玉米-大豆带状复合种植理论与技术 (PPTminimizer).ppt
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1、1,玉米大豆带状复合种植理论与技术,Application and Theory of the Corn-soybean Strip Mixed Cropping System杨文钰四川农业大学农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室,2,主要内容,第一部分:研究背景及意义第二部分:内涵及特点第三部分:主要科学与技术问题第四部分:主要研究进展 一、群体配置理论与技术 二、低位作物对逆境胁迫的响应及其调控 三、营养与施肥技术 四、农机农艺配套技术 五、病虫害发生规律及防治技术第五部分:应用推广前景第六部分:高产栽培技术,3,第一部分:研究背景,土地减少,人口增加,粮食需求呈刚性增长。近年来,我国玉
2、米、大豆需求量不断增加,产需缺口日益加大,2玉米缺口800万吨,大豆缺口达5000多万吨。在我国玉豆主产区,受比较效益的影响,玉米面积不断扩大,大豆面积急剧下降。玉增豆减已成为我国粮食主产区一个长期存在的局面,妨碍着国家粮油安全和大豆产业健康发展,成为国家急需破解的难题。间套复种是充分利用资源、提高土地产出率的集约农业技术,是中华民族的传统瑰,是保证国家粮油安全的重要途径。,主要间套作大豆模式 玉米间套大豆:全国广泛分布,面积最大,以西南、黄淮海为主 甘蔗间大豆:华南和西南 木薯间大豆:华南和西南 烟草套大豆:西南 高粱套大豆:西南 马铃薯间套大豆:西北和西南 幼果林间大豆:西南、西北和黄淮海
3、 茶园间大豆:西南,5,玉米大豆间作具有悠久的历史,但传统的玉米-大豆间种田间配置极不科学,玉豆行比偏大,种植密度偏低,低位作物大豆受光条件差,总产量不高,土地当量比低,经济效益差,难以实现机械化。传统的玉米-甘薯套作劳动强度大,比较效益低,水土流失严重,土壤贫瘠加剧,不利资源节约和环境友好型农业的构建。在人均耕地资源十分有限的国情条件下,创新发展玉米-大豆带状复合种植,实现玉米大豆和谐发展,既可粮食增产,又可农民增收,对发展我国现代农业、保障国家粮油安全意义十分重大。,第一部分:研究背景,6,第二部分:内涵及类型,在传统的玉米甘薯套作和玉米大豆间混作基础上,改甘薯为大豆,采用宽窄行田间布置方
4、式,充分利用边行优势,实现玉米大豆带状间作套种,年际间交替轮作,达到适应机械化作业、作物间和谐共生的一季双收种植模式。,一、内 涵,7,二、类 型,玉米-大豆套作共生时间少于全生育期的一半,前作玉米收后大豆有相当长的时间为净作,能充分利用时间和空间。,玉米-大豆间作共生时间大于全生育期的一半,大豆一生受到与之共生的玉米影响,能集约利用空间。,8,五改:改等行距种植为宽窄行带状种植、改甘薯为大豆、改玉米大豆不同幅宽(行比)为相同幅宽(行比)、改稀植为密植,改人工播栽为机械直播;四减:减少物质投入、减轻劳动强度、减少水土流失、减轻环境污染;三增:增加土壤肥力、增加玉豆产量、增加农民收入;两利:利于
5、资源节约和环境友好;一促:促进旱地农业的可持续发展,实现玉豆和谐发展。,三、玉米大豆带状复合种植的技术特点,9,第三部分:科学技术问题,探明带状复合种植内部微环境光温水等的动态规律及作物的适应机制,是科学配置复合群体的理论基础。明确带状复合种植后作物对养分的竞争与互补规律,是制定科学施肥技术的重要基础。探明复合种植各作物病虫害的发生、发展、危害规律,是制定科学防治病虫害方案、保证作物稳产的基础。探明带状复合种植如何进行田间群体配置才能既保证高位作物玉米高产,又利于低位作物大豆获得充足光照而提高产量,同时方便两个作物全程机械化作业,是间套复种需要解决的重大技术难题。,10,第四部分:主要研究进展
6、,11,辐射强度,自然光,系统内光环境,波长(nm),一、群体配置理论与技术(一)群体配置的生态学基础,复合系统内光照强度下降、透光率减小,12,730nm,660nm,450nm,玉豆复合系统内,总光合有效辐射降低;红光:远红光的比例下降。,波长(nm),透光率(%),复合系统上位作物的透光率,13,复合系统内温度降低,湿度升高,以净作为对照,研究了复合种植系统内温湿度的变化规律。与净作大豆相比,复合系统内大豆冠层温度降低,湿度升高。,14,1、品种配置技术,玉米株型越紧凑,群体透光率越大,采用不同玉米株型,研究对套作大豆群体透光率的影响.应用生态学,2008,19(2):323329。,(
7、二)群体配置技术,15,玉米株型越紧凑,大豆叶面积指数越大、光合速率越高,采用不同玉米株型研究对套作大豆光合特性的影响.作物学报,2007,33(9):15021507,16,玉米株型越紧凑,大豆越矮,茎越粗,采用不同玉米株型,研究对套作大豆苗期形态特征的影响.四川农业大学硕士学位论文,2007。,17,玉米株型越紧凑,大豆干物质积累越多,采用不同玉米株型,研究对套作大豆开花后干物质积累的影响;作物杂志,2006,(3):30-33。,18,紧凑型、半紧凑型玉米,有利玉豆产量产值提高,采用不同玉米株型,研究对带状复合种植群体产量和产值的影响.作物学报,2007,33(9):15021507;四
8、川农业大学博士学位论,2007。,19,晚熟大豆品种更适于玉米-大豆带状套作复合种植,采用不同熟性大豆品种,研究对套作大豆产量及耐荫性的影响.四川农业大学硕士学位论文,2007。,20,2、时间配置技术,大豆适当晚播,有利于全苗壮苗,采用不同大豆播期,研究对套作大豆幼苗形态特征及产量的影响.作物杂志,2008,5:5458。,21,玉米早播,利于玉豆产量和产值提高,采用不同玉米播期,研究对带状复合群体产量和产值的影响.大豆科学,2009,3:439-444。,22,3、空间配置技术,增大玉米宽行距离,有利于大豆生长及玉豆产量的提高,采用不同幅宽配比,研究对玉米、大豆产量的影响.应用生态学报,2
9、008,19(2):323329。,23,增加玉豆间距,利于大豆增产,采用不同玉米与大豆间距,研究玉米对大豆形态特征及产量的影响.四川农业大学硕士学位论文.2008。,24,缩小株距,保证大豆密度。大豆的适宜种植密度:913.5万株/ha,采用不同大豆种植密度,研究对套作大豆产量的影响.四川农业大学硕士学位论文,2008.,25,二、低位作物对逆境胁迫的响应及其调控,26,1.夏旱、伏旱、秋雨不利大豆生长发育,(一)带状复合种植对水分胁迫的响应,降水规律,生育时期,27,苗期干旱导致大豆出苗率、成苗率和产量降低,采用不同程度干旱胁迫,研究对大豆出苗和生长发育、产量的影响.四川农业大学硕士学位论
10、文,2006。,28,分枝期干旱导致大豆分枝减少,产量降低,采用不同干旱胁迫,研究分枝期至开花期干旱对大豆生长发育和产量的影响.African Journal of BiotechnologyAfrican Journal of Agricultural Research,29,后期秋雨过剩,植株旺长,荚数降低,产量下降,采用不同程度降水胁迫,研究结荚期到鼓粒期降水对大豆生长发育和产量的影响。,30,(1)筛选出苗期耐旱品种贡选1号,2、大豆抗(耐)水分胁迫技术,通过发芽试验,以发芽势、发芽率、种子萌发指数等为抗旱性指标,将现有生产用种(系)分为了高抗、中抗及敏感三种类型,代表品种分别为贡选1
11、号、南豆12、贡秋豆05-8。,四川农业大学硕士学位论文.2008,31,(2)化控技术,烯效唑浸拌种培育壮苗,提高抗旱能力,采用烯效唑浸种,研究其对大豆苗期抗旱性的抗旱效应,中国油料学报.2009,31(04):480-485 采用不同浓度烯效唑干拌种处理大豆种子,研究烯效唑对大豆的萌发、壮苗与抗旱效应,Plant Production Science,2010,13(4):367-374;Res.on Crops 12(1):239-245(2011).,32,烯效唑喷施有效控制旺长,提高产量,采用不同浓度烯效唑于V5期与R1两个不同喷施时期,研究烯效唑对大豆的形态与产量调控效应.四川农业
12、大学博士学位论文.2010,33,(3)推迟播期避旱,确保大豆正常生长,34,适当迟播,避开夏旱,利于大豆出苗,产量提高,采用不同播期,研究其对不同生态区套作大豆生长发育和产量的影响.四川农业大学硕士学位论文,2010。,35,(1)比叶重降低,1、大豆叶片对荫蔽胁迫的响应,在大豆净作和玉米大豆复合种植两种系统中,研究大豆与光合作用相关的叶形态、生理对荫蔽胁迫的响应.作物学报,2007,33(9):1502-1507,(二)低位作物大豆对荫蔽胁迫的响应,36,(2)组织分化不明显,叶肉细胞间隙大,(净作),(复合种植),在复合种植系统中,大豆表皮细胞体积增大,角质层变薄,栅栏组织和海绵组织分化
13、不明显,且排列不规则,细胞间隙大.作物学报,2007,33(9):1502-1507;应用生态学报,2008,19(2):323-329。,37,(3)叶绿素含量升高,a/b比值降低,在大豆净作和玉米大豆复合种植两种系统中,研究耐荫品种南豆12和不耐荫品种南冬抗022-2对荫蔽胁迫的响应;中国油料作物学报,2009,31(4):474-479;作物学报,2007,33(9):1502-1507,38,(4)最大捕光能力下降,弱光利用效率提高,中国油料作物学报,2009,31(4):474-479,39,(5)光合速率下降,在玉豆复合种植系统内,大豆叶片固碳能力下降,无法利用胞间CO2。中国油料
14、作物学报,2009,31(4):474-479;作物学报,2007,33(9):1502-1507,40,在大豆净作系统和玉米-大豆带状复合种植系统两种环境下,研究了大豆初花期茎杆对荫蔽胁迫的响应。荫蔽导致苗期大豆普遍倒伏。,2、大豆茎对荫蔽胁迫的响应,净作系统,复合系统,41,(1)抗折力下降,在大豆净作系统和玉米-大豆复合系统两种环境下,研究了3个大豆材料初花期茎杆第一节间5cm的抗折力。,42,(2)茎杆变细,节间变长,植株变高,在大豆净作系统和玉米-大豆复合系统两种环境下,研究了三个大豆材料初花期株高、节数、节间长、茎粗。,43,(3)茎杆物质量降低,在大豆净作系统和玉米-大豆复合系统
15、两种环境下,研究了C103,D16,E19三个大豆材料初花期茎鲜重和干重。,44,(4)茎杆横切面总面积和木质部比例减少,髓部比例增加,对两种系统下大豆分枝期第3节间进行石蜡切片,显微观察测定。,45,(5)扩张蛋白活性提高,在室内模拟环境下,研究了自然光和荫蔽胁迫4天后,大豆节间扩张蛋白的活性;Asian Journal of Crop Science,2011,3(1):26-34。,46,(1)耐荫抗倒品种筛选,大田试验与盆栽试验相结合,对西南区36分大豆材料进行的耐荫抗倒筛选。获得了南豆12、贡选1号两个典型的耐荫抗倒材料。,Not sensitive,sensitive,A:耐荫抗倒
16、品种,B:不耐荫抗倒品种,3、大豆耐荫抗倒技术,47,(2)烯效唑干拌种提高大豆耐荫抗倒性,以贡选1号为材料,采用6个药剂量干拌种处理,0mg/kg(B1)、2.0mg/kg(B2)、4.0mg/kg(B3)、6.0mg/kg(B4)、8.0mg/kg(B5)、10.0mg/kg(B6),在玉豆套作系统中,研究大豆的倒伏情况。四川农业大学硕士研究生毕业论文,2007。,48,(3)磷钾配合施用提高大豆综合抗倒指数,增强抗倒力,在同一施磷水平下,随施钾量的增加,大豆植株茎秆抗倒指数增加。在合理供磷水平(P2O5 017 kgha-1)下,增施钾肥有利于降低套作大豆倒伏率,但过高的供磷水平(P2O
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