不同栽培方式對玉米田間小氣候和產(chǎn)量的影響

宋 芳，宋 琳，高登云，胡玉娟，張遠洪

(1.貴州省綏陽縣氣象局，貴州 綏陽 563300；2.貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563001)

不同栽培方式對玉米田間小氣候和產(chǎn)量的影響

宋 芳1，宋 琳2，高登云1，胡玉娟1，張遠洪1

(1.貴州省綏陽縣氣象局，貴州 綏陽 563300；2.貴州省遵義市氣象局，貴州 遵義 563001)

通過對玉米采取6種不同栽培方式試驗，研究不同的栽培方式下田間小氣候?qū)τ衩咨L發(fā)育及產(chǎn)量的影響，探尋適合貴州的合理的栽培方式，有效的提高資源的利用率，為貴州省玉米高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

玉米；栽培方式；小氣候；產(chǎn)量

1 引言

玉米是貴州省主要的糧食作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位[1]，其產(chǎn)量的高低直接影響著貴州省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，而氣候條件是影響玉米產(chǎn)量的主要因素[2]。農(nóng)田小氣候一般指農(nóng)田近地面(0～2 m)氣候以及0～20 cm的土壤層中的水、氣、光和熱等各氣象要素的狀況[3-6]。栽培方式的不同能改變農(nóng)田中風、濕、光和熱等小氣候環(huán)境及其他的環(huán)境因素，可以利用合理的方法和措施創(chuàng)造適合玉米生長發(fā)育的小氣候環(huán)境，從而提高玉米的產(chǎn)量[7-9]。本試驗利用貴州省主要栽培的玉米品種“煌單008”進行地膜覆蓋、秸稈覆蓋和常規(guī)處理等不同的栽培方式進行試驗，研究不同的栽培方式下田間小氣候?qū)τ衩咨L發(fā)育及產(chǎn)量的影響。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

本試驗場地設置在鳳岡縣進化鎮(zhèn)臨江村遵義市鳳岡現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象試驗示范園區(qū)，區(qū)域海拔高816 m左右，屬亞熱帶季風氣候，是遵義市夏旱發(fā)生的高風險區(qū)域，地段種植制度為一年兩熟，灌溉條件為地下水，地下水位深度>2 m，土壤為黃泥粘土，中等肥力[10]，選址條件均符合中國氣象局制定的《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》要求。

2.2 試驗設計

本試驗設置2個種植方式A：A1(直播)、A2(育苗移栽)。設置3種栽培方式B：B1(常規(guī)栽培)、B2(地膜覆蓋)、B3(秸稈覆蓋)。共6個處理，并且均有3個重復。以第1個重復為例，A1B1(常規(guī)直播)、A1B2(直播地膜覆蓋)、A1B3(直播秸稈覆蓋)；A2B1(常規(guī)育苗移栽)、A2B2(育苗移栽地膜覆蓋)、A2B3(育苗移栽秸稈覆蓋)。以常規(guī)直播和常規(guī)育苗移栽為對照，以下實驗數(shù)據(jù)均以3個重復的平均來統(tǒng)計。

表1 試驗玉米不同栽培方式Tab.1 Different cultivation methods of Maize

采取分區(qū)對比玉米栽培試驗，直播種植方式于4月7日播種；育苗移栽種植方式于3月26日播種，4月6日移栽。直播處理種植面積66.67 m2，密度4.5株/m2，行距84 cm，株距26.5 cm；育苗移栽處理種植133.33 m2，密度4.5株/m2，行距84 cm，株距26.5 cm。試驗區(qū)所有不同栽培玉米均在8月24日收獲。

2.3 測定項目與方法

為了解不同栽培方式下玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量情況，從出苗期開始記錄觀測玉米各個生育期的生長狀況，主要包括玉米測定植株數(shù)、株高、莖粗、葉長、葉寬、葉片數(shù)、穗位高、穗行數(shù)、每行粒數(shù)、穗粗、穗長、禿頂長度。收獲時測定百粒重和單產(chǎn)。期間測定田間小氣候，主要包括土壤的溫度、濕度、土壤相對濕度等。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同栽培方式下玉米的各發(fā)育期觀測統(tǒng)計分析

表2 不同栽培方式下玉米的各發(fā)育期觀測記錄表Tab.2 Observation records of corn development under different cultivation methods

從表2可以看出，不同栽培方式下玉米從播種期到乳熟期都在4個月左右，整個生育期在110～114 d之間。其中3種直播處理的玉米播種期較晚，在4月上旬進行，3種育苗移栽處理的玉米播種期較早，在3月下旬，比直播方式早12 d。在不同栽培方式下地膜覆蓋直播的玉米生育期所用天數(shù)最少，為110 d，常規(guī)育苗移栽與秸稈覆蓋育苗移栽所需天數(shù)最多，為114 d，相差4 d。從生育期來看，大喇叭口期到抽雄吐絲期是玉米生長的關鍵期，該時期既要有充足的積溫與日照量，又要有足夠的降雨。每年的6月下旬開始到7月，遵義地區(qū)會出現(xiàn)局地性的干旱，因此在這段時間一定要注意灌溉。直播玉米可以提前一周播種，以避開高溫少雨期抽雄吐絲。

從表3各個發(fā)育期的天數(shù)看出，直播栽培的出苗天數(shù)要多于育苗栽培，最大差值在2 d，差值不是很大。但是從出苗期到拔節(jié)期開始，育苗移栽方式下的3種玉米生長速度開始變慢，比育苗移栽玉米晚了4 d。從拔節(jié)到大喇嘛口期直播玉米所需的天數(shù)最短，比育苗移栽玉米最大差值達3 d。從抽雄吐絲期來看，直播栽培所需天數(shù)較少，育苗移栽栽培比直播栽培多用5 d。在乳熟期，直播栽培比育苗移栽栽培多6 d。可以看出，各生育期6種方式栽培下，玉米在出苗期所需時間相差不大，從拔節(jié)到抽雄吐絲期、乳熟期所需時間相差較大。從降雨量來看。直播的3種玉米由于發(fā)育期長，總蓄水量也比育苗移栽的玉米多。其中地膜覆蓋育苗移栽的玉米需水量最少?？梢?，玉米在拔節(jié)到抽雄吐絲期、乳熟期是最關鍵的時期，這個時期是營養(yǎng)生長和生殖生長都比較旺，也是干物質(zhì)積累的關鍵時期。 所以，不同栽培方式的玉米要盡量根據(jù)自身條件來選擇平時的管理方法，在關鍵期通過施肥或灌水來滿足玉米生長發(fā)育需要。

表3 6種不同種植方式下玉米的各發(fā)育期天數(shù)Tab.3 Days of development of Maize under six different planting methods (單位：d)

3.2 不同栽培方式下的小氣候效應(溫度和濕度分布特征)

表4 6種不同種植方式下玉米生育期內(nèi)小氣候平均氣溫Tab.4 Microclimate average temperature during the growth period of Maize under six different planting patterns

從表4中得知，6種種植方式中，地膜覆蓋育苗移栽生育期內(nèi)小氣候平均氣溫最高，常規(guī)直播小氣候平均氣溫最低，最高值與最低值之差為2.7 ℃。

在玉米生長的關鍵期，溫度指標可以驗證不同栽培方式的生長進度，所以現(xiàn)在選取一定的溫度指標作為氣候效應依據(jù)。

從表5中可以看出，6種方式的玉米中，通過10 ℃地膜覆蓋育苗移栽所需時間最短，常規(guī)直播玉米所需時間最長，最高值與最低值之差為10 d。通過15 ℃地膜覆蓋育苗移栽所需時間最短，秸稈覆蓋直播玉米所需時間最長，最高值與最低值之差為9 d。通過20 ℃地膜覆蓋育苗移栽所需時間最短，常規(guī)直播玉米所需時間最長，最高值與最低值之差為8 d。

表5 6種不同種植方式下玉米穩(wěn)定通過界限溫度所需天數(shù)Tab.5 The number of days in which corn passes through the boundary temperature under six different planting methods

從表6中可以看出，6種方式的玉米中，地膜覆蓋育苗移栽生育期內(nèi)小氣候空氣相對濕度最高，常規(guī)直播小氣候空氣相對濕度最低，最高值與最低值之差為12%。地膜覆蓋育苗移栽的玉米蒸騰量更大。

表6 6種不同種植方式下玉米抽雄吐絲期平均相對濕度Tab.6 Average relative humidity at silking stage of Maize under six different planting methods

3.3 不同栽培方式下的玉米產(chǎn)量分析

3.3.1 氣象條件對玉米生長關鍵期影響分析 玉米的生長發(fā)育主要受溫度條件的影響。玉米為喜溫作物，從播種到成熟有效積溫非常重要，直接影響玉米產(chǎn)量。從表7中可以看出，地膜覆蓋直播與移栽的2種方式下，玉米的長勢要明顯強于其余4種方式下的玉米。株高最低的為秸稈覆蓋直播的玉米，株高最高的為地膜覆蓋移栽的玉米，最高值與最低值之差為40.7 cm。莖粗值最高為地膜覆蓋移栽的玉米，最低的為秸稈覆蓋直播的玉米，最高值與最低值之差為1.61 cm。從溫度來看，地膜覆蓋直播與移栽的2種方式玉米溝內(nèi)的溫度要明顯高于其余4種方式下的玉米，可見地膜覆蓋的玉米長勢良好與溫度條件的好壞密切相關。而秸稈覆蓋直播的玉米則在沒有達到最佳長勢的情況下就已經(jīng)進入拔節(jié)期，溫度條件在這里起到了一定程度的負面作用，導致這種方式的玉米早熟。

表7 6種方式下玉米的拔節(jié)期及抽雄吐絲期生育狀況Tab.7 Growth status of Maize at jointing stage in six ways

從表8中可以看出，從拔節(jié)期到抽雄開花期，是營養(yǎng)體生長最旺盛時期，抽雄開花到灌漿期蒸騰面積最大，拔節(jié)到灌漿期是玉米需水最多的時期。直播的3種玉米需水量要比移栽的3種要少。玉米進入生長旺盛階段，單株需水量明顯增多。如果發(fā)生干旱，對植株生長的抑制很大。在3～7葉和7～10葉期受旱(干旱標準是0～20 cm土層的有效水分降至10mm以下)，植株生長雖受抑制，但灌水后不僅能迅速恢復生長，甚至還能提高生長速度，平均每日生長高度比不受旱的還大；而10葉以后，特別是14葉至抽雄期受旱，植株生長受抑制很大，灌水后也不能恢復正常生長速度，平均每日生長高度比不受旱的小，營養(yǎng)器官生長不良。通過觀察發(fā)現(xiàn)，當認為玉米受旱時，剝開葉鞘，生長點未見幼穗者，受旱后仍有希望獲得較好的收成；在發(fā)現(xiàn)幼穗時受旱，產(chǎn)量就會明顯降低。

從表7和8表綜合分析來看，秸稈覆蓋直播玉米葉長最長，地膜覆蓋移栽玉米葉長最短，最大值與最小值之間的差值為11.6 cm。常規(guī)育苗移栽玉米葉寬最寬，常規(guī)直播玉米葉寬最窄，最大值與最小值之間的差值為2.4 cm。在抽雄吐絲期，土壤相對濕度對玉米的影響非常關鍵，從上述數(shù)值可以看出，秸稈覆蓋直播與地膜覆蓋移栽溝內(nèi)的玉米土壤濕度最高，地膜覆蓋直播膜上的土壤濕度最低，最高值與最低值之差為37%。由于玉米在白天要進行光合作用，需要吸收大量的水分，而夜間要進行呼吸作用，要釋放大量水分。在溫度過高時要進行蒸騰作用，也要吸收大量水，通過葉片蒸騰而降低葉片溫度,所以葉片寬大，而且植株土壤相對濕度高的玉米，一般長勢好。

表8 不同栽培方式下玉米的抽雄吐絲期土壤濕度條件分析Tab.8 Analysis of soil moisture conditions during maize silking and silking stage under different cultivation methods

3.3.2 氣象條件對玉米生育期的影響分析 從表9可以看出，有利條件中，常規(guī)直播玉米的苗期日平均溫差、地膜覆蓋直播玉米揚花期日平均溫差最大，地膜覆蓋移栽玉米日平均溫差最小，地膜覆蓋移栽苗期降水量最多。常規(guī)育苗移栽玉米抽雄期平均氣溫最高，秸稈覆蓋移栽玉米揚花期平均氣溫最高，秸稈覆蓋直播玉米揚花期日照量最高。從產(chǎn)量來看6種方式的玉米單產(chǎn)都在4 500 kg/hm2以上，地膜覆蓋移栽的單產(chǎn)最高，地膜覆蓋直播的單產(chǎn)最低，最大值與最小值之差為1 260 kg/hm2。

從產(chǎn)量結(jié)果看，育苗移栽比直播的產(chǎn)量要高，覆蓋比露地直播產(chǎn)量要高，原因可能是育苗移栽播種到出苗營養(yǎng)比直播的要充分，溫度比直播的更適合個體生長，從拔節(jié)到抽雄吐絲期所用時間較長，其光合作用更強，時間也比較充分，所生產(chǎn)的光合產(chǎn)物更多，干物質(zhì)積累也就更多，較易形成高產(chǎn)。地面覆蓋秸稈或地膜，在玉米生長發(fā)育前期能有效提高地溫，水分流失較少，同樣也為玉米生長創(chuàng)造了適宜條件，玉米營養(yǎng)生長較好，為高產(chǎn)打下好的基礎。

表9 不同栽培方式下玉米產(chǎn)量的氣象條件分析Tab.9 analysis of the meteorological conditions of maize yield under different cultivation methods

4 討論與結(jié)論

影響以上6種栽培方式玉米的氣象條件中，氣溫是最重要的氣象因子。尤其是在播種期與抽雄吐絲期，遵義的4—7月整體氣溫可以滿足以上6種栽培方式玉米的生長，雖然6—7月會有短時高溫少雨天氣，但是持續(xù)時間不長，對玉米生長影響不大。同時，在6種方式中，3種育苗方式的玉米總需水量要比直播玉米大。但是在關鍵生長期喇叭口期時，3種直播玉米的需水量要大于育苗方式玉米。

以上6種栽培方式，地膜覆蓋育苗移栽方式下的玉米畝產(chǎn)量最高，地膜覆蓋直播方式下的玉米畝產(chǎn)量最低。地膜覆蓋直播的玉米生育期最短，對氣象條件的要求適中，但是生長狀況不太好，產(chǎn)量低。地膜覆蓋育苗移栽的玉米長勢最好，雖然生育期較長，對氣象條件的要求也較高，但地膜覆蓋育苗移栽栽培方式的玉米產(chǎn)量最高，比常規(guī)直播提高了20.50%，百粒重提高了40%，秸稈覆蓋移栽較常規(guī)直播提高了13.80%。因此地膜覆蓋育苗移栽種植技術(shù)能有效提高玉米的產(chǎn)量，是目前遵義地區(qū)最適宜的種植方式，但由于遵義主要種植春種秋收作物，而且冬季多種油菜，如果上一茬作物收獲過晚，會直接影響本季作物的種植，所以直播的玉米適合種植在海拔600～800 m熱量相對較高的地區(qū)，這些地區(qū)可以在3月下旬播種。其余海拔較高的地區(qū)可以選擇覆膜以及用秸稈覆蓋來播種，提高玉米成活率。

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EffectsofDifferentCultivationMethodsonMicroclimateandYieldinMaizeField

SONG Fang1，SONG Lin2，GAO Dengyun1， HU Yujuan1， ZHANG Yuanhong1

(1.Suiyang Meteorological Bureau of Guizhou Province,Suiyang 563300,China;2.Zunyi Meteorological Bureau of Guizhou Province,Zunyi 563001,China)

The test of 6 kinds of different cultivation methods on maize was studied and the effect of field microclimate under different cultivation methods on growth and yield of Maize in Guizhou was analyzed in order to seek for reasonable cultivation mode,effectively improve the utilization rate of resources,and provide a theoretical basis for high yield cultivation of Maize in Guizhou province.

maize; cultivation methods; microclimate; yield

1003-6598(2017)05-0062-05

2017-07-24

宋芳(1970-)，女，副高，主要從事氣象服務與應用氣象工作， E-mail:343242989@qq.com。

遵義市開放基金項目(遵氣科合KF[2017]04)：玉米六種不同模式栽培試驗與小氣候分析。

S162.5+9:S513

B