玉米缺粒與花粒期氣象條件的關(guān)系分析

柏吉林 周景春　殷晗　張存嶺

摘要 利用2015—2017年濉溪縣氣象局提供的氣象資料和楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站品種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，分析玉米缺粒與花粒期氣象條件的關(guān)系。3年86個(gè)玉米雜交種缺粒與產(chǎn)量和吐絲后氣象條件逐步回歸分析表明，缺粒率與行粒數(shù)、穗粒重呈負(fù)相關(guān)，與百粒重呈正相關(guān)；平均氣溫，尤其是平均最低氣溫較高，對(duì)玉米受精不利；平均最高氣溫較低、平均最低氣溫前高后低、降水量前少后多、日照充足對(duì)籽粒建成有利。

關(guān)鍵詞 玉米穗粒數(shù)；氣象條件；逐步回歸

中圖分類(lèi)號(hào) S162.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）14-0161-02

Analysis of the Relationship between the Corn Grain Shortage and Meteorological Conditions during the Flowering Period

BAI Jilin1，ZHOU Jingchun2，YIN Han2 et al

（1.Suzhou City Meteorological Bureau， Suzhou，Anhui 234000；2.Suixi County Meteorological Bureau， Suixi，Anhui 235100）

Abstract Using the meteorological data provided by Suixi County Meteorological Bureau from 2015 to 2017 and the variety experimental data of Yangliu Agricultural Science Experimental Station， the statistical analysis method was used to analyze the relationship between maize grain deficiency and meteorological conditions at flowering stage.The stepwise regression analysis of corn grain shortage， yield and meteorological condition after silking in 86 corn hybrids in 3 years showed that grain shortage rate were negatively correlated with grain number per row and grain weight per ear， and positively correlated with hundredgrain weight.The average temperature， especially the average minimum temperature， was not good for maize fertilization.The average maximum temperature was low， the average minimum temperature was high in the early period and low in the later period，precipitation was less in the early period and more in the later period， and sunshine was abundant，which was beneficial to grain formation.

Key words Corn grain number；Meteorological conditions；Stepwise regression

公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重是構(gòu)成玉米籽粒產(chǎn)量的三大因素，隨著產(chǎn)量水平的提高，穗粒數(shù)的決定作用愈加顯著。穗粒數(shù)由品種特性和環(huán)境條件所決定。品種特性是指同一品種在不同條件下每穗分化的小花數(shù)幾乎相同，而分化的小花能否發(fā)育成籽粒則與環(huán)境條件有重要的關(guān)系。適宜的溫度和土壤水分是玉米獲得高產(chǎn)必需的基本條件[1]。水分虧缺、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不足、高溫和低溫等都會(huì)影響每穗粒數(shù)[2]。筆者利用楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站品種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析玉米缺粒與花粒期氣象條件的關(guān)系，為氣象精準(zhǔn)服務(wù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2014年以來(lái)，受有關(guān)單位委托，濉溪縣楊柳農(nóng)業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行了玉米區(qū)域試驗(yàn)和品比試驗(yàn)。2015年有冠豐區(qū)試、地神品比和中種品比，參試種33 個(gè)（含對(duì)照）；2016年有冠豐區(qū)試及生試，參試種19個(gè)；2017年有冠豐區(qū)試及生試、神農(nóng)聯(lián)合體區(qū)試（高密度組、機(jī)收籽粒組），參試種34個(gè)。3年參試品種共86個(gè)，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2。

6月中旬播種，10月1日前后收獲。田間管理按高產(chǎn)田要求進(jìn)行。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

收獲前隨機(jī)選取中間行10個(gè)果穗進(jìn)行室內(nèi)考種，考察穗行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒重和百粒重，測(cè)算缺粒率（Dl）。

Dl=（行粒數(shù)-穗粒數(shù)/穗行數(shù)）/行粒數(shù)×85×100%，穗粒數(shù)=穗粒重/百粒重×100。

玉米花粒期（吐絲—籽粒形成）氣象數(shù)據(jù)來(lái)自濉溪縣氣象局。自吐絲當(dāng)日開(kāi)始，每5 d為一個(gè)時(shí)段，計(jì)算5日滑動(dòng)平均氣溫和5日滑動(dòng)累積降水量、雨日、日照時(shí)數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；以缺粒率為應(yīng)變量，以氣象因子為因變量，利用DPS v7.05進(jìn)行相關(guān)分析和逐步回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏玉米花粒期氣象條件

2015年參試種8月7—13日相繼吐絲，早晚相差6 d；2016年8月2—6日吐絲，相差4 d；2017年8月1—6日吐絲，相差5 d。單日吐絲品種數(shù)1～14個(gè)，兩端少中間多。3年氣象因子組合共18個(gè)水平。

2015年8月7—27日平均氣溫為26.0 ℃，日最高氣溫平均為31.1 ℃，日最低氣溫平均為22.3 ℃；降水量16.7 mm，雨日5 d，日照時(shí)數(shù)140.9 h。2016年8月2—20日平均氣溫28.9 ℃，7 d高于30.0 ℃；日最高氣溫平均為32.9 ℃，3 d高于35.0 ℃；日最低氣溫平均為26.0 ℃，11 d高于26.0 ℃；降水量44.7 mm，雨日9 d，日照時(shí)數(shù)120.2 h。2017年8月1—20日平均氣溫為27.9 ℃，5 d高于29.0 ℃；日最高氣溫平均為32.2 ℃，2 d高于35.0 ℃；日最低氣溫平均為24.4 ℃，8 d高于25.0 ℃；降水量97.4 mm，雨日9 d，日照時(shí)數(shù)134.3 h（表1）。

2.2 玉米缺粒與產(chǎn)量性狀的相關(guān)性

86個(gè)雜交種平均穗行數(shù)（15.4±1.2），行粒數(shù)（33.6±3.3）粒，穗粒重（140.7±16.0）g，百粒重（31.3±3.7）g，缺粒率（10.0%±6.7%）。相關(guān)分析表明，缺粒率與穗粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與行粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與百粒重呈極顯著正相關(guān)。顯然，由于粒重的補(bǔ)償作用，減產(chǎn)百分率低于缺粒率。

2.3 玉米缺粒與花粒期氣象條件的關(guān)系

2.3.1 受精階段。

玉米果穗中下部花絲最先抽出苞葉，其次是基部和中部，頂部最晚[3]。從第1根花絲吐出苞葉到全部花絲吐出需4～5 d。玉米完成受精則在吐絲后5 d。

回歸分析表明，夏玉米果穗缺粒與吐絲后5 d內(nèi)平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、降水量、雨日和日照時(shí)數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)（表2）；但平均氣溫、平均最低氣溫以直接作用為主，平均最高氣溫、降水量、雨日和日照時(shí)數(shù)以間接作用為主（表3）。由此可見(jiàn)，夏玉米受精主要受吐絲后5 d的平均氣溫和平均最低氣溫影響。對(duì)平均氣溫、平均最低氣溫進(jìn)行回歸分析，得Dl=-60.85+0.084X1+2.750X3，F(xiàn)=14.220 0（P=0.001）。當(dāng)因變量取平均值時(shí)，Dl=10.04%，約等于樣本平均值。這說(shuō)明平均氣溫低于 28.1 ℃，平均最低氣溫低于24.9 ℃，對(duì)受精有利。從相關(guān)的氣象因子個(gè)數(shù)可以看出，缺粒率主要取決于吐絲后前10 d的氣象條件。

2.3.2 籽粒建成階段。

玉米籽粒是完成營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后經(jīng)過(guò)穗分化、抽雄、吐絲、授粉、受精后形成的，從吐絲到籽粒建成一般需要15 d左右。每一個(gè)階段的生長(zhǎng)狀況都會(huì)最終影響籽粒的形成。

逐步回歸分析表明，夏玉米缺粒率與吐絲后6～10 d的平均氣溫、平均最高氣溫、降水量和雨日呈顯著或極顯著正相關(guān)，與吐絲后6～10 d的平均最高氣溫、平均最低氣溫、降水量和雨日呈偏相關(guān)，Dl=-56.93+2.775X2-1.188X3+0.170X4+2.740X5，F(xiàn)=9.312 4（P=0.001），r（y，X2）= 0.333 6（P=0.021），r（y，X3）= -0.171 0（P=0.122），r（y，X4）= 0.186 2（P=0.090），r（y，X5）= 0.350 4（P=0.012）。但平均最高氣溫、降水量和雨日以直接作用為主，平均最低氣溫間接作用>直接作用（表4）。當(dāng)因變量取平均值時(shí)，Dl=9.98%，也約等于樣本平均值。這說(shuō)明早期平均最高氣溫低于31.9 ℃、平均最低氣溫高于24.1 ℃、降水量少于7.5 mm、雨日少于2 d，對(duì)籽粒建成有利。

逐步回歸分析表明，夏玉米缺粒率與吐絲后11～15 d的平均最低氣溫、降水量、雨日呈偏相關(guān)，Dl=-16.77+1.564X3-0.280X4-0.194X6，F(xiàn)=7.126 5（P=0.003），r（y，X3）=0.354 0（P=0.010），r（y，X4）= -0.416 4（P=0.001），r（y，X6）= -0.170 4（P=0.121），且直接作用>間接作用（表5）。當(dāng)因變量取平均值時(shí)，Dl=10.04%，同樣約等于樣本平均值。這說(shuō)明后期平均最低氣溫低于23.3 ℃、降水量多于10.0 mm、日照時(shí)數(shù)多于34.9 h，對(duì)籽粒建成有利。

3 結(jié)論與討論

開(kāi)花授粉期的干旱、高溫是玉米生產(chǎn)最為嚴(yán)重的2個(gè)脅迫條件[4]。玉米花期是對(duì)高溫最敏感的時(shí)期[5]，異常高溫?zé)崦{迫往往導(dǎo)致玉米籽粒敗育[6]。氣溫超過(guò)32～35 ℃、相對(duì)濕度低于30%的條件下花粉容易失去活力，導(dǎo)致產(chǎn)生缺?，F(xiàn)象[7]。玉米開(kāi)花授粉期最佳溫度為25～29 ℃。研究表明，平均氣溫尤其是平均最低氣溫較高，對(duì)玉米受精不利。

籽粒發(fā)育分為籽粒建成、干物質(zhì)線(xiàn)性積累和干物質(zhì)穩(wěn)定增長(zhǎng)期。籽粒建成期體積急劇增加，含水量迅速上升，但干物質(zhì)積累少[8]。到建成末期，籽粒體積可達(dá)最終體積的75%左右，粒形由圓形逐步變成本身固有的形狀。籽粒含水量80%～90%，胚乳呈清漿狀。粒重約為最終質(zhì)量的10%。玉米在籽粒形成和灌漿期間對(duì)溫度也有較高的要求，要求溫度在20～25 ℃，過(guò)低或過(guò)高均會(huì)影響淀粉酶的活性和養(yǎng)分的合成，造成籽粒缺位、粒輕?；Ｆ谑怯衩滓簧行杷孔疃唷?duì)水分最敏感的時(shí)期，要求田間持水量70%～80%、空氣相對(duì)濕度65%～90%。花粒期缺水也會(huì)引起小花和籽粒敗育，導(dǎo)致穗粒數(shù)減少；灌漿期缺水則會(huì)導(dǎo)致千粒重下降。但水分過(guò)多也會(huì)降低花粉活力，散粉及花粉傳播受阻。研究表明，平均最高氣溫較低、平均最低氣溫前高后低，降水量前少后多、日照充足對(duì)籽粒建成有利。

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