播期對(duì)山東夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響

陳辰+李楠+薛曉萍+李鴻怡+李曼華+張繼波+董智強(qiáng)+李文科

摘要：以浚單20為供試材料，探索不同播期對(duì)山東夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響。結(jié)果表明，隨播期推遲玉米生育期縮短，播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d，生育期縮短主要表現(xiàn)在出苗至抽雄階段。隨播期推遲，玉米穗位高表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)，莖粗則逐漸減少，株高變化趨勢(shì)不明顯；玉米穗長(zhǎng)、穗粗、穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量呈逐漸減少趨勢(shì)；產(chǎn)量呈逐漸降低的變化趨勢(shì)。播期每推遲1 d，產(chǎn)量減少0.7%～1.7%，主要是通過(guò)影響玉米百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)從而影響最終產(chǎn)量的形成。抽雄期至成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差等氣象因子對(duì)產(chǎn)量影響較大。一定范圍內(nèi)抽雄期至成熟期氣溫越高，越有利于玉米灌漿，結(jié)果產(chǎn)量越高；全生育期積溫越多、氣溫日較差越大，玉米產(chǎn)量越高。

關(guān)鍵詞：夏玉米；播期；生長(zhǎng)發(fā)育；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S513.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2017）12-0052-04

玉米是全國(guó)重要的糧食、經(jīng)濟(jì)、飼料和能源作物，玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)國(guó)家糧食安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)有重要的戰(zhàn)略意義。玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)不僅取決于品種的更替和栽培措施的優(yōu)化，還與播期的適宜程度存在密切關(guān)系[1-3]。播期改變使作物不同生育階段的光、溫、水等氣候要素的配置不同，從而造成作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成改變[4-5]。適宜播期是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的必要條件之一，是充分利用生態(tài)環(huán)境條件來(lái)趨利避害和將作物生長(zhǎng)置于有利氣候條件之下的關(guān)鍵[6-8]。

目前，全球氣候正經(jīng)歷著一場(chǎng)以變暖為主要特征的顯著變化[9]，IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出，1983—2012年是北半球1400年以來(lái)最熱的30年，溫度升高改變了全球降水的時(shí)空格局，極端天氣和氣候事件更加頻繁發(fā)生，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因其對(duì)氣候條件特殊的依賴性，所遭受的影響也越來(lái)越明顯。因此，研究氣候變化背景下播期對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響，對(duì)更好地適應(yīng)氣候變化和指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)于播期對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的研究已有較多報(bào)道[10-15]，但對(duì)山東地區(qū)研究尚且不多。本研究以浚單20為材料進(jìn)行分期播種試驗(yàn)，探索播期對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響，旨在為玉米品種的推廣應(yīng)用及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)站點(diǎn)概況

本研究于2014、2015年在山東省德州市夏津縣北城街道辦事處羅莊村（116°01′E，36°59′N）進(jìn)行，試驗(yàn)點(diǎn)土壤類型為黏質(zhì)沙壤土，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量 492.1 mm，年平均氣溫13.1 ℃。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種為浚單20，以常年小麥成熟期推遲3～5 d為正常播期，然后以10 d為間隔期，分別設(shè)置1個(gè)提前播期和1個(gè)推遲播期。試驗(yàn)點(diǎn)常年小麥成熟期為6月6日，選取6月10日為正常播期，6月1日為提前播期，6月19日為推遲播期，共3個(gè)播期；行距0.6 m，株距0.28 cm，試驗(yàn)3次重復(fù)；其他管理措施同一般大田。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1生育期觀測(cè)記錄玉米主要生育時(shí)期，分別為出苗期、3葉期、7葉期、拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期、成熟期。

1.3.2植株性狀每小區(qū)選取代表性好的玉米植株10株，掛牌標(biāo)記，在3葉期、7葉期、拔節(jié)期、抽雄期、吐絲期測(cè)定植株高度，并在吐絲期測(cè)定莖粗和穗位高。

1.3.3穗部性狀、產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)在玉米成熟后，每小區(qū)取2行，每行連續(xù)收取10株，共20株，自然風(fēng)干，進(jìn)行產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析，分別測(cè)定各小區(qū)果穗長(zhǎng)、果穗粗、穗粒數(shù)、禿尖比、百粒質(zhì)量等產(chǎn)量構(gòu)成要素。

以上項(xiàng)目的具體測(cè)定方法均按照農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范進(jìn)行。

1.3.4氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù)包括玉米生長(zhǎng)期內(nèi)日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、逐日降水量和日照時(shí)數(shù)，該數(shù)據(jù)由夏津縣氣象局提供。

1.4數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行處理和作圖，采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1夏玉米生長(zhǎng)季氣象條件分析

2014年、2015年玉米生長(zhǎng)季內(nèi)（6—9月），降水量分別為324.6、322.2 mm，平均氣溫分別為24.2、24.7 ℃，≥10 ℃活動(dòng)積溫分別為 1 696.9、1 789.0 ℃/d，累積日照時(shí)數(shù)分別為801.7、879.3 h。對(duì)比2年的光、溫、水等條件，2年的平均溫度幾乎相同，積溫也相差不大；2年降水幾乎相等且分布不均，6、7月降水偏多，8、9月降水偏少，相比2014年，2015年降水量的分布更加不平均，7月上旬、8月中旬、9月下旬基本為零（圖1）；而日照時(shí)數(shù)2015年比2014年偏多78 h。

2.2播期對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從表1可以看出，2014年、2015年玉米生育期均隨播期推遲呈縮短的變化趨勢(shì)。與提前播種比較，2014年正常播種和推遲播種生育期分別縮短6、7 d，2015年則分別縮短5、7 d；出苗期至抽雄期縮短較多，該階段2014年正常播種和推遲播種相比提前播分別縮短4、6 d，2015年則分別縮短4、7 d，由于播期推遲后，玉米出苗期至抽雄期階段光、溫、水等條件配置更好，玉米生育進(jìn)程加快；2年試驗(yàn)播種期至出苗期、抽雄期至成熟期生育進(jìn)程變化不大。經(jīng)回歸分析，2年試驗(yàn)結(jié)果均為播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d。

2015年，玉米株高隨播期推遲表現(xiàn)為逐漸增加，播期間差異不顯著；穗位高隨播期推遲表現(xiàn)為先增加后降低，正常播種最高，推遲播種次之，提前播種最小，播期間差異不顯著；莖粗則隨播期推遲表現(xiàn)為逐漸減小，播期間差異不顯著。

2.4播期對(duì)夏玉米穗部性狀的影響

從表3可以看出，2014年播期推遲后，玉米穗長(zhǎng)、穗粗變化趨勢(shì)相同，均呈減少趨勢(shì)。與提前播種比較，正常播種和推遲播種穗長(zhǎng)分別減少2.3、2.2 cm；穗粗分別減少0.2、0.4 cm。禿尖比隨播期推遲表現(xiàn)為先減小后增加，但播期間差異不顯著。穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量則隨播期推遲均呈逐漸減少的變化趨勢(shì)，除正常播與推遲播之間的穗粒數(shù)差異不顯著之外，其他處理間差異顯著。endprint

2015年，播期推遲后，玉米穗長(zhǎng)變化不大，變化趨勢(shì)雖表現(xiàn)為逐漸減小但播期間差異不顯著；穗粗呈逐漸減小的變化趨勢(shì)，但處理間差異不顯著；禿尖比則呈現(xiàn)出先增加后減少的變化趨勢(shì)，其中正常播種最大，提前播種次之，推遲播種最小，且禿尖比在正常播和推遲播間差異顯著。穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量則隨播期推遲均呈逐漸減少的變化趨勢(shì)，但處理間差異不顯著。

2.5播期對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響

從圖2可以看出，2年試驗(yàn)中，玉米產(chǎn)量隨播期推遲均呈逐漸降低的變化趨勢(shì)。2015年正常播和推遲播較提前播玉米產(chǎn)量分別降低8%、11%；2014年玉米產(chǎn)量降低幅度更加明顯，分別達(dá)到19%、31%。分析結(jié)果，2014年播期每推遲 1 d，

產(chǎn)量減少1.7%；2015年播期推遲1 d，產(chǎn)量減少0.7%。

從表4可以看出，玉米經(jīng)濟(jì)性狀與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系由大到小依次為百粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、禿尖比、穗粗。其中，穗粗和禿尖比與產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)，但不顯著，而穗長(zhǎng)、百粒質(zhì)量和穗粒數(shù)與產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)。從表5可以看出，玉米經(jīng)濟(jì)性狀對(duì)玉米產(chǎn)量直接作用大小依次為百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖比、穗粗；其中，百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)為正值，而禿尖比、穗粗為負(fù)值。對(duì)比相關(guān)分析，百粒質(zhì)量依然排在首位，穗粒數(shù)超過(guò)穗長(zhǎng)排在第2位，穗長(zhǎng)下降到第3位，禿尖比和穗粗位置未發(fā)生變化，仍排在最后2位。表明百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)三因素對(duì)玉米產(chǎn)量形成影響較大。

為進(jìn)一步研究播期對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，選取不同生育階段的氣象要素與玉米產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析，由于試驗(yàn)采取正常田間管理的方式，灌溉條件較好，因此，只將產(chǎn)量與播種期—出苗期、出苗期—抽雄期、抽雄期—成熟期及全生育期平均氣溫、日照時(shí)數(shù)、≥10 ℃有效積溫及溫度日較差作相關(guān)分析。通過(guò)分析不同生育階段氣象因子與產(chǎn)量之間的關(guān)系（表6），分析結(jié)果產(chǎn)量與抽雄期—成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差呈顯著正相關(guān)；與出苗期—抽雄期平均氣溫以及播種期—出苗期積溫呈負(fù)相關(guān)，與其他生育階段的其他氣象要素呈正相關(guān)，但均不顯著。表明玉米產(chǎn)量主要受抽雄期

3討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，隨播期推遲玉米生育期縮短，本結(jié)論與前人研究結(jié)果[16-20]一致。薛慶禹等研究結(jié)果，播期每推遲 1 d，生育期縮短0.2～0.6 d[17]；馬樹(shù)慶等研究發(fā)現(xiàn)，播期每提前10 d，生育期延長(zhǎng)9 d[18]；本研究結(jié)果播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d。玉米出苗期至抽雄期階段持續(xù)天數(shù)縮短較多，與李文科等研究結(jié)果[4，20]比較一致，該階段縮短天數(shù)占生育期縮短總天數(shù)的比例高達(dá)66.7%以上；劉明等研究發(fā)現(xiàn)，隨播期推遲玉米播種至拔節(jié)階段縮短明顯[6]，羅新民等研究認(rèn)為，播期推遲對(duì)出苗、抽雄及成熟期影響較大，本研究結(jié)果與其有所不同。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)玉米播種期至出苗期和抽雄期至成熟期階段持續(xù)天數(shù)變化不大。

已有研究表明，隨播期推遲玉米穗位高增加，莖粗減少，株高與出苗至吐絲階段的平均溫度有關(guān)系[17]；張寧等研究表明，隨播期推遲玉米穗位高和株高增加，莖粗減小[21]。本研究結(jié)果，隨播期推遲，玉米穗位高表現(xiàn)為先增加后降低，莖粗表現(xiàn)為逐漸減少，株高變化趨勢(shì)不明顯，與前人研究結(jié)果不盡相同。

大量研究表明，播期對(duì)玉米穗部性狀和產(chǎn)量均有顯著影響[21-23]。本研究結(jié)果，玉米穗長(zhǎng)和穗粗雖然與品種遺傳特性密切相關(guān)，但在一定程度上也會(huì)受到播期的影響，玉米穗長(zhǎng)和穗粗隨播期推遲呈減少趨勢(shì)變化；穗粒數(shù)和百粒質(zhì)量呈逐漸減少趨勢(shì)；而禿尖比則受開(kāi)花授粉期間光、溫、水等氣象條件影響明顯，高溫干旱或者寡照多雨對(duì)玉米授粉和籽粒發(fā)育不利從而會(huì)影響禿尖比，因此禿尖比的變化趨勢(shì)有一定的偶然性，2年分別表現(xiàn)為隨播期推遲先減少后增加和先增加后減少；產(chǎn)量呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，播期提前更加有利于玉米高產(chǎn)，播期每推遲1 d，產(chǎn)量減少0.7%～1.7%。

從穗部主要性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性來(lái)看，相關(guān)關(guān)系由大到小依次為百粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、禿尖比、穗粗；其中，穗粗和禿尖比與產(chǎn)量之間負(fù)相關(guān)不顯著，而穗長(zhǎng)、百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)與產(chǎn)量間呈極顯著正相關(guān)。從產(chǎn)量與穗部主要性狀的通徑分析來(lái)看，各性狀對(duì)產(chǎn)量直接作用的大小依次為百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)、禿尖比、穗粗；其中，百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)為正作用，而禿尖比和穗粗為負(fù)作用。本研究結(jié)果表明，播期主要是通過(guò)影響玉米百粒質(zhì)量、穗粒數(shù)、穗長(zhǎng)三因素從而影響最終產(chǎn)量的形成。

前人研究結(jié)果表明，玉米產(chǎn)量受積溫、光能輻射量、日均溫度影響較大[24]，其中開(kāi)花到成熟階段的積溫影響最大。本研究認(rèn)為，玉米產(chǎn)量主要受抽雄至成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差等氣象因子的影響。抽雄以后，一定范圍內(nèi)，氣溫越高對(duì)玉米灌漿越有利，產(chǎn)量越高；全生育期積溫越多、氣溫日較差越大，玉米產(chǎn)量越高。

值得注意的是，當(dāng)前研究區(qū)域種植模式多為冬小麥—夏玉米輪作，夏玉米播種時(shí)間受前茬作物收獲時(shí)間所限，今后還需從冬小麥—夏玉米周年角度進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]李向嶺，李從鋒，侯玉虹，等. 不同播期夏玉米產(chǎn)量性能動(dòng)態(tài)指標(biāo)及其生態(tài)效應(yīng)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45（6）：1074-1083.

[2]侯玉虹，陳傳永，郭志強(qiáng)，等. 春玉米不同產(chǎn)量群體葉面積指數(shù)動(dòng)態(tài)特征與生態(tài)因子資源量的分配特點(diǎn)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，20（1）：135-142.

[3]張賓，趙明，董志強(qiáng)，等. 作物產(chǎn)量“三合結(jié)構(gòu)”定量表達(dá)及高產(chǎn)分析[J]. 作物學(xué)報(bào)，2007，33（10）：1674-1681.

[4]Cirilo A G，Andrade F H. Sowing date and maize productivity：crop growth and dry matter partitioning[J]. Crop Science Society of America，1994，34（4）：1039-1043.endprint