玉米大豆带状复合种植理论与技术PPTminimizer.ppt
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1、1Application and Theory of the Corn-soybean Strip Mixed Cropping System杨文钰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主要内容主要内容p第一部分:研究背景及意义第一部分:研究背景及意义p第二部分:内涵及特点第二部分:内涵及特点p第三部分:主要科学与技术问题第三部分:主要科学与技术问题p第四部分:主要研究进展第四部分:主要研究进展p 一、群体配置理论与技术一、群体配置理论与技术p 二、低位作物对逆境胁迫的响应及其调控二、低位作物对逆境胁迫的响应及其调控p 三、营养与施肥技术三、营养与施肥技术p 四、农机农艺配
2、套技术四、农机农艺配套技术p 五、病虫害发生规律及防治技术五、病虫害发生规律及防治技术p第五部分:应用推广前景第五部分:应用推广前景p第六部分:高产栽培技术第六部分:高产栽培技术3第一部分:研究背景第一部分:研究背景p土地减少,人口增加,粮食需求呈刚性增长。土地减少,人口增加,粮食需求呈刚性增长。p近年来,我国玉米、大豆需求量不断增加,产需缺口日益近年来,我国玉米、大豆需求量不断增加,产需缺口日益加大,加大,2 2玉米缺口玉米缺口800800万吨,大豆缺口达万吨,大豆缺口达50005000多万吨。多万吨。p在我国玉豆主产区,受比较效益的影响,玉米面积不断扩在我国玉豆主产区,受比较效益的影响,玉
3、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。康发展,成为国家急需破解的难题。p间套复种是充分利用资源、提高土地产出率的集约农业技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术,是中华民族的传统瑰,是保证国家粮油安全的重要途径。径。p主要间套作大豆模式 玉米间套大豆玉米间套大豆:全国广泛分布,面积最大,以西南、黄淮海为主 甘蔗间大豆:甘蔗间大豆
4、华南和西南 木薯间大豆:木薯间大豆:华南和西南 烟草套大豆:烟草套大豆:西南 高粱套大豆:高粱套大豆:西南 马铃薯间套大豆:马铃薯间套大豆:西北和西南 幼果林间大豆:幼果林间大豆:西南、西北和黄淮海 茶园间大豆:茶园间大豆:西南5p玉米大豆间作具有悠久的历史,但传统的玉米玉米大豆间作具有悠久的历史,但传统的玉米-大豆间种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。效益差,难以实现机械化。p传统的玉米传统的玉
5、米-甘薯套作劳动强度大,比较效益低,水土流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。的构建。p在人均耕地资源十分有限的国情条件下,创新发展玉米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。安全意义十分重大。第一部分:研究背景第一部分:研究背景6第二部分:内涵及类型第二部分:
6、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,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,改甘薯为大豆,采用宽窄行田间布置方式,充分利用边行优势,实现玉米大豆带状采用宽窄行田间布置方式,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。生的一季双收种植模式。一、一、内内 涵涵7二、类二、类 型型玉米玉米-大豆套作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。玉米玉米-大豆间作大豆间作共生时间大于全生育
7、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。8p五改: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;p四减: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;p三增:三增:增加土壤肥力、增加玉豆产量、增加农民收入;p两利:两利:利于资源节约和环境友好;p一促: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:科学技术问题第三部分:科学技术问题p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探明带状复合
8、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。的适应机制,是科学配置复合群体的理论基础。p明确带状复合种植后作物对养分的竞争与互补规律,是制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。定科学施肥技术的重要基础。p探明复合种植各作物病虫害的发生、发展、危害规律,是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。制定科学防治病虫害方案、保证作物稳产的基础。p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
9、获得充足光照而提高作物玉米高产,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。要解决的重大技术难题。10第四部分:主要研究进展第四部分:主要研究进展11辐辐射射强强度度自然光自然光系系统统内光内光环环境境波波长长(nm)一、群体配置理论与技术一、群体配置理论与技术(一)群体配置的生态学基础(一)群体配置的生态学基础p复合系统内光照强度下降、透光率减小12730nm660nm450nm玉豆复合系统内,总光合有效辐射降低玉豆复合系统内,总光合有效辐射降低;红光红光:远红光的比远红光的比例
10、下降。例下降。波波长长(nm)透透光光率率(%)复合系复合系统统上位作物的透光率上位作物的透光率13p复合系统内温度降低,湿度升高复合系统内温度降低,湿度升高种植系种植系统统Cropping systems温度温度Temperature()相相对对湿度湿度Relative Humidity(%)净净作系作系统统sole soybean32.534.260.264.5%复合系复合系统统relay cropping soybean26.127.471.582.7%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
11、内大豆冠层温度降低,湿度升高。豆相比,复合系统内大豆冠层温度降低,湿度升高。141、品种配置技术、品种配置技术p玉米株型越紧凑,群体透光率越大玉米株型越紧凑,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。(二)群体配置技术(二)群体配置技术15p玉米株型越紧凑,大豆叶面积指数越大、光合速率玉米株型越紧凑,大豆叶面积指数越大、光合速率越高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 16p玉米株型越紧凑,大豆越矮,茎越粗玉米株型越紧凑,大豆越矮,茎越粗采用不同玉米株型,研究对套
12、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。17p玉米株型越紧凑,大豆干物质积累越多玉米株型越紧凑,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。18p紧凑型、半紧凑型玉米,有利玉豆产量产值提高紧凑型、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;四川农业大学博士学位论,2007。处理Treatment大豆产量Soybean yield(kg/hm2)玉米产量Maize yield(kg/hm2)总产量Total
13、yield(kg/hm2)总产值Total production value(Yuan/hm2)紧凑型玉米-大豆1605.02b8803.17c10408.1918258.12半紧凑型玉米-大豆989.42c9837.5a10826.9218312.49平展型玉米-大豆906.21d9117.5b10023.7114824.1519晚熟大豆品种更适于玉米晚熟大豆品种更适于玉米-大豆带状套作复合种植大豆带状套作复合种植品种品种varieties大豆大豆产产量量Soybean yield(kg/hm2)耐耐荫综荫综合系数合系数The comprehensiveShade-adopted coeff
14、icient贡选贡选1 1号(晚熟)号(晚熟)3755.06Bb0.876(2级级)浙春浙春3 3号(中熟)号(中熟)1188.23Dd0.299(5级级)乐乐豆豆1 1号(早熟)号(早熟)1708.60cC0.494(5级级)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。202、时间配置技术、时间配置技术p大豆适当晚播,有利于全苗壮苗大豆适当晚播,有利于全苗壮苗播期播期贡选贡选1号号株高株高(cmcm)茎粗茎粗/株高株高(10(10-3-3)干物干物质质重重(g/株)株)大豆大豆产产量量(kg/ha)(kg/ha)5月月25日(早播)日(早播)2
15、8.908.71.38784.27Cc6月月15日(中早播)日(中早播)28.698.02.291197.36ABb6月月22日(中晚播)日(中晚播)24.5213.43.141301.3Aa6月月29日(晚播)日(晚播)14.2317.12.541164.27Bb7月月6日(超晚播日(超晚播)10.7824.02.91175.17ABb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。21p玉米早播,利于玉豆产量和产值提高玉米早播,利于玉豆产量和产值提高播期播期Sowing date总产总产量量Total yield(kg/ha)总产值总产值Tota
16、l production value(Yuan ha)4.84.8万株万株/ha4.84.8万株万株/ha3月月6日日7651.62a14284.75AaB3月月16日日7449.85a13594.87Aa4月月5日日7347.64Aa13676.04Aa4月月15日日6315.52Bb11578.21AbB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。223、空间配置技术、空间配置技术p增大玉米宽行距离,有利于大豆生长及玉豆产量的提高增大玉米宽行距离,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,20
17、08,19(2):323329。幅幅宽宽(cm)株高株高(cm)茎粗茎粗(mm)大豆大豆产产量量(kg/ha)玉米玉米产产量量(kg/ha)1.17m/0.83m1.17m/0.83m58.340.4231472.00a9318.33b1m/1m1m/1m63.470.372955.01d9551.67a0.83m/0.83m0.83m/0.83m72.180.3581059.60c9088.67c1m/0.67m1m/0.67m68.260.3811188.07b8847.33d1.17m/0.67m1.17m/0.67m65.080.4061365.10a9146.33c1m/0.83m1
18、m/0.83m66.730.376961.52d9104.00c23p增加玉豆间距,利于大豆增产增加玉豆间距,利于大豆增产玉豆玉豆间间距距(cm)茎粗茎粗(mm)干物干物质质重重(g)大豆大豆产产量量(kg/ha)551.11375.621887.50460.87269.381855.89430.62460.241563.64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。24p缩小株距,保证大豆密度。大豆的适宜种植密度缩小株距,保证大豆密度。大豆的适宜种植密度:913.5万株万株/ha处处理理Treatment大豆大豆产产量量The yield
19、 of soybean(kg/ha)雅安雅安射洪射洪4.5万株万株/ha1917.79ABa2080.51Aab9万株万株/ha2139.45Aa2199.43Aab13.5万株万株/hma2055.02Aa2265.37Aa18万株万株/ha1630.51Bb1964.17ABb22.5万株万株/ha1102.29Cc1595.55Bc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二、低位作物对逆境胁迫的响应及其调控及其调控261.夏旱、伏旱、秋雨不利大豆生长发育夏旱、伏旱、秋雨不利大豆生长发育(一)(一)带状复合种植对水
20、分胁迫的响应带状复合种植对水分胁迫的响应降水规律降水规律生育时期生育时期27苗期干旱导致大豆出苗率、成苗率和产量降低苗期干旱导致大豆出苗率、成苗率和产量降低处处理理出苗率出苗率(%)株高株高(cm)茎粗茎粗(cm)干物重干物重(g/株)株)单单株株产产量量(g/株)株)正常供水正常供水81.2 Aa58 Aa0.232Aa1.34Aa9.71Aa轻轻度干旱度干旱77.0 Ab54.6Ab0.23Aa 1.25Ab8.75Aab中度干旱中度干旱70.9 Bc48.8Bc0.228Ab1.00Bc8.11Ab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文,20
21、06。28分枝期干旱导致大豆分枝减少,产量降低分枝期干旱导致大豆分枝减少,产量降低处处理理株高株高(cm)茎粗茎粗(cm)分枝数分枝数(个(个/株)株)单单株株产产量量(g/株)株)正常正常供水供水75.94aA0.456aA4.0aA17.25aA中度中度干旱干旱63.60bB0.426aA2.4bB14.59bB 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 BiotechnologAfrican Journal of Biotechnology yAfrican Journal of Agricultural ResearchA
22、frican Journal of Agricultural Research 29后期秋雨过剩,植株旺长,荚数降低,产量下降后期秋雨过剩,植株旺长,荚数降低,产量下降处理株高(cm)叶面积指数单株产量(g/株)主茎荚数(个/株)分枝荚数(个/株)正常水分103.74cC4.3cC15.48bB19.7bB25.3bB充足水分113.50bB5.7bB21.12aA24.2aA32.7aA水分过剩125.94aA7.8aA12.13cB15.5bB18.6Cc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)筛选出苗期耐旱品种贡选1号号2
23、大豆抗(耐)水分胁迫技术大豆抗(耐)水分胁迫技术通过发芽试验,以发芽通过发芽试验,以发芽势、发芽率、种子萌发势、发芽率、种子萌发指数等为抗旱性指标,指数等为抗旱性指标,将将现有生产用种(系)现有生产用种(系)分为分为了高抗了高抗、中抗及敏中抗及敏感三种类型,代表品种感三种类型,代表品种分别为贡选分别为贡选1号、南豆号、南豆12、贡秋豆贡秋豆05-8。四川农业大学硕士学位论文.200831浸种浸种烯烯效效唑浓唑浓度度出苗率出苗率(%)株高株高(cm)茎粗茎粗(cm)干物重干物重(g/株株)单单株株产产量量(g/株株)CK72.8 Bb64.0Aa0.231Bb1.01Ab8.34Ab0.4mg
24、/kg78.6 Aa45 Bb0.295Aa1.20Aa8.90 Aa拌种拌种烯烯效效唑浓唑浓度度发发芽率芽率(%)株高株高(cm)茎粗茎粗(cm)干物重干物重(g/株株)产产量量(kg/ha)CK88.90Ab120.0Aa0.98Bb37.24Bb2533.4Bc0.4mg/kg93.33Aa97.8 Bb1.21Aa44.20Aa3196.8Aa(2)化控技术)化控技术n 烯效唑浸拌种培育壮苗,提高抗旱能力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
25、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喷药时喷药时期期烯烯效效唑浓唑浓度度株高株高(cm)茎粗茎粗(cm)第一第一节间长节间长(cm)单单株株产产量量(kg/ha)V5CK100.35Aa0.722Bb7.85Aa2335.5Bb30mg/kg78.45Bb0.871Aa7.40Bb3164.1AaR1CK100.35Aa0.722Bb7.85Aa2332.3Bb150mg/kg69.85Bb0.892Aa7.17Bb2530.6Aan 烯效
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