【毕业学位论文】（Word原稿）热量限制两熟区双季青贮玉米模式及其技术体系研究作物栽培与耕作学博士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 博士学位论文 热量限制两熟 区双季青贮玉米模式 及其技术体系研究 in in I 摘 要 为了探索与农区畜牧业发展相适应的 作物新型种植模式，在 热量限制两熟区北缘 北京地区进行了双季青贮玉米不同模式、季节、品种与栽培技术等 不同层次物质生产 、 资源效率 、 光合性能和营养品质等系统研究。主要结果表明 : 1、建立了双季青贮玉米资源高效、经济高效的新型种植模式。 与冬小麦夏玉米模式相比，其全年干物质生产率提高 能量提高 12%，总辐射利用效率提高 热量资源生产效率提高 水分生产效率增加 其全年种植经济效益可达 10405 元 / 2、提出了双季模式全年热量资源两季近似 1/2 和光资源偏早春分配原则。 早播晚收增加全年资源占有，保证有效积温季节利用效率达全年 90%以上，自然降水 达到 85%以上，光照达到 70%以上；有效地分配周年双季的资源比例。定量化分析资源配置原则为：早春与晚夏最佳积温比值为 应总辐射比值为 效调节双季青贮玉米的周年资源分配。 3、提出了品种的季节反应分型方法及同季优势品种选择的原则。 根 据品种产量对季节反应差异，分为 4种类型： 优春弱型， 双季均弱型。 4、确定了不同栽培措施的物质生产效应。 其顺序为：第一为地膜效应：早春地膜增产 20%左右；第二为密植效应：一般以 111000株 /三为种子处理效 应：增产 3%第四为穴播效应：增产 6%左右；第五为垄作效应：不明显。通过技术组装与配套，建立了地膜高密大小行季节错位的青贮玉米技术体系及规程。 5、 揭示 了双季青贮玉米物质积累及其光合性能的动态特征。其表现为：双季青贮玉米近似直线的 S 曲线后期叶面积为高值维持型，光合势高。全年平均作物生长率地膜双季青贮玉米 直播双季青贮玉米 冬小麦夏玉米，传统夏玉米 早春青贮玉米 晚夏青贮玉米 小麦。 6、明确了不同品种器官、生育期及栽培措施对青贮玉米的营养含量及产量的影响。 青贮玉米 的 茎和叶为无氮浸出物（ 酸性 洗涤纤维（ 的优势器官， 占主要成分，约占全株的80%以上，籽粒和叶片 是 粗蛋白（ 粗脂肪（ 的优势器官 达到全株总量的 65%以上。 总体营养表现出 早春 晚夏，营养、能量、产奶 ，益农 103郑单 958营养品质优势突出。 地膜、密度等栽培措施对主要营养含量的变化作用不明显，穴播是一项有利于粗蛋白但增幅不大。 双季青贮玉米 全年总营养、各种能量和饲料价值具有明显的高效益，预测 全年 产奶量可达 4912磅 /吨干物质 (2278干物质 )， 30841磅 /英亩 (34279kg/ 通过本研究，建立 了 双季青贮 玉米高 产 高效 优 质的新型种植模式 。 具体明确了品种类型和配套关键栽培技术，确定了新模式物质积累与光合性能的动态特征，为农区畜牧业发展相适应的种植结构调整提供理论与技术指导。 关键词：双季青贮玉米，物质生产，资源效率，营养品质，技术体系 In to to in of on as in 12% in in in in its 0405of It 2. in of by as as 0% in 85% in 0% in of of of to .6 in by 3. be by to of on in in II in in 4. of in of it to 0 11000 it % %. it to of up by of 5. on as (1) as in so AI in of in GR of II 6. FE 0% P) 5% It in i 03 58 in no in P, it of 3279kg/at In of It a to 录 第一章 绪论 . 1 . 1 料玉米的分类与评价 . 2 贮玉米 的营养品质 . 3 贮玉米饲用价值 . 5 贮玉米的经济生态效益 . 8 . 9 外青贮玉米发展现状 . 9 内青贮玉米发展现状 . 11 贮玉米的种质资源的开发利用及育种目标研究 . 17 贮玉米的栽培技术研究综述 . 20 . 26 量限制型两熟区发展双季青贮玉米的生产意义 . 26 究目的 . 27 究内容 . 27 术路线 . 28 第二章 双季青贮玉米模式物质生产及资源利用效率 . 30 . 30 料种植 . 30 要测定项目与方法 . 31 质、能量生产与气候因素资源效率分析 . 31 . 32 季青贮玉米生育进程与其它模式的比较 . 32 同种植模式周年干物质生产效率、能量及其季节分配比较 . 32 同种植模式作物的光能资源分配与利用 . 34 同种植模式有效积温分配与温度生产效率 . 34 同种植模式水分利用效率比较 . 35 同种植模式经济效益比较 . 36 结 . 36 第三章 双季青贮玉米资源配置与物质生产效率 . 37 . 38 料种植 . 38 要测定项目与方法 . 39 . 39 同播期配置 产量比较 . 39 同播期配置光温水资源分配 . 40 同播期配置光温水资源生产效率 . 42 结 . 42 第四章 双季模式品种季节反应及资源效应研究 . 44 . 45 料种植 . 45 要测定项目与方法 . 45 果与分析 . 45 季青贮玉米生育过程中主要气象因素的变化特点 . 45 同生长季节的品种青体产量与物质生产比较 . 46 同品种两季节的反应与类型 . 47 同季节反应类型品种生长速率差异 . 48 同季节反应类型品种的光温资源效率 . 49 种不同季节反应类型的光温资源效率类型比较 . 51 贮玉米不 同品种物质生产与光温效率的关系 . 52 结 . 53 第五章 双季青贮玉米栽培措施的物质生产效应 . 54 . 54 料种植 . 54 要测定项目与方法 . 55 . 55 膜覆盖效应 . 55 植效应 . 56 播效应 . 57 作效应 . 58 子处理效应 . 59 结 . 59 第六章 双季青贮玉米模式物质积累及光合性能动态特征 . 60 . 60 料种植 . 60 要测定项目与方法 . 60 . 61 同种植模式的物质积累及其光合性能分析 . 61 同品种的物质积累及其光合性能分析 . 64 同栽培措施的物质积累与光合性能变化特征 . 68 结 . 71 第七章 青贮玉米的营养品质分析 . 72 . 73 料种植： . 73 试品种： . 73 要营养品质测定： . 73 要计算项目与方法 . 75 . 76 贮玉米品质分析的干燥和测定方法比较与选择 . 76 同品种干物重及其器官分配 . 77 种不同器官主要营养含量及其分组 . 78 株主要营养及其器官比例 . 83 同品种营养与能量产量比较 . 89 同品种粗饲料品质评定 . 96 奶量评价 . 98 . 100 第八章 双季青贮玉米不同生育时期与栽培技术营养研究 . 101 . 101 料种植 . 101 料处理： . 101 定方法 . 101 . 102 果与分析 . 102 同生育时期干物质积累与分配 . 102 同生育时期主要营养 . 103 同生育时期主要能量与饲料价值产量 . 105 膜对青贮玉米营养与饲料价值影响 . 107 度对青贮玉 米营养与饲料价值影响 . 108 播青贮玉米营养与饲料价值影响 . 109 . 111 第九章 结论与讨论 . 112 . 112 北两熟区种植模式的发展与双季青贮玉 米模式 . 112 季玉米模式为华北两熟区多元化发展提供重要技术途径 . 113 . 113 . 116 . 118 青贮玉米物质积累即光合性能动态 . 124 . 125 . 128 参考文献 . 129 致 谢 . 140 作者简介 . 141 中国农业科学院博士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 世界农业发展规律表明，传统农业以生产粮食为主，现代农业以畜牧养殖为主。发达国家的人工牧草和饲料玉米面积占耕地面积 较大 ， 畜牧业的生产制度基本形成； 而 发展 中国家的畜牧业生产制度，需要经过比农作物生产更加激烈的变革才能实现对它的期望 （徐爱国， 2004） 。 在 需求迅速增加的情况下，产量增长速度需要大大超过农作物 的 生产 。 我国农 区畜牧业肉牛奶业的发展中，存在的一个重要限制因素是饲料不足，尤其是粗饲料不足 （李易方， 1981） 。 玉米是世界农业发展中的优势作物。是世界三大粮作之一和我 国第二大作物，被称为高产之王（ 1554记录）、饲料之王（ 75%以上用于饲料）、工业原料之王（ 1000 多种产品） （陈新江，2003）； 当今的玉米不再是主要的粮作 ,已为饲 料、粮和工业原料集一身、独具 粮 经 饲 三元结构 的 重要作物。青贮玉米生物产量高，其茎杆是优质的青饲、青贮饲料，玉米在畜牧业中的地位远超过了它在农业生产中的地位 （闫淑琴， 2001） 。 贮玉米的 重要地位 玉米种植面积和总产仅次于 水稻 ， 居 第 二 位 。世界玉米的种植分布为美国（ 12 个州）、中国（东北、华北平原、西南山区和半山区）和欧洲三个 玉米带。近 30 年来，玉米种植区域不断向南北延伸，北界已达 48 N，青饲玉米可达 60 N、南界 40 S。综观世界玉米的生产与发展，其现状和趋势 见 表 表 世界玉米生产现状 和 趋势 of in 代 种植面积 (万 总产量（万 t） 单产（ / 现状 70 11 440 32 80 12 954 43 90 55 2002 年 60 334 位次 中、巴、墨、印 美、中、巴、 墨、法 法、美、中、阿根廷、南斯拉夫 16年的增长率（ %） 世界 1979 中国 势 四种 类型 1 增加 大幅增加 增加 中、巴、墨、美 2 减少 增加 增加 阿、泰、印 3 稳定 增加 增加 法 4 减少 大幅减少 减少 罗马尼亚、 南 非 未来 5 15 000 73 500 4 900 (数据引自：安国民， 2004；周洪生， 1996。 ) 玉米是世界上最有发展前途的谷物 ,中国是世界第二大玉米生产国。由表可见， 1979年以前，中国农业科学院博士学位论文 第一章 绪论 2 我国的玉米生产处于初期，但发展速度 惊人 ，单产比 1950年提高了 2倍多。 16 年间（ 79国玉米种植面积、单产和总产增长率 大于世界（美国） 1倍 （安国民 等 ， 2004；周洪生， 1996）。 玉米产业的发展取决于市场对玉米的需求。从 60代，世界玉米消费量呈逐年 增加的趋势。 90 年代统计表明，全世界生产的玉米有 68%用作饲料， 15%的 玉米为口粮和食品， 8%用作工业原料。 1吨玉米籽粒能生产 150 20090年代期间，世界玉米的需求量以平均 速度递增。预计在今后 5间，由于各国畜牧业的大发展。饲料需求的增长速度将保持在2水平，至 2015 年世界饲料产量将达 7 亿吨，这就要求有更大量的玉米作原料，青贮玉米的生产与发展前景十分广阔。 随着农业结构的调整，畜牧业已成为发展的重点，而饲料又是畜牧业发展之源。由于我国农田和草地严重退化、沙化和盐碱化， 对现有牲畜 草地已不堪 重负 ，继而，我国的畜牧业发展总体目标又作了调整：大 力发展牛羊等草食家畜，适度减少猪鸡等养殖比例，逐步形成一个“节粮型”的畜牧业结构，因此，我国发展草食家畜的重心将转向农区，青贮玉米的种植面积将会迅速增加。针对畜牧业快速发展中优质饲草饲料缺乏的局面，作为饲草饲料之王的青贮玉米，将成为玉米育种和生产快速发展的新目标 (彭忠华等 ,2001；佟屏亚， 1992) 。 料玉米的分类与评价 玉米不仅 籽 粒是优质的高能精饲料，而且收获籽实后的秸秆及时青贮或晾晒、风干，亦是良好的精饲料。玉米饲用的最佳 途径 是青贮。 （ 1） 饲料玉米的类型 玉米从收获期、利用部位、加工处理方 法等方面分类，可归纳为 4种：精饲料、干草料、青饲料、青贮饲料。 1精饲料（粒用玉米） 又称为精料。是 指用作饲料的成熟期收获的籽粒玉米，为传统 的冬季添加饲料，混入饲草中饲喂牲畜。生产上主要用的是普通玉米的籽粒，少数是高蛋白玉米的籽粒，专用精饲料玉米的品种很少。 2干草料（风干秸秆）：指玉米成熟收获后风干的茎叶（不含籽粒）作为饲草。 3青饲料（青刈玉米 ） :指玉米生长期或成熟期前收获的青茎叶，直接饲喂牲畜的一种鲜食草料。青饲 青贮玉米是指在不同生育阶段收获青绿的玉米茎叶和果穗作饲料，或到乳熟期至蜡熟期收获整株玉米经加工贮藏后用作饲料的一类玉米。 4青贮饲料：玉米的青贮饲料包括青贮秸秆、青贮玉米（全株）两种。 青贮秸秆（不含果穗）：指玉米成熟期收获的青茎叶并青贮的青贮玉米秸秆饲料，如粮饲兼用玉米的秸秆青贮。 青贮玉米（全株）：指玉米乳熟后 至蜡熟前收获的全株并青贮（茎叶和果穗）的饲用玉米。指标：收获时籽粒的乳线达 1/4；植株含水量 65 70左右；鲜果穗重占全株重的 40%以上；植株基部干叶 25；全株含糖量 6%、粗纤维 7%等。 饲用玉米按其植株类型分为单株型和分蘖型。单株型基本无分蘖，其植株高大、叶片繁茂、茎 秆 粗壮；一般着生 1 2个果穗；分蘖型：茎叶丛生多分蘖，单株青体产量高；可消化蛋白高，多穗。 中国农业科学院博士学位论文 第一章 绪论 3 （ 2） 青贮玉米的分类 1青贮专用型玉米：一般不用作粮食，产量高、品质好、具有较好的籽粒茎叶产量及活杆成熟性，能保证青绿茎叶供青贮。其消化率达 60 70。在乳熟期至蜡熟期期间收获包括玉米果穗在内的整株玉米。青贮玉米的茎、叶、穗产量 高，抗倒伏，营养价值高，并易于消化利用。在品种选配上一般要求采用植株高大，生物产量高、抗倒抗病的晚熟品种 （ ， 1999） 。在目前人多地少 的 特 有 国情下，发展奶牛业，推广青饲青贮玉米比种植普通玉米效益更高，潜力巨大。 2粮饲兼用型玉米： 具有较高的经济产量和生物产量，籽粒产量高，成熟时保绿性好，利于青贮，营养价值丰富 （朱霞等， 2005）。 是在成熟期先收获玉米籽粒用于粮食或配合饲料，然后再收获青绿的茎叶用作青贮。既可作为普通玉米品种，成熟期收获籽粒，用于食物或配合饲料，也 可作为青贮玉米品种在乳熟期至蜡熟期间收获包括果穗和茎叶在内的全株，用于青贮饲料。 在美国许多农民收获时决定收获子粒或用作青贮，这样当一年生豆科植物由于冷害、干旱 、早霜冻引起牧草饲料产量下降时，农民就将玉米作青贮饲料收获。但是当草料充足时，玉米生产者更愿意收获子粒直接出售，既可以用于子粒生产又可以用作青贮 (994)。 3粮饲通