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不同比例有机肥替代化肥对夏玉米氮肥利用率及N_(2)O排放的影响

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河南农业科学 2024年第5期53卷 92-100页

作者：李新美齐红志何家帅杨康娜魏跃鹏郭航兆孙磊康李孝永贾绪存李玉霞李荣发王群河南农业大学农学院河南郑州450046 河南省农田生态系统野外科学观测研究站河南西平463900 河南省农业科学院农业信息技术研究所河南郑州450002

2022—2023年连续2 a设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥替代10%化肥(FM1)、有机肥替代30%化肥(FM2)和有机肥替代50%化肥(FM3),共5个处理,探究有机肥替代不同比例化肥对玉米产量和植株氮素吸收利用的影响。结果表明,与CF处理相比,FM1... 详细信息

2022—2023年连续2 a设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥替代10%化肥(FM1)、有机肥替代30%化肥(FM2)和有机肥替代50%化肥(FM3),共5个处理,探究有机肥替代不同比例化肥对玉米产量和植株氮素吸收利用的影响。结果表明,与CF处理相比,FM1、FM2、FM3处理的2 a平均土壤容重分别降低1.43%、2.15%、4.67%,2 a平均土壤孔隙度分别增加2.07%、2.60%、5.51%,2 a平均硝态氮含量分别增加9.67%、14.86%、11.01%。与CF处理相比,FM1处理玉米植株2 a平均干物质累积量和产量分别增加3.41%、3.42%,FM3处理分别减少3.25%、6.73%。与CF处理相比,FM1处理2 a平均氮素累积量增加4.49%,2 a平均氮肥利用率和氮肥农学利用率分别增加13.62%、6.11%,2 a平均经济效益增加2.87%,2 a平均一氧化二氮(N_(2)O)排放量减少16.41%,且FM1处理增加了茎秆、叶片的氮素累积量。当有机肥替代化肥比例在30%及以上时(FM2、FM3处理),产量和氮肥利用率明显降低,经济效益减少。综上,有机肥替代10%化肥可以显著提高氮肥利用率,减少N_(2)O排放量,是实现氮肥减施和农业绿色高产的推荐有机肥替代化肥比例。

关键词：夏玉米有机肥替代化肥产量氮肥利用率 N_2O排放经济效益

不同水肥处理对夏玉米田土壤微生物特性的影响

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应用生态学报 2015年第1期26卷 113-121页

作者：刘振香刘鹏贾绪存程乙董树亭赵斌张吉旺杨今胜山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室山东泰安271018 金正大生态工程集团股份有限公司山东临沂276700 山东登海种业股份有限公司山东莱州261448

以氮高效率型玉米品种（ZN99）为试验材料,研究了不同水肥处理对夏玉米田土壤微生物特性的影响.采用裂区设计,主区为灌水处理,设置了2个灌溉水平（玉米全生育期内灌水526和263 mm）;副区为施肥处理,设置了3种肥料类型（无机肥U、有机肥... 详细信息

以氮高效率型玉米品种（ZN99）为试验材料,研究了不同水肥处理对夏玉米田土壤微生物特性的影响.采用裂区设计,主区为灌水处理,设置了2个灌溉水平（玉米全生育期内灌水526和263 mm）;副区为施肥处理,设置了3种肥料类型（无机肥U、有机肥M、有机无机混施UM）和2个施氮水平（N 100和200 kg·hm^-2）.结果表明：灌水量影响了肥料对土壤微生物生物量（碳、氮）和微生物多样性的调控,施有机肥只有在充足灌水条件下才能显著提高土壤微生物生物量碳（14.3%-33.6%）、微生物生物量氮（1.8-2.3倍）和丰富度.适量灌水、增施有机肥或有机无机配施可增加土壤中具有固氮能力的厚壁菌、γ-变形菌或α-变形菌的种类和相对数量.同一施氮量下,有机肥与无机肥对产量的影响差异不显著.从可持续生产角度考虑,适量灌水条件下,增施有机肥更有利于土壤微生物生物量及多样性的提高,增强土壤水肥供应能力.

关键词：水肥运筹微生物多样性微生物生物量碳、氮

长期有机无机肥配施对夏玉米田土壤肥力及氮素平衡的影响

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长期有机无机肥配施对夏玉米田土壤肥力及氮素平衡的影响

作者：贾绪存山东农业大学

学位级别：硕士

本试验于2014～2015年在山东省泰安市山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行。以郑单958为供试材料,以牛粪作为有机肥,在等量施肥200 kg hm-2条件下,设置单施尿素（U）、单施有机肥（M）... 详细信息

本试验于2014～2015年在山东省泰安市山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心和山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行。以郑单958为供试材料,以牛粪作为有机肥,在等量施肥200 kg hm-2条件下,设置单施尿素（U）、单施有机肥（M）、有机无机1:1配施（U+M）,和对照不施肥处理（CK）,研究长期定位施肥下,有机无机配施对夏玉米田土壤团聚体分布及稳定性、田间氮素去向、夏玉米干物质积累和产量的影响,为有机无机配施与高产高效提供理论依据,主要研究结果如下:1有机无机配施对土壤有机碳及团聚体有机碳含量的影响长期施用有机肥和有机无机配施较不施肥处理和单施尿素处理显著提高土壤有机质含量,单施尿素处理比不施肥处理有较高有机质含量但无显著差异。0～10 cm土层中,单施有机肥和有机无机配施明显增加了>0.25 mm土壤大团聚体中各粒级有机碳含量,而单施尿素各粒级有机碳与不施肥处理无明显差异。2有机无机配施对土壤团聚体分布及稳定性的影响施用有机肥提高了0～10 cm土层>5 mm和5～2 mm粒级非水稳性土壤团聚体含量,进而增加大团聚体总量。单施尿素未明显提高>0.25 mm各粒级非水稳性土壤团聚体含量。施用有机肥明显提高了0～10 cm土层中0.5～0.25 mm粒级水稳性团聚体含量。单施有机肥和有机无机配施MWD和GMD值显著高于单施尿素和不施肥处理。长期单施尿素MWD和GMD值明显降低,单施尿素处理较不施肥处理MWD和GMD值降低。单施有机肥和有机无机配施能够提高土壤团聚体稳定性,增加大团聚体含量,而长期单施尿素一定程度上减少了大团聚体含量,降低土壤团聚体稳定性,造成土壤结构退化。3有机无机配施对夏玉米田间氮素去向及平衡的影响施入土壤中的氮素主要被植株吸收,占氮素总投入量的105.86%24.12%,有机无机配施较单施有机肥提高了籽粒氮素含量和植株氮素积累量,但与单施尿素处理无明显差异;氮素损失主要通过氨挥发损失,有机无机配施处理氨挥发累积损失量为13.95%,单施尿素处理显著大于有机无机配施为17.32%。单施有机肥氨挥发累积损失量最低,仅占总施氮量的6.81%;单施尿素处理各时期淋洗液中硝态氮含量显著高于其他处理,占总施氮量的11.0%。有机无机配施和单施有机肥硝态氮淋洗量较低,分别占施氮量的2.68%和2.01%。单施尿素处理氮素损失量最高,占总施氮量的26.14%,单施有机肥和有机无机配施处理显著降低氮素损失,分别为8.15%和15.35%。有机无机配施和单施有机肥能显著降低氮素损失。夏玉米田矿质氮氮素平衡呈盈余状态。单施尿素由于氨挥发氮素损失和硝态氮淋洗损失量显著高于其他处理,导致氮素盈余最少。单施有机肥处理由于植株氮素吸收量最少,通过氨挥发和淋洗损失的氮素最少,初始矿质氮含量显著高于其他处理,导致其氮素盈余最高。有机无机配施通过降低氨挥发氮素损失和硝态氮淋洗损失,较单施尿素处理提高了氮素盈余量。4有机无机配施对夏玉米干物质积累和产量的影响有机无机配施可促进花后干物质积累,提高花后干物质积累比例,显著提高成熟期玉米生物量,并保持较高的籽粒干物质分配比例,获得籽粒高产。单施有机肥虽然花后干物质积累较高,但籽粒干物质分配比例较低,较单施尿素处理产量未明显提高。2014年有机无机配施产量较单施尿素和单施有机肥处理高8.47%和17.52%,2015年有机无机配施较单施尿素和单施有机肥处理高3.95%和8.39%。

关键词：夏玉米有机无机配施土壤团聚体氮素流向产量

不同根构型玉米品种间作对根系分布、养分积累和产量的影响

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核农学报 2023年第3期37卷 594-605页

作者：陈艺博杨琴王晶晶苗正言赵文龙贾绪存董朋飞王群河南农业大学农学院/河南省农田生态系统野外科学观测研究站河南郑州450046

为探讨不同根构型玉米间作模式下的根系形态分布、养分积累和产量变化,本研究设置大田和盆栽试验,以2个不同根构型的玉米(Zea mays L.)品种金赛501(JS501,根紧凑型)和漯玉16(LY16,根平展型)为材料,研究了玉米间作和单作下根系形态、空... 详细信息

为探讨不同根构型玉米间作模式下的根系形态分布、养分积累和产量变化,本研究设置大田和盆栽试验,以2个不同根构型的玉米(Zea mays L.)品种金赛501(JS501,根紧凑型)和漯玉16(LY16,根平展型)为材料,研究了玉米间作和单作下根系形态、空间分布、养分积累和产量的变化特征。结果表明,间作下玉米群体根总长度、根总表面积和根总体积分别比单作增加10.28%、19.55%、15.95%,但根平均直径无明显变化。在0~20 cm土层中,间作的玉米根总长度、总表面积和总体积平均比单作高15.27%、21.82%和9.44%;在20~40 cm土层则比单作高12.95%、9.18%和20.31%。间作使根紧凑型品种(JS501)根系横向分布扩大了15 cm,群体根系纵向分布较单作平均加深10 cm,并使40~60 cm土层根长密度平均增加26.03%。间作显著提高了群体根系活力和养分积累量,根系活力比单作平均提高27.83%,植株氮、磷和钾积累量平均比单作提高18.27%、14.79%和15.75%。同时,间作提高了干物质和籽粒产量,比单作提高11.03%和15.36%,且土地当量比大于1。通径分析表明,间作下根总表面积直接显著影响植株氮和钾积累量,进而促进干物质量和百粒重提高,增加了籽粒产量;单作下各因素间的相关系数均低于间作。综上所述,间作改变了不同根构型玉米根系的空间分布,增加了深层根长、提高了根系活力,合理重塑了40~60 cm群体根构型,实现了群体根系空间互补,提高了养分积累量和产量。本研究结果为作物养分资源高效利用和农业可持续发展提供了理论和实践依据。

关键词：玉米根构型根生长和分布养分积累产量

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增温对玉米冠根形态、生长发育和产量的影响

玉米科学 2022年第6期30卷 67-77页

作者：杨琴陈艺博赵文龙苗正言王晶晶贾绪存宋睿王群河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室/河南省农田生态系统野外科学观测研究站郑州450002

采用盆栽试验,研究全生育期梯度增温对玉米冠根形态、生长和产量的影响。结果表明,随着温度升高,玉米总根层数、总根条数、根总干重、根长度、根表面积、根体积和根冠比显著降低,且升温越高,降幅越大。增温2℃,玉米轴根的根干重、根长... 详细信息

采用盆栽试验,研究全生育期梯度增温对玉米冠根形态、生长和产量的影响。结果表明,随着温度升高,玉米总根层数、总根条数、根总干重、根长度、根表面积、根体积和根冠比显著降低,且升温越高,降幅越大。增温2℃,玉米轴根的根干重、根长度、根表面积和根体积比CK降低26.30%、26.67%、26.85%和23.67%;增温4℃分别比CK降低42.62%、44.28%、52.60%和46.34%。增温对玉米侧根长度、根表面积和根体积的影响大于轴根;温度每升高1℃,玉米生物量和子粒产量平均减少5.17%和16.15%。根量多、根长度长、根表面积大的品种(ZD958)对温度升高的适应能力更强。

关键词：夏玉米增温根形态与生长根冠比产量

花期高温干旱对玉米雄穗发育、生理特性和产量影响

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中国农业科学 2021年第17期54卷 3592-3608页

作者：闫振华刘东尧贾绪存杨琴陈艺博董朋飞王群河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室

【目的】全球季节性高温、干旱已经成为影响作物生长发育和产量形成的主要限制性因素,本研究通过人工模拟阶段高温干旱气候特征,旨在探究夏玉米花期高温、干旱以及高温干旱复合胁迫对其雄穗发育、生理特征及产量形成的影响。【方法】连... 详细信息

【目的】全球季节性高温、干旱已经成为影响作物生长发育和产量形成的主要限制性因素,本研究通过人工模拟阶段高温干旱气候特征,旨在探究夏玉米花期高温、干旱以及高温干旱复合胁迫对其雄穗发育、生理特征及产量形成的影响。【方法】连续2年利用人工智能温室,采用盆栽试验,以郑单958(ZD958)和华农138(HN138)为试验材料,设置对照(CK)、高温胁迫(T)、干旱胁迫(D)和高温干旱复合胁迫(TD)4个处理,研究了夏玉米雄穗形态、花药、花粉结构、花粉活力及雄穗抗氧化指标和产量对花期高温、干旱的响应特征。【结果】2年结果表明,高温、干旱及复合胁迫使玉米雄穗分枝数、主轴小花数和分枝小花密度显著减少,T处理3个参数分别平均比CK减少17.31%、15.70%、13.56%,D和TD处理分别比CK减少33.85%、24.87%、27.08%和45.59%、32.02%、26.00%,干旱及复合胁迫使玉米雄穗主轴比CK平均显著缩短23.64%和27.51%。花期高温、干旱胁迫均导致花药皱缩变形,绒毡层细胞结构松散,花粉粒表面凸起,复合胁迫加剧了花药皱缩变形,绒毡层细胞裂解,药隔维管束变细减少,花粉粒网纹状凸起更为明显,萌发孔内陷。高温、干旱及复合胁迫显著降低雄穗日散粉量,T、D和TD处理日散粉量分别比CK平均减少22.18%、54.75%和67.28%,且使最大散粉量日期提前;T、D和TD处理高活力花粉所占比例显著低于CK,且两两间差异达显著水平。T处理雄穗SOD、POD酶活性升高,较CK平均提高21.91%、32.50%,D和TD处理较CK平均增加24.95%(SOD)、53.37%(POD)和17.12%(SOD)、67.24%(POD),峰值均与CK有极显著差异;T、D和TD处理下雄穗MDA含量较CK平均增加44.18%、64.24%和79.12%,■含量较CK平均增加22.55%、51.65%和72.29%,处理间峰值差异达显著水平。高温、干旱及复合胁迫导致玉米产量和行粒数大幅度降低,T、D和TD产量比CK平均降低18.05%、34.58%、46.24%,行粒数比CK平均减少24.58%、41.80%和52.99%。胁迫处理下,2个品种以HN138雄穗分枝数、主轴小花数和分枝小花密度下降幅度大于ZD958,且HN138的高活力花粉占比和散粉量比ZD958分别减少27.00%和17.28%;HN138花药和花粉结构畸变程度超过ZD958,其抗氧化酶活性升高幅度小于ZD958,但MDA和■含量比ZD958高13.07%和20.29%,2个品种以HN138对高温、干旱及复合胁迫响应更为敏感。【结论】玉米花期高温、干旱及复合胁迫显著抑制雄穗生长发育,导致花药和花粉形态结构畸变,抗氧化酶活性降低,散粉量显著减少,导致穗粒数减少,最终导致产量下降;且高温干旱复合胁迫对玉米雄穗的影响大于干旱胁迫大于高温胁迫,不同类型品种对高温、干旱的响应程度不同。

关键词：夏玉米高温干旱雄穗形态花粉结构与活力抗氧化酶活性产量

不同栽培管理条件下夏玉米产量与肥料利用效率的差异解析

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作物学报 2019年第10期45卷 1544-1553页

作者：王洪章刘鹏贾绪存李静任昊董树亭张吉旺赵斌山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室

于2017—2018年在泰安、淄博和烟台,根据生产调研和各地夏玉米高产经验,在同一地块综合设置了超高产栽培、高产高效栽培和农户栽培3种栽培模式,分别模拟超高产生产水平(SH)、高产高效生产水平(HH)和农户生产水平(FP)3个层次。并分别设... 详细信息

于2017—2018年在泰安、淄博和烟台,根据生产调研和各地夏玉米高产经验,在同一地块综合设置了超高产栽培、高产高效栽培和农户栽培3种栽培模式,分别模拟超高产生产水平(SH)、高产高效生产水平(HH)和农户生产水平(FP)3个层次。并分别设置不施氮(SHN0、HHN0、FPN0)、不施磷(SHP0、HHP0、FPP0)和不施钾(SHK0、HHK0、FPK0)的肥料空白处理。定量分析不同产量层次之间产量差及肥料利用效率差,探究产量差和效率差的影响因素及缩差增效途径。结果显示,当前山东省夏玉米SH、HH和FP的籽粒产量分别实现了光温潜力产量的68.13%、63.71%、53.22%。随着产量差距的增大,肥料利用效率降低。FP的N、P、K肥料利用效率分别为4.23、5.83、4.94kgkg^-1,SH的分别为3.84、4.64、2.97kgkg^-1。通过优化栽培措施后,高产高效管理模式能够较FP籽粒产量提升10.49%,N、P、K的肥料利用效率分别提高67.07%、101.35%、57.65%,是实现产量与肥料利用效率协同提升的有效技术途径。对各产量水平进行产量性能分析发现,随着产量水平的提高,平均叶面积指数和单位面积穗数明显提高,而穗粒数、平均净同化率和粒重则有所下降。随着产量水平的提高,吐丝后干物质和N、P、K元素积累比例有增加的趋势。因此,在保持现有功能性参数不降低情况下,优化结构性参数是当前产量与资源利用效率协同提升的有效措施,今后高产高效应更加注重生育后期群体结构性能的优化。

关键词：夏玉米产量差肥料利用

增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响

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中国农业科学 2021年第17期54卷 3609-3622页

作者：刘东尧闫振华陈艺博杨琴贾绪存李鸿萍董朋飞王群河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米... 详细信息

【目的】随着全球气候变化,温度升高对玉米生产系统的影响越来越复杂,而玉米抗倒性在现在和未来玉米全程机械化生产系统中的重要性尤为突出。研究全生育期温度增加对玉米茎秆生长发育及抗倒的力学特性的影响,为应对未来气候变化下玉米适应性栽培途径提供理论和实践基础。【方法】以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,通过智能温室控制方法,设置3个温度梯度,分别为CK、CK+2℃、CK+4℃,研究了全生育期增温对玉米茎秆生长、结构发育、抗倒力学特性和产量的影响。【结果】随着温度增加,玉米株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长和穗下节间长均显著高于对照,CK+2℃处理的株高、穗位高、第三节间长度、穗上节间长度和穗下节间长度比CK平均增加10.80%、37.29%、16.87%、17.11%和17.78%,CK+4℃处理则比CK分别增加20.82%、54.17%、37.11%、28.48%和35.84%。温度增加显著增加了玉米穗位系数和茎粗系数,CK+4℃处理比CK+2℃处理和CK的茎粗系数平均增加15.92%和58.99%。增温使玉米茎秆维管束数目和面积显著减少,CK+4℃、CK+2℃处理的第三节间的茎秆中央维管束数目比CK平均减少42.39%、22.59%,维管束总面积比CK分别降低40.33%、28.68%,增温对中央维管束数目和面积的影响大于边缘维管束。随温度增加,玉米茎秆抗推力、穿刺强度和破碎强度显著降低,CK+4℃和CK+2℃处理比CK平均降低50.75%和43.75%(茎秆抗推力)、25.41%和29.59%(穿刺强度)、22.41%和23.58%(破碎强度)。茎秆抗推力与株高、穗位高和地上部第三节间长呈极显著负相关,与茎粗、截面惯性矩、边缘维管束数目、面积、中心维管束数目、面积呈极显著正相关。2个品种对全生育期增温响应不同。随温度增加,热敏感型品种XY335的株高、穗位高、第三节间长度、穗位系数和茎粗系数增幅显著大于ZD958;ZD958的边缘和中心单个维管束面积减少,而XY335维管束面积呈增加趋势,且ZD958维管束数目和边缘维管束总面积的降幅小于XY335;XY335茎秆抗推力降幅显著大于ZD958,且XY335穿刺强度和破碎强度最大值出现在吐丝后25 d,之后下降,而ZD958在成熟期。ZD958穿刺强度和破碎强度与株高、穗位高、地上部第三节间长均呈显著负相关,与茎粗显著正相关,XY335穿刺强度与株高呈显著负相关,破碎强度则与其他指标相关但不显著。【结论】温度增加促进了玉米茎秆生长发育,改变了茎秆内部结构,使茎秆抗推力下降,倒伏风险显著增大,且温度越高倒伏风险越大;不同品种茎秆生长特性和倒伏能力对增温响应存在明显差异。

关键词：增温玉米节间长度茎秆维管束茎秆力学特性抗倒性

深松和施肥方式对砂姜黑土区夏玉米生长、光合特性及产量的影响

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河南农业科学 2021年第4期50卷 31-39页

作者：管艳霞王群赵寒梅贾绪存闫振华刘东尧董朋飞李潮海河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450046 鄢陵县农业技术推广中心河南鄢陵461200

为确定砂姜黑土区夏玉米生产的最佳深松与施肥方式,设置免耕+单层施肥(CK)、侧位深松+单层施肥(T1)、侧位深松+三层施肥(T2)、正位深松+三层施肥(T3)、正位深松+单层施肥(T4)5个处理,研究不同处理土壤含水量、夏玉米出苗质量、叶片光合... 详细信息

为确定砂姜黑土区夏玉米生产的最佳深松与施肥方式,设置免耕+单层施肥(CK)、侧位深松+单层施肥(T1)、侧位深松+三层施肥(T2)、正位深松+三层施肥(T3)、正位深松+单层施肥(T4)5个处理,研究不同处理土壤含水量、夏玉米出苗质量、叶片光合特性和产量的差异。结果表明,与CK相比,深松处理提高土壤含水量和地上部干物质积累量,侧位深松处理提高效果大于正位深松,以T2处理提高效果最好;深松处理提高出苗率、株高整齐度及叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,降低胞间CO2浓度,侧位深松处理效果优于正位深松处理,三层施肥处理效果优于单层施肥处理,以T2处理效果最好。深松处理提高夏玉米产量,增幅达9.03%,侧位深松处理产量高于正位深松处理,增幅达6.84%,三层施肥处理产量与单层施肥处理差异不显著,处理间产量表现为T2>T1>T3>T4>CK,T2处理产量较CK提高13.24%。综上,侧位深松比正位深松更能促进夏玉米生长,提高夏玉米产量,尤其以侧位深松+三层施肥处理效果最好。

关键词：深松三层施肥砂姜黑土夏玉米出苗率光合特性产量