淺析玉米高產(chǎn)挖潛與高產(chǎn)高效的幾個問題-王志剛

1、淺析玉米高產(chǎn)挖潛與高產(chǎn)高效的幾個問題,報告人：王志剛2011年8月 陜西·楊凌,第十二屆全國玉米栽培學(xué)術(shù)研討會報告,內(nèi) 容 提 要,超高產(chǎn)高效的限制因子淺析 高產(chǎn)挖潛與資源增效的方向 小結(jié),內(nèi)蒙古平原灌區(qū)玉米高產(chǎn)潛力,玉米超高產(chǎn)攻關(guān)進展顯著，高產(chǎn)紀錄不斷刷新,問題1：進一步挖潛難度大，對限制因子和挖潛方向認識不足問題2：靠大量水肥投入支撐，資源利用效率提升潛力大,2006年 1158.9公斤20

2、07年 1171.1公斤2008年 1250.5公斤2009年 1342.8公斤,內(nèi)蒙古超高產(chǎn)玉米田氮肥生產(chǎn)效率,1、高產(chǎn)挖潛問題,,高產(chǎn)挖潛問題,樣本數(shù)=52,以增密為核心途徑的結(jié)構(gòu)性挖潛,高產(chǎn)挖潛問題,表1 2006~2009年畝產(chǎn)噸糧群體不同密度下的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),,個體生產(chǎn)能力明顯降低,高產(chǎn)挖潛問題,,春玉米畝產(chǎn)噸糧群體穗粒重與穗粒數(shù)、千粒重的關(guān)系,子粒敗育,,XD20,ND314,超高產(chǎn)高密條件下

3、，密度增加，子粒敗育明顯加重；不同基因型間存在明顯差異,弱勢粒灌漿,不同粒位籽粒干物質(zhì)積累動態(tài),19.31%,14.66%,20.36%,23.61%,20.91%,20.61%,4+X試驗,,,,,2009年4+X試驗產(chǎn)量及其構(gòu)成因素,2010年4+X試驗產(chǎn)量及其構(gòu)成因素,限制因子1：因個體庫容降低導(dǎo)致的群體庫限制是超高產(chǎn)產(chǎn)量挖潛的限制因子之一。,,（徐慶章，1994）,1.55,1.75,高產(chǎn)挖潛問題,,MLAI=5； L

4、AImax>6.5,LAIh>3.5,,超高產(chǎn)群體合理的庫/源？ 庫容量？,高產(chǎn)挖潛問題,限制因子2： 超高產(chǎn)群體后期莖葉物質(zhì)轉(zhuǎn)運率明顯降低——生長冗余,超高產(chǎn)春玉米干物質(zhì)轉(zhuǎn)運,,,高產(chǎn)挖潛問題,群體性能明顯增強,,,,不同密度高產(chǎn)春玉米群體“三合結(jié)構(gòu)”參數(shù),不同密度高產(chǎn)春玉米群體“三合結(jié)構(gòu)”定量表達式參數(shù)間相關(guān)系數(shù),,高產(chǎn)挖潛問題,個體生產(chǎn)性能降低導(dǎo)致的庫容限制限制產(chǎn)量潛力的挖掘,高產(chǎn)挖潛的方向,得失補償增產(chǎn)向“以

5、群體結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)上的個體性能提升”的差異補償增產(chǎn)轉(zhuǎn)變,具體途徑：降低子粒敗育，促進弱勢粒灌漿，提高庫容量提高個體生產(chǎn)性能和物質(zhì)轉(zhuǎn)運利用效率，提高收獲指數(shù)。,“差異補償增產(chǎn)” 的可行性,表1 2006~2009年畝產(chǎn)噸糧群體不同密度下的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),表2 產(chǎn)量>1200kg/畝地塊的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),2、高產(chǎn)高效的問題,4+X試驗?zāi)Ｊ较庐a(chǎn)量及水、氮生產(chǎn)效率差異,與農(nóng)戶模式相比，高產(chǎn)高效模式增產(chǎn)11.4%， PFPN提高11.3%； 與

6、再高產(chǎn)模式比較，再高產(chǎn)高效模式增產(chǎn)11.5%， PFPN 10.1%； 再高產(chǎn)和再高產(chǎn)高效模式比高產(chǎn)高效模式增產(chǎn)2.6%~14.4%，但PFPN明顯降低，說明其模式仍有優(yōu)化空間。,高產(chǎn)高效的問題,（李少昆等，2009）,多點4+X試驗（n=3）,超高產(chǎn)玉米物質(zhì)生產(chǎn)特性改變,N素積累總量提高,N素積累量及不同生育階段階段積累比例,高產(chǎn)高效的問題,高產(chǎn)高效的問題,超高產(chǎn)玉米營養(yǎng)特性的變化,生產(chǎn)100kg子粒需要的三要素量（樣本量=52）（

7、kg）,N素需求與根層供應(yīng),玉米N素階段需求量及土壤階段硝態(tài)氮供應(yīng)量,高產(chǎn)高效的問題,超高產(chǎn)春玉米氮肥的總量優(yōu)化,超高產(chǎn)氮投入有優(yōu)化的空間,5N試驗方案優(yōu)化后的產(chǎn)量結(jié)果,超高產(chǎn)春玉米氮肥的階段匹配,,葉面積指數(shù),,,氮素,,干物質(zhì),,,吸N: 20,吸N: 235,吸N: 65,LAIMAX=6.5-7.5,超高產(chǎn)群體氮素階段需求（內(nèi)蒙古平原灌區(qū)）,氮效率提升的潛力,作物生理效率和吸收效率提升潛力大,,,,,氮吸收效率提升途徑,,,,,

8、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,施肥,耕層構(gòu)造與養(yǎng)分供應(yīng)強度(soluble, inorganic plant-available pools ),,作物吸收,,環(huán)境,根系形態(tài)與分布,,根系吸收功能,,深松改土增碳培肥,適宜濃度趨肥效應(yīng),,,氮吸收效率提升途徑,深松促進根系生長和分布下移；,氮吸收效率提升途徑,V12YEAR:2009,VTYEAR:2009,R3YEAR:2009,V12YEAR:2010,VT

9、YEAR:2010,R3YEAR:2010,,,,,,,深松綜合措施下玉米不同生育時期不同土層深度根系活力,,,,,氮吸收效率提升途徑,氮肥適當深施（15cm）促進根系趨肥性效應(yīng),氮生理效率潛力,莖葉系統(tǒng)后期干物質(zhì)轉(zhuǎn)運率,莖葉系統(tǒng)后期N素轉(zhuǎn)運率,4+X試驗,氮生理效率提升途徑,防衰與后期物質(zhì)高效轉(zhuǎn)移的平衡？,適度增密利于氮效率提升,小 結(jié),個體庫容降低導(dǎo)致的群體庫容受限、物質(zhì)轉(zhuǎn)運利用率低是玉米高產(chǎn)挖潛的關(guān)鍵限制因子；庫容量和物質(zhì)轉(zhuǎn)

10、運效率可作為高產(chǎn)耐密品種的重要衡量指標。降低子粒敗育，促進弱勢粒灌漿，提高庫容量；提高個體生產(chǎn)性能和HI是高產(chǎn)挖潛的重要途徑。以增密為主的 “得失性補償增產(chǎn)”向在優(yōu)化群體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實現(xiàn)個體生產(chǎn)性能協(xié)同增益的“差異性補償增產(chǎn)”轉(zhuǎn)變，是高產(chǎn)挖潛的可能方向。養(yǎng)分管理與超高產(chǎn)養(yǎng)分需求不匹配、群體結(jié)構(gòu)不合理、養(yǎng)分轉(zhuǎn)運利用率低、耕層限制根系吸收效率皆影響超高產(chǎn)群體資源效率的提升；養(yǎng)分總量優(yōu)化和分期調(diào)控、選用物質(zhì)高效轉(zhuǎn)運品種、適度增密、深松改