为获得不同环境和气候条件下水分、氮素、其他环境因子以及农艺措施对玉米(Zea mays)产量、氮肥生产力(NP)和水分利用效率(WUE)影响的整体表现,本研究基于35篇有关施氮和水分输入梯度对玉米产量、 NP和WUE影响的文献,利用整合分析方法 (Meta-analysis),探究了影响中国北方玉米产量、NP和WUE的相关因素,定量分析各影响因子与玉米产量、NP和WUE之间的关系。研究结果表明:玉米产量平均值为9.19 t·hm~(-2),NP和WUE的平均值分别为55.66 kg·kg~(-1)和1.83 kg·m~(-3)。水氮因子对玉米产量表现出显著的互作效应,相较对照,水分输入和施氮分别使玉米整体增产13.43%(P <0.01)。随着输入量增加,水氮因子逐渐成为NP和WUE增加的主要限制因子。回归分析中,水氮因子、土壤有机碳(SOC)、播种密度(PD)和速效钾(AK)对玉米产量的影响表现为正效应,年平均温度(MAT)表现为负效应。在结构方程模型(SEM)中,SOC与玉米产量存在较强正相关性,其标准化路径系数为0.73。综上所述,我国北方的玉米水分利用效率和氮肥生产力还有很大的提升空间,在优化水肥措施的基础上可以从土壤养分入手,提高土壤的SOC和AK水平,同时也可以适当增加播种密度,从多个方面入手,更大程度地实现玉米高产与节水环保共赢。

为探究施氮量对陇东旱塬区青贮玉米(Zea mays)干物质积累及其水分利用的影响,本研究以豫青贮23为试验材料,于2019–2020年研究了不同施氮水平(0、70、140、210和280 kg·hm~(-2),分别用N_0、N_(70)、N_(140)、N_(210)和N_(280)表示)下青贮玉米的干物质积累与分配、土壤储水量、作物耗水量和水分利用效率。结果表明,青贮玉米干物质积累总体表现为随施氮量增加而增加的趋势。N_(210)处理下青贮玉米的干物质产量达到最大,在2019年和2020年分别为22.0和23.2 t·hm~(-2);随着生育时期的推移,青贮玉米叶片干物质比例逐渐降低,茎秆干物质比例先增加后降低,穗干物质比例逐渐增加。随着施氮量的增加,青贮玉米耗水量表现为先增加后降低的趋势;N_(210)处理下青贮玉米的水分利用效率达到最高,在2019年和2020年分别为45.7和65.0 kg·(hm~2·mm)~(-1)。因此,综合干物质积累与水分利用效率,在陇东旱塬区青贮玉米的推荐施氮量为210 kg·hm~(-2)。

为探究灌溉方式、灌溉水平和品种对玉米水分利用效率及产量的定量影响，基于中国知网及Web of Science，以“玉米”、“滴灌”、“水分利用效率/产量”等为主题检索词，检索到2000-01-01—2020-12-31发表的110篇文献，并根据已定筛选标准，最终纳入21篇文献的94组相关数据进行Meta-Analysis。结果表明：1）以灌溉量为40%～60%的作物需水量（ETc）为对照，与60%～80%、100%～120%和120%～140%的ETc相比，灌溉量为80%～100%ETc时，玉米水分利用效率的效应值最高，标准均值差SMD=2.83(P0.05);2）灌溉量在80%～100%ETc的水平下，以滴灌为对照，畦灌、沟灌和漫灌的玉米水分利用效率的合并效应值SMD=-4.55(P<0.05)。因此，建议在灌溉区域采用滴灌灌溉方式，能够增产节水。水分利用效率能提高45.5%，产量能提高13.4%。同时使滴灌水平控制在80%～100%ETc下，节水增产的效果更优。

为明确施氮量对不同密度夏玉米的产量和氮肥利用效率的调控效应,以京农科728(JNK728)为材料,设置密度和施氮量的二因素随机区组试验。结果表明:施氮量增加显著提高JNK728叶片叶绿素含量(SPAD值);与N180相比,N300和N360叶面积指数(LAI)和单株干物质积累量(DM)显著增加。增加密度显著降低同等施氮水平下JNK728吐丝后穗位叶SPAD值和DM,但显著提高V12-R1+20阶段的LAI。增加施氮量和增加密度均可显著提高JNK728的产量,低密度下施氮量超过240 kg/hm~2显著增加穗行数和千粒质量而提高产量,高密度下施氮量超过300 kg/hm~2显著增加行粒数,增加密度通过增加穗数提高产量。施氮量增加氮肥偏生产力降低31.2%～72.3%,氮肥农学利用效率提高12.5%～52.6%,增加密度后氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率均显著提高。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米在7.5×104株/hm~2时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可达9.5×10~3 kg/hm~2;增加密度至9.0×10~4株/hm~2时施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可达12.0×10~3 kg/hm~2。总之,在本研究条件下,耐密抗倒夏玉米选择耐密抗倒品种在中密度(7.5×10~4株/hm~2)时,施氮量宜低于300 kg/hm~2,产量可实现9.5×10~3 kg/hm~2,增加密度至9.0×10~4株/hm~2,施氮量在300～360 kg/hm~2为宜,产量可以达到12.0×10~3 kg/hm~2。

【目的】明确氮肥在黄土高原地区不同种植条件下对冬小麦生产的影响及各条件下合理的施氮量。【方法】通过文献检索共获得82篇大田试验文献,包含355个独立研究的1 169组观测数据,采用整合分析比较氮肥在黄土高原不同区域、不同年均温、不同年降水量及不同耕层有机质含量下对冬小麦产量和水分利用效率的影响,并采用回归分析探究各分组产量和水分利用效率与施氮量间的关系。【结果】施氮整体上显著提高了黄土高原冬小麦产量和水分利用效率,相对增长率分别为66.09%和72.38%(P10℃地区;年均温>10℃地区施氮189 kg·hm~(-2)和187 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而年均温≤10℃地区施氮225 kg·hm~(-2)时产量才趋于最大,水分利用效率在施氮239 kg·hm~(-2)时达到最高。施氮后在年均降水≤600 mm地区产量相对增长率(70.48%)更显著,而水分利用效率则在年均降水>600 mm时更显著;年均降水≤600 mm地区在施氮量235 kg·hm~(-2)和244 kg·hm~(-2)时,产量和水分利用效率分别达到最高,年均降水>600 mm地区实现高产的施氮量为250 kg·hm~(-2)。施氮后耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下,产量和水分利用效率的相对增长率(78.24%, 86.55%)均高于>12 g·kg~(-1)条件,前者在施氮量226 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2)时产量和水分利用效率分别达到最高,而后者获得最高产量和最高水分利用效率的施氮量分别为163 kg·hm~(-2)和175 kg·hm~(-2)。【结论】在黄土高原,冬小麦在东南部和西北部获得高产的合理施氮量分别为227 kg·hm~(-2)和212 kg·hm~(-2);年均温>10℃地区合理施氮量为187kg·hm~(-2),年均温≤10℃地区为239 kg·hm~(-2);年均降水>600 mm地区合理施氮量为250 kg·hm~(-2),年均降水量≤600mm地区为235 kg·hm~(-2);耕层有机质含量≤12 g·kg~(-1)条件下的合理施氮量为226 kg·hm~(-2),高于12 g·kg~(-1)时则为163 kg·hm~(-2)。

【目的】研究不同生育期灌水和施氮对玉米各生育期生长、产量和水分利用效率的影响。【方法】以夏玉米蠡玉16号为试验材料,设置了7个水分处理(全生育期灌水、苗期+拔节期灌水、苗期+抽穗期灌水、苗期+灌浆期灌水、拔节期+抽穗期灌水、拔节期+灌浆期灌水、抽穗期+灌浆期灌水)和3个氮素水平(不施氮肥、低氮(60kg/hm2)、高氮(180 kg/hm2)),研究不同生育期灌水和施氮对夏玉米生长、产量及水分利用效率的影响。【结果】不同生育期灌水和施氮对夏玉米的株高、叶面积、地上部干物质、产量及水分利用效率均有一定的影响。与全生育期灌水相比,在平均氮肥(各指标3个氮素处理的平均值)水平下,苗期+灌浆期灌水处理...

【目的】通过对不同行比玉米与花生间作模式中作物产量、土地生产能力及水分利用效率的比较分析,探讨间作模式提高土地生产能力和水分利用效率的机理,提出适合于辽西旱作农业区的玉米与花生间作模式。【方法】试验于2015—2016年在农业部阜新农业环境与保育科学观测试验站进行,设置2行玉米4行花生间作(2M:4P)、4行玉米4行花生间作(4M:4P)和玉米单作(S-M)、花生单作(S-P)4种种植模式,通过研究间作复合系统产量、土地当量比、土壤水分分布和水分当量比等指标来分析玉米花生间作对土地生产力和水分利用效率的影

在中国科学院封丘试验站通过3年(2008-2010年)8个夏玉米品种在3个种植密度下的田间试验,研究了品种和种植密度对夏玉米产量及水分利用效率的影响,旨在探讨通过品种和密度优化组合进一步提高作物产量和水分利用效率的潜力。品种和密度对夏玉米产量产生了明显影响,并且存在着年际之间的巨大波动。产量最高和最低品种相差1 050～1 500 kg/hm2,不同品种对密度的反应有所差异,一般60 000～67 500株/hm2的种植密度产量高于75 000株/hm2的密度产量。玉米生长期间光照条件对产量产生了显著影响,2010年玉米生长期间日照时数为多年平均的56.6%,产量比光照条件好的2009年产量降...

以7个玉米品种为试材,采用单株室外盆栽在开花期进行中度水分胁迫处理,研究了水分胁迫对玉米叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合参数的影响。结果表明:水分胁迫使光反应中心受到抑制,非气孔限制是影响净光合速率增加的主要限制因子;WUE与Pn、Gs、Tr存在显著的正相关关系,与Ci存在显著的负相关关系,叶片在水分胁迫条件下主要通过降低蒸腾作用来提高水分利用效率。

为了探明秸秆还田配施氮肥对春玉米水氮利用效率的影响,2014-2015年在辽宁铁岭设置了秸秆0.0 kg/hm~2+纯NPK 0.0 kg/hm~2(S0F0)、秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 0.0 kg/hm~2+纯P 112.5 kg/hm~2+纯K 90.0kg/hm~2(SN0)、秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 112.5 kg/hm~2+纯P 112.5 kg/hm~2+纯K 90.0 kg/hm~2(SN1),秸秆0.0 kg/hm~2+纯N 225.0 kg/hm~2+纯P 112.5 kg/hm~2+纯K 90.0 kg/hm~2(S0N2)(CK),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N225.0 kg/hm~2+纯P 112.5 kg/hm~2+纯K 90.0 kg/hm~2(SN2),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 337.5 kg/hm~2+纯P 112.5kg/hm~2+纯K 90.0 kg/hm~2(SN3)6个处理开展了研究。结果表明,秸秆还田配施氮肥对春玉米产量、氮肥农学利用率影响明显。全量还田9 000 kg/hm~2和配施氮肥225.0 kg/hm~2产量最高,相同施氮条件下,2年秸秆还田比秸秆不还田增产1.10%~11.56%,增加的主要原因是百粒质量和行粒数的显著提高和秃尖的显著降低,但产量并未随着施氮量的增加而持续增加;秸秆还田配施氮肥春玉米干物质最大生长速率(Cm)和干物质最大积累量(Wm)均随着施氮量的增加而增加,秸秆未还田和不施氮肥春玉米干物质最大生长速率时间(tm)出现延后,这在一定程度上导致了干物质积累量的减少;秸秆还田配施氮肥对土壤水库起到了扩蓄增容作用,提高春玉米水分利用效率,相同施氮量条件下,秸秆还田比秸秆不还田有一定程度的提高,但并未达到显著差异(P>0.05);秸秆还田配施氮肥能够提高氮肥农学利用率,提高土壤有机质含量,但速效养分增加并不明显。秸秆还田量9 000 kg/hm~2和配施氮肥225.0 kg/hm~2是辽北棕壤区比较理想的还田方式,在该区域农业发展中具有一定的应用价值。

【目的】研究渭北旱塬免耕和传统耕作条件下不同覆盖方式对春玉米产量和水分利用效率的影响,为渭北旱塬春玉米的高产栽培提供参考。【方法】在渭北旱塬以春玉米"沈单10号"为供试材料,以传统耕作不覆盖为对照,研究了传统耕作+秸秆覆盖、传统耕作+地膜覆盖、传统耕作+秸秆地膜双覆盖、免耕不覆盖、免耕+秸秆覆盖、免耕+地膜覆盖、免耕+秸秆地膜双覆盖时春玉米产量和水分利用效率的变化。【结果】免耕秸秆地膜双覆盖对春玉米的农艺性状有明显改善作用,与传统耕作不覆盖相比,其株高增长19.82%,穗位高增长47.55%;免耕和覆盖均可提高春玉米的产量,其中免耕秸秆地膜双覆盖的产量最高,达9 219kg/hm2,比传统耕作...

【目的】探究不同灌水比例和灌水时间对单套作玉米产量及其水分利用效率的影响,为构建套作复合群体水分高效管理技术提供依据。【方法】采用自动式遮雨棚水分精量控制,2016—2017年连续2年在灌溉定额4 050 m~3·hm~(-2)条件下,设置2种种植模式(单作A1、套作A2)、3种灌水比例(播种水25%+拔节水25%+抽雄水25%+灌浆水25%,B1;播种水25%+拔节水25%+抽雄水15%+灌浆水35%,B2;播种水25%+拔节水35%+灌浆水40%,B3)两因素随机区组试验。研究不同种植模式下灌水时间和灌水比例对玉米生育期内土壤含水量、棵间蒸发量、耗水特征、产量及水分利用效率的影响。【结果】相同的灌溉定额下,玉米拔节后单作土壤含水量比套作平均高出16.60%,拔节期—成熟期套作棵间蒸发量平均较单作高出23.60%;单套作耗水强度高峰期均为拔节—抽雄期,日耗水强度最高达到7.21 mm·d~(-1),耗水量占全生育期21.62%—31.67%,拔节期后套作阶段耗水强度均显著高于单作,平均高出3.68%;单作玉米产量在播种水25%+拔节水35%+灌浆水40%时达最高,平均较单作其他处理提高16.49%,水分利用效率平均提高11.71%,而套作则在灌水处理为播种水25%+拔节水25%+抽雄水15%+灌浆水35%时,穗粒数、有效穗数平均较其他灌水处理增加4.47%、6.97%,从而使产量平均增加22.07%,水分利用效率平均提高19.11%。【结论】本试验灌溉定额为4 050 m~3·hm~(-2)下,播种、拔节期、灌浆期分别灌水25%、35%、40%有利于提高单作玉米产量,而套作玉米采用宽窄行带状栽培则需要增加一次灌水时间,在播种、拔节期、抽雄期、灌浆期分别灌水25%、25%、15%、35%有利于提高其产量及水分利用效率。

利用大型防雨设施池栽 ,设置施肥和灌水二因素三水平 ,就其不同肥水组合对夏玉米水分利用效率及经济效益的影响进行了研究。结果表明 ,高肥低水、中肥低水及低肥低水水分利用效率低 ,经济效益差 ;中肥中水及低肥中水水分利用效率较高 ,是中、低肥量条件下稳产高效益的最佳组合 ;高肥中水水分利用效率最高 ,耗水系数最低 ,是高产节水的最佳组合 ;高肥高水互作效应大 ,产量水平达 1350 0kg/hm2 以上 ,水分利用效率高 ,经济效益大 ,是实现夏玉米超高产的最佳肥水组合

【目的】本文探究了供氮水平对不同氮效率玉米氮代谢及产量的影响。【方法】选择郑单958(低氮高效品种)和绥玉7号(低氮低效品种)为试验材料,试验设置6个供氮水平,分别为0、100、140、180、220和260 kg·hm-2(记为N0、N1、N2、N3、N4和N5),分析其氮代谢相关酶活性、叶片和茎秆内的氮素含量、产量的变化规律,旨在阐明不同氮效率玉米品种氮素利用效率差异的原因。【结果】不同供氮水平下,硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性、玉米氮素吸收转运、氮肥生理利用率、玉米产量及产量因子表现为郑单958显著高于绥玉7号。【结论】郑单958相对于绥玉7号具有更高的氮相关酶活性,从而提高氮素利用效率,并获得更高产量,此研究为黑龙江适宜品种选用及合理施肥提供理论和实验依据。

为研究不同配方复合肥在夏玉米上一次性施用的效果，采用大田试验，设置30-5-5、33-5-8、28-7-9、27-7-12、28-11-10、29-6-10配方处理，分析其对玉米产量和构成因素、穗部性状、养分累积量、养分利用效率和经济效益的影响。结果显示，4个减氮增磷钾配方（28-7-9、27-7-12、28-11-10、29-6-10）玉米籽粒产量均超过10.5 t/hm~2，比高氮配方33-5-8和30-5-5分别增产6.3%～9.5%和7.0%～10.2%。与2个高氮配方相比，其余4个减氮增磷钾配方均表现出玉米穗部秃尖长降低、缺粒数减少、结实率提高。减氮增磷钾配方的养分收获指数、内部利用效率和氮肥偏生产力高于高氮配方处理。减氮增磷钾配方的总收益和净收益比配方30-5-5增加4.6%～6.9%和6.1%～9.7%，比配方33-5-8增加9.3%～11.7%和19.3%～23.4%。结果表明，本研究条件下，夏玉米配方肥一次性施用时，减氮增磷钾配方的产量、养分利用效率和经济收益优于高氮配方的。