是穗位高影响植株抗倒伏性。闫洪奎等[35]认为穗位高/株高和穗位高/穗位上高度在评价植株抗倒性方面存在高度的相关性。程富丽[36]认为玉米的穗位高系数(穗位高/株高)、茎秆长粗比(株高/基部节间粗)可以估测玉米的抗倒能力,穗位高系数低、茎长粗比小的植株,抗倒伏能力较强。付志远等[37]研究认通过增加穗上节间数来降低穗位高是一种提高植株抗倒伏性的可行途径。另一方面,玉米穗位高与籽粒含水量之间存在密切关系。研究表明,在玉米籽粒收获时,穗位高越高则籽粒含水量越高[38],从而导致玉米籽粒破碎率升高[11]
可见,增强玉米茎秆抗倒伏能力是实施玉米机械化收获的重要保证,在玉米栽培中,必须从品种选择与栽培措施(密度、施肥、化控等)着手,切实增强玉米茎秆抗倒伏能力,为玉米籽粒机收奠定基础。

2.4 穗轴特性

玉米轴粗也是影响玉米籽粒机收的农艺性状之一[20]。余吉洋[39]研究表明,施力方式、穗轴含水率、试样长度和弯曲跨距对穗轴力学性质有极显著的影响;品种和穗轴分段对玉米穗轴力学性质有较显著的影响。李心平等[40]研究了穗轴含水率对玉米果穗抗压特性的影响,发现含水率为25%时玉米果穗抗压能力最强,此时收获不仅可以防止果穗断裂,而且有利于脱粒。

3 玉米机收的栽培调控

3.1 行距

适当扩大种植行距、缩小株距、增加种植密度是提高玉米产量的重要途径[41]。研究表明,重庆地区玉米行距90 cm条件下产量最高[42],豫西地区宽窄行(80 cm+40 cm)有利于产量提高[43]。张子学等[44]认为等行距60 cm或宽窄行(80 cm+40 cm)是最优的行距。段宏凯等[41]认为在高密75000株/hm2和60 cm等行距模式下产量最高。目前,农艺学家根据不同区域提出了不同的最佳行距,导致了农机与农艺不匹配,跨区域操作更是非常困难。面对现在的困境,很多学者根据机械化发展的现状,做了很多研究。韩成卫等[45]认为行距55 cm与65 cm之间收获的玉米籽粒产量没有明显的差异。刘佳等[46]认为不同的种植行距对机械收获质量影响很大,因此认为种植行距应尽量与收获机行距接近,以减少机械收获损失。卜俊周等[47]研究表明,行距为60 cm时机械收获损失率很低,机械收获率较高,玉米收获机在田间行走速度较快,对机械的损伤也低。赵学观等[48]发现60 cm与65 cm行距的机械化收获的落穗损失相差不大且机械化收获的作业效率高,但60 cm的产量略高于其他行距。刘少坤等[49]研究表明,‘郑单958’在60 cm行距条件下机械化收获效率和产量最高。秦国成[50]研究认为在60~70 cm之间不论是等行播种还是宽窄行播种,玉米的各项指标差异不大,产量差异不显著。可见,在玉米生产的过程中根据农机具设计和生产需求,因地制宜地规范行距,不但有利于高产,而且有利于玉米机械化收获。

3.2 播期和收获时期

播期对玉米物质积累与产量影响显著[51,55]。李向岭等[52]认为玉米群体干物质积累平均速率表现为早播>中播>晚播。张竞元等[53]在郑州地区研究认为玉米适宜播种期是6月20日,播期推迟会造成减产,主要减少千粒重。李绍长等[54]在新疆石河子地区的研究表明,随着播种期推迟粒重减轻,导致产量减少。刘战东等[56]认为播种期推后,生育期缩短,产量构成因素下降,产量降低25.4%~30.3%。播期推迟不仅导致产量的降低,生育期天数、平均叶面积指数、收获指数、穗粒数、千粒重均降低[57]。因此,不论是人工种植还是全程机械化,适时早播都是非常重要的。
对于玉米机械收获而言,收获时期十分重要。美国大多数农场收获时的籽粒含水量在17%以下,考虑到烘干成本,大多数农场主宁愿推迟收获期,也要将籽粒水分降至15%或以下。中国认为若推迟1~2周,采取机械籽粒收获,不但会降低玉米籽粒的含水量而且会减少生产成本,更加符合了“玉米适时晚收”增产的方向[58]。吕丽华等[51]研究认为对于夏玉米,每提早播种1天,产量平均增加196.5 kg/hm2,每推迟收获1天,平均增产97.5 kg/hm2。可见,适时晚收对提高玉米产量、减少机收损失、降低烘干成本具有重要意义,但各地玉米收获时间还得根据当地种植制度的要求进行合理安排。

3.3 施氮量与密度

施氮水平对玉米产量和生长动态具有显著影响[60]。于天江等[59]研究了6个施氮水平对玉米农艺性状的影响,结果发现株高、茎粗、单株绿叶数、穗粗、穗位高、穗长随着施氮量的增加而增加。路小芳[61]研究认为,施氮使产量构成因素增大,果穗秃尖长度随之降低。
乔江方等[62]研究密度调控对玉米机收的影响,发现随着密度增加,倒伏发生率增加,各节间长呈增加趋势,机收籽粒落穗率、落籽率和籽粒破损率均呈上升趋势。密度增大会使玉米基部节间的皮层组织机械化程度降低,导致茎秆抗倒伏能力下降,田间倒伏率增加[63]。密度增大,玉米株高和穗位高增加;茎粗系数、穿刺强度、抗折力、压碎强度显著降低[64]。谷利敏等[65]发现,玉米大风后的茎折率随密度升高而显著增加。
相较于施氮量和密度单个因子对玉米农艺性状与机械收获的影响,两者之间的互作影响更为明显。陈尚洪等[66]研究表明,密度和施氮量互作显著影响玉米全生育期和产量,在四川盆地直播夏玉米最好的方案是密度6.0万株/hm2和施氮量为375 kg/hm2,此时茎折率最低,产量最高。但是,王梦飞等[67]研究认为高寒区春玉米在常规的栽培密度和施氮量范围内,密度和氮肥施用量对玉米产量构成因素的影响不存在互作效应。可见,有关施氮量对玉米机收的影响,还需从产量形成、全生育期长短以及植株与籽粒的后期脱水速率等方面加强研究。

4 展望

中国玉米,尤其南方玉米的机械化收获发展速度缓慢,是抑制玉米全程机械化发展的重要因素。为推进玉米机收的发展进程,首先,应加快筛选出适合机械化收获的玉米品种。宜机收品种的筛选,需考虑到产量水平、生育期、病虫抗性、抗倒伏能力、苞叶松紧性、后期茎叶与籽粒脱水速率等各个方面,但是目前各地宜机收玉米品种筛选指标体系尚未建立;其次,应加快操作简单的玉米收获机的研发,增加玉米收获机的类型,降低玉米收获机的价格,同时,考虑到南北方地理条件差异较大,南方多丘陵山地,且种植模式多为间套作,因此,应因地制宜发展小型玉米收获机;然后,影响玉米机械化的因素很多,目前研究较多是影响玉米机械化收获的农艺性状,如茎粗、籽粒含水量等,但此方面还应深入;最后,各地玉米种植习惯不同,在密度、施肥、化控等栽培措施上差异较大,尤其是密度问题,中国南北方玉米种植密度普遍偏低,与机收玉米要求密度差异很大,因此,各地应加强机收玉米的配套高产高效栽培技术体系研究。整体而言,为推进玉米机收的发展进程,各地应在广泛筛选宜机收玉米品种的基础上,从种植模式、配套栽培技术与适宜机型等角度开展深入研究。

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【目的】黄淮海夏播玉米区收获期偏早、籽粒含水率普遍偏高,制约了机械粒收的收获质量,延期收获能够降低收获期籽粒含水率,但是该过程是否因籽粒重量下降造成产量损失尚不明确。本文开展玉米生理成熟后田间站秆脱水期间籽粒含水率与粒重变化情况研究,为机械粒收技术的推广应用提供依据。【方法】本研究于2015年和2016年在河南新乡中国农业科学院综合试验站进行,选择22个当前主要种植品种为供试材料,采取统一授粉,连续测定籽粒重量与籽粒含水率变化。其中,2015年授粉后26 d开始测定,生理成熟后26—52 d结束;2016年授粉后11 d开始测定,生理成熟后16—35 d结束。分析生理成熟后田间脱水期间籽粒含水率与粒重变化。【结果】22个参试品种生理成熟期百粒干重为23.3—37.4 g,平均为30.8 g;籽粒含水率为21.5%—33.1%,平均为27.5%。22个品种生理成熟后分别经过16—52 d田间站秆晾晒后,百粒干重为22.9—38.4 g,平均为32.0 g;籽粒含水率为12.9%—24.4%,平均为17.3%。生理成熟前籽粒重量随着授粉后天数增加而逐渐增加,不同测试时期之间存在显著差异;生理成熟后随着田间站秆时间延长,籽粒含水率变化呈极显著下降趋势,而籽粒重量未表现出显著变化,不同熟期品种和不同年份结果表现一致;生理成熟后籽粒重量与籽粒含水率之间不存在显著相关关系。【结论】黄淮海夏玉米生理成熟后田间站秆晾晒脱水期间,籽粒含水率显著下降,而籽粒重量并未发生显著变化,延期收获降低了籽粒含水率,并且不会因粒重下降造成产量损失。
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适当增加种植密度是提高玉米产量的重要途径之一,而倒伏是玉米增加群体密度的主要限制因素。2005—2006年以茎秆抗倒伏性不同的3个品种(稀植大穗型品种京科519、耐密抗倒型品种登海3719和当地主栽品种农大108)为材料,设3.0、5.25、7.5、9.25、12.0万株 hm-2 5个密度处理,研究了种植密度对茎秆的抗倒力学和农艺性状的影响。结果表明,随着群体密度的增加,茎秆的压碎强度(SCS)和外皮穿刺强度(RPS)以及节间直径、干重(DW)、干物质百分比、单位茎长干物质重(RDWL)显著降低,而节间长度有所增加,以上这些变化在供试品种间存在着明显的差异;茎秆抗倒力学性状随群体密度呈指数曲线(y = aebx)变化。茎秆抗倒力学性状与农艺性状密切相关。节间伸长慢且节间变细可能是耐密品种在高密度群体下的适应性表现,而节间干物质积累、尤其高位节间的干物质积累较高的品种抗倒伏能力强。在玉米抽雄前1周茎秆第4节间以上干物质百分比大于7.5%,单位茎长干物质重(RDWL)高于0.2 g cm-1时较为抗倒。逐步回归分析表明,单位茎长干物质对茎秆压碎强度(SCS)和外皮穿刺强度(RPS)的正向影响最大,可以作为玉米抗倒伏品种选择的重要农艺指标。

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为研究玉米果穗的抗压特性及破裂机理,探索含水率对玉米果穗抗压特性的影响,该文先分析了玉米果穗的生物特性,然后选取2个品种的玉米果穗,含水率处理至5个标准,在电子万能试验机上进行了静态压缩试验。试验结果表明:玉米芯含水率对玉米果穗抗压特性有极大影响,含水率低于13%时,随着含水率的降低果穗抗压能力小幅度增强;含水率在13%~25%内,随着含水率的增加果穗抗压能力增强;含水率高于25%后抗压能力急剧减弱;含水率为25%时玉米果穗抗压能力最强;玉米果穗的破裂是由内向外逐步破裂的过程,在受压过程中,芯髓最先破裂,随后木质环形体破裂,木质环形体是玉米果穗抗压的主要部位;玉米果穗在受压过程中存在籽粒脱落的现象,对玉米果穗施加的载荷值低于610 N不仅可以防止果穗断裂而且有利于脱粒。该研究结果可为玉米不断芯脱粒的进一步研究提供参考。
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采用均匀试验设计,研究了6个播期(6月10日、6月12日、6月14日、6月16日、6月18日、6月20日)配合6个收获期(10月4日、9月28日、10月10日、9月25日、10月7日、10月1日)对郑单958和浚单20物质生产、光能利用及产量性状的影响,以期通过播期、收获期调控,实现高产与高光利用率,同时得到早播及延迟收获对玉米产量影响的量化指标。结果表明:迟播可明显缩短13叶展至吐丝期生长时间,平均播期每推迟1d,播种至吐丝期的时间平均缩短0.4d;13叶展和吐丝期叶面积指数(LAI)与播期关系密切,而成熟期叶面积指数与生育期长短关系密切,推迟播期和收获期均可明显降低叶面积指数;较迟播,早播(前3个播期)具有前期物质生产量高、后期转化率高的特点;光能利用率(RUE)与生育期长短关系密切,为生育期较长处理光能利用率较高;郑单958具有较高光能转化效率;播期与收获期对玉米产量影响均很显著,播期的影响大于收获期,早播期+晚收获期处理(第1,3播期)穗粒数、千粒质量和产量显著较高;夏玉米每提早播种1d,产量平均增加196.5kg⁄hm2,每推迟收获1d,平均增产97.5kg⁄hm2。迟播使吐丝前光能利用减少,影响前期的物质生产,即使生育期适当延长,仍不能弥补前期生长不足造成的产量损失;获得较高产量的播期、收获期与品种的最佳组合为6月10-14日播种10月4-7日收获的郑单958。
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李向岭, 赵明, 李从锋 , 等. 播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立[J]. 作物学报, 2010,36(12):2143-2153.
在大田条件下, 以益农103、先玉335和登海661为材料, 设置3个播种期(5月3日,5月28日,6月22日)和4个密度处理(4.5万株 hm-2,6.0万株 hm-2,7.5万株 hm-2,9.0万株 hm-2), 测定其干物质积累动态和产量, 分析播期、密度和玉米群体干物质积累动态特征的关系及其积温模型。结果表明: (1)将3个播期玉米不同处理的最大群体干物质积累和出苗至成熟的积温分别定为1, 建立了相对群体干物质积累和相对积温的Richards模拟模型, 方程式为y = 1.1044/(1+e2.0253-5.1927x)1/0.4448, r=0.9950**。(2)方程参数a值(终极生长量参数)基本为1;b值(初值生长量参数)和c值(生长速率参数)在播期、品种间变异较大, 密度间变异较小;d值(形状参数)在播期、品种和密度间变异较小, 可见播期主要通过调节参数bc值来实现对整个方程的调控。应用2008年本试验和另一试验的数据对模型进行验证,模拟准确度(以k表示)均在1.0486**以上;精确度(以R2表示)均在0.9534**以上。(3)拔节期至蜡熟期是玉米群体干物质积累变化速率对密度的敏感反应期;晚播玉米所需积温在群体干物质积累变化速率的缓慢增加和下降阶段逐渐减少,在快速增加阶段逐渐增加。全生育期的群体干物质积累平均速率表现为先玉335>登海661>益农103;且早播>中播>晚播;密度越高群体干物质积累平均速率越大, 达到显著水平。
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以山东品种掖单22和新疆品种Sc704分别在新疆石河子和山东泰安两个生态区,分三个时期播种(2000年4月10日、5月10日和6月10日),以研究生态区及播期对籽粒灌浆的影响.结果表明,在不同的生态区,分期播种对籽粒灌浆的影响不同.在新疆石河子地区,随着播种期的推迟,玉米籽粒灌浆的进程变慢,持续时间延长,灌浆速率下降,粒重
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刘明, 陶洪斌, 王璞 , 等. 播期对春玉米生长发育与产量形成的影响[J]. 中国生态农业学报, 2009,17(1):18-23.
以“郑单958”和“鲁单984”为材料, 比较研究了两个播期(4月24日和5月15日)条件下春玉米的生长发育和产量形成, 探讨了春玉米生长发育与气候条件的关系。结果表明, 不同播期的春玉米生长发育和产量都存在显著差异。与4月24日播期相比, 5月15日播期的春玉米产量(干重)提高2 157 kg?hm-2(郑单958)和1 137 kg?hm-2(鲁单984)。粒重在播期间、品种间及播期与品种互作间差异均不显著。穗粒数在品种间不显著, 但在播期间差异达显著水平, 第2个播期穗粒数提高幅度达37.8%(郑单958)和11.2%(鲁单984)。通过对不同播期间气象因子的分析发现, 降雨是影响华北平原春玉米生长发育和产量形成的最重要气象因子。降雨主要通过对穗粒数的调节来影响产量。开花期降雨过多所带来的低温寡照影响玉米的受精授粉与结实; 拔节至大喇叭口期降雨通过调节叶面积大小影响作物干物质积累, 进而影响籽粒的发育情况。本试验中, 5月15日是春玉米获得高产的最佳播期。合理安排播期, 重视降雨对春玉米生长发育及产量形成的影响, 是华北平原春玉米获得高产的重要措施。
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试验以专用青贮玉米新品种东青1号为试验材料,研究了4种密度和6个施氮水平对青贮玉米生物产量及主要农艺性状的影响。结果表明,密度和施氮水平对生物产量的影响不是简单的线性递增关系,达到一定量后生物产量不在增加,相反有所降低。在种植密度为4.67万株/hm2和施氮水平18.4g/m2时该品种的生物产量最高;主要农艺性状随密度和施氮量的变化情况不同,株高、空秆率、穗位高随着密度的增加有增加的趋势;单株绿叶数、穗粗、穗行数、行粒数、穗长、茎粗随着密度的增加有下降的趋势;株高、茎粗、单株绿叶数、穗粗、穗位高、穗长随着施
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王晓维, 杨文亭, 缪建群 , 等. 玉米-大豆间作和施氮对玉米产量及农艺性状的影响[J]. 生态学报, 2014,34(18):5275-5282.
为研究玉米-大豆间作模式和施氮水平对玉米产量、主要农艺性状及生长动态的影响,进行2个种植模式(玉米单作和玉米-大豆间作)和2个施氮水平(0 kg/hm2,150 kg/hm2)的双因素随机区组试验,以期揭示施氮和间作对玉米产量的影响规律,为提高玉米-大豆间作系统产量提供一定的理论依据。研究结果表明:(1)与不施氮相比,施氮显著增加了春秋两季间作玉米产量,分别达到23.81%和40.99%。施氮处理下的间作玉米地上部生物量较不施氮提高了29.91%,单作模式下显著提高了40.34%,两者差异均达到显著水平。(2)与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下春玉米单作和间作模式百粒重分别提高了18.92%和19.23%,秋玉米单作和间作模式百粒重分别提高了31.03%和32.75%,差异均达到显著水平。与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下,单作和间作模式均显著提高秋玉米穗长。与不施氮相比,施氮150 kg/hm2条件下,单作秋玉米的穗粗提高了18.67%,差异显著。(3)施氮和间作均能促进玉米干物质累积、提高株高和叶绿素(SPAD值),且表现为施氮效果高于间作效果。总体来看,种植模式和施氮水平对玉米产量、主要农艺性状和生长动态均有一定影响,且施氮效果优于间作效果。由于土壤具有一定的供氮能力,而间作豆科能为玉米供给一定量的氮素,故对于春玉米而言,施氮效果仅在百粒重中表现,随着土壤原有氮素被玉米吸收利用减少后,供氮能力下降,在秋玉米中施氮效果显著提高。
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为了提高玉米抗倒特性,在豫北高产灌区生产条件下,以郑单958和浚单20为试验材料,采用了等行距、宽窄行种植方式,设6.75万、7.50万、8.25万、9.00万株/hm24个密度处理,研究了不同密度、种植方式对夏玉米茎秆抗倒伏能力的影响。结果表明:在成熟期,郑单958的平均茎折率比浚单20低43.55%,茎秆第三节间的茎粗系数、茎秆外皮穿刺强度分别比浚单20高0.04、564.1 N/mm2,宽窄行种植的玉米茎粗系数、外皮穿刺强度比等行距种植的高0.01、59.23N/mm2。随着密度的增加,玉米的茎折率、空秆率和穗位系数增大,茎粗系数和穿刺强度降低。郑单958在密度为8.25万株/hm2、采用宽窄行种植时抗倒伏能力最强,而浚单20表现最好的为7.50万株/hm2的宽窄行种植方式。 
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