,1, 潘高峰2, 陈文1, 秦明广1, 曹凑贵1, 常昌龙3, 展茗,1,*Effects of varieties collocation between crop seasons on the yield and resource use efficiency of maize-late rice cropping in Hubei province
LIU Zhi-Hui,1, PAN Gao-Feng2, CHEN Wen1, QIN Ming-Guang1, CAO Cou-Gui1, CHANG Chang-Long3, ZHAN Ming,1,*通讯作者:
收稿日期:2020-03-24接受日期:2020-07-2网络出版日期:2020-08-11
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Received:2020-03-24Accepted:2020-07-2Online:2020-08-11
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摘要
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Abstract
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刘志辉, 潘高峰, 陈文, 秦明广, 曹凑贵, 常昌龙, 展茗. 品种搭配对湖北省玉米-晚稻复种产量及资源效率的影响[J]. 作物学报, 2020, 46(12): 1945-1957. doi:10.3724/SP.J.1006.2020.03019
LIU Zhi-Hui, PAN Gao-Feng, CHEN Wen, QIN Ming-Guang, CAO Cou-Gui, CHANG Chang-Long, ZHAN Ming.
长江中游光热水资源丰富, 是我国水稻主产区, 也是我国重要的多熟制农作区[1], 在长期的发展中逐渐形成了以稻麦、稻油、双季稻、绿肥稻等多种不同作物搭配为主的种植模式[2,3,4], 其中水旱轮作已成为该区稻田的主要种植模式[2]。因此, 该区域也是其他粮食作物与油料作物的主要生产区, 需要统筹考虑水稻与其他作物的协同发展问题。近年来, 随着该区农业生产条件的变化, 作物种植比较效益的差异等, 导致早稻、油菜等种植面积下降, 普遍存在种植结构单一、光热资源潜力发挥不足等生产问题[5], 亟须进行种植结构调整优化, 提高该区光、热、水、温资源的利用效率。
长江中游地区不仅是粮食主产区, 也是我国重要的畜牧业基地。长期以来作为主要饲料用粮的玉米产需矛盾突出, 缺口近50% [6,7], 因此进行该区玉米生产体系的革新、新技术的研发对于增强该区玉米生产、供应能力, 保障畜牧业持续发展具有重要意义[7,8]。近年来, 随着水资源短缺, 灌溉成本升高, 以及对玉米等牲畜饲料需求的增加, 促使农民从水稻连作种植转向春玉米-晚稻水旱复种[7,9-10]。高光效的C4作物进入稻田形成的玉稻轮作模式已引起国内外****的关注[9,11-14]。在亚洲地区玉米-水稻轮作系统种植面积超过了3×106 hm2 [13]。已有研究表明玉稻复种模式在产量和资源利用率上显著高于其他复种模式[12,13], 李小勇[15]研究表明玉-稻周年产量可达21.3 t hm-2, 玉-稻和双季玉米产量均显著高于双季稻, 但玉-稻和双季玉米产量差异不显著; 与传统双季稻模式相比, 玉-稻周年土地资源利用率, 光、温、水资源生产效率和光能利用率分别提高了9.75%、14.7%、20.4%、12.1%和19.1%。在自然条件和生态适应性合适的情况下, 玉-稻模式的光热资源利用效率, 多产业综合效益等均高于双季稻模式与早稻-秋玉米模式[9]。最新研究表明与双季稻模式相比, 玉-稻模式能显著降低碳排放, 具有更低的碳足迹[16,17], 被联合国粮农组织作为一种对农业集约化生产具有可持续性和战略意义的模式[18]。有研究表明玉-稻模式也有利于晚稻增产, 与双季稻模式的晚稻相比, 采用同一耕作方式下, 玉稻模式的晚稻产量增幅为2.13%~6.47% [9,15]。从周年产量、综合效益、资源利用效率看, 玉米-晚稻模式均优于早稻-秋玉米模式, 因而被认为是玉米-水稻水旱轮作的适宜模式, 可在长江中游区域推广应用[9]。
玉-稻模式与传统双季稻相比, 有利于粮饲二元结构的发展[9]; 与传统的油-稻、麦稻模式相比, 晚稻米质要优于中稻, 对于调整稻米品质结构有积极意义。可见该模式在长江中游稻区具有一定的推广价值。已有研究表明玉-稻系统的产量潜力可达15~22 t hm-2, 而实际产量与此还存在25%~50%的产量差异[13]。如何进一步发挥其产量潜力, 提高其光温资源利用效率, 还有待从两季作物品种搭配、周年水肥统筹管理、作物群体调控等方面进行系统深入研究。此外, 玉-稻水旱轮作周年安全积温的需求规律及其区域的适应性尚未见研究报道。因此, 本研究选用不同春玉米与晚稻品种, 组合不同的搭配模式, 探明满足安全积温需求下, 其产量及资源利用效率较优的品种组合模式, 为该模式在长江中游的安全推广应用与合理品种搭配选择提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区域及试验点概况
2015年试验点设在湖北省荆门市漳河区(30°94'N, 112°10'E); 2017年试验点设在荆门市屈家岭区(30°53'N, 112°46'E)、黄冈市梅家墩村(30°27'N, 114°52'E)。试验点均位于湖北省200 m海拔以下的低丘陵平原区, 属于亚热带季风气候区, 无霜期约240~260 d, 10℃以上持续期约230~240 d。该区域为湖北省典型稻田两熟区。荆门市漳河及屈家岭试验点的土壤为黄棕壤, 黄冈梅家墩村试验点的土壤为潮土, 均为多年水旱轮作稻田, 各试验点0~20 cm土壤理化指标见表1。Table 1
表1
表1各试验点土壤基本理化性质
Table 1
| 试验地 Experimental plots | 有机质 Organic matter (g kg-1) | 全氮 Total nitrogen (g kg-1) | 全磷 Total phosphorus (g kg-1) | 全钾 Total potassium (g kg-1) | 速效磷 Available phosphorus (mg kg-1) | 可交换性钾 Exchangeable potassium (mg kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 漳河 Zhanghe | 22.8 | 1.27 | 0.69 | 4.96 | 13.38 | 88.80 |
| 屈家岭 Qujialing | 25.2 | 1.44 | 0.59 | 18.02 | 9.83 | 179.60 |
| 梅家墩 Meijiadun | 20.59 | 0.65 | 1.51 | 7.67 | 24.86 | 71.75 |
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1.2 试验设计
各试验点春玉米选用不同生育期的品种, 晚稻选用不同的品种类型, 组合成不同的周年品种搭配模式, 主要包括早熟玉米与籼稻品种搭配(EM-IR)、 中熟玉米与籼稻品种搭配(MM-IR)、早熟玉米与粳稻品种搭配(EM-JR)、中熟玉米与粳稻品种搭配(MM-JR) 4种搭配模式。各年份试验点的品种组合模式及选用品种见表2。各试验点春玉米季均采用随机区组排列, 3次重复; 晚稻季则在各玉米品种小区内安排种植各晚稻品种。漳河试验点玉米季小区面积为240 m2, 晚稻季小区面积为60 m2; 屈家岭试验点小区面积为156 m2, 晚稻季小区面积为78 m2; 梅家墩试验点小区面积为174 m2, 晚稻季小区面积为87 m2。Table 2
表2
表2各试验点选用的玉米与晚稻品种及其搭配模式
Table 2
| 试验年份及地点 Experimental years and plots | 作物品种 Crop variety | 早熟玉米-籼稻 EM-IR | 早熟玉米-粳稻 EM-JR | 中熟玉米-籼稻 MM-IR | 中熟玉米-粳稻 MM-JR |
|---|---|---|---|---|---|
| 2015漳河 Zhanghe in 2015 | 春玉米品种 Varieties of spring maize | 郑单958 Zhengdan 958 | 郑单958 Zhengdan 958 | 汉单777 Handan 777 | 汉单777 Handan 777 |
| 晚稻品种 Varieties of late rice | 天两优953 Tianliangyou 953 黄华占 Huanghuazhan | 鄂晚17 Ewan 17 天源粳036 Tianyuanjing 036 | 天两优953 Tianliangyou 953 黄华占 Huanghuazhan | 鄂晚17 Ewan 17 天源粳036 Tianyuanjing 036 | |
| 2017屈家岭 Qujialing in 2017 | 春玉米品种 Varieties of spring maize | 兴垦6号 Xingken 6 | 兴垦6号 Xingken 6 | 登海618 Denghai 618 | 登海618 Denghai 618 |
| 晚稻品种 Varieties of late rice | 天两优953 Tianliangyou 953 | 鄂晚17 Ewan 17 | 天两优953 Tianliangyou 953 | 鄂晚17 Ewan 17 | |
| 2017梅家墩 Meijiadun in 2017 | 春玉米品种 Varieties of spring maize | 兴垦6号 Xingken 6 | 兴垦6号 Xingken 6 | 登海618 Denghai 618 | 登海618 Denghai 618 |
| 晚稻品种 Varieties of late rice | 天两优953 Tianliangyou 953 | 鄂晚17 Ewan 17 | 天两优953 Tianliangyou 953 | 鄂晚17 Ewan 17 |
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1.3 田间管理
每年3月下旬播种春玉米。春玉米播种前结合施底肥旋耕整地, 然后按1.8 m开沟做厢, 厢宽为1.5 m, 沟宽为0.3 m。春玉米等行距种植, 行距为60 cm, 株距为22 cm, 种植密度为75,757株 hm-2。玉米季氮肥施用为270 kg N hm-2, 50%用做底肥, 于玉米播种前施用; 50%做穗肥于玉米大喇叭口期施用; P2O5施用量为180 kg hm-2, 全部做底肥; K2O施用量为150 kg hm-2, 50%做底肥, 50%做穗肥追施。氮肥采用普通尿素, 磷肥为过磷酸钙, 钾肥为氯化钾。按当地常规方法进行病虫草害防治。每年7月15日至30日期间收获春玉米, 收获后秸秆粉碎还田, 灌水泡田, 准备移栽晚稻。晚稻于6月20日至25日间播种育秧。玉米收获后, 按行距25 cm、株距13 cm人工移栽水稻, 移栽密度为30.8万穴hm-2。晚稻施纯氮210 kg hm-2, 30%做底肥, 水稻移栽前施用; 30%做促蘖肥, 移栽后返青时撒施; 25%做促花肥, 水稻拔节后5~10 d撒施; 15%做粒肥, 水稻齐穗时撒施。施K2O 90 kg hm-2, 50%做底肥、50%做促花肥。磷肥已前移到了玉米季作底肥深施。晚稻返青期间采用保持0.5~1.0 cm薄水层, 孕穗—齐穗期间采用浅水淹灌, 其余时期采用间歇湿润灌溉。按当地常规方法进行病虫草害防治。
1.4 样品采集及指标测定
生育期调查及气象数据获取: 记录、调查玉米播种、出苗、吐丝、生理成熟等生育时期; 及晚稻播种期、移栽期、齐穗期、成熟期等。各年份气象数据均从当地气象部门获取, 包括日均温、日降水量、日照时数等日值气象数据。日太阳总辐射根据以下公式Q = Q0(a+bS/S0)计算, 式中, Q为太阳总辐射, Q0为天文辐射, S为实测日照时数, S0为太阳可照时数, a、b为待定系数[19]。玉米生物量及产量的测定: 玉米生理成熟期, 在各处理小区, 每一行每隔2~3株选择1株, 调查植株的穗位高及穗位叶长宽, 算出各小区平均值, 然后每小区取接近平均值的3株植株, 分解为茎、叶和籽粒3部分, 105℃杀青30 min, 80℃烘干至恒重后称重。每个小区采用间隔连续法, 根据小区面积, 每个小区收取50~80株玉米果穗, 调查穗粒数, 风干后脱粒, 测定总重、含水量和千粒重, 计算实产(按14%含水量换算)。
晚稻生物量及产量的测定: 晚稻成熟期, 先连续调查50穴, 计算每穴平均茎蘖数, 然后各小区选择6穴平均茎蘖数代表性样株, 分解为茎、叶和穗3部分, 105℃杀青30 min, 80℃烘干至恒重后称重。同时各小区按对角线取3点3 m2稻穗测产, 收后记录实际收割穴数, 调查穗数, 脱粒并晒干, 风选清除杂质后, 测定总重、含水量和千粒重, 计算实产(按14%含水量换算)。
1.5 相关指标计算
相对产量(relative yield, RY) = 某模式周年产量/同试验点最高周年产量潜在可生长期(d): 为玉米安全播种日期至晚稻安全成熟日期历时天数。其中用稳定通过10℃以上(5日滑动平均法)的初始日期作为玉米的安全播种期[20], 用稳定通过15℃以上, 不连续出现3 d以上日均温低于15℃的终止日期作为晚稻的安全成熟期[21]。
≥10°C有效积温(GDD)=$\sum\limits_{0}^{n}{(\frac{{{T}_{\min }}+{{T}_{\max }}}{2}-{{T}_{\text{base}}})}$
积温利用率(TUE, %) = 玉-稻模式生长期有效积温/周年总有效积温(GDD≥10°C) × 100%
前后季积温分配比值(TR) = 玉米季有效积温/晚稻季有效积温
光能生产效率(g MJ -1 hm -2) = 单位面积籽粒产量/单位面积的太阳辐射
积温生产效率(kg ℃ -1 d-1 hm -2) = 单位面积籽粒产量/生育期间积温总量
降水生产效率(kg hm-2 mm -1) = 单位面积籽粒产量/单位面积的降水量
氮肥偏生产力(kg kg-1 N) = 籽粒产量/施氮量
1.6 数据统计与分析
用Microsoft Excel 2010整理数据和作图, 用DPS统计软件进行方差分析, LSD法进行多重比较, 显著性水平设定P≤0.05。2 结果与分析
2.1 品种搭配对作物生育期的影响
由表3看出, 籼稻品种天两优953与早熟玉米品种及中熟玉米品种搭配均可在9月中旬前安全抽穗, 10月底至11月初安全成熟; 籼稻品种黄华占齐穗期比天两优953晚20 d以上, 未能成熟, 不适宜作为与春玉米接茬的晚稻品种; 粳稻品种鄂晚17与早熟玉米品种和中熟玉米品种搭配也可在11月10日左右安全成熟, 但在鄂中北的荆门市屈家岭试验点抽穗较慢, 生育期推迟7~12 d左右, 搭配时安全成熟具有一定的风险; 天源粳036在荆门屈家岭抽穗比鄂晚17提早8~9 d, 生育期比鄂晚17缩短2 d, 可以作为当地春玉米晚稻候选粳稻品种。周年潜在生长天数可作为玉-稻模式能安全成熟种植的条件, 对玉-稻种植模式而言, 湖北南部的黄冈地区(梅家墩)潜在生长天数要多于中北部的荆门地区(漳河和屈家岭) 9~11 d (表3)。本试验所选用的玉米-晚稻品种搭配模式基本充分利用了荆门地区的潜在生长天数, 达94%~ 100%; 而在黄冈地区潜在生长天数利用率为86%~94% (表3)。Table 3
表3
表3不同品种搭配模式下春玉米、晚稻的生育期与周年生长期
Table 3
| 试验地点 Experimental plots | 品种搭配模式 Modes of varieties collocation | 春玉米 Spring maize | 晚稻 Late rice | 周年生长日数 Annual growing period (d) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 玉米品种 Maize varieties | 水稻品种 Rice varieties | 播种期-吐丝期-成熟期 Sowing-silking-maturity (month/date) | 全生育期 Whole growth period (d) | 播种-移栽-齐穗期-成熟期 Sowing-transplanting-heading-maturity (month/date) | 本田生长期 Growth days after transplanting (d) | 潜在生长天数 Potential growing days | 实际生长天数 Actual growing period | |
| 漳河 Zhanghe in 2015 | 郑单958 Zhengdan 958 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/27-6/8-7/25 | 120 | 6/15-7/28-9/15-11/7 | 103 | 225 | 223 |
| 天源粳036 Tianyuangeng 03 | 6/15-7/28-9/7-11/5 | 101 | 221 | |||||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/15-7/28-9/7-10/28 | 92 | 212 | |||||
| 黄华占Huanghuazhan | 6/15-7/28-9/27- immaturity | — | — | |||||
| 汉单777 Handan 777 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/27-6/12-7/30 | 126 | 6/15-7/31-9/17-11/7 | 99 | 225 | ||
| 天源粳036 Tianyuangeng 03 | 6/15-7/31-9/8-11/5 | 97 | 223 | |||||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/15-7/31-9/8-10/28 | 88 | 214 | |||||
| 黄华占Huanghuazhan | 6/15-7/31-10/7- immaturity | — | — | |||||
| 屈家岭 Qujialing in 2017 | 兴垦6号 Xingken 6 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/25-6/3-7/15 | 113 | 6/18-7/22-9/12-11/9 | 110 | 227 | 223 |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/18-7/22-9/2-11/4 | 105 | 218 | |||||
| 登海618 Denghai 618 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/25-6/10-7/22 | 120 | 6/24-7/26-9/12-11/9 | 106 | 226 | ||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/24-7/26-9/2-11/4 | 101 | 221 | |||||
| 梅家墩 Meijiadun in 2017 | 兴垦6号 Xingken 6 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/28-6/7-7/16 | 111 | 6/19-7/24-9/9-11/3 | 102 | 236 | 222 |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/19-7/24-8/30-10/25 | 92 | 203 | |||||
| 登海618 Denghai 618 | 鄂晚17 Ewan 17 | 3/28-6/11-7/20 | 116 | 6/25-7/28-9/9-11/6 | 100 | 216 | ||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 6/25-7/28-8/30-10/27 | 90 | 206 | |||||
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可见, 在湖北东南部及中部区域玉米品种可选择7月25日之前成熟(全生育期125 d以内品种), 晚稻品种可选择11月10日之前成熟(全生育期140 d以内品种)进行搭配; 而在湖北省中北部选择7月20日之前成熟的玉米品种, 11月5日之前成熟的晚稻品种进行搭配, 具有较高的成熟安全性。
2.2 作物生长期气象条件
由图1-a看出, 各试验点7月中旬至8月下旬日均温均在25℃以上, 屈家岭(QJL)与梅家墩(MJD)点日均温高于漳河(ZH)点。3个试验点玉米主要生长季(3月下旬至7月下旬) ≥10℃有效积温(GDD≥10°C) 明显高于晚稻主要生长季(8月上旬至11月上旬)。从单个作物季来看, QJL与MJD点玉米季GDD≥10°C明显高于ZH点, 而晚稻季3试验点差异不明显。图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图1试验期间旬平均气温(a)、降水(b)、光辐射(c)动态及其在两作物季间的分配
ZH: 漳河; QJL: 屈家岭; MJD: 梅家墩; AT: 日均温; GDD: ≥10°C有效积温; P: 旬累积降水量; AP: 作物季累积降雨量; R: 旬累积光辐射; AR: 作物季累积光辐射。
Fig. 1Dynamic variation of mean temperature (a), rainfall (b), and solar radiation (c) over ten-days and their distributions between two crops seasons during experimental period
ZH: Zhanghe; QJL: Qujialing; MJD: Meijiadun; AT: averaged daily temperature; GDD: growing degree days over 10℃; P: precipitation within ten-day; AP: accumulated precipitation in crop seasons; R: solar radiation within ten-day; AR: accumulated radiation in crop seasons.
由图1-b看出, 各试验点降雨量变异较大。QJL、MJD和ZH三个试验点作物主要生长季(3月下旬至11月上旬)累积降雨量分别为1049.2、933.0和800.5 mm。MJD、ZH两试验点玉米主要生长季(3月下旬至7月下旬)降水量多于晚稻主要生长季(8月上旬至11月上旬), 而QJL点则相反。
由图1-c看出, 3个试验点各月光辐射变化较大, 因受降水多的影响, 6月光辐射普遍较低; 而QJL和MJD两个试验点在9月下旬至10月中旬光辐射也较低。QJL、MJD和ZH三个试验点3月下旬至11月上旬累积光辐射分别为4076.8、3702.8和3965.3 MJ m-2。总体来看, 3个试验点玉米主要生长季的光辐射明显高于晚稻主要生长季。在晚稻季, ZH点累积光辐射高于其他2个试验点。
2.3 品种搭配对玉米-晚稻复种干物质积累及产量的影响
由表4可知, 不同春玉米-晚稻品种搭配模式对生物量积累与产量均有显著影响。总体来看, 中熟玉米品种的生物量高于早熟玉米品种; 籼稻品种的生物量高于粳稻品种; 因此中熟玉米品种搭配晚籼稻品种周年生物量显著高于其他品种搭配模式, 早熟玉米品种与晚粳稻搭配周年生物量则最低。Table 4
表4
表4不同品种搭配模式下春玉米与晚稻的生物量、产量及其构成
Table 4
| 试验地点 Experimental plots | 种搭配模式Modes of varieties collocation | 生物量Biomass (t hm-2) | 产量构成Yield components | 产量Grain Yield (t hm-2) | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 玉米品种 Maize varieties | 水稻品种 Rice varieties | 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | 玉米Maize | 晚稻Late rice | 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | |||||
| EN (×104 hm-2) | GN (No.) | GW (g) | PN (×104 hm-2) | GN (No.) | GW (g) | |||||||||
| 漳河 Zhanghe in 2015 | 郑单958 Zhengdan 958 | 鄂晚17 Ewan 17 | 18.94 a | 13.72 a | 31.66 ab | 246.9 c | 75.9 a | 27.7 c | 9.09 a | 6.38 c | 15.47 c | |||
| 天源粳036 Tianyuangeng 03 | 12.95 b | 31.89 a | 7.55 a | 385.4 b | 300.6 a | 355.4 a | 61.3 b | 28.6 c | 6.58 c | 15.67 c | ||||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 13.13 ab | 32.07 a | 333.5 a | 76.2 a | 32.5 a | 9.18 a | 18.27 a | |||||||
| 黄华占Huanghuazhan | 11.67 c | 30.61 b | — | — | — | — | 9.09 e | |||||||
| 汉单777 Handan 777 | 鄂晚17 Ewan 17 | 19.42 a | 8.92 e | 28.34 d | 238.7 c | 70.8 ab | 27.8 c | 8.74 a | 5.51 d | 14.25 d | ||||
| 天源粳036 Tianyuangeng 03 | 10.64 d | 30.06 bc | 7.28 a | 491.7 a | 241.4 b | 287.7 b | 61.3 b | 30.3 b | 5.89 d | 14.63 d | ||||
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 13.36 ab | 32.78 a | 295.2 b | 71.2 a | 30.7 b | 7.77 b | 16.51 b | |||||||
| 黄华占Huanghuazhan | 10.56 d | 29.98 c | — | — | — | — | 8.74 e | |||||||
| 屈家岭 Qujialing in 2017 | 兴垦6号 Xingken 6 | 鄂晚17 Ewan 17 | 15.57 b | 10.23 c | 25.80 c | 7.15 a | 432.3 b | 372.9 a | 332.0 b | 55.2 b | 22.3 b | 10.69 b | 5.89 b | 16.58 c |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 13.29 a | 28.86 ab | 446.1 a | 89.2 a | 22.5 ab | 6.69 a | 17.38 b | |||||||
| 登海618 Denghai 618 | 鄂晚17 Ewan 17 | 17.38 a | 10.72 c | 28.10 b | 7.22 a | 500.9 a | 344.6 b | 336.8 b | 64.4 b | 23.0 ab | 12.28 a | 6.03 ab | 18.31 a | |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 12.56 b | 29.54 a | 473.5 a | 79.7 a | 24.3 a | 6.51 a | 18.79 a | |||||||
| 梅家墩Meijiadun in 2017 | 兴垦6号 Xingken 6 | 鄂晚17 Ewan 17 | 14.53 b | 12.13 c | 26.66 d | 6.68 a | 365.3 b | 343.6 a | 310.8 b | 81.6 b | 29.2 a | 7.86 b | 6.83 c | 14.69 d |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 17.66 a | 32.19 bc | 439.7 a | 100.3 a | 25.0 b | 8.00 b | 15.86 c | |||||||
| 登海618 Denghai 618 | 鄂晚17 Ewan 17 | 18.34 a | 13.64 b | 31.98 c | 6.82 a | 479.7 a | 308.1 b | 317.5 b | 88.3 b | 27.4 a | 9.87 a | 8.28 b | 18.15 b | |
| 天两优953 Tianliangyou 953 | 17.53 a | 35.87 a | 397.1 a | 113.8 a | 25.3 b | 9.10 a | 18.97 a | |||||||
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屈家岭和梅家墩试验点中熟玉米品种登海618 (DH)产量显著高于早熟品种兴垦6号(XK), 分别提高了14.9%和25.6%, 主要是DH的穗粒数显著高于XK; 而漳河试验点2个品种产量无显著差异, 主要是两者在穗粒数与粒重上取得了平衡。4个搭配模式晚籼稻品种产量显著高于粳稻品种, 漳河试验点天两优953 (TLY)产量平均比鄂晚17 (EW)增加42.5%, 屈家岭和梅家墩试验点产量增幅为8.0%~17.1%; 由产量构成看出, 3个试验点籼稻的单位面积穗数显著高于粳稻; 在漳河点TLY粒重显著高于EW, 而在屈家岭与梅家墩试验点TLY穗粒数显著高于EW。
3个试验点春玉米-晚稻周年产量总体上高于15 t hm-2 (表4), 中早熟玉米品种搭配晚籼稻周年产量显著高于春玉米-晚粳稻模式, 其中DH-TLY搭配模式周年产量最高, 在梅家墩试验点达到18.97 t hm-2, 显著高于其他几种搭配模式。总体来看, 在屈家岭与梅家墩试验点周年产量由高到低的品种搭配模式为: 中熟春玉米-晚籼稻>中熟春玉米-晚粳稻>早熟春玉米-晚籼稻>早熟春玉米-晚粳稻(表4)。而漳河试验点ZD-TLY搭配模式周年产量最高, 为18.27 t hm-2, 且显著高于中熟春玉米品种HD-TLY模式; 但晚籼稻品种黄华占与2个玉米品种搭配时均未能成熟。可见玉-稻复种安全成熟及产量受品种生育期及品种类型影响较大, 在不同区域种植时, 应选择不同的适宜品种进行搭配。
2.4 季间积温分配比及积温利用率与周年产量的关系
由图2看出, 处于湖北南部的梅家墩试验点周年GDD≥10°C有效积温高于湖北中北部的屈家岭与漳河试验点。各试验点玉-稻两季对周年有效积温的利用较充分, 积温利用率(TUE)达95.6%~100.0%, 偏湖北南部的梅家墩试验点TUE低于其他2个试验点。品种搭配模式不同, 前后季积温分配比值(TR)不同, 变化范围为0.91~1.20 (图2)。各试验点中熟玉米品种搭配晚稻的模式TR明显高于早熟品种搭配晚稻模式; 而对于同一个玉米熟性品种而言, 搭配籼稻或粳稻品种对于TR影响不明显。3个试验点中熟玉米-晚稻模式均表现为玉米季积温分配量大于晚稻季; 而屈家岭和梅家墩试验点2个早熟玉米-晚稻模式晚稻季积温分配量大于玉米季(图2)。图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2不同玉-稻品种搭配下有效积温(GDD≥10°C)及其季间分配比(TR)
ZD: 郑单958; HD: 汉单777; XK: 兴垦6号; DH: 登海618; EW: 鄂晚17; TYG: 天源粳036; TLY: 天两优953; HHZ: 黄华占。
Fig. 2Effective growing degree days (GDD≥10°C) in crop growing seasons and the ratio of GDD between maize and rice season (TR) under different varieties collocation modes of maize-late rice cropping
ZD: Zhengdan 958; HD: Handan 777; XK: Xingken 6; DH: Denghai 618; EW: Ewan 17; TYG: Tianyuanjing 036; TLY: Tianliangyou 953; HHZ: Huanghuazhan.
由图3-a可知, 春玉米-晚粳稻周年相对产量(yM-JR)、春玉米-晚籼稻周年相对产量(yM-IR)与前后季积温比值(x)均呈显著的非线性相关关系, 其数学模型分别为yM-JR = -4.69x2+9.95x-4.28 (R2 = 0.6077**), yM-IR = -4.99x2+10.77x-4.82 (R2 = 0.5683**)。根据该模型可知春玉米-晚粳稻在前后季积温比值(TR)为1.06时相对产量最高; 春玉米-晚籼稻模式TR为1.08时相对产量最高。同时由图3-b看出, 两季作物对周年有效积温量(GDD≥10°C)的利用率明显影响周年产量, 两者之间呈显著的二次曲线关系。春玉米-晚粳稻模式积温利用率(TUE)为98.5%时产量较高, 而春玉米-晚籼稻模式TUE为97.0%时周年产量较高。据此可依据当地的周年有效积温量及玉米-晚稻积温分配比进行玉米与晚稻品种的筛选搭配。
图3
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图3玉米-晚稻模式前后季积温比值(TR)及周年积温利用率(TUE)与周年相对产量的关系
M-JR: 玉米搭配粳稻品种; M-IR: 玉米搭配籼稻品种。*表示P ≤ 0.05。
Fig. 3Relationship of GDD ratio between two crops seasons (TR) and its percentage of the total annual GDD≥10°C (TUE) with the relative annual yield under maize-late rice cropping
M-JR: maize varieties cropping with japonica rice varieties; M-IR: maize varieties cropping with indica rice varieties. * indicates significant difference at P ≤ 0.05.
2.5 不同品种搭配模式周年气候资源生产效率
由表5看出, 3个试验点的4种搭配模式下晚稻季气候资源生产效率均表现出籼稻高于粳稻; 屈家岭和梅家墩试验点的玉米季积温生产效率、光能生产效率和降水生产效率表现为中熟品种高于早熟品种; 漳河试验点早熟品种郑单958气候资源生产效率高于中熟品种。另外, 屈家岭和梅家墩试验点的4种模式周年积温、光能和降水资源生产效率从高到低为: 中熟春玉米-晚籼稻、中熟春玉米-晚粳稻、早熟春玉米-晚籼稻、早熟春玉米-晚粳稻; 漳河试验点早熟春玉米-晚籼稻周年气候资源生产效率最高, 其次分别为中熟春玉米-晚籼稻、早熟春玉米-晚粳稻、中熟春玉米-晚粳稻。从氮肥偏生产力(PFPN)看, 屈家岭和梅家墩试验点中熟玉米PFPN要显著高于早熟玉米, 而在漳河点则差异不显著; 3个试验点籼稻的PFPN均显著高于粳稻; 屈家岭和梅家墩试验点中熟玉米-晚籼稻搭配PFPN显著最高, 而在漳河点早熟玉米-晚籼稻搭配PFPN显著最高。Table 5
表5
表5玉-稻系统不同品种搭配模式下资源生产效率的差异
Table 5
| 试验地点 Experimental plots | 种搭配模式 Modes of varieties collocation | 积温生产效率 Production efficiency of AT (kg hm-2 ℃ -1) | 光能生产效率 Production efficiency of radiation (g hm -2 MJ-1) | 降水生产效率 Production efficiency of precipitation (kg hm-2 mm-1) | 氮肥偏生产力 Nitrogen partial factor productivity (kg kg-1 N) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | 玉米 Maize | 晚稻 Late rice | 周年 Annual | ||
| 2015漳河 Zhanghe in 2015 | EM-JR | 6.32 a | 4.64 c | 5.49 c | 0.43 a | 0.37 b | 0.41 b | 19.22 a | 20.64 c | 19.78 c | 33.68 a | 30.40 c | 32.24 b |
| EM-IR | 6.72 a | 6.51 a | 0.55 a | 0.49 a | 31.12 a | 23.79 a | 43.73 a | 38.07 a | |||||
| MM-JR | 5.71 b | 4.37 c | 5.09 d | 0.39 b | 0.35 b | 0.38 c | 18.48 a | 18.15 c | 18.35 c | 32.38 a | 26.25 d | 29.69 c | |
| MM-IR | 6.10 b | 5.89 b | 0.51 a | 0.44 b | 26.34 b | 21.50 b | 37.00 b | 34.40 b | |||||
| 2017屈家岭 Qujialing in 2017 | EM-JR | 7.75 a | 3.88 c | 5.72 c | 0.49 a | 0.32 c | 0.41 c | 22.99 b | 10.26 b | 15.96 c | 39.59 b | 28.03 b | 34.53 c |
| EM-IR | 4.47 ab | 6.05 b | 0.38 b | 0.44 b | 11.66 a | 16.73 b | 31.87 a | 36.22 bc | |||||
| MM-JR | 8.06 a | 4.40 b | 6.32 a | 0.51 a | 0.37 b | 0.45 ab | 26.35 a | 10.54 b | 17.64 a | 45.49 a | 28.71 b | 38.15 ab | |
| MM-IR | 4.83 a | 6.54 a | 0.42 a | 0.47 a | 11.38 a | 18.10 a | 31.02 a | 39.15 a | |||||
| 2017梅家墩 Meijiadun in 2017 | EM-JR | 5.47 b | 4.37 c | 4.90 d | 0.42 b | 0.40 c | 0.41 d | 15.26 b | 17.56 c | 16.25 b | 29.12 b | 32.54 c | 30.61 c |
| EM-IR | 5.32 b | 5.39 c | 0.52 b | 0.47 c | 20.57 b | 17.54 b | 38.11 b | 33.05 b | |||||
| MM-JR | 6.48 a | 5.60 b | 6.05 b | 0.50 a | 0.52 b | 0.51 b | 19.17 a | 21.29 ab | 20.08 a | 36.54 a | 39.41 b | 37.81 a | |
| MM-IR | 6.41 a | 6.45 a | 0.64 a | 0.56 a | 23.39 a | 20.98 a | 43.33 a | 39.52 a | |||||
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3 讨论
随着农业生产的发展, 作为种植业优势区的长江中游形成了以水稻为主体的, 水稻与麦、油、蔬菜等多作物复种的多元种植模式[22,23], 近年来新型的玉-稻种植模式在长江中游得到了较快的发展[9,15,24]。已有研究表明玉米-水稻复种具有较高的产量潜力[13,15]。本研究发现, 2017年中熟玉米-晚籼稻搭配周年产量可达到18 t hm-2以上, 这与我们的前期研究较一致[9]。适宜的品种选择是作物增产与资源高效利用的重要基础, 本研究表明不同玉-稻品种搭配显著影响到了周年作物产量与资源利用效率(表4和表5)。但不同的热量条件下玉-稻品种搭配的物质生产与产量效应不同(图1-a、图2和表4)。在GDD≥10°C较高的梅家墩与屈家岭试验点, 中熟玉米-晚籼稻搭配的干物质生产与产量明显优于其他品种搭配模式, 其优势主要来自于两个方面, 其一是中熟春玉米品种产量显著高于早熟品种; 其二是晚籼稻品种显著高于粳稻品种(表4), 继而提高了对温、光、水的生产效率(表5)。然而2015年的漳河试验点GDD≥10°C相对较低(图2), 早熟玉米搭配晚籼稻品种周年产量与资源生产效率要优于中熟玉米搭配晚籼稻品种(表4和表5)。总体来看, 中熟玉米以其较长的生育期与较多穗粒数而具有产量潜力优势; 晚籼稻以较高的分蘖能力、穗数与穗粒数而具有较高的产量优势(表4), 但能否通过栽培技术的优化缩小不同品种类型的产量差还有待研究。可见合理的玉-稻品种搭配可能与气候条件、品种适应性及其他栽培条件有密切的关系, 而对于如何进行玉-稻模式的品种选择与前后季作物品种合理搭配还需进一步探讨。充分利用温光资源和保证生产安全是种植制度的根本要求, 因此, 充分利用生长季节, 延长光合时间是作物增产的有效途径[25]。水稻安全成熟是保证水稻产量的基础条件, 水稻安全成熟日期的判断常被用于指导水稻播期确定和品种选择等生产环节[18,26]。早稻安全播种期至晚稻安全成熟期的总天数, 常被用于评价双季稻安全生产天数[26,27]。本研究利用玉米安全播种期至晚稻完全成熟日期的历时天数作为周年内玉-稻模式可潜在生长天数, 湖北南部与中北部试验点有明显差异, 可潜在生长天数相差10 d左右(表3)。从研究结果看, 所采用不同品种搭配模式在不同试验点对可潜在生长天数的利用有明显差异(表3), 湖北中北部的荆门地区(漳河和屈家岭)对潜在生长天数达94%~100%, 甚至玉米搭配生育期较长的晚籼稻品种未能达到安全成熟; 而在南部黄冈地区(梅家墩)对潜在生长天数利用率为86%~94% (表3)。且试验期间黄冈地区试验点的年≥10℃有效积温(GDD)比中部荆门试验点的多150℃ d (图2)。可见在湖北中北部对玉-稻模式的热量资源的制约要大于南部区域, 因此有必要根据不同区域的热量资源条件与潜在生长天数选择适宜生育期的玉米与晚稻品种。本研究认为在湖北南部地区可选择生育期较长的玉米与晚稻品种搭配, 以获得较高周年产量; 而在中北部地区生育期相对较短的品种进行搭配有利于安全生产。晚稻生育期较长的品种(如本试验采用的黄花占) 则无法安全成熟(表3)。此外, 晚稻抽穗扬花期间易受“寒露风”或“低温阴雨”的影响导致结实率降低和减产, 因此在晚稻品种选择时, 还需注意晚稻的安全抽穗期[28]。由表3可知, 本试验达到安全成熟的晚稻齐穗期出现在9月上中旬, 这与已有研究结果较一致[18,28]。由此可见全生育期140 d以内、本田生长期110 d以内的晚稻品种在6月20日前后播种均可安全用于玉-稻模式。但随着水稻机械化生产的必然趋势, 玉-稻模式下晚稻的机插技术尚待研究与实践, 为适应玉米后接茬及机插对短秧龄的要求, 这必然需要推迟晚稻播种, 因此短生育期的晚稻品种适宜于机械化种植模式, 但其合理的迟播日期还有待研究。
协调两熟制作物对光温水等资源的利用是进一步提升周年产量和资源利用效率的重要措施, 明确两季作物间气候资源定量分配特征可为建立合理的周年气候资源优化配置方案提供定量依据[29,30]。周宝元等[31]提出了两熟制季节间资源分配率(DR)和分配比值(R)等定量指标, 用来对不同种植体系周年气候资源分配特征进行定量分析, 用于指导品种选择与播期调节具有参考价值。本研究发现不同的品种搭配对两季间的温、光、水资源分配影响较大(图1和图2)。各试验点短生育期玉米品种搭配晚稻模式的前后季有效积温比值(TR)明显低于中熟玉米品种搭配晚稻模式, 而同一玉米品种类型下, 搭配不同晚稻品种对TR影响不明显(图2)。热量条件(积温)是决定作物生长发育进程和产量形成的主要因素[32]。本研究发现, 玉-稻模式对热量资源的利用率(TUE)要远高于对光与降水的利用率, 这意味着相较于光辐射与降水, 周年有效积温的利用程度及前后季的积温分配比值是制约玉-稻周年产量的主要限制因子。周宝元等[33]研究发现积温比值TR对两熟制周年产量形成有重要影响, 将其作为气候资源分配的主要指标, 用以调整积温分配率和分配比值, 为适宜熟期品种和两季合理播种期和收获期的确定提供定量依据。我们进一步分析发现周年产量与TR、TUE有显著的非线性相关关系(图3), 据此非线性模型, 推断出玉米-晚粳稻在前后季积温比值为1.06时, 玉米-晚籼稻在前后季积温比值为1.08时相对产量最高(图3-a)。但同时要综合考虑某地的周年总积温量, 争取较充分地利用热量资源, 在相对安全生产保证下, 玉-稻模式积温利用率达到97%~98%时, 可获得较高的周年产量(图3-b)。随着气候的变化, 长江中游活动积温增加明显[34], 玉-稻模式的TR、TUE与周年产量的关系还有待进一步深入研究与调整。同时品种搭配也改变了前后两季作物降水与光辐射的分配(图1), 3个试验点玉米季的光辐射要高于晚稻季, 可能有利于玉米产量潜力的发挥; 降水分配变化较大, 一般来看玉米季降水量要多于晚稻季, 玉米有渍害的风险。漳河点晚稻季光辐射高于其他2个试验点; 晚稻生育前期日均温低于其他2个试验点, 生育后期日均温高于其他2个试验点, 这可能是导致其低穗数、高粒重的原因之一。当然不同试验点土壤肥力的差异对此也有一定的影响。因此, 根据玉米-晚稻模式前后季气象条件的差异, 还有待加强适应性品种的筛选与栽培措施优化。
4 结论
长江中游地区气候资源丰富, 可进行春玉米-晚稻水旱轮作, 而进行合理的玉米-晚稻品种搭配是发挥玉-稻产量潜力、提高资源利用与生产效率的重要前提。合理的玉-稻品种搭配可依据当地的积温条件优化配置前后两季的热量资源。当周年≥10℃有效积温利用率达到97%, 玉米季与晚稻季的积温比值为1.06~1.08时, 玉-稻模式可获得较高的周年产量。因此, 湖北省南部积温较高的区域宜选择生育期125 d以内的高产玉米品种与全生育期140 d以内的晚稻品种进行搭配; 而在积温相对偏少的中北部区域, 宜选择生育期120 d以内的高产玉米品种与全生育期130 d以内的晚稻品种进行搭配。参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
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我国粮食安全不仅是总量上的满足,还包括区域间协调和结构上匹配.笔者将全国划分为三大区域:北方农区、南方农区和牧区,进而考察不同区域粮食和畜产品生产的变化趋势及其结构差异和匹配程度.结果表明:南方农区粮食总产量占全国粮食总产量的比重呈明显下降趋势,而北方农区则明显上升.南方农区是我国肉类主产区,肉类产量占全国肉类总产量的比重始终维持在50%以上.猪肉在我国肉类生产中占绝对优势地位,1995-2007年间,猪肉产量占我国总肉类产量的比重平均达到66.1%.南方农区是我国猪肉的主要产区,1995-2007年间,南方农区猪肉产量占全国猪肉总产量的比重平均为64.0%.1995-2007年,作为主要饲料粮的玉米在南方农区的产量仅占全国玉米总产量的20.5%.因此,应充分提高南方地区粮食生产能力,特别是玉米生产潜力,不仅可以减轻粮食生产给北方农区带来的资源和环境压力,而且可以缓解自身面临的严重饲料粮短缺问题.
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DOI:10.3724/SP.J.1006.2015.01537URL [本文引用: 8]
发展长江中游玉米生产是解决本区域玉米产需矛盾的根本途径。近年来随着长江中游玉米的快速发展，该地区出现了春玉米-晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米等新型的一年两熟制种植模式，为探明其适应性和实用性，2013—2014年在湖北省武穴市设置了传统种植的双季稻(对照)、春玉米–晚稻、双季玉米和早稻–秋玉米共4种两熟制种植模式，分析比较其周年产量及光、温、水资源利用效率和经济效益。结果表明，春玉米–晚稻和双季玉米周年产量显著高于早稻–秋玉米和双季稻。与双季稻相比，春玉米–晚稻周年产量、光能生产效率、光能利用率、积温生产效率、水分利用率及经济效益分别提高18.3%、14.1%、23.4%、16.4%、37.2%和44.3%，双季玉米分别提高了13.5%、8.1%、26.1%、11.4%、88.8%和37.8%。春玉米其产量、积温生产效率、水分利用率及经济效益两年平均比早稻分别高出30.6%、29.5%、57.2%和96.1%，而秋玉米和晚稻之间产量无显著差异。不同玉稻模式周年产量差异主要源于第一季春玉米和早稻产量的差异。可见，春玉米–晚稻和双季玉米是适宜在长江中游推广的两熟制种植模式。]]>
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DOI:10.7668/hbnxb.2011.05.035URL [本文引用: 1]
通过不同种植密度对"紧凑型"品种超试1号的群体光合生理性能及产量性状进行研究。结果表明,在6.75～9.75万株/hm2密度范围内,随着种植密度的增加,群体叶面积指数(LAI)显著增大,光合势(LAD)增加,冠层的光合有效辐射(PAR)的截获率增大,但叶片叶绿素相对含量(SPAD)降低和比叶重(SLW)下降;在灌浆期穗位叶PSⅡ反应中心光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(qN)随密度的增加而提高,但在高密度(D3)条件下PSⅡ光合量子产量(EQY)降低和电子传递速率(ETR)较低,表明其光能转化效率降低,而单株干物质积累速率随密度的增加则呈现降低趋势;但在群体干物质积累量(QDMC)表现为升高趋势,产量随密度的加大而提高,但同时导致每穗粒数和千粒重下降。
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DOI:10.1007/s11104-010-0418-yURL [本文引用: 4]
Oryza sativa L.) and maize (Zey mays) are grown in 3.5 million hectares (Mha) in Asia that includes 1.5Mha in South Asia. These crops are grown in sequence on the same land in the same year either in double–or triple-crop systems to meet the rice demand of a rapidly expanding human population and maize demand of livestock and poultry. The objective of this review is to provide a comprehensive overview of the current state of technical knowledge on agro-ecosystems and adaptation, area and distribution, yield potential and yield gaps, and nutrient management for rice-maize (R-M) systems in South Asia. Rice-maize systems are emerging all around South Asia but in particular are developing quite rapidly in Bangladesh and South and North India. Yield potential of rice and maize, as estimated by ORYZA2000 and Hybrid Maize models, reaches up to 15 and 22tha-1, respectively. However, data from several environments in India reveal gaps between potential and attainable yields of maize of upto 100% and between attainable and actual yields of upto 25–50%. Nutrient demand of R-M system is high due to high nutrient removal by high-yielding maize. Nutrient balance studies for these highly–productive and nutrient-extractive systems are scarce in South Asia. The review outlines principles of nutrient management for R-M systems, and identifies development, refinement, and dissemination of the integrated plant nutrition system technologies based on site-specific nutrient management principles as priorities for future research to increase yield, profitability, and sustainability of R-M systems.]]>
DOI:10.2134/agronj2012.0148URL [本文引用: 1]
Limited water availability is a major constraint for cultivation of rice (Oryza sativa L.) in the traditional flooded systems, particularly in the semiarid regions of the world. Aerobic rice cultivation provides feasible alternative to traditional rice production in these regions, allowing significant water savings. Field experiments were conducted at the ANGR University Agricultural Research Station, India during 2009-2010 and 2010-2011 to compare crop growth, yield, and water savings under aerobic rice-maize (R-M) and flooded R-M rotation systems. The effect of aerobic rice on the succeeding maize crop was also studied. The total amount of water applied (including rainfall) in the aerobic plots was 967 and 645 mm compared to 1546 and 1181 mm in flooded rice system, during 2009 and 2010, respectively. This resulted in 37 to 45% water savings with the aerobic method. The soil moisture in aerobic treatment was maintained in the -30 to -40 kPa range throughout the crop growth. The aerobic rice system produced significantly lower grain yields in 2009 and 2010, where differences between flooded and aerobic rice were 39 and 15.4%, respectively. The yield differences were attributed to the differences in spikelet number per panicle and grain weight. Significant increase in yields was recorded in both systems with increased N rates up to 120 kg ha(-1). Significantly higher yields were obtained in no-till maize grown subsequent to the aerobic rice than flooded rice, possibly due to residual soil N and improved soil physical conditions.
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DOI:10.1016/j.fcr.2019.107620URL [本文引用: 1]
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DOI:10.3724/SP.J.1006.2014.01320URL [本文引用: 1]
安全生产日期是品种和种植方式选择、温光资源高效利用和生产季节安全的重要基础。本文以长江中游地区47个气象台站的逐日日平均温度资料为基础，分析了近50年(1960—2009)该地区50%和80%保证率的双季稻各安全生产期。发现生产中常用的80%保证率安全生产日期，后25年(1985—2009)较前25年(1960—1984)早稻覆膜旱育秧安全播种期推迟了3 d，早稻露地水育秧安全播种期提前了3 d，早稻安全移栽期提前了4 d，杂交晚籼稻安全齐穗期提前了3 d，常规晚籼稻安全齐穗期推迟了1 d，晚籼稻安全成熟期基本没有变化，早稻覆膜旱育秧条件下的双季稻安全生产季节天数缩短了4 d，早稻露地水育秧条件下的双季稻安全生产季节天数延长了1 d。本文列出了后25年各气象台站80%保证率的安全生产日期，按就近指导原则可以作为各地双季稻生产季节安排、品种和种植方式选择的依据。对比东北、华北、黄淮等地区，长江中游地区的气候及安全生产日期变化并不显著。除早稻露地水育秧安全播种期、早稻安全移栽期明显提前，有利于早稻提早播种、增加产量潜力外，其他安全生产日期的变化并不利于延长生长季节和增加产量潜力，其中晚稻安全齐穗期还略有提前。因此，从生产安全性的角度，该地区不能盲目地推广直播稻，机插稻也应重视安全生产日期的问题，搞好品种选择和播期安排。
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种植制度早期的研究主要是根据世界各地的自然资源和社会条件进行农作制度的分类和比较研究。在其发展过程中，不同国家和地区因各自不同的资源优势和经济状况，研究方向上各有侧重：人少地多农业发达的欧美国家，侧重于经济效益及其资源和环境保护；而人多地少属于生存型农业的亚非国家，则侧重于增产潜力，其研究的内容主要集中在两个方面，一是如何充分利用有效的农业资源，二是如何生产足够的粮食。我国在种植制度方面的研究，出于人多地少的国情，主要是以增加粮食产量和提高土地利用率为目标，围绕以间套复种为主要内容的多熟种植制度和作物布局为研究重点。5070年代以扩大复种提高土地利用率为主提高粮食总产；80年代以提高单产、提高土地生产力为主提高粮食总产，并逐步向高功能(高产量)高效益种植模式发展；90年代从高产高效种植实践与理论探讨，逐步走向种植业结构调整与优化。农业发展进入新阶段，种植制度的研究与演变又呈现出新趋势：首先，可持续农业是种植制度改革与发展的基本方向；其次，种值结构调整是农业生产持续发展的核心问题；再次，持续高效是种植制度改革与发展的最终目标。
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DOI:10.16819/j.1001-7216.2016.5157URL [本文引用: 2]
明确水稻安全生产期及温光资源的变化规律，是提高温光资源利用率和实现水稻高产稳产的重要基础。本研究分析了江西不同生态区(赣南、赣中、赣北)15个气象站近30年(1984-2013)逐日日平均气温、日照时数等气象资料，参照水稻生产中常用的安全生产临界温度指标，研究了近30年来不同地区50%和80%保证率下双季稻安全生产期及温光资源的变化规律。结果表明，1999-2013年(前15年）各地安全生产期及温光资源较1984-1998年（后15年）发生明显变化，且地区间存在一定的差异。早稻覆膜育秧安全播种期平均提前了10 d(气候变化倾向率-4.16 d/10a，下同)，早稻安全直播期提前了4 d(-3.17 d/10a)，早稻安全移栽期提前了2 d(-2.21 d/10a)。晚稻安全齐穗期延迟趋势不明显(1.16 d/10a)，晚稻安全成熟期延迟了8 d(3.56 d/10a)。全年安全生产期天数在早稻覆膜育秧和直播条件下分别延长了18 d(7.72 d/10a)和11 d(6.73 d/10a)。安全生产期内温光资源总体呈温度明显升高、积温显著增加、日照时数无明显变化的特点。监测资料表明，近年来各地区实际生产日期作了相应的调整，但仍与安全生产日期存在较大偏差，因此，推算了近30年各站点80%保证率的安全生产日期，以就近指导各地稻作季节安排、种植方式选择及早晚稻品种搭配。最后，依据气候变化趋势，讨论了农艺措施的可能适应策略。
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DOI:10.2134/agronj2017.10.0613URL [本文引用: 1]
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.09.003URL [本文引用: 1]
-2、290.5和281.6℃、12.4和25.7 mm,粒重分别增加13.1%和15.5%,周年产量两年分别提高7.9%和6.7%;籽粒脱水时间增加约45d,光温水资源分配量两年分别增加322.5和336.3 MJ·m-2、509.6和497.8℃、56.7和14.1mm,籽粒含水量降至14.4%—17.3%,达到机械直接收获标准。同时,由于处理V小麦季光温水资源分配量显著降低,特别是减少底墒水和越冬水灌溉约150mm,2016和2017年其光能、温度和水分生产效率较处理Ⅰ分别提高12.5%和15.8%、10.9%和7.7%、39.6%和59.3%,玉米季虽然光能、温度生产效率有所降低,但水分生产效率显著提高,因此周年光能、温度和水分生产效率两年分别提高7.3%和9.1%、5.6%和5.1%、17.3%和29.3%。【结论】在不增加任何投入的前提下通过播/收期的调整（小麦12月上旬播种,玉米11月中旬收获）优化冬小麦-夏玉米一年两熟模式周年气候资源配置,可进一步提升其周年产量和光温水资源利用效率,对于促进黄淮海冬小麦-夏玉米种植模式可持续发展具有重要意义。]]>
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DOI:10.3724/SP.J.1006.2019.81067URL [本文引用: 1]
-2以上冬小麦-夏玉米种植模式周年气候资源分配与利用特征, 并建立资源优化配置定量指标, 为进一步提升黄淮海该模式周年产量潜力和气候资源利用效率提供理论依据, 具有重要意义。本研究利用2006—2010年黄淮海区9个高产点共45个田间试验的数据, 定量分析了冬小麦-夏玉米模式高产形成与季节间光温水资源分配的关系。结果表明, 三省9个试验点冬小麦-夏玉米均实现了周年20,000 kg hm -2以上高产, 但区域间差异较大, 河南和山东小麦产量最高, 山东夏玉米产量最高, 河南和山东周年产量分别高于河北16.9%和21.5%。产量的变化主要由光温水分配差异造成, 河南和山东小麦季积温量在1924.2~2608.0°C和降雨量小于201.1 mm范围时产量均高于河北, 山东玉米季辐射量在2168.5~2953.8 MJ m -2、积温量小于2990.7°C和降水量小于591.3 mm范围时产量均高于河南和河北。然而省份间冬小麦-夏玉米模式季节间热量资源分配率和分配比值相对固定, 即小麦季和玉米季积温分配率分别为43%和57%, 两季间积温比值为0.7, 这是该区当前生产和生态条件下冬小麦-夏玉米模式季节间资源合理配置的定量标准。在不增加任何投入的前提下依据该定量指标来指导黄淮海不同生态区冬小麦-夏玉米种植模式的资源优化配置, 对促进黄淮海该种植模式可持续发展具有重要意义。]]>
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DOI:10.1016/j.fcr.2013.01.003URL [本文引用: 1]
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