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国际期刊的农学/2020年/文章

研究文章|开放获取

体积 2020年 |文章的ID 4518062 | 10 页面 | https://doi.org/10.1155/2020/4518062

玉米响应植物密度和行配置不同水分环境

学术编辑器:艾伦·巴克
收到了 2019年5月31日
接受 2019年11月23日
发表 2020年3月05

文摘

玉米(玉米l .)在东南可以负面影响的生产不稳定的夏季降雨和干旱,土壤粗切,但灌溉结合保护性耕作和覆盖作物可能支持更大的植物密度安排在不同的行配置来提高产量。我们检查了5个site-years跨两种土壤类型在阿拉巴马州的数据比较玉米产量在一个保护系统为单跨三个植物密度和twin-row配置在旱地和灌溉水分政权。治疗与分裂阴谋安排治疗限制RCB设计有三个复制。主要情节是灌溉水平(没有灌溉和灌溉),和次要情节是一个阶乘安排三个植物植物密度(5.9,7.4,和8.9米−2)和行配置(单、双)。水分环境(低和中等)变量,定义为生长季节降雨,被用来在site-years平均。一般来说,灌溉moderate-moisture环境改善每个测量变量(株高、干草产量、玉米产量和测试重量)和减少粮食N浓度和黄曲霉素水平较低湿度环境没有灌溉。福利增加的降雨和灌溉能减少土壤水分的压力在干旱的土壤是很明显的。汇集所有site-years表示结果没有产生响应随着种植密度的增加,但是更大的收益在moderate-moisture观察植物密度最大的环境。没有优势twin-row观察玉米生产在五个site-years在阿拉巴马州,这表明行配置可以被成功采用。

1。介绍

零星的夏季降水结合粗切土在东南可以限制玉米产量。水分赤字时产生的玉米授粉可以对玉米产量的损伤特别大1- - - - - -3]。黄曲霉毒素产量增加了黄曲霉也伴随着高温和较低的平均降雨量在吐丝面团后期发展阶段的玉米生产区域南部[4- - - - - -6]。这表明时间的水分水分赤字赤字可能是更重要的比赛季(7]。相关的不确定性与有利的生长条件对玉米整个东南促使一些种植者消除玉米生产操作。Endale et al。3]东南玉米产量的下降归因于生产商自愿限制种植,避免经济损失的风险,可能是由于不可靠的收益率和/或黄曲霉毒素污染。

一个生产实践,可能抵消较低的土壤水的局限性控股能力玉米生产是一个保护系统,同时使用保护性耕作和覆盖作物。覆盖作物与保护性耕作结合使用可以增强土壤物理性质,虽然好处可能是网站特定的(8,9]。退化的老成土,盛行东南,通常反应减少了耕作,促进渣表面保留在土壤表面。增加有机质,改善土壤结构导致改善渗透,这可能增加植物可用的水(10,11]。例如,爱德华兹et al。12由于较高的大豆(大豆l .)收益率水分保护表面覆盖物在带状耕作或没有耕作。地带是旨在破坏耕作土壤作物行下以最小的表面扰动行中部,虽然没有耕作是一种保护性耕作相比,表面残留最大化保留传统耕作制(13]。

土壤水分节水的好处与这些耕作系统可能有助于克服产量限制干旱时期,发生在临界增长阶段(即。、生殖阶段)归因于不稳定的季节性降雨分布在较低的土壤水控股能力(14]。Endale et al。3]报道没有与黑麦覆盖作物耕作和家禽垃圾随着N源提高玉米产量超过5年时期降水范围从20到95%的最佳在抽雄面团早期阶段基于70年每日降雨量记录。这些土壤水分节水的好处通常促进旱地作物生产,但是好处也有效灌溉生产商提高灌溉效率(3,10]。东南部玉米种植者的成本有效地实现灌溉他们的农场可以预期收益率增加(2,15]。此外,灌溉也可以帮助减少黄曲霉毒素污染的黄曲霉素综合管理策略16,17]。

保护性耕作、作物肥田和灌溉整个东南应该提高玉米产量潜力。土壤水分条件有利的赛季可能通过结合所有三个实践也支持通过植株密度更大的产量增加。减少行间距可以增加种植密度,从而创造出更多的等距植物间距减少植物对光线之间的竞争,营养,和水(18]。富尔顿(19]表示更大的植物密度产生更高的收益相比,低植物在土壤水分充足的条件下密度。然而,有一点当植物之间对资源的竞争将产生一个收益率下降。的行间距之间的关系和植物人口优化品种和不同环境(20.]。例如,Tollenaar [21]发现最近发布的杂交玉米,直立叶架构,提高了光拦截,允许这些混合动力车更好地承受压力而年长的混合动力车。

性状,窄行可能有利于玉米生产,但不易采用窄行由于必需的变化(即相关领域操作。,耕作、播种和收获)2]。twin-row配置提出了最小化设备修改,在保持优势的窄行(2,22]。Karlen和营2]报道平均收益率增加twin-row玉米640公斤·公顷−1相比单一行灌溉使用传统的跨大西洋沿岸平原土壤耕作。然而,Balkcom et al。23]报道不一致的产量优势twin-row玉米保护性耕作和覆盖作物在砂壤土和粉砂壤土土壤在阿拉巴马州。Balkcom et al。23)还指出,土壤水分twin-row玉米生产可能有限,因为没有提供补充灌溉。研究人员推测一致twin-row产量优势灌溉是必要的。因此,我们的目标是比较保护性耕作玉米产量潜力为单跨三个植物密度和twin-row配置在旱地和灌溉水分政权。

2。材料和方法

进行了田间试验的田间作物单位业务史密斯研究中心(EVS)附近的短,艾尔(32°25′19.53”N;85°53′20.13”W)在2011年,2012年和2014年的生长季节和田纳西流域研究与推广中心(电视)美女米娜,艾尔(34°41′27.57”N;86°53′01.80“W)在2012年和2013年的生长季节。土壤类型在每一个位置对应于Marvyn壤质砂土(fine-loamy、非热象征性的Kandiudult)在电动汽车和迪凯特粉砂壤土(好,非,热暗红色Paleudult)电视。

实验设计是一个分裂阴谋治疗限制在随机完全区组设计有三个复制。主要情节(7.3米×73.2 m-EVS;23.8米×18.3 m-TVS)包括灌溉,没有灌溉而次要情节是一个阶乘的玉米植株密度代表植物低(5.9 m−2;23888株交流−1植物),中等(7.4 m−2;29962株交流−1植物),高(8.9米−2;36035株交流−1)植物密度和行配置(单比双胞胎)。次要情节的尺寸是3.7米×12.2米为电动汽车和电视的3.0米×11.9米。在电动汽车、灌溉水平达到了一个三节横向的灌溉系统,允许一半的每个部分是随机选择没有灌溉通过阻断喷嘴下面创建一个灌溉和旱地部分横向的每个部分。在电视,每个次要情节可以灌溉,根据治疗四个喷头喷嘴位于每一个角落的每一个次要情节一致均匀灌溉具体情节创建灌溉和不用灌溉主要情节。在两个地点,所有情节都灌溉大约每7 d,根据降雨收到和当地员工的判断。这种灌溉方式是一种常见的种植者在该地区采取的策略,以及在研究中常用的一般灌溉。最低单灌溉应用程序数量与∼20毫米在每个位置,以防止地表径流。一个混合,DKC 64 - 69®(迪卡尔布遗传学公司;迪卡尔布,IL),选择地点和所有的实验。

每个实验位置由一个保护系统,包括一个黑麦(Secale cerealel .)建立覆盖作物和免耕播种机播种在100公斤·哈−1之前每个秋天,玉米种植。黑麦是受精34公斤N·公顷−1每年北半球4没有3(33-0-0-10)加强生物质生产。覆盖作物是终止每年与草甘膦异丙胺盐的N - (phosphonomethyl)甘氨酸]玉米种植前至少2周。生物量测量决定立即终止前化学通过削减所有地上组织从两个随机0.25米2地区在每个情节,在55°C 72 h干燥,称重。覆盖作物终止时机不基于增长阶段,但与预期玉米种植日期允许最大的生物质产量和土壤水分补给自然降雨(24,25]。没有应用于灌溉要么位置每年当覆盖作物。覆盖作物有关的所有相关信息总结表1


Site-year一个 种植日期 氮肥的日期 终止日期 生物质(公斤·哈−1)

电动汽车2011 2010年11月3日 2011年2月16日 2011年3月23日 2300 (130)b
电动汽车2012 2011年11月7日 2012年2月24日 2012年3月21日 3435 (175)
电动汽车2014 2013年12月16日 2014年2月18日 2014年3月27日, 835 (40)
2012年电视 2011年10月26日 2011年12月9日 2012年3月19日 3365 (190)
2013年电视 2012年11月16日, 2013年3月3日 2013年3月28日 2190 (155)

一个电动汽车,那么史密斯研究中心;电视,田纳西流域研究与推广中心。b标准误差。

大约2 d玉米种植之前,所有的情节在电动汽车线性底土35至40厘米深KMC一代我Rip-Strip(凯利制造有限公司Tifton, GA)。这条耕作配置由一个库尔特,柄,气动压力机轮子。在电视,玉米种子直接进入土壤耕作之前没有任何。这些耕作的场景代表了耕作实践对于每个位置,种植玉米之前,基于土壤类型。

在电动汽车,单一的行被播种,约翰迪尔1700 MaxEmerge + (Deere & Co .,风车式的,IL)种植园主配备黎明(黎明设备有限公司,无花果,IL)行清洁工。双行被播种Monosem (Monosem Inc .,爱德华兹,KS) twin-row播种机,犁刀安装在每个人面前行。单和twin-row配置被播种大平原1510 p精密三分(大平原制造业公司,赛利娜,KS)种植园主在电视。twin-row配置在两个地点,株密度对两行twin-row配置被减少一半的植物密度相当于单列配置相匹配。行间距在电动汽车在电视是91厘米和76厘米。大平原1510 p精密播种机工厂没有能力行> 76厘米;因此,不能使用一个种植园主在的位置。农场设备(即。,tractors, sprayers, and combines) could not be altered for both row spacings; therefore, available existing equipment was utilized at each location to manage each experiment. Dates that correspond to select cultural practices including planting, sidedress N, irrigation, and harvesting for each site-year are summarized in Table2


现场操作 电动汽车一个 电视b
2011年 2012年 2014年 2012年 2013年

种植日期 4月4日 4月2日 4月13日 4月4日 4月13日
Sidedress N 4月27日 5月7日 5月20日 5月11日 5月24日
灌溉事件c
1 4月26日 4月25日 7月1日 5月23日 5月30日
2nd 5月10日 4月30日 7月14日 5月24日 6月13日
3理查德·道金斯 5月27日 5月27日 7月31日 5月29日 6月18日
4th 6月3日 6月20日 8月12日 6月12日 6月20日
5th 6月13日 6月29日 6月14日 6月25日
6th 6月15日 7月18日 6月19日 6月27日
7th 6月21日 7月2日
8th 6月26日 7月18日
9th 6月28日 7月30日
10th 7月3日
11th 7月5日
12th 7月26日
13th 8月7日
14th 8月9日
收获 8月16日 8月27日 9月2日 8月30日 9月12日

一个电动汽车,那么史密斯研究中心。b电视,田纳西流域研究与推广中心。c每个灌溉事件(20 mm)开始每7 d除非降雨收到超过25毫米。

每年复合土样(∼10个样本)被随机收集在遇到块2.54厘米土壤调查30厘米的深度评估土壤测试评级P、K和土壤博士种植前的应用P、K和石灰在每个位置,以确保必要的土壤测试评级基于阿拉巴马州被认为是“高”实验台对玉米的建议(26]。表施氮肥是56公斤N·公顷的starter应用程序−1以颗粒形式,17-17-17在电动汽车或北半球4没有3(33-0-0-10)在电视,种植前。剩下的N(185公斤·哈−1)在sidedress注入28% (EVS)或32%(电视)urea-ammonium-nitrate。

植物高度从地面测量到的节点下面的植物生理成熟度的流苏从10个随机选择的植物在每个情节。立即收获之前,玉米秸秆收集样品从每个次要情节剪裁所有地上植物从0.91米2(EVS)和0.76米2(电视)的区域。不同的采样面积大小是必要的,因为在每个位置使用不同的行间距。所有玉米秸秆(玉米穗轴、秸秆、树叶和壳)是干重前55°C 72 h。

每年玉米收获机械结合使用。粮食产量都调整到155 g·公斤的含水率−1。粮食的子样品从每个情节和干55°C 72 h。晶粒子样品的一部分被地面通过一个2毫米屏幕威利机(Swedesboro托马斯•科学新泽西),然后进一步通过一个1毫米屏幕与气旋磨床(Swedesboro托马斯•科学新泽西)。每个子样品后分析了磨削为总N×干燥燃烧LECO TrueSpec-CN分析仪(LECO Corp .)、圣约瑟夫、MI)。其余部分的子样品被用来确定测试重量称量谷物中包含一个标准容积杯由Seedburo设备公司(德斯普兰斯,IL)。

第二子样品的粮食也为黄曲霉毒素分析收集的。这个子样品还与威利厂地面通过一个6毫米的屏幕。10 g地面玉米样本化验的黄曲霉素使用Veratox测试(Neogen Corp .,兰辛,MI)。酶联免疫吸附试验(ELISA)有效期为十亿分之5-50总黄曲霉毒素。如果试验表明水平> 50磅,提取是稀释并再次化验。至少10%的样本化验证实黄曲霉毒素含量的两倍。

2.1。统计分析

数据从测量变量(植物密度、株高、干草产量、籽粒产量、测试重量,谷物N,和黄曲霉毒素含量),不符合正态分布rank-transformed意味着分离。黄曲霉毒素内容转化为(ln含量+ 1)之前的分析。广义线性混合模型分析使用PROC GLIMMIX (SAS 9.4, SAS研究所卡里,NC)进行所有测量变量。在初步分析,site-year、灌溉、行模式,和植物密度固定效应模型中,而块和块×灌溉是随机效应。是非的变量。时确定为重要因素影响

3所示。结果与讨论

3.1。气候数据

为每个玉米生长季节的降雨总量从381毫米到675毫米不等跨五个site-years检查在这项研究中(表3)。在电动汽车,所有三年的降雨量低于平均10 y的位置,尽管2014年是相似的(±5%)平均(表10 y3)。在电视、干(2012)和湿(2013)年相比,观察10 y位置(表的平均水平3)。在site-years降雨分布变量,也凸显了月降雨量(表的分布3)。例如,2011年在电动汽车多干燥机是基于降雨总量比2012年电动汽车;然而,更多的灌溉应用在2012年比2011年(表3)。2011年,7月的降雨量为143%高于相应的月2012年,电动汽车。潮湿的2011年7月的否定赛季末灌溉的需要在电动汽车与2012年相比,这减少了总灌溉量。


电动汽车一个 电视b
2011年 2012年 2014年 10 y avg。c 2012年 2013年 10 y avg。c

降雨毫米

4月 48 24 130年 79年 41 108年 125年
可能 56 176年 114年 108年 80年 165年 108年
6月 57 77年 107年 97年 34 85年 77年
7月 204年 84年 89年 131年 222年 250年 142年
8月 16 133年 75年 118年 87年 56 77年
9月 0d 0 0 0 0 11 4
381年 494年 515年 533年 464年 675年 533年

灌溉毫米

4月 10 71年
可能 42 41 44 13
6月 64年 81年 102年 95年
7月 81年 85年 44 51
8月 23 25
116年 274年 108年 215年 159年

一个电动汽车,那么史密斯研究中心。b电视,田纳西流域研究与推广中心。c最新日期对应最早种植和收获日期为2004年到2014年期间在每个位置。d“0”代表了收获日期没有降雨记录,因为发生在8月或没有收到9月降雨,之前收割。

降雨量的变化观察到在不同位置,尽管灌溉、创建不同的湿度环境。初步分析表明site-year影响( )所有测量变量(表4),但两个site-years从别人站在整个赛季雨水含量很低(< 480 mm;EVS11 TVS12;表3)。进一步分析两组环境中使用基于降雨区分水分环境;EVS11和TVS12被认为是“低”,其余三个(EVS12、EVS14 TVS13)被认为是“适度”。


Site-year 株高、厘米 干草,公斤·哈−1 产量、公斤·哈−1 测试重量 粮食N g·公斤−1 黄曲霉毒素

电动汽车2011 162.2 e 7648.4 d 3130 d 60.8 15.2 17.62
电动汽车2012 253.7 ND一个 11445 b 58.4摄氏度 12.5摄氏度 24.33
电动汽车2014 229.1 b 9459.9摄氏度 11183 b 60.8 12.4摄氏度 2.97 b
2012年电视 158.9 e 14309一个 7294 c 58.9摄氏度 15.3 27.58
2013年电视 215.9摄氏度 11184 b 15061一个 59.8 b 13.1 b 3.53 b

一个不确定;干重磨前没有收集。
3.2。植物的高度和干草产量

水分环境( )和灌溉( )每一株高的影响(表5)。moderate-moisture环境产生植物45%高而低湿度环境,同时灌溉生产植物8%高而没有灌溉(数据未显示)。×灌溉水分环境交互( ;5)是由于类似植物高度有或没有灌溉moderate-moisture环境,而株高在低湿度环境中16%的短没有灌溉灌溉相比(表6)。株高在低湿度环境中比在25%和37%短moderate-moisture环境和没有灌溉,分别(表6)。水分环境×行模式交互( ;5)表明株高平均高45% moderate-moisture环境较低湿度环境,无论行模式(数据未显示)。


效果 df 株高 干草产量一个 收益率 测试重量 粮食N 黄曲霉毒素

环境(我)b 9 < 0.0001c 0.8571 < 0.0001 0.6502 < 0.0001 < 0.0001
灌溉(我) 1 0.0179 0.0005 < 0.0001 0.8858 0.0001 0.0212
×我 9 0.0330 0.0083 0.0422 0.0159 0.0083 0.0498
行模式(RP) 1 0.7984 0.2163 0.3999 0.1086 0.2771 0.4824
我×RP 9 0.0126 0.4597 0.3993 0.9476 0.8240 0.3996
我×RP 1 0.4926 0.6485 0.7227 0.6243 0.5054 0.7913
我××RP 9 0.7957 0.9267 0.7841 0.3440 0.7331 0.5400
人口(P) 2 0.8039 0.8286 0.5571 0.8000 0.0416 0.1225
P×我 18 0.2453 0.9691 0.3463 0.4508 0.5197 0.8758
P×我 2 0.5393 0.8704 0.8412 0.8834 0.6799 0.8561
P××我 18 0.9848 0.8577 0.9470 0.9273 0.3391 0.8885
P×RP 2 0.7517 0.9884 0.9546 0.8459 0.6785 0.9104
P××RP 18 0.6544 0.8433 0.8672 0.9495 0.7538 0.7111
P××RP 2 0.7240 0.8480 0.6709 0.4135 0.5950 0.9686
我×××卢比P 18 0.9677 0.9462 0.8353 0.9203 0.9971 0.7074

一个2012年史密斯site-year(业务)被排除在分析因为干燥重量的样品没有。b环境代表水分环境中< 480厘米降雨在两个site-years (EVS11和TVS12)是“低水分”和其他site-years“中度水分。”c大胆的值显示显著差异( )。

效果 株高、厘米 干草产量、公斤·哈−1 产量、公斤·哈−1 测试重量 粮食N g·公斤−1 黄曲霉毒素含量 黄曲霉毒素样品≥20磅(%)

低我一个;灌溉 174.9 b 13249一个 8178 c 59.5 ab 14.7 b 11.06 b 36.1
温和的我;灌溉 233.7 10510 ab 13532一个 59.9 ab 12.6摄氏度 3.66摄氏度 22.2
低我;旱地 146.2摄氏度 8708 c 2246 d 60.0 15.7 32.24 75.0
温和的我;旱地 233.0 10044 b 11504 b 59.4 b 12.7摄氏度 4.10摄氏度 24.0

一个潮湿的环境。

灌溉( ;5没有灌溉相比)干草产量提高27%(数据没有显示)。然而,水分环境×灌溉交互( ;5)表示在低湿度环境中秸秆产量最大的灌溉和最低低湿度环境没有灌溉;秸秆在moderate-moisture环境中间(表6)。最伟大的干草产量与灌溉在低湿度环境中测量表明,降雨和灌溉时间可能是最佳的干草产量最大化。

灌溉,无论湿度环境,倾向于支持较高的植物有更多的秸秆生物质生产在这个实验中使用的混合。在低湿度环境中,株高与干草产量(表相关的积极7)。Blanco-Canqui和拉尔27]报道在吐丝玉米植株高度之间的正相关性,土壤含水量。Mourtzinis et al。28)报道,株高在前统计模型被用来作为关键变量来评估玉米产量。然而,产量预测关系是提高了包括其他形态测量,农业信息和气候数据(28]。


Moderate-moisture环境 低湿度环境
株高 干草产量 收益率 粮食N 黄曲霉毒素

株高 R 0.2345 0.5063 −0.5491 −0.1834
价值 0.0474 < 0.0001 < 0.0001 0.1231
n 72年 72年 71年 72年
干草产量 −0.2220 0.7176 −0.3570 −0.0738
0.0647 < 0.0001 0.0022 0.5376
70年 72年 71年 72年
收益率 −0.4026 0.4410 −0.6251 −0.2630
< 0.0001 0.0001 < 0.0001 0.0256
106年 70年 71年 72年
粮食N −0.2430 0.3204 0.0284 0.3817
0.0121 0.0061 0.7725 0.0010
106年 72年 106年 71年
黄曲霉毒素 0.4828 0.2025 −0.1286 0.2337
< 0.0001 0.0880 0.1889 0.0149
106年 72年 106年 108年

干草产量的测量可以量化植物生长的差异处理变量。干草产量估计最近获得的重要性由于使用秸秆作为生物燃料生产生物能源来源。确认收获的大量的玉米秸秆,减少负面影响土壤一直是一个主要的问题在这一领域的研究(29日]。

3.3。收益率

水分环境( )和灌溉( )每一个影响玉米产量(表5)。moderate-moisture环境玉米产量增加140%,而灌溉玉米产量增加58%,低湿度环境和灌溉相比,分别(数据没有显示)。玉米产量的增加,在东南,有足够的降雨量和/或灌溉发展的关键时期在整个生长季节并不令人惊讶。许多东南部土壤具有退化老成土和粗纹理,可怜的结构,有机质含量较低(< 1%),造成有限的土壤蓄水(30.]。×灌溉水分环境交互作用显著( ;5)和玉米产量最大的moderate-moisture环境与灌溉相比,所有其他组合(表6)。玉米产量降低了15% moderate-moisture环境没有灌溉与灌溉相比(表6)。在低湿度环境中,与灌溉玉米产量是3.6 x大于没有灌溉(表6)。

收益率呈正(R= 0.51, )与株高在低湿度环境中,但负面(R=−0.40, )moderate-moisture环境(表中相关7)。不管水分环境,收益率呈正(R> 0.44, )干草产量(表相关7)。植物截获光(即以最大的能力。,increased stover), although not always the tallest plants, produced the greatest yields. Reeves and Mullins [31日)也报道棉花(陆地棉l .)收益率增加植物的光合面积增加。

没有观察到收益率反应行模式,尽管研究收益率两个不同水分环境(表之间的数据5)。Balkcom et al。23]也观察到缺乏玉米产量反应行模式在阿拉巴马州的土壤类型相似,但他们将此归因于土壤水分有限,尽管使用保护系统。相关的潜在土壤水分的好处与保护系统没有产生更大的twin-row收益率相比单一行。有限的生产能力覆盖作物生物量前玉米(表1),由于需要提前终止时间,可能会限制土壤水分保护系统的好处(32]。然而,twin-row花生(落花生hypogeal .)生产是流行在东南亚(13,33];因此,玉米种植者应该经验没有产量减少,如果他们选择使用相同的种植玉米和花生产量。

植物密度测量收集3周后植物种植与6.0 m−27.0植物米−2和8.9 m−2低、中、高种植密度,分别(数据没有显示)。植物密度检查在这项研究代表广泛涵盖旱地生产者和灌溉生产商。然而,植物密度和相互作用与植物密度对玉米产量(表没有影响5)。一般来说,随着种植密度的增加,玉米产量增加,但一旦植物密度达到一定程度,随环境、产量将下降(2,20.]。

池数据在所有site-years和灌溉治疗表示没有统计产量反应与植物密度有关。没有响应种植密度对种子成本确实有影响,在高等植物密度可能是重要的。尽管没有显著增加收益率反应由于植物密度汇集数据,与更大的密度更大的收益率观察一些site-years。只有moderate-moisture环境的分析表明,最大的植物密度导致收益率显著大于中等或低密度。在低湿度环境,最大的植物密度数值比其他种植密度较低的收益率。在site-year大多数限制水分(EVS 11),较低的收益率指出与介质密度低于植物密度,即使灌溉。这些结果支持先前的研究表明nonlimiting土壤水分条件必须存在以支持增加玉米植株密度在粗切土东南部的[23]。

1显示接收到的在降雨和灌溉时间,包括两个site-years丝纹包含在低湿度环境。干燥时间的5月28日开始(图15 d1(一)6月12日开始)和23 d(图1 (b))说明相应的灌溉量期间提供。在电视,固定式自动喷水灭火喷嘴位于每个情节使更频繁,及时灌溉应用程序相比,使用的横向灌溉系统在电动汽车的干旱期延长。

3.4。测试重量和谷物N浓度

测试重量,粮食质量的指标,不受湿度影响,环境或灌溉,但水分之间的交互环境和灌溉( )观察(表5)。没有灌溉在低湿度环境中产生更大的测试体重比不灌溉moderate-moisture环境(表6)。测试重量低和moderate-moisture环境与灌溉是这些值(表的中间6)。经济差异与测量测试重量没有计算,但小差异,虽然意义重大,是最小的产量相比,不同水分环境和灌溉水平的差异。

水分环境( )和灌溉( )每个影响粮食N浓度(表5)。粮食N浓度降低了16% moderate-moisture环境相比,低湿度环境,而灌溉粮食生产N浓度4%不到没有灌溉(数据未显示)。增加了土壤水分,无论湿度环境或灌溉,被认为是增加粮食玉米生长和产生稀释N浓度出现在工厂。只是et al。34小麦]描述了这一现象(小麦l .),但原则也适用于玉米。植物密度( )也影响到粮食N浓度,但差异小。低种植密度产生一粒一粒N浓度3%大于N浓度从高种植密度,而中间的这些粮食产生的介质密度N浓度水平(数据没有显示)。×灌溉水分环境交互( ;5)是由于显著降低谷物N与灌溉在低湿度环境虽然不是一个效果由于灌溉moderate-moisture环境(表6)。

不管水分环境,谷物N浓度负相关,株高(R>−0.24, )。然而,尽管粮食N是负相关在低湿度环境(秸秆生产R=−0.35, ),这是呈正相关(R= 0.32, )与moderate-moisture干草生产环境(表7)。如前所述,谷物N是减少与更大的植物生长(反映在秸秆数量),这大大增加了灌溉在低湿度环境中(表6);然而,在moderate-moisture环境中,灌溉对秸秆数量几乎没有什么影响。

估计一粒一粒N浓度是至关重要的,以确定N删除计算所需计算平衡(35]。虽然超出了这个实验的范围,估计N平衡帮助确定最佳氮肥率实现利润最大化和最小化环境N损失。植物育种者的倾向选择混合动力车粮食高产创造了一个意想不到的后果N浓度下降随着时间的推移,(36]。如前所述,这个逆关系的常见的解释是稀释效应,但Tenorio et al。35)公布疲弱,积极代表众多粮食N浓度和产量之间的关系比较从美国北中部地区。这个区域代表着一个庞大的美国玉米生产区域,但这种关系没有得到广泛的研究在美国的其他地区,如东南。

3.5。黄曲霉毒素

水分环境( )和灌溉( )也影响黄曲霉毒素水平(表5)。平均黄曲霉毒素含量的玉米moderate-moisture环境相比降低了48%低湿度环境;23.1% moderate-moisture阴谋的样本和58.3%的低湿度图样本> 20磅的黄曲霉毒素。百分之二十五的样本灌溉玉米> 20磅的黄曲霉毒素,而44.4%的样本不用灌溉土地高于该阈值(数据未显示)。×灌溉水分环境交互( ;5)是由于显著减少平均低湿度环境中黄曲霉毒素含量与灌溉灌溉并没有显着影响黄曲霉毒素在moderate-moisture环境(表6)。低湿度环境和灌溉导致黄曲霉毒素污染最高(表6)和最大数量的样本> 20磅的黄曲霉毒素。

在低湿度环境中,黄曲霉素是负相关(R=−0.26, )与产量(表7)。黄曲霉毒素含量呈正相关,谷物N浓度在低收入和中等- (R> 0.23, )水分环境(表7)。黄曲霉毒素也呈正相关(R= 0.48, )(表与株高moderate-moisture环境7)。这些结果似乎矛盾的以前的观测表明N赤字导致更高的黄曲霉毒素含量(17]。然而,大多数研究只观察N生育,不分区相对于黄曲霉毒素。通过Nasielski et al。37)表明,N吸收可以增加植物水分胁迫下生长,这可以解释我们的结果。另外,低R2实质性的变化这些关系表明,可能表示没有生物学意义。

在低湿度环境中,灌溉在电视允许一致的玉米产量黄曲霉素水平增加而不用灌溉玉米产量(图2(一个))。在电动汽车,灌溉水平之间的效果并不显著(图2(一个))。moderate-moisture环境,所有site-years玉米产量平均减少黄曲霉素水平增加(图2 (b))。黄曲霉毒素水平仍低在电视moderate-moisture环境无论灌溉(图2 (b))。

干旱和热应力的主要因素,以避免因为他们导致黄曲霉毒素污染,特别是在灌浆期期(17]。这些条件都普遍在东南部,增加潜在的黄曲霉毒素污染(38]。早期种植用于减少热应力的影响,同时灌溉可以帮助避免干旱胁迫和随后的黄曲霉毒素污染17]。收益率之间的负相关和黄曲霉毒素污染似乎支持这一论点。然而,布鲁斯38]报道的黄曲霉素水平并没有不同灌溉和不用灌溉玉米。尽管灌溉的优点,其他因素,如充足N水平,有时可能会影响黄曲霉毒素水平(17]。Damianidis et al。6)也报道当令天气条件之间的关系,主要是最低温度和雨量60到76%的解释观察到黄曲霉素的变化。moderate-moisture环境为例,在2014年电动汽车,黄曲霉毒素水平仍低整个测试除了一个阴谋,尽管没有灌溉(图2 (b))。这表明,生长条件观察到site-year,灌溉不影响测定黄曲霉毒素水平的主要因素。种植密度对黄曲霉素水平没有影响被观察到在其他的研究(6]。

4所示。结论

潮湿环境和/或灌溉影响所有测量变量的实验中,除了测试重量。的好处,减少土壤水分压力在这些土壤干旱倾向明显,尤其是对产量和黄曲霉毒素污染。每个变量是影响水分之间的交互环境和灌溉。行配置生产没有影响整个变量检查在这项研究中,除了一株高湿度环境之间交互和行模式,表明株高增加,无论moderate-moisture行模式的环境。植物密度只影响粮食N浓度,但更大的粮食N浓度测量低种植密度小(∼3%)相比,具有高种植密度。汇集所有site-years表示结果没有产生响应随着种植密度的增加,但收益率最大化最伟大的植物密度moderate-moisture环境。行配置之间缺乏反应表明,要么行配置可以成功地通过阿拉巴马州玉米种植者,特别是如果twin-row配置被用于其他作物在他们的操作。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

提到的贸易名称和/或商业产品在本文的目的仅仅是为了提供特定的信息,并不意味着推荐或认可美国农业部或奥本大学。

的利益冲突

作者声明没有利益冲突有关出版的手稿。

确认

作者想表达他们的感谢杰弗里·沃克农业科学技术人员,为他的援助与研究数据的收集和提供的技术支持他承认了这个项目的成功。作者还想认识肖恩·斯科特先生提供的援助,奥本大学的负责人田间作物单位,位于短,那么史密斯研究中心,和切特诺里斯先生,奥本大学的负责人田纳西流域研究与推广中心,位于美女米娜。这项研究是由大宗商品基金从阿拉巴马州的小麦和饲料谷物委员会和美国农业部农业研究服务。

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