中国15000kg/hm2高产玉米光温特征及其产量形成机制

Through comparative analysing the internal relationships of light -temperature characteristics of the high yield maize regions with maize yield more than 15000kg/hm2 and yield factors, and the maize high-yielding experiments of different sowing, ecological regions and different altitudes conducted in the main maize production regions of China to make clear quantitative characteristics of light and temperature which maize growth needed and yield regulation mechanism with maize yield of more than 15000kg/hm2 including the maize growing characteristics of the maize, the light and temperature demand in different growth stages, the yield formation and the light and tempertature demand of different yield factors with the yield more than 15000kg/hm2. We built the light-temperature model under the condition of maize yielding more than 15000kg/hm2 by applying significant and mathematical method and chose high yield sites of the maize with geographic information system (GIS) and computer technology. The accuracy, reliability and feasibility of the light-temperature model were estimated through actual test. This study is the first research on the light-temperature charactristics of high yield maize with maize yield more than 15000kg/ hm2 and its results will offer theoretical basis for establishing high yield maize belt in China.

通过分析我国高产玉米区（15000kg/hm2以上）光温特点与玉米产量构成因子之间的内在联系及开展不同生态区、播期、海拨高度等玉米高产联网试验，明确15000kg/hm2高产玉米要求的光、温量化特征及其对产量的调节机制，包括15000kg/hm2高产玉米的生长发育特点及其不同生育阶段对光、温等气象因子的定量化要求和15000kg/hm2高产玉米产量形成特点及不同产量构成因素对光、温气象因子的定量化要求；建立15000kg/hm2高产玉米需求光温时空模型，借助GIS技术划分和绘制我国玉米高产生态区域图，并通过高产验证试验检验本研究建立的玉米高产光温特征和光温时空模型的准确性与可靠性，其结果可为我国高产玉米带的建立和粮食增产政策的制定提供理论依据。

通过研究明确 15 t hm-2高产玉米要求的光、温量化特征及其对产量的调节机制为我国高产玉米带的建立和粮食增产政策的制定提供理论依据。结果表明，15t/hm2高产玉米要求的日照时数≥1468.6小时，日照时数每增加100h，产量增加1.4-2.5t/hm2；要求的有效积温≥2850℃，有效积温每增加100℃，产量增加0.8-1.9t/hm2；密度与光合有效辐射之间可用y=0.085x-17.29表示，以此计算的各区域最佳密度均较目前种植密度高，用模型模拟增密后均增产。实证研究表明，密度由目前的5.25-6.0万株/ hm2增加到7.5株/ hm2，四大玉米产区平均增产4.5～10.9%，其中以西北地区增产幅度最大；增密后增产的主要原因为生物量的增加；种植密度增加会增大开花吐丝间隔、延长生育期天数。密度每增加1 株 m-2，开花-吐丝时间将分别延长0.31 天和0.32 天。密度每增加1 株 m-2，出苗-成熟的天数将分别延长0.75 天和0.71 天。种植密度增加，穗位高、穗位高变化幅度及穗位高相对变化比率将均增加，群体整齐度下降。提高增密后群体整齐度建立高质量群体是高产的关键。15 t hm-2以上高产玉米最适种植密度10.3±3.7株 m-2；穗粒数为508±51 粒之间。千粒重在360±39 g之间。最适宜的单穗粒重在168-41 g之间。15 hm-2以上产量的玉米，花前LAI最适范围6.7±0.2，成熟期最适LAI 2.8±0.7；整个生育期内的光合势最适范围为616±198m2 dm-2，其中花前光合势≥102m2 dm-2， 花后光合势≥157m2 dm-2，其最适光合势为359±108（m2 d）m-2之间。产量22.5t/hm2玉米，吐丝期群体结构特征参数：株高287.2cm；穗位高112.5cm；重心高度115.7cm；最大LAI7.5；消光系数k0.63；生物量1671.7g/m2；穗位透光率3.7%；底部透光率1.1%； 在各地广泛开展了玉米15 t hm-2高产验证，618个点次（年份×地点）中484个点次（占78.3%）实现了15 t hm-2，创造了5次全国玉米高产纪录和新疆、甘肃、陕西、宁夏等省区的玉米高产纪录。