不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状对耕层积温的响应

引用本文

孙仕军, 姜浩, 陈志君, 朱振闯, 张旭东, 迟道才. 不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状对耕层积温的响应. 草业学报, 2019,28(2): 61-72
SUN Shi-jun, JIANG Hao, CHEN Zhi-jun, ZHU Zhen-chuang, ZHANG Xu-dong, CHI Dao-cai. Effects of surface-layer accumulated temperature on major growth traits of spring maize when un-mulched or under clear or black plastic film mulches. Acta Prataculturae Sinica,2019,28(2): 61-72 复制到剪切板

Doi:10.11686/cyxb2018493
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本文属于开放获取期刊。

不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状对耕层积温的响应

孙仕军, 姜浩, 陈志君, 朱振闯, 张旭东^*, 迟道才

沈阳农业大学水利学院,辽宁沈阳 110866

*通信作者. E-mail: zxxddd@126.com

作者简介:孙仕军(1969-),男,辽宁大连人,副教授,博士。E-mail: sunshijun2000@yeah.net

收稿日期: 2018-07-18

基金项目:国家重点研发计划重点专项(SQ2018YFD030062),辽宁省自然科学基金项目(20180550617)和国家留学基金资助项目(201308210026)资助

摘要

为了探讨东北雨养区不同颜色地膜覆盖下春玉米主要生长性状和产量对耕层积温的响应规律,设置了无色透明膜(M₁) 、黑膜(M₂) 和露地对照(M₀)田间试验。根据2016和2017两年数据,应用Slogistic方程拟合了不同颜色地膜覆盖下玉米株高、成熟期之前叶面积指数以及干物质累积随耕层积温变化动态,通过逐步回归分析探讨了玉米干物质累积的Slogistic曲线特征量与产量关系。研究表明:1)玉米株高渐增期的平均生长速率大小表现为M₂>M₁>M₀,在快增期表现为M₂>M₀>M₁,缓增期表现为M₀>M₂>M₁;2)玉米叶面积指数渐增期和缓增期平均增长速率表现与株高一致,快增期则表现为M₂>M₁>M₀,黑膜处理下叶面积指数和最大增加速率最高,无色透明膜处理次之;3)黑膜处理显著增加了快增期干物质累积持续时间,并且较无色透明地膜和露地处理率先进入干物质累积快增期,这有助于提高玉米产量;4)干物质累积最大速率、干物质累积曲线拐点等特征量与产量密切相关,达到极显著水平( P<0.01)。研究认为,地膜覆盖对玉米生长渐增期影响较大,其中无色透明膜加速玉米衰老;黑膜处理下干物质累积最大,产量最高,玉米生长更稳定。对玉米生长性状和产量的研究,可用于玉米生产管理决策中作物生长路线的设计,能够为提高玉米生产管理水平提供决策依据。

关键词: 耕层积温; Slogistic; 地膜覆盖; 雨养农业; 春玉米

Effects of surface-layer accumulated temperature on major growth traits of spring maize when un-mulched or under clear or black plastic film mulches

SUN Shi-jun, JIANG Hao, CHEN Zhi-jun, ZHU Zhen-chuang, ZHANG Xu-dong^*, CHI Dao-cai

College of Water Conservancy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China

*Corresponding author. E-mail: zxxddd@126.com

Abstract

The objective of this research was to study the effects of surface-layer accumulated temperature on major growth traits of spring maize under different colored plastic film mulching in the rain-fed region of Northeast China. Field experiments with three film mulching treatments: no mulch (M₀), colorless transparent plastic film mulch (M₁) and black plastic film mulch (M₂), were conducted.Slogistic equation was used to fit the progression of maize plant height, leaf area index, and dry matter accumulation as a function of surface-layer accumulated temperature.It was found that the average rate of maize plant height increase ranked M₂>M₁>M₀ during early growth, M₂>M₀>M₁during stem elongation, and M₀>M₂>M₁ during grain development. The treatment rankings for accumulation rate of maize leaf area index followed those of plant height during early growth and grain development stages, but ranked M₂>M₁>M₀ during stem elongation. The black film (M₂) treatment significantly increased the duration of dry matter accumulation during the stem elongation stage and reached the stem elongation growth phase earlier than other treatments, and so contributed to improved maize yield. There was a significant relationship between maximum dry matter accumulation rate, the accumulated temperature at which the inflexions of the dry matter accumulation curves occurred, other parameters of the Slogistic equation, and maize yield. The results show that film mulching had the greatest impact on maize development during the early growth stage.Transparent plastic film accelerated leaf senescence,while the black plastic film treatment had the largest dry matter accumulation rate and the highest yield.Results from this research into the effect of mulching treatment options on the growth dynamics of maize and on maize yield can be used to improve resource use efficiency and output of maize production systems.

Keyword: surface-layer accumulated temperature; Slogistic; plastic film mulching; rain-fed agriculture; spring maize

文章图片

玉米(Zea mays)是我国第一大农作物, 东北地区是中国商品玉米生产的主要基地, 玉米的种植面积约占总粮食作物的70%, 其中90%依靠雨养。东北雨养区近年来春季冷空气活动频繁, 气候逐步呈现出暖干化趋势, 经常发生干旱农业^[1], 其中春旱是影响玉米生产的主要原因之一, 对玉米苗期和根系发育产生严重影响。地膜覆盖农业措施可以改善土壤水热条件, 有效缓解春旱, 提高玉米出苗率。但是, 对于地膜颜色的选择说法不一, 仍是需研究的问题。Liu等^[2]研究了中国黄土高原区覆膜对春玉米产量的影响, 2013年无色透明膜处理产量最高, 但在2014年黑膜处理产量最高。无论何种颜色地膜覆盖均会改善田间土壤水热状况^{[3, 4, 5]}, 然而黑膜对田间杂草的防治效果优于无色透明膜^[6], 但是无色透明膜的透光性远优于黑膜, 对土壤耕层温度影响程度也不同于黑膜。因此本研究以不同颜色地膜覆盖作为试验处理, 探索适合研究区域的地膜颜色。

Logistic方程作为一种S型生长曲线(Slogistic模型), 被广泛地用于玉米、小麦(Triticum aestivum)、棉花(Gossypium spp.)、西葫芦(Cucurbita pepo)等作物的模拟, 可以定量的描述作物株高、叶面积指数以及干物质累积等方面。王玲等^[7]研究发现Logistic及其扩充模型可以较好地模拟不同地理位置、不同品种以及不同播种时间的玉米叶面积生长。张旭东等^[8]利用Logistic修正式分析了黄土区玉米叶面积指数随出苗天数变化情况, 从而可以确定最大叶面积指数出现日期, 并建立气积温与叶面积指数的归一化模型。张银锁等^[9]利用Logistic曲线模拟夏玉米干物质积累过程, 发现环境适宜时干物质积累遵循经典的Logistic生长曲线, 但存在胁迫(温度、水分、盐分等)时曲线会出现不规则的多峰变化。赵姣等^[10]通过Logistic模型分析了冬小麦干物质累积特征对产量的影响。Sepaskhah等^[11]利用Logistic模型定量分析水氮管理条件对玉米干物质累积和产量的影响, 并且建立预测玉米干物质累积和产量的经验模型。目前基于气积温研究作物生长较多, 但是实践证明, 作物根系的生命活动、生理生化过程、摄取水分和养分的速率都与土壤温度有关, 并且土壤温度也影响空气温度, 另外在研究区域, 不同颜色地膜覆盖处理下的气积温都是相同的, 所以仅用气积温的概念来解释不同处理条件下玉米生长状况是不可行的, 而用耕层积温的概念来进行研究, 就比较清楚, 另外用积温等生态因素变量代替时间变量作为衡量玉米生长发育过程的时间标尺比用天数更具有代表性, 可以从根本上反映玉米的生长状况^[12]。

本研究以有效耕层积温为自变量, 分别以株高、叶面积指数和干物质累积为因变量建立Slogistic模型, 研究玉米生育期生长动态, 建立了产量与干物质累积Slogistic模型特征量的关系模型。通过拟合曲线和曲线特征点, 分别研究了不同处理条件下玉米的生长指标在渐增期、快增期和缓增期的耕层积温区间, 从而确定了3个生长阶段的日期, 比较了各生长阶段生长指标的平均增长速率、持续时间、最大生长速率和出现的时期等信息, 还研究了各生育阶段各生物量随耕层积温升高的变化情况, 以期为东北地区玉米稳产高产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2016和2017年在沈阳农业大学水利学院综合试验场进行, 该试验场位于沈阳市东部, N 41° 44', E 123° 27', 海拔44.7 m, 属于温带大陆性季风气候, 春季气温回升迅速但是不稳定, 夏季则高温多雨, 秋季气温下降较快, 冬季寒冷干燥, 雨热同期。全年雨量较为充足, 主要集中在5-9月, 5-9月降水量占全年降水量的79%。其中2016年生育期内降水量为789.6 mm, 2017年生育期内降水量为301.5 mm, 玉米生育期内月平均最高温为31.2 ℃, 月平均最低温为12.8 ℃, 全年平均活动积温为3258.8 ℃· d, 有效积温(≥ 10 ℃)为2530.1 ℃· d。平均日照时数为2743 h, 光热资源丰富, 日照时数长, 昼夜温差大, 较适宜玉米生长。

1.2 试验设计

试验采用传统的大垄双行种植方式(垄台宽 40 cm, 沟宽 80 cm), 以良玉99玉米为试验材料, 采用单因素完全随机试验设计, 设置3种处理, 分别为黑膜(M₂)、无色透明膜(M₁)和露地(M₀), 每种处理3个重复(表1), 共9个试验小区, 每个试验小区的面积为23.4 m²(6.0 m× 3.9 m), 小区四周设置保护行, 不同处理之间设置隔离行, 各处理下种植密度均为75000株· hm^-2。播种时一次施基肥1000 kg· hm^-2(N、P₂O₅和K₂O含量分别为27%, 15%和13%), 生育期内不再进行追肥, 试验期内依靠自然降水, 田间管理措施与当地农户种植一致。

表1 2016和2017年不同处理玉米灌浆末期与收获时有效耕层积温 Table 1 Effective surface-layer accumulated temperature of maize under different treatments at the end of milking stage and harvest in 2016 and 2017 (℃· d)

1.3 测定项目及方法

1.3.1 地温测定土壤耕层温度通过曲管地温计, 从播种至玉米成熟, 每天8:00、14:00、18:00定时观测土壤5、10、15、20、25 cm处温度。

1.3.2 气象数据采用试验场内气象监测仪进行检测。

1.3.3 玉米株高测定每个小区选取长势均匀的3株玉米, 每隔15 d用卷尺进行测量, 并做标记。

1.3.4 叶面积指数选取长势均匀的5株玉米并做标记, 每隔15 d采用人工测量的方法利用钢尺测量选定植株上的所有有效叶片的长和宽, 计算每个试验小区单位面积上的叶面积, 并利用长宽系数法推求叶面积指数^[13]。

1.3.5 干物质累积测定干物质在每个生育期末测一次, 成熟期加测1次, 每个小区选出3株有代表性的植株, 从茎基部砍下装袋, 放入烘箱杀青(105 ℃)30 min, 然后恒温(80 ℃) 烘干至恒质量, 用天平(精度为0.01 g)测定干物质生物量。

1.3.6 产量测定每个小区单独收获计产(除去取样植株所占面积), 并随机选取10 m² 进行测产, 最终折算为14%含水量的籽粒产量(kg· hm^-2)。

1.4 耕层有效积温计算

根据《作物栽培学》关于玉米的叙述^[14], 对于沈阳地区的春玉米来说, 玉米生物学零度B=8 ℃, 玉米生长下限温度T_base=8 ℃, 生长上限温度T_upper=35 ℃。耕层有效积温计算如下^[15]:

$T = \overset{n}{\sum_{i = 1}} (T_{i} - B)$ (1)

T_i= $\frac{({T_{x}}^{*} + {T_{n}}^{*})}{2}$ (2)

式中:T_i为平均温度; ${T_{x}}^{*}$ 为适宜的最高温度; ${T_{n}}^{*}$ 为适宜的最低温度。取值如下:

$\{\begin{array}{l} {T_{x}}^{*} = T_{upper} & {T_{x}}^{*} \geq T_{upper} \\ {T_{x}}^{*} = T_{base} & {T_{x}}^{*} \leq T_{base} \\ {T_{x}}^{*} = T_{x} & 其他 \end{array}$ (3)

$\{\begin{array}{l} {T_{n}}^{*} = T_{upper} & {T_{n}}^{*} \geq T_{upper} \\ {T_{n}}^{*} = T_{base} & {T_{n}}^{*} \leq T_{base} \\ {T_{n}}^{*} = T_{n} & 其他 \end{array}$ (4)

1.5 Slogistic方程参数及关键点推求

1.5.1 生长模型通式不同颜色地膜覆盖处理和露地玉米出苗后, 生长量(Y, cm, cm²· cm^-2, kg· hm^-2)随5~25 cm耕层积温(T, ℃· d)增加呈现“ 缓慢增长— 快速增长— 缓慢增长” 的趋势, 可以用Slogistic方程拟合, 其一般通式为^[16]:

Y= $\frac{a}{1 + b e^{- kT}}$ (5)

式中:a为一定环境条件下玉米单株生长量的上限; b, k为待定系数。

1.5.2 生物量累积速率方程和曲线的拐点对式(5)进行求导, 整理得:

$\frac{dY}{dT}$ = $\frac{abk e^{- kT}}{(1 + b e^{- kT})^{2}}$ (6)

该方程为生物量累积速率方程, 是一个连续变化的单峰曲线, 曲线的峰值即为增长速率的最大值, 对(6)式进行求一阶导, 并令其等于0, 即可求出最大增长速率V_max和此时对应的耕层积温T_g, 计算公式如下:

V_max= $\frac{ak}{4}$ (7)

T_g= $\frac{\ln b}{k}$ (8)

1.5.3 曲线两个特征点的确定对式(5)进行二阶求导, 并令其等于0, 就可以求出生长曲线上的两个突变拐点, 即Y最大生长阶段对应的积温区间(T_s, T_h), 计算公式如下:

$\{\begin{array}{l} T_{s} = \frac{\ln b - \ln (2 + \sqrt[]{3})}{k} \\ T_{h} = \frac{\ln b - \ln (2 - \sqrt[]{3})}{k} \end{array}$ (9)

式中:T_s、T_h为玉米生长量随耕层积温变化模式的两个特征值, 分别对应玉米生长量随耕层积温增加从缓慢增长转为迅速增长和从迅速增长转为缓慢增长的耕层积温值。在T_s之前和T_h之后玉米生物量累计缓慢, 其中在T_s之前为渐增期, 在T_h之后至收获结束为缓增期, 在T_s和T_h之间, 生物量累积迅速, Y与T之间基本上呈线性关系, 为群体的旺盛生长期, 称为快增期。由T_s、T_h还可以求出最大生长时段的平均生长速率。

V= $\frac{K}{\sqrt[]{3} (T_{h} - T_{s})}$ (10)

1.6 数据处理

采用Excel分析数据, 用Origin 2016对数据进行拟合以及绘图, 用DPS进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理下玉米株高随耕层积温变化动态

根据2016和2017年株高实测数据, 对不同处理下的株高进行非线性拟合, 得到两年不同颜色地膜覆盖处理下株高拟合曲线如图1所示。经比较分析, 2017年玉米株高随耕层积温变化动态规律和2016年一致, 以下通过2016年玉米株高随耕层积温变化动态情况为例进行说明。

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	图1 2016和2017年不同颜色地膜覆盖下玉米株高实测值和拟合比较Fig.1 Comparison of measured values and the fitting of maize plant height under different film mulching in 2016 and 2017

由表2可知, M₀、M₁、M₂处理玉米株高渐增期的耕层积温区间分别为0~652.8 ℃· d、0~692.8 ℃· d、0~645.7 ℃· d, 在玉米株高渐增期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 植株平均分别增高0.91、0.92、1.02 cm, 平均生长速率表现为M₂> M₁> M₀, 说明渐增期覆膜改善了土壤的水热条件, 比露地能更有效地提高玉米的生长速率, 黑膜对生长速率的影响大于无色透明膜; M₀、M₁、M₂处理玉米株高快增期耕层积温区间分别为652.8~1046.6 ℃· d、692.8~1226.0 ℃· d、645.7~1080.3 ℃· d, 不同的耕层积温区间均处于各自处理生长最迅速的拔节期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 植株分别平均增高4.07、3.23、4.14 cm, 平均生长速率表现为M₂> M₀> M₁, 说明从株高快增期, 也就是玉米拔节期开始, 覆膜的作用在逐渐减弱, 其中表现出黑膜优于无色透明膜; M₀、M₁、M₂处理玉米株高缓增期耕层积温区间分为1046.6~2037.9 ℃· d、1226.0~2557.2 ℃· d、1080.0~2254.3 ℃· d, 耕层积温每增加10 ℃· d, 植株平均分别增高0.61、0.48、0.56 cm, 平均生长速率表现为M₀> M₂> M₁, 从玉米生长快增期至缓增期, 露地玉米株高平均生长速率超过黑膜处理, M₀处理玉米株高的生长速率分别比M₁和M₂处理增加了27.08%和8.93%, 更加进一步说明了黑膜和无色透明地膜均加速了玉米衰老, 缩短了生育期, 尤其是无色透明膜表现突出。M₀、M₁、M₂处理玉米株高达到最大生长速率时的耕层积温分别为849.7、959.4、862.9 ℃· d, 对应日期分别为6月24日、6月19日、6月21日, 均发生在玉米的拔节期, 从最大生长速率出现的日期上也可以说明无色透明地膜对玉米的衰老影响最大, 无色透明地膜处理比露地和黑色地膜处理分别提前了5和2 d。最大生长速率分别为0.4657、0.3689、0.4726 cm· ℃^-1· d^-1。

表2 株高随耕层积温变化的生长动态方程及相关点 Table 2 Dynamic equation of growth and related points for plant height with changes of surface-layer accumulated temperature

年际 Year	处理 Treatment	Slogistic方程 Slogistic equation	最大速率对应的积温 The accumulated temperature of the maximum growth rate (T_g, ℃· d)	进入快增期积温 The accumulated temperature when entering the rapid growth period (T_s, ℃· d)	进入缓增期积温 The accumulated temperature when entering the slowly increasing stage (T_h, ℃· d)	最大生长速率 Maximum growth rate (V_max, cm· ℃^-1· d^-1)	快增期平均生长速率 Average growth rate of the rapid growth period (V, cm· ℃^-1· d^-1)
2016	M₀	YH₁= $\frac{284.40}{1 + 294.27 e^{- 0.0067 T_{1}}}$	849.7c	652.8b	1046.6c	0.4657b	0.4070b
	M₁	YH₂= $\frac{298.70}{1 + 114.38 e^{- 0.0049 T_{2}}}$	959.4a	692.8a	1226.0a	0.3689c	0.3234c
	M₂	YH₃= $\frac{311.93}{1 + 186.73 e^{- 0.0061 T_{3}}}$	862.9b	645.7b	1080.3b	0.4726a	0.4143a
2017	M₀	YH₄= $\frac{258.12}{1 + 80.35 e^{- 0.0061 T_{4}}}$	717.9c	502.4b	933.5c	0.3943b	0.3457c
	M₁	YH₅= $\frac{279.77}{1 + 87.72 e^{- 0.0054 T_{5}}}$	832.9a	581.4a	1066.5a	0.3798c	0.3330b
	M₂	YH₆= $\frac{290.41}{1 + 68.69 e^{- 0.0057 T_{6}}}$	738.2b	508.3b	967.9b	0.4160a	0.3648a

注:T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂和2017年M₀、M₁、M₂处理耕层积温; YH₁、YH₂、YH₃、YH₄、YH₅、YH₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂和2017年M₀、M₁、M₂处理玉米株高。同列不同小写字母表示P< 0.05水平上的差异显著。下同。

Note: T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆ indicate the surface-layer accumulated temperature of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively; YH₁、YH₂、YH₃、YH₄、YH₅、YH₆ indicate the plant height of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively. Different small letters in the same column indicate significant differences at the P< 0.05 level. The same below.

表2 株高随耕层积温变化的生长动态方程及相关点 Table 2 Dynamic equation of growth and related points for plant height with changes of surface-layer accumulated temperature

2.2 不同处理叶面积指数随耕层积温变化动态

在玉米出苗至灌浆过程中, 叶面积指数呈现出“ 缓慢增长— 快速增长— 缓慢增长” 的趋势, 满足Slogistic曲线的变化规律^[17]。本研究选取的研究时段为2016和2017年玉米出苗至灌浆期, 探索叶面积指数随耕层积温增加而变化的动态规律。经比较分析, 2017年玉米叶面积指数随耕层积温变化动态规律和2016年一致(图2), 以下通过2016年玉米叶面积指数随耕层积温生长动态情况为例进行说明。

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	图2 2016和2017年不同覆盖处理玉米叶面积指数实测值和拟合值Fig.2 Comparison of measured values and the fitting of maize leaf area index under different film mulching in 2016 and 2017

由表3可知, M₀、M₁、M₂处理玉米叶面积指数渐增期的耕层积温区间分别为0~758.2 ℃· d、0~756.3 ℃· d、0~703.4 ℃· d, 在叶面积指数渐增期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 叶面积指数分别增加0.019、0.020、0.021, 平均增加速率表现为M₂> M₁> M₀, 各处理间差异不显著; M₀、M₁、M₂处理玉米叶面积指数快增期的耕层积温区间分别为758.2~1083.7 ℃· d、756.3~1075.9 ℃· d、703.4~957.1 ℃· d, 对应的日期分别为6月18日-7月11日、6月9日-6月27日、6月10日-6月29日, 不同颜色地膜覆盖处理叶面积指数快增期持续的时间不同, 具体表现为M₀> M₂> M₁, 说明覆膜缩短了快增期的持续时间, 无色透明地膜和黑膜处理快增期持续时间分别比露地少了5和4 d。在叶面积指数快增期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 叶面积指数分别增加0.121、0.124、0.167, 平均生长速率表现与渐增期一致, 其中黑膜和无色透明地膜处理的平均生长速率比露地分别提高了34.68%、2.48%, 说明在玉米抽穗期前, 覆膜处理的叶面积指数增加速率比露地快, 尤其以黑膜处理较为突出, 从而增大了叶面积指数, 促进光合作用, 增加干物质累积, 为提高玉米产量奠定基础; M₀、M₁、M₂处理玉米叶面积指数缓增期的耕层积温区间分别为1083.7~1737.8 ℃· d、1075.9~2021.9 ℃· d、957.1~1842.6 ℃· d, 在此期间, 耕层积温每增加10 ℃· d, 叶面积指数分别增加0.022、0.015、0.018, 平均增加速率表现为M₀> M₂> M₁, 说明无色透明膜加快了玉米生长速率, 缩短了玉米生育期。M₀、M₁、M₂处理玉米叶面积指数达到最大生长速率时的耕层积温分别为920.9、916.1、830.2 ℃· d, 对应日期分别为6月30日、6月17日、6月18日, 可以看出, 无色透明地膜处理叶面积指数最先达到最大生长速率, 黑膜处理次之, 露地处理最慢, 最大生长速率分别为0.0138、0.0142、0.0190 cm²· cm^-2· ℃^-1· d^-1, 表现为M₂> M₁> M₀。另外, 由Slogistic方程可以发现, 当耕层积温T趋近于无穷大时, Y趋近于a, 因此参数a可以代表作物生物量的最大累积量, 由表3可知, 2016和2017年最大叶面积指数均表现为M₂> M₁> M₀, M₂处理的叶面积指数最大, 两年的试验测产结果也均为M₂处理的产量最高。2016年不同处理条件下最大玉米叶面积指数均比2017年高, 表现为M₀、M₁、M₂处理叶面积指数分别比2017年提高了19.20%、11.69%、5.92%。

表3 叶面积指数随耕层积温增加的生长动态方程及相关点 Table 3 Dynamic growth equation and related points for leaf area index with changes of surface-layer accumulated temperature

年际 Year	处理 Treatment	Slogistic方程 Slogistic equation	最大速率对应的积温 The accumulated temperature of the maximum growth rate (T_g, ℃· d)	进入快增期积温 The accumulated temperature when entering the rapid growth period (T_s, ℃· d)	进入缓增期积温 The accumulated temperature when entering the slowly increasing stage (T_h, ℃· d)	最大生长速率 Maximum growth rate (V_max, cm²· cm^-2· ℃^-1· d^-1)	快增期平均生长速率 Average growth rate of the rapid growth period (V, cm²· cm^-2· ℃^-1· d^-1)
2016	M₀	YL₁= $\frac{6.83}{1 + 1720.82 e^{- 0.0081 T_{1}}}$	920.9a	758.2a	1083.7a	0.0138c	0.0121b
	M₁	YL₂= $\frac{6.88}{1 + 1898.52 e^{- 0.0082 T_{2}}}$	916.1a	756.3a	1075.9a	0.0142b	0.0124b
	M₂	YL₃= $\frac{7.33}{1 + 5529.64 e^{- 0.01045 T_{3}}}$	830.2b	703.4b	957.1b	0.0190a	0.0167a
2017	M₀	YL₄= $\frac{5.73}{1 + 669.76 e^{- 0.0072 T_{4}}}$	899.9a	717.8a	1082.1a	0.0104c	0.0091c
	M₁	YL₅= $\frac{6.16}{1 + 1599.48 e^{- 0.0084 T_{5}}}$	882.5a	724.9a	1039.9a	0.0129b	0.0113b
	M₂	YL₆= $\frac{6.92}{1 + 846.05 e^{- 0.0085 T_{6}}}$	797.7b	641.8b	953.0b	0.0146a	0.0128a

注:T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂和2017年M₀、M₁、M₂处理耕层积温; YL₁、YL₂、YL₃、YL₄、YL₅、YL₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂和2017年M₀、M₁、M₂处理玉米叶面积指数。

Note: T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆ indicate the surface-layer accumulated temperature of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively; YL₁、YL₂、YL₃、YL₄、YL₅、YL₆ indicate the leaf area index of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively.

2.3 不同处理干物质随耕层积温变化动态

土壤温度对于干物质累积有重要的作用, 随着耕层积温的增加, 干物质累积过程逐渐减弱, 趋于停止, 结束生命。根据2016和2017年干物质累积实测数据, 对不同处理下玉米的干物质累积进行Slogistic拟合, 各处理拟合R²均大于0.9, 拟合度均较好(图3)。经比较分析, 2017年玉米干物质累积随耕层积温变化动态规律和2016年一致, 以下通过2016年玉米干物质累积随耕层积温生长动态情况为例进行说明。

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	图3 2016和2017年不同覆盖方式条件下玉米干物质累积实测值和拟合值Fig.3 Comparison of measured values and the fitting of dry matter accumulation under different film mulching in 2016 and 2017

由表4可知, M₀、M₁、M₂处理玉米干物质累积渐增期的耕层积温区间分别为0~631.8 ℃· d、0~582.1 ℃· d、0~683.3 ℃· d, 在干物质累积渐增期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 干物质累积分别平均增加77.69、91.23、86.26 kg· hm^-2; M₀、M₁、M₂处理玉米干物质累积快增期的耕层积温区间分别为631.8~1444.7 ℃· d、582.1~1587.5 ℃· d、683.3~1522.1 ℃· d, 对应的日期分别为6月16日-8月4日、6月4日-7月29日、6月2日-8月2日, 均处于各自处理玉米的拔节期至灌浆期。黑膜处理显著的增加了干物质累积快增期持续的时间, 有利于产量的形成, 分别比露地和无色透明地膜处理延长了12和6 d, 并且黑膜处理更早进入干物质累积快增期, 从而为产量提高提供更多物质基础, 无色透明地膜次之。在干物质累积快增期, 耕层积温每增加10 ℃· d, 干物质平均分别增加164.76、165.92、191.85 kg· hm^-2; M₀、M₁、M₂处理玉米干物质累积缓增期的耕层积温区间分别为1444.7~2037.9 ℃· d、1587.5~2557.2 ℃· d、1522.1~2254.3 ℃· d, 在此期间, 耕层积温每增加10 ℃· d, 干物质平均分别增加67.77、49.87、60.54 kg· hm^-2。M₀、M₁、M₂处理玉米干物质累积达到最大生长速率时的耕层积温分别为1038.2、1084.8、1102.7 ℃· d, 对应的日期分别为7月8日、6月27日、7月5日, 处于各自处理的灌浆期, 由此可见, 在玉米灌浆期加强田间管理, 有助于产量的提高, 干物质最大生长速率分别为18.7916、14.5480、21.8806 kg· ℃^-1· d^-1, 表现为M₂> M₀> M₁。从最大干物质累积量来看, 2016和2017年均表现为M₂> M₁> M₀, 说明黑膜覆盖处理能够提高干物质累积量, 从而提高了玉米最终产量, 这与张琳琳等^[18]研究结果一致。由图4可知, 各个处理每个月的干物质累积量均随着月份的增加呈现出先增加后减少的趋势, 其中2016和2017年7月干物质累积量最大, 该时间段为玉米抽穗和灌浆期, 为生殖生长阶段, 由于籽粒的形成导致干物质累积的增加。覆膜处理对5和6月, 即苗期和拔节期的干物质累积影响较大, 随着时间的推移, 覆膜的作用在逐渐减小, 甚至无色透明地膜处理在7月的干物质累积量小于露地处理。

表4 干物质随耕层积温增加的生长动态方程及相关点 Table 4 Dynamic growth equation and related points for dry matter accumulation with changes of surface-layer accumulated

年际 Year	处理 Treatment	Slogistic方程 Slogistic equation	最大速率对应的积温 The accumulated temperature of the maximum growth rate (T_g, ℃· d)	进入快增期积温 The accumulated temperature when entering the rapid growth period (T_s, ℃· d)	进入缓增期积温 The accumulated temperature when entering the slowly increasing stage (T_h, ℃· d)	最大生长速率 Maximum growth rate (V_max, kg· ℃^-1· d^-1)	快增期平均生长速率 Average growth rate of the rapid growth period (V, kg· ℃^-1· d^-1)
2016	M₀	YD₁= $\frac{23199.53}{1 + 28.90 e^{- 0.0032 T_{1}}}$	1038.2c	631.8b	1444.7c	18.7916b	16.4764b
	M₁	YD₂= $\frac{25331.73}{1 + 17.15 e^{- 0.0026 T_{2}}}$	1084.8b	582.1c	1587.5a	14.5480c	16.5923b
	M₂	YD₃= $\frac{27873.42}{1 + 31.89 e^{- 0.0031 T_{3}}}$	1102.7a	683.3a	1522.1b	21.8806a	19.1848a
2017	M₀	YD₄= $\frac{26631.67}{1 + 105.31 e^{- 0.0036 T_{4}}}$	1282.9b	920.1a	1645.7b	24.1682b	21.1907b
	M₁	YD₅= $\frac{31316.53}{1 + 41.45 e^{- 0.0026 T_{5}}}$	1421.6a	918.9a	1924.2a	20.5123c	17.9851c
	M₂	YD₆= $\frac{32530.70}{1 + 67.19 e^{- 0.0033 T_{6}}}$	1263.5c	868.0b	1658.9b	27.0818a	23.7452a

注:T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂, 2017年M₀、M₁、M₂处理耕层积温; YD₁、YD₂、YD₃、YD₄、YD₅、YD₆分别表示2016年M₀、M₁、M₂和2017年M₀、M₁、M₂处理玉米干物质。

Note: T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆ indicate the surface-layer accumulated temperature of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively; YD₁、YD₂、YD₃、YD₄、YD₅、YD₆ indicate the dry matter accumulation of M₀、M₁、M₂ in 2016 and 2017, respectively.

表4 干物质随耕层积温增加的生长动态方程及相关点 Table 4 Dynamic growth equation and related points for dry matter accumulation with changes of surface-layer accumulated

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	图4 5-9月干物质累积量不同小写字母表示差异显著(P< 0.05), 下同。Fig.4 Dry matter accumulation from May to September in 2016 and 2017 The different letters mean significant differences at P< 0.05, the same below.

2.4 干物质累积过程对产量形成的影响

玉米干物质的累积是产量形成的基础, 不同颜色地膜覆盖和生态因子都会对玉米干物质的累积过程产生影响。在Slogistic方程中, 达到生物量最大累积速率时对应的耕层积温与参数b, k有关, 另外, 玉米生长旺盛期的出现和结束时间则也与参数b, k有关, 生物量最大累积速率则与参数a, k有关。由此可见, Slogistic特征量的组合不仅代表作物不同的生物量累积过程, 而且还具有不同的生物学意义, 因此要研究不同的干物质累积过程如何最终影响到玉米的产量, 就要研究干物质累积随耕层积温变化的Slogistic模型特征量与产量之间的关系。将干物质累积Slogistic模型的特征量与玉米产量(kg· hm^-2)之间做逐步回归分析, 得到模型如下:

Y=4530.43-16.92T_s+8.58T_h+77.96ak (R=0.85, P=0.01) (11)

从式(11)可以看出, 玉米产量和Slogistic模型特征量之间存在一定的相关性, 玉米产量的形成与曲线的特征ak/4、T_s和T_h的关系较大。不同处理的干物质累积过程反映到Slogistic耕层积温模型上就是参数的变化, 反映在数学关系上即是不同的模型参数组合的表达式, 不同的参数组合就会形成不同形状的图形, 而不同形状的图形反映的就是不同的干物质累积过程。因为T_s=(lnb-1.32)/k, T_h=(lnb+1.32)/k, 所以将式(11)进行变形处理如下:

Y=4530.43+77.96ak +8.58(T_h-T_s)-8.34T_s (12)

Y=4530.43+77.96ak +8.58(2.64/k)-8.34 (lnb+1.317)/k (13)

从干物质累积过程来看, 式(12)表明产量的形成与最大干物质累积速率呈正相关, 累积速率越大, 产量越高, 因此在干物质累积最大速率出现的时期加强田间管理, 可以提高产量; T_h-T_s代表干物质累积快增期的持续时间, T_h-T_s越大, 干物质累积就越多, 玉米产量就越高; T_s代表进入干物质累积快增期的时间, 进入快增期时间越早, 玉米产量就越高。由表5可知, T_s、T_h和ak的偏相关系数分别为-0.81、0.80和0.66, 表明对产量的影响大小依次为T_s> T_h> ak。2016和2017年不同颜色覆盖处理下干物质累积最大生长速率表现为M₂> M₀> M₁, 干物质累积快增期持续时间表现为M₂> M₁> M₀, 并且黑色地膜处理比露地和无色透明地膜处理分别提前14和2 d进入干物质累积快增期。由图5可知, 2016和2017年M₂处理产量最高, 因此该地区黑膜覆盖较适宜玉米生长。而(13)式可以进一步形成产量与Slogistic模型参数a、b和k的关系。

表5 玉米产量与表征干物质动态过程的特征量的回归关系 Table 5 The relationship between the maize yield and the characteristic of the dynamic process of dry matter

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	图5 2016和2017年不同颜色地膜覆盖下玉米产量Fig.5 Maize yield with different color mulch treatments in 2016 and 2017

此外, 各参数通过其他参数来间接影响产量, 其中最大生长速率(ak/4)和结束干物质累积快增期时间(T_h)均主要通过影响进入干物质累积快增期的时间(T_s)来间接影响玉米产量, 进入干物质累积快增期的时间(T_s)主要是通过影响最大生长速率(ak/4)来间接影响玉米产量。

3 讨论

Liu等^[2]研究表明, 无色透明膜处理的土壤温度显著高于黑膜处理; Dang等^[19]也研究发现, 在玉米生长早期时, 覆膜处理的土壤温度显著高于露地处理。研究发现, 不同颜色地膜覆盖下, 覆膜效应不同, 2016和2017年无色透明膜处理下耕层积温比露地和黑膜处理分别提高了25.48%、13.43%和11.07%、7.94%。覆膜效应的产生主要是因为其改善了土壤的水热条件, 一方面, 无色透明膜可以截获更多的太阳辐射, 减少太阳辐射的反射, 从而影响土壤温度^[20], 另一方面, 长波会被薄膜上凝结的露珠阻断, 引起地面温度上升, 同时水分蒸发带走的部分潜热会被保留, 乱流或者平流也会传递给地表部分热能; 但是无色透明膜使耕层积温升高的同时, 也缩短了玉米的生育期, 这是因为不同处理玉米完成某一生育阶段的有效积温值是相同的, 而地积温会弥补气积温的不足, 生育期的缩短一定程度上影响了玉米灌浆进程和产量的提高。

乔嘉等^[16]通过Logistic模型研究了不同栽培管理措施条件下玉米的干物质累积过程对产量的影响, 发现干物质累积与产量有关, 且单株玉米籽粒产量与Logistic方程参数之间存在一定关系。本研究进一步揭示了干物质累积Slogistic方程特征量与玉米群体产量的具体关系, 产量的形成与最大干物质累积速率呈正相关; 干物质累积快增期持续的时间越长, 产量越高; 进入快增期的时间越早, 产量越高。通过两年试验, 发现不同颜色地膜处理和年际间的差异对玉米达到最大干物质累积速率的时间影响不大, 主要时段分布在6月末至7月初。因此, 在该时间段内加强田间管理, 有助于提高作物产量。通过对干物质累积速率和快增期持续时间以及进入快增期时间点的理论分析发现, 2016和2017年不同颜色覆盖处理下干物质累积均以黑膜处理最大, 干物质累积快增期持续均以黑膜处理最长, 进入干物质累积快增期的时间均以黑膜处理最早, 因此从理论上分析黑膜处理产量最高。而由图5实际测产可知, 亦是黑膜处理最高, 说明该模型能够准确描述产量与方程特征量之间的关系, 2016和2017年黑膜处理产量分别比露地和无色透明地膜处理提高19.08%、2.74%和13.48%、4.48%, 黑膜覆盖在研究区较无色透明膜处理更有利于玉米生长。

付雪丽等^[21]利用” 归一化” 方法分别建立了不同作物的叶面积指数和粒重与生育天数的动态共性模型, 实现了以模型分析禾谷类作物叶面积指数和粒重动态的普适性, 利于作物间叶面积指数和粒重的直观横向比较。本研究对成熟期前的玉米叶面积指数进行了Slogistic模拟, 结果发现模拟曲线能很好地描述玉米出苗至灌浆期间叶面积指数动态变化过程; 孔德胤等^[22]利用了Logistic方程, 确定了河套地区覆膜和露地玉米根系、地上部分器官随地积温增加而增长的渐增期、快增期和缓增期等信息, 并发现覆膜玉米地上干重进入缓增期的时间比露地提前了24 d。本研究则以不同颜色地膜覆盖为试验处理, 以有效耕层积温为自变量, 通过Slogistic方程来研究玉米生长随耕层积温增加的动态规律, 研究发现, 不同颜色地膜对玉米渐增期、快增期和缓增期株高的增长速率影响不同; 无色透明地膜处理缩短了叶面积指数快增期的持续时间, 在抽穗期前, 黑膜处理的叶面积指数平均增长速率最大, 无色透膜次之, 叶面积指数的增大可以更好地进行光合作用, 这可为提高玉米产量打下基础。

4 结论

(1)玉米株高的快增期和最大生长速率均发生在拔节期, 其中2016年无色透明膜处理株高达到最大生长速率的时间比露地和黑膜处理分别提前了5 和2 d。在玉米渐增期, 不同处理平均生长速率表现为M₂> M₁> M₀, 在快增期表现为M₂> M₀> M₁, 缓增期表现为M₀> M₂> M₁, 说明在玉米苗期, 黑膜对玉米株高的影响最大, 无色透明膜次之, 而在玉米苗期之后, 覆膜对株高的影响不断减弱, 但仍表现为黑膜处理优于无色透明膜。

(2)不同颜色地膜覆盖下玉米叶面积指数的快增期均发生在拔节期, 露地处理较其他处理增加了叶面积指数快增期持续时间, 而无色透明膜缩短了玉米生育期。在渐增期和快增期, 叶面积指数平均增加速率表现为M₂> M₁> M₀, 2016和2017年最大叶面积指数也表现为M₂> M₁> M₀, 说明黑膜处理增大了叶面积指数, 叶面积指数的增加影响了玉米叶片光合作用, 从而有利于提高玉米产量。

(3)2016和2017年玉米最大干物质累积量均表现为M₂> M₁> M₀, 黑膜覆盖延长了玉米干物质累积的快增期持续时间, 且较其他处理提前进入快增期, 无色透明膜次之。不同处理干物质累积量均随着月份的增加呈现出先增加后减少的趋势。干物质最大增长速率表现为M₂> M₀> M₁, 并且干物质到达最大增长速率的日期在6月27日-7月8日, 因此在该时期内加强田间管理, 对于作物产量的提高非常关键。

(4)对干物质累积过程的Slogistic方程特征量与产量进行了逐步回归分析, 玉米产量和Slogistic模型特征量的组合之间存在密切关系, 最大干物质累积速率和干物质累积快增期持续的时间与玉米产量正相关, 进入快增期时间与玉米产量负相关。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

文献顺序

[1]	Ma S Q, Wang Q, Chen F T, et al. Impact of spring maize seeding growth on yield and assessment models of production cut under background of spring drought. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(Supple 1): 171-179. 马树庆, 王琪, 陈凤涛, 等. 春旱背景下春玉米苗情对产量的影响及减产评估模式. 农业工程学报, 2015, 31(增刊1): 171-179. [本文引用:1]
[2]	Liu Q, Chen Y, Li W, et al. Plastic-film mulching and urea types affect soil CO₂ emissions and grain yield inspring maize on the Loess Plateau. Scientific Reports, 2016, 6: 28150. [本文引用:2]
[3]	Li S Z, Fan T L, Zhao G, et al. Effects of different cultivation patterns on soil moisture, temperature, yield and quality of dryland maize. Acta Prataculturae Sinica, 2018, 27(4): 34-44. 李尚中, 樊廷录, 赵刚, 等. 旱地玉米不同覆盖栽培模式的土壤水热特征及产量品质效应. 草业学报, 2018, 27(4): 34-44. [本文引用:1]
[4]	Gao Y H, Niu J Y, Xu R, et al. Effects of different film mulching on photosynthesis, transpiration rate and leaf water use efficiency of maize. Acta Prataculturae Sinica, 2012, 21(5): 178-184. 高玉红, 牛俊义, 徐锐, 等. 不同覆膜方式对玉米叶片光合、蒸腾及水分利用效率的影响. 草业学报, 2012, 21(5): 178-184. [本文引用:1]
[5]	Li S Z, Fan T L, Zhao G, et al. Effects of hybrid, plant density and plastic film mulching on yield and water use efficiency of dryland maize. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(12): 35-47. 李尚中, 樊廷录, 赵刚, 等. 品种、密度与覆膜方式对旱地春玉米产量和水分利用效率的影响. 草业学报, 2017, 26(12): 35-47. [本文引用:1]
[6]	Qi Y H, Yue D C, Cao S F, et al. Soil moisture, soil temperature, weed control and yield effects of double ridge plastic film mulching in maize production. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(11): 176-184. 漆永红, 岳德成, 曹素芳, 等. 全膜双垄沟播玉米土壤含水率和温度及杂草去除效应. 草业学报, 2017, 26(11): 176-184. [本文引用:1]
[7]	Wang L, Xie D T, Liu H L, et al. A universal growth model for maize leaf area index. Journal of Southwest University (Natural Science Edition), 2004, 26(3): 303-306. 王玲, 谢德体, 刘海隆, 等. 玉米叶面积指数的普适增长模型. 西南农业大学学报(自然科学版), 2004, 26(3): 303-306. [本文引用:1]
[8]	Zhang X D, Cai H J, Fu Y J, et al. Study on the variation of leaf area index of summer maize in loess region. Agricultural Research in the Arid Area, 2006, 24(2): 25-29. 张旭东, 蔡焕杰, 付玉娟, 等. 黄土区夏玉米叶面积指数变化规律的研究. 干旱地区农业研究, 2006, 24(2): 25-29. [本文引用:1]
[9]	Zhang Y S, Yu Z R, Driessen P M. *Experimental study of assimilate production, partitioning and translocation among plant organs in summer maize ( Zea mays) under various environmental and management conditions. Acta Agronomica Sinica, 2002, 28(1): 104-109. 张银锁, 宇振荣, Driessen P M. 环境条件和栽培管理对夏玉米干物质积累、分配及转移的试验研究*. 作物学报, 2002, 28(1): 104-109. [本文引用:1]
[10]	Zhao J, Zheng Z F, Fang Y R, et al. Effect of dry matter accumulation characteristics on yield of winter wheat analyzed by dynamic simulation model. Acta Agronomica Sinica, 2013, 39(2): 300-308. 赵姣, 郑志芳, 方艳茹, 等. 基于动态模拟模型分析冬小麦干物质积累特征对产量的影响. 作物学报, 2013, 39(2): 300-308. [本文引用:1]
[11]	Sepaskhah A R, Fahand ezh-Saadi S, Zand -Parsa S. Logistic model application for prediction of maize yield under water and nitrogen management. Agricultural Water Management, 2011, 99(1): 51-57. [本文引用:1]
[12]	Lü X. Studies on effects of ecological factors on growth of maize and establishment of climate ecology model and appraisement system. Tai’an: Shand ong Agricultural University, 2002. 吕新. 生态因素对玉米生长发育影响及气候生态模型与评价系统建立的研究. 泰安: 山东农业大学, 2002. [本文引用:1]
[13]	Wang J, Cai H J, Chen F, et al. Experimental study on evapotranspiration and soil evaporation in summer maize field. Journal of Hydraulic Engineering, 2004, (11): 108-113. 王健, 蔡焕杰, 陈凤, 等. 夏玉米田蒸发蒸腾量与棵间蒸发的试验研究. 水利学报, 2004, (11): 108-113. [本文引用:1]
[14]	Wang R D, Yin J Z. Crop cultivation science. Beijing: Higher Education Press, 2015. 王荣栋, 尹经章. 作物栽培学. 北京: 高等教育出版社出版, 2015. [本文引用:1]
[15]	Yang N, Sun Z X, Zhang L Z, et al. Simulation of water use process by film mulched cultivated maize based on improved AquaCrop model and its verification. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(Supple 1): 122-132. 杨宁, 孙占祥, 张立桢, 等. 基于改进AquaCrop 模型的覆膜栽培玉米水分利用过程模拟与验证. 农业工程学报, 2015, 31(增刊1): 122-132. [本文引用:1]
[16]	Qiao J, Zhu J C, Zhao J. Study on the effect of dry matter accumulation process on maize yield based on Logistic model. Journal of China Agricultural University, 2011, 16(5): 32-38. 乔嘉, 朱金城, 赵姣. 基于Logistic模型的玉米干物质积累过程对产量影响研究. 中国农业大学学报, 2011, 16(5): 32-38. [本文引用:2]
[17]	Lin Z H, Xiang Y Q, Mo X G, et al. Normalized leaf area index model for summer maize . Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2003, 11(4): 69-72. 林忠辉, 项月琴, 莫兴国, 等. 夏玉米叶面积指数增长模型的研究. 中国生态农业学报, 2003, 11(4): 69-72. [本文引用:1]
[18]	Zhang L L, Sun S J, Chen Z J, et al. Effects of different colored plastic film mulching and planting density on dry matter accumulation and yield of spring maize. Chinese Journal of Applied Ecology, 2018, 29(1): 113-124. 张琳琳, 孙仕军, 陈志君, 等. 不同颜色地膜与种植密度对春玉米干物质积累和产量的影响. 应用生态学报, 2018, 29(1): 113-124. [本文引用:1]
[19]	Dang J, Liang W, Wang G, et al. *A preliminary study of the effects of plastic film-mulched raised beds on soil temperature and crop performance of early-sown short-season spring maize ( Zea mays* L. ) in the north China plain*. The Crop Journal*, 2016, 4(4): 331-337. [本文引用:1]
[20]	Tarara J M. Microclimate modification with plastic mulch. Hortscience, 2000, 35(2): 169-180. [本文引用:1]
[21]	Fu X L, Zhao M, Zhou B Y, et al. Optimal model for dynamic characteristics of grain weight commonly used in wheat and maize. Acta Agronomica Sinica, 2009, 35(2): 309-316. 付雪丽, 赵明, 周宝元, 等. 小麦、玉米粒重动态共性特征及其最佳模型的筛选与应用. 作物学报, 2009, 35(2): 309-316. [本文引用:1]
[22]	Kong D Y, Zhi H, Zhang F Q, et al. Dynamic growth models joint with changes of accumulated soil temperature for corn mulched and unmulched with plastic film in Hetao areas. Chinese Journal of Agrometeorology, 2008, 29(1): 67-70. 孔德胤, 智海, 张富强, 等. 河套地区覆膜与裸地玉米随地积温变化的生长动态模型. 中国农业气象, 2008, 29(1): 67-70. [本文引用:1]

2015

0.0

. 2015, 31(Supple 1):171-179 DOI:doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.020

Impact of spring maize seeding growth on yield and assessment models of production cut under background of spring drought

春旱背景下春玉米苗情对产量的影响及减产评估模式

Ma S Q , Wang Q , Chen F T

马树庆, 王琪, 陈凤涛

为建立基于苗情的玉米春旱指标和春旱减产即时定量评估模式，2010－2011年春季在中国东北玉米主产区开展玉米分期播种-土壤水分控制试验。每年设3个播期和4个水分胁迫处理，用雨棚和人工灌水控制土壤水分，观测土壤湿度、玉米出苗期、保苗率、7叶前后的株高、叶龄、生物量和单产。采用回归方法分析玉米产量对出苗期、保苗率及幼苗长势的响应，建立春旱评估模式。结果表明，在春旱背景下，玉米产量与出苗期、出苗率、苗期株高、叶龄和生物量相关性显著。出苗期延迟导致产量下降，出苗期每推迟1d，玉米单产下降2.9%；出苗率下降10%，玉米减产9.2%；株高、叶龄和植株干质量每下降10%，玉米单产依次下降13.4%、11.1%和5.5%。用出苗期、保苗率、叶龄和株高等苗情要素建立玉米春旱损失评估模式，可以定量评估（或预测）春旱对玉米产量的影响，模式检验和实际应用表明评估误差在6.5%左右。该研究提供多个评估模式，便于根据不同时间和不同观测要素选择适当的模式开展玉米春旱减产的即时定量评估，为制定减灾对策和开展玉米春旱损失保险业务提供科学依据。

... 东北雨养区近年来春季冷空气活动频繁,气候逐步呈现出暖干化趋势,经常发生干旱农业^[1],其中春旱是影响玉米生产的主要原因之一,对玉米苗期和根系发育产生严重影响 ...

2016

0.0

... Liu等^[2]研究了中国黄土高原区覆膜对春玉米产量的影响,2013年无色透明膜处理产量最高,但在2014年黑膜处理产量最高 ...

... 3 讨论Liu等^[2]研究表明,无色透明膜处理的土壤温度显著高于黑膜处理 ...

2018

0.0

. 2018, 27(4):34-44 DOI:doi:10.11686/cyxb2017418

Effects of different cultivation patterns on soil moisture, temperature, yield and quality of dryland maize

旱地玉米不同覆盖栽培模式的土壤水热特征及产量品质效应

Li S Z , Fan T L , Zhao G

李尚中, 樊廷录, 赵刚

揭示不同覆盖时间、覆盖方式和覆盖材料调节土壤水热环境、影响玉米产量和品质的差异,为旱地玉米高产优质栽培提供依据。试验采用裂区设计,主区为秋季覆盖和播前覆盖2个处理,裂区为垄沟和平面2个处理,裂裂区地膜、秸秆和露地3个处理。测定不同处理玉米生育期耕层土壤温度,玉米主要品质指标,播前和收获0~2m土层土壤贮水量,结合玉米籽粒产量分析水分利用效率。结果表明,冬春休闲期,不论是地膜还是秸秆覆盖都可以提高玉米播前0~2m土层土壤贮水量,依次为42.2和43.7mm,垄沟覆盖和平面覆盖播前贮水量差异不显著。玉米全生育期,地膜覆盖较露地可平均提高地温1.4℃,而秸秆覆盖降低了2.9℃,平面覆盖平均温度为23.2℃,较垄沟覆盖提高1.8℃。地膜覆盖产量和水分利用效率较秸秆覆盖依次提高42.8%和38.2%,较露地分别提高47.3%和36.0%,秋覆盖产量和水分利用效率较播前覆盖分别提高7.1%和4.5%,垄沟地膜覆盖平均产量和水分利用效率较平面地膜覆盖增产6.3%和5.2%,而垄沟秸秆覆盖和垄沟露地均表现出减产效应。秋覆盖提高了玉米容重、脂肪、蛋白质和淀粉含量,但与播前覆盖差异不显著。地膜覆盖提高了玉米容重和脂肪含量,降低了蛋白质,对淀粉含量影响差异不显著,秸秆覆盖提高了脂肪,降低了容重和蛋白质含量,垄沟覆盖提高了玉米淀粉含量,降低蛋白质含量,对容重和脂肪含量影响差异不显著。可见,覆盖时间、覆盖方式和覆盖材料对玉米播前土壤水分、耕层土壤温度、产量、水分利用效率和品质均有一定的调控作用,总体表现为覆盖材料覆盖方式覆盖时间。在生产实际中,应根据生产目标选择适宜的覆盖栽培模式。

... 无论何种颜色地膜覆盖均会改善田间土壤水热状况^[3,4,5],然而黑膜对田间杂草的防治效果优于无色透明膜^[6],但是无色透明膜的透光性远优于黑膜,对土壤耕层温度影响程度也不同于黑膜 ...

2012

0.0

. 2012, 21(5):178-184 DOI:doi:10.11686/cyxb20120522

Effects of different film mulching on photosynthesis, transpiration rate and leaf water use efficiency of maize

不同覆膜方式对玉米叶片光合、蒸腾及水分利用效率的影响

Gao Y H , Niu J Y , Xu R

高玉红, 牛俊义, 徐锐

为进一步明确干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米栽培技术的增产机理，２００９年采用田间试验，研究了５种覆膜方式对玉米光合速率（Ｐｎ）、蒸腾速率（Ｔｒ）、气孔导度（Ｇｓ）、叶片水分利用效率（ＬＷＵＥ）及籽粒产量的影响。结果表明，不同覆膜方式下玉米Ｐｎ和Ｔｒ均呈“单峰”曲线的变化趋势，峰值出现在大喇叭口期。其中，全膜双垄沟播（ＱＳ）处理的Ｐｎ、Ｇｓ、ＬＷＵＥ和籽粒产量均高于全膜垄作沟播（ＱＬ）、半膜双垄沟播（ＢＳ）、半膜平铺穴播（ＢＰ）、露地穴播（ＣＫ）。Ｇｓ与Ｐｎ、Ｔｒ极显著相关，Ｐｎ与Ｔｒ显著相关。籽粒产量与Ｐｎ、Ｇｓ、苗期至大喇叭口期的ＬＷＵＥ、大喇叭口期至乳熟期的Ｔｒ呈极显著正相关。与ＱＬ、ＢＳ、ＢＰ和ＣＫ相比，ＱＳ处理的籽粒产量分别增加２４．１７％，２７．１５％，４４．５２％和６９．１４％（ P ＜０．０５），是目前我国陇东地区玉米的最佳覆膜方式。

2017

0.0

. 2017, 26(12):35-47 DOI:doi:10.11686/cyxb2017250

Effects of hybrid, plant density and plastic film mulching on yield and water use efficiency of dryland maize

品种、密度与覆膜方式对旱地春玉米产量和水分利用效率的影响

Li S Z , Fan T L , Zhao G

李尚中, 樊廷录, 赵刚

探求品种、密度和覆膜方式对旱地地膜玉米群体特征、耗水量、产量及水分利用效率的影响,以期高效利用和开发有限的自然降水资源。试验采用裂区设计,主区为全膜双垄沟覆盖(FFDRF)和窄膜覆盖(NF)2个处理,裂区为紧凑型中晚熟先玉335和紧凑型中熟吉祥1号及平展型早熟酒单4号3个杂交种,裂裂区为低密度(4.5万株/hm2)、中密度(6.75万株/hm2)和高密度(9.0万株/hm2)3个处理。测定不同处理玉米的株高、叶面积指数、干物质积累量、0~2 m土层土壤贮水量,结合作物产量分析农田水分利用效率。结果表明,全膜双垄沟覆盖可以有效地保蓄小量降水(小于10.7 mm),改善玉米生长条件,能快速提高苗期玉米株高和叶面积指数,干物质积累量、产量和水分利用效率较窄膜覆盖增加15.6%、14.3%和8.8%。随着密度的增加,百粒重、穗粒数表现为下降趋势,但增加种植密度的群体优势大于单株植株性状的综合劣势,玉米群体干物质积累量、产量和水分利用效率随着种植密度的增加而增加,9.0万株/hm2条件下,玉米干物质积累量、产量和水分利用效率较6.75和4.5万株/hm2依次增加8.3%、5.2%、3.4%和2 7.7%、3 2.9%、2 8.1%。不同品种适应密度改变的能力也不同,紧凑型的先玉3 3 5和吉祥1号适应密度改变能力强,耐密植,平展型酒单4号较弱,其中,先玉335产量和水分利用效率最高,较吉祥1号和酒单4号分别增加3.7%、1.7%和43.8%、37.1%。随着种植密度的增加,玉米耗水量呈增加趋势。不同品种间耗水量呈现出显著的差异,表现为先玉335吉祥1号酒单4号。可见,品种、密度、覆膜方式对旱地玉米群体结构、耗水量、籽粒产量和水分利用效率均有一定的调控作用,表现为品种密度覆膜方式。在实际生产中,应根据玉米种植区域降水特征,选择适宜的品种及其播种密度和覆盖方式,充分释放玉米增产潜力。降水量为530 mm左右的旱作区,"先玉335+9.0万株/hm2+全膜双垄沟覆盖"组合可以显著提高玉米产量和水分利用效率。

2017

0.0

. 2017, 26(11):176-184 DOI:doi:CNKI:SUN:CYXB.0.2017-11-019

Soil moisture, soil temperature, weed control and yield effects of double ridge plastic film mulching in maize production

全膜双垄沟播玉米土壤含水率和温度及杂草去除效应

Qi Y H , Yue D C , Cao S F

漆永红, 岳德成, 曹素芳

为了明确黑色地膜对全膜双垄沟播玉米土壤含水率、温度和杂草去除效应及玉米主要性状的影响,采用田间试验,研究了黑色地膜对全膜双垄沟播土壤含水率和温度及玉米主要经济性状的变化规律。结果表明,黑色地膜有提高土壤含水率的作用,不同土层含水率表现为80~100cm>60~80cm>0~20cm>40~60cm>20~40cm;黑色和白色地膜覆盖下,各土层土壤含水率均呈单峰型消长动态,但黑膜的波动幅度均小于白膜。黑色地膜有降低土壤温度的作用,不同土层温度表现为10cm>5cm>15cm>20cm>25cm;黑色和白色地膜覆盖下,各土层土壤温度均呈抛物线型消长动态,但黑膜的波动幅度均大于白色地膜。与白色地膜相比,全膜双垄沟玉米田覆盖的黑色地膜对阔叶杂草和禾本科杂草的株防效和鲜质量防效均达97%和99%以上,对玉米出苗率、成穗率、穗长、穗粗、秃顶等性状无明显影响,但对玉米株高、株高整齐度、生育期、产量有影响。黑色地膜不仅有助于提高土壤含水率、降低土壤温度和防除田间杂草,还对玉米的部分农艺性状有影响。

2004

0.0

. 2004, 26(3):303-306 DOI:doi:10.3969/j.issn.1673-9868.2004.03.018

A universal growth model for maize leaf area index

玉米叶面积指数的普适增长模型

Wang L , Xie D T , Liu H L

王玲, 谢德体, 刘海隆

建立了1个模拟叶面积指数动态变化的扩充的Logistic模型,利用禹城、沈阳的玉米叶面积指数(LAI)实测资料进行了拟合,结果表明,此模式是模拟叶面积指数随地理位置、品种、播期、密度变化的统一模型,对叶面积指数与积温间关系的分析,综合了不同地理位置、不同品种、不同播期、不同密度的叶面积指数资料,得到1条相对叶面积指数变化曲线,可反映特定区域作物叶面积指数的动态变化,也可用于区域作物产量模拟和遥感估产的研究.

... 王玲等^[7]研究发现Logistic及其扩充模型可以较好地模拟不同地理位置、不同品种以及不同播种时间的玉米叶面积生长 ...

2006

0.0

. 2006, 24(2):25-29 DOI:doi:10.3321/j.issn:1000-7601.2006.02.006

Study on the variation of leaf area index of summer maize in loess region

黄土区夏玉米叶面积指数变化规律的研究

Zhang X D , Cai H J , Fu Y J

张旭东, 蔡焕杰, 付玉娟

通过对连续4a夏玉米叶面积指数的研究,建立了夏玉米叶面积指数与积温之间的归一化模型,提出了精确的且唯一确定的归一化方法.多年的叶面积动态变化用同一方程式表达,提高了方程的可信度,可用于作物生长模拟和作物生长监测和遥感估产.

... 张旭东等^[8]利用Logistic修正式分析了黄土区玉米叶面积指数随出苗天数变化情况,从而可以确定最大叶面积指数出现日期,并建立气积温与叶面积指数的归一化模型 ...

2002

0.0

. 2002, 28(1):104-109 DOI:doi:10.3321/j.issn:0496-3490.2002.01.021

Experimental study of assimilate production, partitioning and translocation among plant organs in summer maize (Zea mays) under various environmental and management conditions

环境条件和栽培管理对夏玉米干物质积累、分配及转移的试验研究

Zhang Y S , Yu Z R , Driessen P M

张银锁, 宇振荣

作物生产的最主要的过程就是光合产物的积累、分配、转移及最终经济产量的形成. 为研究环境条件和栽培管理对这一过程的动态影响, 1998至1999年2年共进行了19个处理的田间试验, 系统地测定了不同播期、不同密度、不同施肥、灌溉水平以及不同含盐量的灌溉水质下, 包括地下部分的夏玉米各器官干物质动态. 本文以有效积温表示的

... 张银锁等^[9]利用Logistic曲线模拟夏玉米干物质积累过程,发现环境适宜时干物质积累遵循经典的Logistic生长曲线,但存在胁迫(温度、水分、盐分等)时曲线会出现不规则的多峰变化 ...

2013

0.0

. 2013, 39(2):300-308 DOI:doi:10.3724/SP.J.1006.2013.00300

Effect of dry matter accumulation characteristics on yield of winter wheat analyzed by dynamic simulation model

基于动态模拟模型分析冬小麦干物质积累特征对产量的影响

Zhao J , Zheng Z F , Fang Y R

赵姣, 郑志芳, 方艳茹

To disclose the quantitative relationship between yield and dry matter accumulation in winter wheat, we designed three field experiments to obtain wheat populations with varying sowing date, basic seedlings, amounts of basic fertilizers, date and quantity of topdressed nitrogen fertilizer, irrigation amounts before wintering, amounts and date of irrigation after regreening of wheat in 2009–2010 and 2010–2011 growing seasons. Dry matter accumulation before wintering was represented by dry weight per plant and total stem and tiller numbers at prewintering stage, while dry matter after wintering was described by the Logistic curve characteristics based on relative accumulated temperature ( R GDDi ) . The grain yield and yield components of winter wheat were closely related to characteristic parameters such as maximum rate of dry matter accumulation and two inflection points in the curve for dry matter accumulation rate. Paired-sample t -test was used to validate the models established, and no significant difference was observed between the simulated and observed values. The results indicate that the Logistic model is able to describe the process of dry matter accumulation and the formation of grain yield and its components in winter wheat. The models established can be used in analysis of population regulation in winter wheat.

为揭示冬小麦产量形成与干物质积累的定量关系， 2009—2011 年利用 3 个田间试验建立了不同播种期、基本苗、底肥用量、追氮时期和用量、冬前灌水量、返青后灌水量和灌水时期等的冬小麦群体，分析了冬小麦干物质积累过程特征对产量及其构成因素的影响机制和定量关系。冬前干物质积累特征用单株干物重和冬前茎蘖数来表示，越冬后特征由基于相对积温 ( R GDDi ) 的 Logistic 曲线特征来描述。结果表明，群体干物质积累最大速率、干物质积累速率的 2 个拐点等特征量与产量及其构成因子有紧密的联系，所建立的关系模型均达到极显著水平 ( P 。对有关模型进一步用独立样本进行配对 t- 检验，结果模拟值与实际值差异不显著 ( P >0.05) 。基于相对积温 ( R GDDi ) 的 Logistic 模型不仅能较好地描述小麦冬后干物质积累过程，而且其曲线特征也能用于分析冬小麦产量及其构成因素的形成规律，以此为基础的产量关系方程可用于冬小麦生产群体调控的理论分析。

... 赵姣等^[10]通过Logistic模型分析了冬小麦干物质累积特征对产量的影响 ...

2011

0.0

... Sepaskhah等^[11]利用Logistic模型定量分析水氮管理条件对玉米干物质累积和产量的影响,并且建立预测玉米干物质累积和产量的经验模型 ...

2002

0.0

... 目前基于气积温研究作物生长较多,但是实践证明,作物根系的生命活动、生理生化过程、摄取水分和养分的速率都与土壤温度有关,并且土壤温度也影响空气温度,另外在研究区域,不同颜色地膜覆盖处理下的气积温都是相同的,所以仅用气积温的概念来解释不同处理条件下玉米生长状况是不可行的,而用耕层积温的概念来进行研究,就比较清楚,另外用积温等生态因素变量代替时间变量作为衡量玉米生长发育过程的时间标尺比用天数更具有代表性,可以从根本上反映玉米的生长状况^[12] ...

2004

0.0

. 2004, (11):108-113 DOI:doi:10.3321/j.issn:0559-9350.2004.11.018

Experimental study on evapotranspiration and soil evaporation in summer maize field

夏玉米田蒸发蒸腾量与棵间蒸发的试验研究

Wang J , Cai H J , Chen F

王健, 蔡焕杰, 陈凤

The daily changes of evapotranspiration and soil evaporation for summer maize field were analyzed according to the observation data using large weighing lysimeters and micro-lysimeters in the period of growing season in 2001 and 2003.The result shows that the ratio of soil evaporation to evapotranspiration is 43.95% and 48.82% respectively, which is correlated to the irrigation condition. Soil evaporation can be calculated by using the soil evaporation measured by micro-lysimeter by multiplying a coefficient of 0.96.The variation of the ratio of soil evaporation to evapotranspiration following the changes of leaf area index and surface soil moisture is also analyzed.

本文利用2年的大型称重式蒸渗仪和小型棵间蒸发器的测定资料，研究了不同灌水(2001年灌140mm、2002年灌65mm)条件下夏玉米生长期间的逐日蒸发蒸腾和棵间蒸发过程。结果表明，2年夏玉米生长期间棵间蒸发占总蒸发蒸腾量的比例分别为43.69%和48.12%。分析得出夏玉米出苗前利用小型棵间蒸发器实测蒸发的修正系数为0.96。同时，分析了棵间蒸发占蒸发蒸腾的比例随叶面积指数(LAI)和表层土壤含水量的变化关系。

... 4 叶面积指数选取长势均匀的5株玉米并做标记,每隔15 d采用人工测量的方法利用钢尺测量选定植株上的所有有效叶片的长和宽,计算每个试验小区单位面积上的叶面积,并利用长宽系数法推求叶面积指数^[13] ...

2015

0.0

... 4 耕层有效积温计算根据《作物栽培学》关于玉米的叙述^[14],对于沈阳地区的春玉米来说,玉米生物学零度B=8 ℃,玉米生长下限温度T_base=8 ℃,生长上限温度T_upper=35 ℃ ...

2015

0.0

. 2015, 31(Supple 1):122-132 DOI:doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2015.z1.015

Simulation of water use process by film mulched cultivated maize based on improved AquaCrop model and its verification

基于改进AquaCrop 模型的覆膜栽培玉米水分利用过程模拟与验证

Yang N , Sun Z X , Zhang L Z

杨宁, 孙占祥, 张立桢

为应用AquaCrop模型模拟覆膜玉米水分利用与产量形成过程，该文根据玉米发育阶段生长度日恒定原理，利用地积温对气积温的补偿效应，改进AquaCrop模型对覆膜玉米的气温计算方法，并根据2011年的生育期、耗水量和产量实测数据对改进模型参数进行校正，依据2012年与2013年的冠层覆盖度、土体贮水量、产量与水分利用效率试验数据对改进模型验证。结果表明，玉米地膜覆盖地积温对气积温的量化补偿系数（Cm）：播种-出苗为1.356，出苗-抽雄前为0.635；校正改进的AquaCrop模型能够较好地模拟覆膜与裸地玉米生育天数、作物耗水量、籽粒产量，相对误差（Pe）、模型效率（CE）、残差系数（CRM）变幅分别为：-4% 0.88，CE>0.87,0.09

... 耕层有效积温计算如下^[15]: ...

2011

0.0

. 2011, 16(5):32-38

Study on the effect of dry matter accumulation process on maize yield based on Logistic model

基于Logistic模型的玉米干物质积累过程对产量影响研究

Qiao J , Zhu J C , Zhao J

乔嘉, 朱金城, 赵姣

Crop yields are closely related to dry matter accumulation process,which can be affected by different culture measures and environment remarkably,consequently the yields.To analysis the effect of dry matter accumulation process on maize yield,field experiments with four treatments,namely,areas,years,culture measures were performed from 2007 to 2009.Regression equation between yield per plant and it’s parameter for Logistic model of Zhengdan958 and Zhongnongda 4 was established.Correlation coefficient for Zhengdan958 and Zhongnongda4 were 0.863 and 0.993 respectively,and standard errors were 0.018 and 0.004 respectively.To validate the above model, t -test distinguish level of Zhengdan958 and Zhongnognda 4 from independent experiment were 0.900 and 0.379 respectively.No obvious difference was observed between model’s simulated and observed values.RESM values for Zhengdan985 and Zhongnongda4 were 0.014 and 0.020 respectively.The results showed that maize yield correlated with dry matter accumulation process for certain degree;different growing process resulted in different parameter of Logistic model.Furthermore,the crop yield also correlated with parameter of Logistic model;different varieties possessed their own model.Information obtained from the current study can provide some theory basis for maize industry.

作物产量与干物质积累过程紧密相关,各种不同的栽培措施及环境条件会显著影响干物质积累过程进而影响产量。利用2007―2009年不同地区、年份和栽培管理措施的5组田间试验资料,以玉米为研究对象,分析了干物质积累过程对产量的影响,建立了郑单958、中农大4号单株产量与其Logistic模型参数的关系模型,相关系数分别为0.863和0.993,标准误差分别为0.018和0.004。用独立验证试验对模型效果进行了 t 检验,郑单958和中农大4号的显著水平值分别为0.900和0.379,模型模拟值与实际观测值差异均不显著, RMSE值分别为0.015和0.020。分析结果表明,玉米产量与干物质积累过程有关,不同的干物质积累过程其Logistic方程的参数也不同;玉米籽粒产量与Logistic方程参数之间存在一定的关系,不同的品种其关系模型也有所不同。

... 的趋势,可以用Slogistic方程拟合,其一般通式为^[16]: ...

... 乔嘉等^[16]通过Logistic模型研究了不同栽培管理措施条件下玉米的干物质累积过程对产量的影响,发现干物质累积与产量有关,且单株玉米籽粒产量与Logistic方程参数之间存在一定关系 ...

2003

0.0

. 2003, 11(4):69-72

Normalized leaf area index model for summer maize. Chinese Journal of

夏玉米叶面积指数增长模型的研究

Lin Z H , Xiang Y Q , Mo X G

林忠辉, 项月琴, 莫兴国

Based on the data of severaI summer maize varieties acquired at Yucheng and Luancheng experimental stations，as well as some data from literatures．a general model of LAI was developed．It is a modified Logistic curve with normalized accum ulation temperature as a dependent variable．It is intended to provide a generalized LAI curve within the growing season for regional crop monitoring and yield estimation.

以玉米多品种多年试验资料，研究了反映区域叶面积指数( LAI )动态变化的模拟模型，该模型以积温指标表示的生育阶段为自变量，综合不同地理位置、品种、播期、密度等的影响，是一个扩展的Logistic叶面积生长模型，经检验可很好地模拟不同生育阶段叶面积指数动态变化，可用于区域作物生长模拟模型和区域作物生长监测及遥感估产。

... 的趋势,满足Slogistic曲线的变化规律^[17] ...

2018

0.0

. 2018, 29(1):113-124 DOI:doi:10.13287/j.1001-9332.201801.019

Effects of different colored plastic film mulching and planting density on dry matter accumulation and yield of spring maize

不同颜色地膜与种植密度对春玉米干物质积累和产量的影响

Zhang L L , Sun S J , Chen Z J

张琳琳, 孙仕军, 陈志君

为了探讨东北雨养区不同颜色地膜覆盖与种植密度对春玉米干物质积累和产量的影响机制,以良玉99为试验材料,设置3种覆盖处理(裸地、无色透明地膜和黑色地膜覆盖)和5个种植密度(60000、67500、75000、82500和90000株·hm-2)完全组合的田间小区试验,对春玉米水热效应、干物质积累和产量性状等进行分析.结果表明:黑膜覆盖明显提高拔节后玉米干物质积累量和生物量,其生物量较其他处理增加3.2％～8.2％;成熟期生物量随着种植密度的增加先增大后减小,以82500株·hm2最大,较其他密度处理增加5.2％～28.3％.无色透明地膜覆盖处理的前期平均土壤温度较其他处理分别提高0.4～2.7℃,加快了生育进程,提高了玉米茎叶干物质转运量(T)、转运率(TE)和对籽粒产量贡献率(TC);叶和茎+叶干物质的T、TE和TC均以60000株·hm-2密度处理最大,而茎干物质转运效果以75000株·hm-2最优.在抽穗期,黑膜处理的耗水量和日耗水强度最大,分别较其他处理增加10.6％～ 14.9％和10.6％～24.5％;耗水量和日耗水强度均以90000株·hm-2密度处理最大,较其他处理分别高6.8％～15.7％和7.0％～20.0％.黑膜和82500株·hm-2密度处理组合明显提高了玉米的水分利用效率,较其他处理增加了4.6％～40.9％,其产量较其他处理增加3.0％～ 39.7％.在抽穗期,玉米茎叶干物质量与玉米产量和产量构成要素的相关性最大;茎叶干物质量每减少1 kg· hm-2,群体产量下降约0.79 kg·hm-2;茎叶干物质量每降低10％,产量下降10％左右.在增加种植密度的基础上,采用黑色地膜覆盖可以增加春玉米于物质积累量、提高春玉米产量和水分利用效率.

... M₀,说明黑膜覆盖处理能够提高干物质累积量,从而提高了玉米最终产量,这与张琳琳等^[18]研究结果一致 ...

2016

0.0

... Dang等^[19]也研究发现,在玉米生长早期时,覆膜处理的土壤温度显著高于露地处理 ...

2000

0.0

... 覆膜效应的产生主要是因为其改善了土壤的水热条件,一方面,无色透明膜可以截获更多的太阳辐射,减少太阳辐射的反射,从而影响土壤温度^[20],另一方面,长波会被薄膜上凝结的露珠阻断,引起地面温度上升,同时水分蒸发带走的部分潜热会被保留,乱流或者平流也会传递给地表部分热能 ...

2009

0.0

. 2009, 35(2):309-316 DOI:doi:10.3724/SP.J.1006.2009.00309

Optimal model for dynamic characteristics of grain weight commonly used in wheat and maize

小麦、玉米粒重动态共性特征及其最佳模型的筛选与应用

Fu X L , Zhao M , Zhou B Y

付雪丽, 赵明, 周宝元

Grain weight (GW) is one of important components of yield in cereal crops. Currently, there are several models on GW of cereal crops, such as wheat ( Triticum aestivum L.), maize ( Zea mays L.), and rice ( Oryza sativa L.). However, these models are mostly applicable on a single crop.To establish a common model of GW for at least two crops with wider application under different conditions, three cultivars of winter wheat and four cultivars of summer maize were used in field experiments in four environments in 2006–2008. Each cultivar had three treatments of density. A common GW model, y = a / (1+ be - cx ), was developed with normalized GWand grain filling duration for the two crops. The parameters of a , b , and c were 1.0624, 52.8653, and 6.7609 ( r = 0.9916, P a value, which was around 1; however, the b and c values varied in different conditions. The b value changed slightly with density, and shift from 45.3379 to 66.9306 in different cultivars; whereas, the c value had small differences among different cultivars and densities, and varied from 6.2122 to 6.8025 in winter wheat and from 7.0199 to 7.7325 in maize. The accuracy and precision of the normalized model were tested with theGWdata of winter wheat from Jiaozuo, Henan province and summer maize from Tianan, Shandong province as well as data in this study. The normalized dynamic model could make a good estimation of GW dynamics with the accuracies of 0.9870, 1.0057 , and 0.9982, 1.0131, and the precision ( R 2 ) of 0.9854, 0.9918 and 0.9772, 0.9926 for winter wheat and summer maize respectively. Compared with other GWmodels established by other researches, normalized GW dynamic model could eliminate the variance of the model parameters caused by location, year, cultivar, and density. Normalized GWdynamic model can predict the increase of GW reliably and easily, if the GW max and grain filling duration are acquired, and the characteristics of parameter b are ascertained. This model is applicable to calculate the GW of winter wheat and summer maize at early, middle, and late stages of growth under different conditions (region, years, cultivar, and density), and the error is less than 0.2797 between the measured GW and the simulated GW.

为了定量描述小麦、玉米两作物粒重变化共性特征，选用 3 个冬小麦和 4 个夏玉米不同熟期型品种进行不同密度的田间试验，对其粒重 (GW) 动态进行测定，并对 GW 和灌浆天数进行 “ 归一化 ” 处理得到的 3 个主要模型进行比较，结果表明， Logistic 曲线方程 y = a /(1+ b e –cx ) 具有广泛适应性和生物学意义，具体方程式为 y = 1.0624/(1+52.8653e – 6.7609 x ) ， r = 0.9916 ( P 。不同作物、品种、密度处理的方程参数 a 值基本为 1 ；参数 b 在密度间变异很小，品种间变幅较大，为 45.3379~66.9306 ； c 值在品种和密度间变异均很小，在小麦和玉米间的变幅分别为 6.2122~6.8025 和 7.0199~7.7325 。应用本试验及河南焦作高产冬小麦和山东泰安高产夏玉米不同品种的 GW 试验资料对模型分别进行验证表明，冬小麦和夏玉米的归一化 GW 动态共性模型的模拟准确度 ( 以 k 表示 ) ，分别为 0.9870 、 1.0057 和 0.9982 、 1.0131 ，精确度 ( 以 R 2 表示 ) 分别为 0.9854 、 0.9918 和 0.9772 、 0.9926 。说明归一化方法建立的小麦、玉米 GW 动态共性模型能够准确地反映两作物 GW 动态共性变化特点。利用该模型，仅根据品种的灌浆期和最大 GW ，以及参数 b 值的品种特点，便可还原整个灌浆期的 GW 动态。计算不同地点、年份及不同品种、密度处理的冬小麦、夏玉米灌浆前、中、后期的 GW 模拟值与测量值均比较接近，误差小于 0.2797 。

... 付雪丽等^[21]利用#cod#x0201d ...

2008

0.0

. 2008, 29(1):67-70

Dynamic growth models joint with changes of accumulated soil temperature for corn mulched and unmulched with plastic film in Hetao areas

河套地区覆膜与裸地玉米随地积温变化的生长动态模型

Kong D Y , Zhi H , Zhang F Q

孔德胤, 智海, 张富强

Based on the observed data and logistic model,dynamic growth models joint with changes of the accumulated soil temperature for corn mulched and unmulched with plastic film in Hetao areas of the Inner Mongolian Autonomous Region were established.The simulated results showed that by plastic film mulching the soil temperature increased and the growth of corn roots was effectively accelerated.The length,dry matter number and bulk of roots by plastic film mulching were higher by 7.5cm,16.2g,17.5,3.6 cm3 respectively than that without mulching.The height of plant,dry matter of stem,dry matter of leaves,leaf area index and dry matter above ground were more by 4.1cm,19.7g,3.2g,253.5g and 455.4g respectively than that without mulching.The corn growth and yield were improved by plastic film mulching.

利用实测资料和Logistic方程,分覆膜和裸地两种情况建立玉米根系和地上部分干物质随地积温变化增长的动态模型,模型均通过了0.001水平的显著性检验。由模拟结果可见,覆膜玉米土壤耕层地温的增高,有效地促进了根系的生长,覆膜玉米根长、根干重、根数、根体积均比裸地玉米长(多)7.5cm、16.3g、17.5条、3.6cm3;覆膜玉米株高、茎干重、叶干重、LAI、穗干重、地上部分干重也均比裸地玉米高(多)4.1cm、19.7g、3.2g、0.6、253.5g、455.4g。说明只要改善环境条件尤其是地温,就可以促进玉米生长和提高产量。

... 孔德胤等^[22]利用了Logistic方程,确定了河套地区覆膜和露地玉米根系、地上部分器官随地积温增加而增长的渐增期、快增期和缓增期等信息,并发现覆膜玉米地上干重进入缓增期的时间比露地提前了24 d ...