发展玉米生产是解决长江中游地区玉米产需矛盾,保障该区粮食安全及畜牧业发展的根本途径。长江中游具有丰富的光、温、水等适合玉米生长的气候资源,但同时存在春季低温渍涝、夏季高温以及秋季低温寡照等多种非生物逆境因素;同时,由于该区域并非我国玉米优势产区,存在播种地块肥力差、追施肥满足玉米生长需要、群体密度结构不合理等栽培限制性因素。因此,本研究的目的在于,(1)研究探明长江中游光、温、水气象要素分布特性及确定影响玉米产量形成过程中的主要气象要素,综合比较分析确定长江中游玉米高产的最佳播期;(2)研究探明一次性施用/缓控释肥料、覆膜条件下缓/控释肥的施用量及群体调控等关键栽培技术对长江中游春玉米产量形成的影响规律,构建春玉米高产栽培技术;(3)探讨长江中游不同周年种植模式及周年双季玉米品种搭配对产量形成的影响,构建长江中游作物生产的优化栽培模式。为指导长江中游地区的玉米生产提供理论指导及技术支撑。主要研究结果如下:(1)研究明确了气象要素对长江中游玉米产量形成的影响规律,提出决定玉米产量及其构成的气象要素,确定玉米最佳播期。长江中游3月10日至7月25日均可播种玉米,适播期内,玉米产量随播期推迟呈先降低后略有升高的变化趋势,变异度20.5%。分析产量构成要素,播期对粒重的影响呈先降低后升高的变化趋势,变异度为11.2%;穗数、穗粒数、穗颖花数和穗结实率均随播期推迟逐渐降低,变异度分别为6.3%、20.0%、14.2%和9.5%。分析气象要素对玉米产量及性能参数的影响表明,营养生长期伤害积温量和日最高温>30℃的天数,生殖生长期总辐射量和全生育期平均日温差是决定长江中游玉米产量的主要气象要素。籽粒灌浆期日高温>30℃的天数及其比例是决定KW的主要气象要素;穗粒数主要受营养生长期日高温>30℃的天数和生殖生长期辐射量影响;营养生长期日均温差和辐射量决定穗数的形成,而该时期伤害积温量决定玉米籽粒库容量穗颖花数的多少;生殖生长期总辐射量和全生育期日高温>30℃的天数决定结实率的高低。日均温、有效积温量、伤害积温量及总辐射量决定营养生长期天数,日均最高温、有效积温量、伤害积温量及总辐射量影响生殖生长期天数,全生育期内的日均最高温、日均温、有效积温量和伤害积温量决定全生育期天数。综合产量指标,长江中游春玉米最佳播期为3月22日-4月27日,秋玉米最佳播期为6月25日-7月15日。(2)考虑区域作物综合布局,构建了兼顾长江中游区域水稻和玉米生产的最优模式—春玉米晚稻周年种植系统。长江中游将双季稻调整为春玉米晚稻种植模式,周年产量提高22.94%,有效积温利用效率提高4.06%、光辐射利用效率提高14.92%。长江中游周年双季玉米栽培模式比双季稻产量提高21.73%,有效积温利用效率提高2.93%、光辐射利用效率提高19.10%,品种间的搭配是取得周年双季玉米高产的基础,长江中游北部第一季选用中早熟玉米品种,第二季搭配中熟品种可以获得周年高产16528 kg hm-2。(3)研究明确了关键栽培技术对春玉米产量形成的影响,提出来覆膜抗逆条件下缓/控释肥优化施用量和群体结构调控模式。一次性施缓/控释肥在春玉米稳产的前提下,减少追施肥劳动成本(1200元hm-2),提高经济效益229~525元hm-2,若考虑劳动力转移,经济效益则提高至1429~1725元hm-2,提高经济效益13.56%~16.12%。增施缓/控释肥料优化春玉米光合性能参数,促进籽粒灌浆,显著提高粒重,春玉米增产6.80%~24.66%。覆膜促进春玉米生长发育,促进叶面积生长发育,延缓吐丝后叶面积的衰老速率,同时增加穗数、穗粒数,提高粒重,显著提高产量7.16%~21.19%。覆膜减少土壤速效氮素的损失,提高0-20 cm土壤速效氮素含量,促进春玉米对氮素的吸收利用,氮肥偏生产力和氮素农学利用效率分别提高18.30%~31.67%和25.83%~56.80%。以最终产量为考察指标,长江中游春玉米覆膜条件下缓/控释肥最优施氮量为162.6 kg hm-2,可实现单季高产8845 kg hm-2,裸地条件下最优施氮量为186.9 kg hm-2,产量7298 kg hm-2;覆膜可减少缓/控释肥施氮量24.3 kg hm-2,产量提高1547 kg hm-2,增产21.2%;随密度的增加,长江中游春玉米产量呈先升高后降低的变化趋势;大小行种植模式可优化群体结构,调控产量性能参数;大小行播种条件下,春玉米增密967株hm-2,产量达10 888 kg hm-2,增产8.89%。综上所述,集成长江中游春玉米高产栽培技术模式和周年双季玉米“周年厢沟免耕错位一次性施肥”高产栽培技术规程。