?武陵山區(qū)雙季玉米生長特征及氣候適應(yīng)性分析?

摘 要：推廣雙季玉米（春玉米+秋玉米）種植模式是有效提高土地利用率的重要途徑。為研究武陵山區(qū)種植雙季玉米的可行性，在武陵山區(qū)開展不同品種秋玉米地理分期播種試驗(yàn)，結(jié)合平行氣象觀測(cè)資料分析秋玉米生育期、產(chǎn)量等生長特征及其氣候適應(yīng)性。結(jié)果表明：（1）武陵山區(qū)發(fā)展雙季玉米是可行的，湘玉2號(hào)、晉鮮糯6號(hào)等是適宜的秋玉米品種，但隨著播期推遲，生育期延長。（2）影響武陵山區(qū)秋玉米種植的主要?dú)庀鬄?zāi)害是生育前期的晴熱高溫天氣、生育后期的秋季陰雨天氣;中海拔山區(qū)秋玉米種植應(yīng)避開生育前期高溫干旱;前期灌溉是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ);秋玉米還受暴雨、大風(fēng)等天氣影響。（3）武陵山區(qū)秋玉米適宜播種中熟品種，應(yīng)在8月1日之前播種，而早熟品種也應(yīng)在立秋之前播種才能保證正常灌漿成熟;適當(dāng)提前播種有利于高產(chǎn)，最佳播期為7月中旬前后。

關(guān)鍵詞：武陵山區(qū);雙季玉米;秋玉米;氣候適應(yīng)性;最佳播期

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）10-0039-05

Growth Features of Two Seasonal Corn and Climate Adaptive Analysis in

WuLing Mountain Area

LI Ming-xue1，2，3，ZHOU Li-qing2，TIAN Hua-lin2，CHEN Xi2，LIANG Ke2，HUANG Wan-hua1

（1. Key Laboratory of Meteorological Disaster prevention and Mitigation in Hunan Province" ChangSha" 410118， PRC; 2. Sangzhi County Meteorological Bureau， Sanzhi 427100， PRC; 3. Shangsi County Meteorological Bureau， Shangsi 535599， PRC）

Abstract： Spring corn + autumn corn planting pattern is an important way to improve land use efficiency. In order to study the feasibility of planting double cropping corn in Wuling mountainous area， different varieties of autumn maize are sowed in stages， and the growth characteristics and climatic adaptability of autumn maize are analyzed with parallel meteorological data. The following conclusions are obtained： （1）It is feasible to develop two-season maize in the vast areas of Hunan， such as Wuling Mountain area， Xiangyu No.2， Jinxiannuo No.6， etc.， which are suitable for autumn maize planting in this area. （2）The main meteorological disasters affecting the planting of autumn maize in Wuling Mountain area are sunny， hot and hot weather in early growth period， and rainy weather in late . Autumn maize planting in middle and altitude mountain area should avoid high temperature and drought in early growth period. Early irrigation of autumn corn is the foundation of high and stable yield; it also affected by heavy rain， wind and other weather. （3） Medium maturity varieties is suitable for sowing in Wuling Mountain area， which should be before August 1st， and early maturity varieties should be able to guarantee normal grouting maturity before the beginning of autumn. Appropriate early sowing is conducive to high yield， the best sowing period is around the middle of July.

Key words： Wuling Mountain area; double season corn; autumn corn; climatic adaptation; the best sowing date

玉米為C4作物，光合效率高，其單產(chǎn)潛力和廣適應(yīng)性普遍高于其它糧食作物，是武陵山片區(qū)等地主要旱糧作物，也是湖南省第二大糧食作物[1]。湖南省是牲畜養(yǎng)殖大省，每年飼料用糧在600萬t以上，但省內(nèi)年產(chǎn)玉米僅180萬t左右，玉米自給率不足1/3，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，因此發(fā)展玉米潛力巨大[2]。受科技水平、品種、氣候生態(tài)條件及種植習(xí)慣影響，湖南傳統(tǒng)上只種植一季玉米，且以春玉米為主，在春玉米成熟收獲后土地多為空閑[3]。在人多地少的武陵山區(qū)研究如何開發(fā)秋種作物、提高耕地利用率具有十分重要的意義。近年來，湖南科研工作者圍繞雙季玉米種植作了許多探索性的工作[4]。但雙季玉米推廣面積有限，其重要原因之一是缺乏相應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣象保障技術(shù)支撐，特別是秋玉米相關(guān)氣象研究極少。

湖南光、溫等氣候資源總體上能滿足秋季玉米生長需要，但高溫?zé)岷?、低溫陰雨等異常氣象因素影響秋玉米的高產(chǎn)。2015～2016年“武陵山區(qū)雙季玉米試驗(yàn)及氣象適用技術(shù)研究”課題組開展了田間分期播種試驗(yàn)，旨在通過田間試驗(yàn)獲得秋玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量及相應(yīng)氣象條件資料，研究在于秋季玉米種植的生長過程特征和產(chǎn)量及其與氣象要素變化的關(guān)系，探討湘西北地區(qū)種植秋玉米的可行性，尋找相應(yīng)氣象制約因子，為提供秋玉米生產(chǎn)提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)地點(diǎn)

選用適應(yīng)湖南的高產(chǎn)雜交玉米品種作為秋玉米種植，供試品種為湘玉2號(hào)和晉鮮糯6號(hào)。在武陵山區(qū)玉米主產(chǎn)區(qū)桑植縣開展不同海拔的地理分期播種試驗(yàn)，共設(shè)2個(gè)試點(diǎn)：桑植縣縣郊高橋村（海拔300 m，水稻粘性土壤）、橋自彎鎮(zhèn)松柏村（海拔650 m，砂性土壤）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 播 期 2個(gè)地點(diǎn)播期統(tǒng)一，從7月15日開始，每隔7 d播種一期，即第I、II、III播期分別為：7月15日、7月22日、7月29日。

1.2.2 管理和栽培要點(diǎn) 2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)2個(gè)品種分3個(gè)播期播種，按統(tǒng)一栽培技術(shù)要求，試驗(yàn)區(qū)采用區(qū)組排列，設(shè)3個(gè)重復(fù)。每小區(qū)面積25 m×20 m，寬行75 cm、窄行45 cm，株距34 cm的寬窄行規(guī)格播種，播種2粒/穴。4葉期定苗留單株，密度為3 200株/667 m2左右，6葉期和11葉期分別追施尿素10和15 kg/667 m2，大喇叭口期噴施兌勁特防治玉米螟。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)有關(guān)要求做好定點(diǎn)觀察記載，成熟收獲前取樣考種。

1.3 調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)觀測(cè)記錄玉米生長發(fā)育期、株高、葉片數(shù)、葉面積、穗位等指標(biāo);考種記錄棒長、棒粗、穗粒數(shù)、穗重、百粒重及理論產(chǎn)量和小區(qū)單產(chǎn)等指標(biāo)。試驗(yàn)觀測(cè)按照中國氣象局《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》進(jìn)行。同步收集當(dāng)?shù)販囟?、光照、降水等氣象資料，氣象資料來源于桑植縣氣象局。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期分析

2.1.1 不同品種生育期差異 由表1可知，湘玉2號(hào)和晉鮮糯6號(hào)第I、II、III播期均在11月上旬、11月中旬、12月中旬成熟;湘玉2號(hào)第I、II、III播期全生育期分別約為114、125、147 d;晉鮮糯6號(hào)第I、II、III播期全生育期分別約為108、122、140 d。第I、第II和第III播期的生育期隨著播期推遲呈現(xiàn)出延長的趨勢(shì)，后一播期全生育期比前一期延長了11～23 d不等。從各個(gè)生育期的時(shí)間看，延長的生育期主要在抽雄—成熟期，出苗—抽雄期后期也有所延長。這主要是秋玉米生育期氣溫從高到低變化，特別是生育后期，氣溫偏低，玉米灌漿期拉長，導(dǎo)致總生育期延長。

從表2可以看出，2品種的出苗期都是10～12 d，晉鮮糯6號(hào)的第I、II、III播期中全生長發(fā)育期比湘玉2號(hào)均短了3～7 d，出苗-抽雄比湘玉2號(hào)短了3～6 d，第I、第II播期抽雄-成熟相同、僅第III播期短了1 d。這主要是品種決定，晉鮮糯6號(hào)生育期本身從山西引進(jìn)推廣到湖南作秋玉米栽種，生育期要短于湘玉2號(hào)。

2.1.2 不同地點(diǎn)生育期差異 2個(gè)品種生育期表現(xiàn)在各試驗(yàn)區(qū)有一定的差異。從各播期及品種看，位于中海拔山區(qū)的松柏村種植的同一播種、品種秋玉米相對(duì)于低海拔的高橋村生育期多4～15 d。這主要是海拔越高、氣溫較低，玉米通過生育期延長、補(bǔ)足積溫來完成生長發(fā)育。

2.2 秋玉米生長氣象適應(yīng)性分析

2.2.1 生育前期（播種—抽雄）氣象適應(yīng)性分析 據(jù)2016年7月15日～9月30日桑植氣象站觀測(cè)資料顯示（圖1），氣溫在7月24日～8月2日連續(xù)出現(xiàn)高溫（日最高氣溫≥35℃）天氣，此時(shí)段內(nèi)第I播期的玉米幼苗剛剛露出土地面，第I播期的“燒苗”現(xiàn)象較為嚴(yán)重;第II播期剛播種則遇到連續(xù)的晴熱高溫天氣、土壤缺水，造成玉米出苗率低，據(jù)調(diào)查結(jié)果，平均出苗率僅為50%左右;第III播期播種3 d后氣溫下降、并出現(xiàn)中到大雨降水過程，其中8月7日還出現(xiàn)一次暴雨，有效補(bǔ)充田間水分;因此本期出苗率較高，但是在出苗后在8月12～25日又出現(xiàn)連續(xù)的高溫天氣，此時(shí)段的高溫天氣對(duì)第III播期幼苗生長有一定的影響，對(duì)第I、II播期生長影響相對(duì)較小。

一般來說，播種時(shí)地溫和土壤水分對(duì)種子的發(fā)芽率的影響是非常大的，一般播種深度約2～3 cm，選5 cm的地溫對(duì)玉米播種出苗影響進(jìn)行參考分析（圖1）。從圖1看出，5 cm日平均地溫隨著高溫天氣出現(xiàn)而呈現(xiàn)出相同的升高趨勢(shì)，5 cm地溫超過30℃時(shí)段（2～3 cm約為32℃）則為高溫天氣所處的時(shí)段。玉米第I播期播種出現(xiàn)降水過程，氣溫適宜，這對(duì)玉米出苗非常有利。第II播期為雨后2 d播種，氣溫、地溫均高，且7月23日至8月2日無降水，氣溫高失水快，對(duì)幼苗的生長不利;高橋村為粘性土，秋玉米采取免耕栽種，土壤板結(jié)嚴(yán)重，蓄水保水能力差，易受高溫干旱影響，出苗率低。第III播期在播種后的3 d有降水，出苗率也有所提高。但是期間短時(shí)暴雨日數(shù)偏多，7月18日、7月20日、8月7日出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣過程，加上高橋村土壤偏粘性，易造成土壤板結(jié)。如第I播期在播種—出苗期遭遇了2次暴雨過程（7月18日、20日），土壤板結(jié)，不利于玉米幼苗破土。

2.2.2 生育后期（抽雄—成熟）氣象適應(yīng)性分析 玉米生育期后期適宜生長溫度在20～30℃，玉米后期雖然在氣溫10℃以上都維持正常生理機(jī)能，但當(dāng)抽雄吐絲低于18℃開花受粉就要受到明顯影響，灌漿期低于16℃時(shí)灌漿能力明顯不足[5]。根據(jù)玉米生育后期試驗(yàn)資料，第I、II、III播期的抽雄期分別在9月中旬、下旬和10月中旬，而后期灌漿—成熟主要處于10～11月。因此以10～11月份的氣溫、光照等氣象要素來分析其氣候適應(yīng)性（圖2）。

從秋玉米生育后期逐日平均氣溫、降水量圖可以看出（圖2A），秋玉米在抽雄—成熟期的氣溫呈“波浪式”下降趨勢(shì)。桑植站日平均氣溫在10月23日前后已降到16℃以下，10月29日開始部分氣溫甚至降倒10℃以下，11月20日前后氣溫基本穩(wěn)定在10℃以下，玉米生長發(fā)育基本停滯。此時(shí)，第II期基本成熟，但第III播期仍未成熟。從秋玉米生育后期逐日降水和日照看（圖2B），2016年10～11月降水日數(shù)和降水量明顯偏多，日照時(shí)數(shù)異常偏少（偏少45.4 h）。其中10月1日～11月30日的降水日數(shù)為31 d，總降水量為197.6 mm，比歷史同期（162.9 mm）偏多22.1%。從日照時(shí)數(shù)看，10月10日至11月8日之間僅有5 d有日照，日照時(shí)數(shù)僅為25.4 h，比歷史同期（61.7 h）偏少36.3 h。因此，10月中旬至11月上旬豐富的降水提供充足水分，但是長時(shí)間連續(xù)陰雨，氣溫偏低，日照偏少影響了玉米灌漿成熟。持續(xù)的秋陰雨導(dǎo)致第III播期成熟期延遲，甚至不能正常成熟。

通過反查桑植氣象站近30 a的資料，桑植穩(wěn)定通過16℃終日（50%保證率）在10月21日前后，80%的保證率的終日在10月10日前后;低于10℃終日（80%的保證率）11月12日前后。因此，秋玉米要實(shí)現(xiàn)正常灌漿成熟，按中熟玉米品種生育期110 d考慮，秋玉米在桑植等地最遲播種不應(yīng)晚于8月1日。遇到像2016年秋陰雨較多年份，播種應(yīng)提前到7月21日左右為宜?？紤]到秋旱有一定比例，因干旱會(huì)造成延遲播種，如果出現(xiàn)夏秋旱造成播種延遲，在8月1日之后播種應(yīng)選擇生育期短于100 d的早熟品種。外地引進(jìn)品種應(yīng)進(jìn)行小范圍試種，分析適應(yīng)性后方可大范圍推廣。另外，根據(jù)秋玉米適宜性試驗(yàn)[6]，如果春玉米品種作秋玉米栽種，生育期會(huì)相應(yīng)延長5 d左右，因此，可由原來試種的春玉米生育期基礎(chǔ)上加5 d作為秋玉米生育期天數(shù)基數(shù)?？傮w上，早熟品種播種日期不遲于立秋才能保證正常灌漿成熟。受不同海拔影響，中海拔（500～600 m）山區(qū)秋玉米播種還應(yīng)提前5～7 d，早熟品種在8月1日之前，中熟品種在7月25日之前播種為宜。

2.3 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)比較分析

2.3.1 不同品種對(duì)比分析 從表3可以看出，百粒重、禿尖比晉鮮糯6號(hào)優(yōu)于湘玉2號(hào)，其中晉鮮糯6號(hào)百粒重多3.85 g左右、禿尖比低6.2%;湘玉2號(hào)在棒長、穗實(shí)粒數(shù)、單穗粒重上則優(yōu)于晉鮮糯6號(hào)，分別棒長多2.3 cm、粒數(shù)多72.8粒、穗粒重平均多11.3 g;棒粗2品種間差異不大。這主要是品種決定的，湘玉2號(hào)棒長較長、粒多，晉鮮糯6號(hào)籽粒飽滿、粒大，禿尖少。

2.3.2 同一品種不同播期對(duì)比分析 從表3可以看出，湘玉2號(hào)第II播期的玉米植株長勢(shì)明顯優(yōu)于其他2個(gè)播期，百粒重、穗粒重、棒長等均要稍好于其他2個(gè)播期，只有實(shí)粒數(shù)縣郊較第I播期的稍差一些。晉鮮糯6號(hào)總體上也是第II播期較優(yōu)于其他2個(gè)播期，部分禿尖比、實(shí)粒數(shù)僅在第I播期較好。這主要是2品種第II播期的播種時(shí)期及其生長的氣候條件較好，第I播期主要受限于幼苗時(shí)期的高溫天氣和出苗—抽雄期中期的大風(fēng)天氣的影響，而第III播期主要在抽雄—成熟期的灌漿期和成熟期受連日的低溫陰雨寡照的影響，導(dǎo)致產(chǎn)量結(jié)構(gòu)受到影響，產(chǎn)量嚴(yán)重偏低。從不同播期看，苗期高溫?zé)崂?、后期的秋陰雨仍是影響秋玉米生長發(fā)育的兩大主要?dú)庀鬄?zāi)害。如果要獲得高產(chǎn)，應(yīng)綜合播期分析，避開主要?dú)庀鬄?zāi)害天氣環(huán)境，選擇水源條件較好的地方種植秋玉米能保證高產(chǎn)。

2.3.3 不同海拔試驗(yàn)點(diǎn)對(duì)比 縣郊的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)略好于處在中海拔山區(qū)的松柏村，但百粒重、穗粒重、禿尖比、棒長等都沒有明顯的優(yōu)勢(shì)，總體上地理差別不顯著;而湘玉2號(hào)第II播期松柏村實(shí)粒數(shù)優(yōu)于縣郊。主要是山地日照、積溫較多，對(duì)產(chǎn)量形成有利，熱量條件保證是獲得高產(chǎn)基礎(chǔ)（表3）。山區(qū)松柏村為砂性土壤，土質(zhì)疏松，土質(zhì)條件好也是獲得產(chǎn)量的優(yōu)勢(shì)，能補(bǔ)償光照熱量不足，因此兩地總體的差別不大。另外，山區(qū)前期高溫偏少，濕度水分較多造成干旱較輕，這些因素都有利于產(chǎn)量提高。因此，在保證熱量條件下，在山區(qū)發(fā)展秋作玉米是可行的，產(chǎn)量更具有優(yōu)勢(shì)。

2.3.4 理論和實(shí)際產(chǎn)量分析 總體上，實(shí)際產(chǎn)量除縣郊的晉鮮糯6號(hào)第I播期產(chǎn)量略高外，各試驗(yàn)點(diǎn)2個(gè)品種都以第II播期生產(chǎn)量最高，第III播期產(chǎn)量最低（表3）。

湘玉2號(hào)各個(gè)播期的理論產(chǎn)量變幅為428.5～522.7 g/m2，相差94.2 g/m2左右;晉鮮糯6號(hào)各個(gè)播期的理論產(chǎn)量變幅為406.0～450.9 g/m2，相差44.9/m2。實(shí)際產(chǎn)量湘玉2號(hào)、晉鮮糯6號(hào)各播期產(chǎn)量的變幅相差分別是97.6 g/m2、53.5 g/m2。湘玉2號(hào)產(chǎn)量比晉鮮糯6號(hào)高，但產(chǎn)量穩(wěn)定性差，即各播期產(chǎn)量差別大。

從分期播種產(chǎn)量比較，第I播種主要受苗期高溫干旱影響，如果在保證供水情況下，第I播種理論上在熱量、光照條件上具有明顯優(yōu)勢(shì)，即播期越早，產(chǎn)量越高，這與汪沛等[7]研究結(jié)果吻合，適當(dāng)早播種是獲取產(chǎn)量的保證。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)2016年秋玉米的2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分期播種資料，結(jié)合同步氣象資料進(jìn)行適應(yīng)結(jié)合分析，可以得到如下初步結(jié)論：（1）影響湖南西北地區(qū)秋玉米種植主要?dú)庀笠蜃邮浅雒缙陂g的高溫干旱、生育后期秋季低溫陰雨天氣;（2）湘玉2號(hào)、晉鮮糯6號(hào)都較適應(yīng)武陵山區(qū)種植，且隨著播期推遲，生育期延長;總體上在中海拔武陵山區(qū)（600 m左右）發(fā)展秋玉米是可行的，且在生育前期避開高溫干旱有一定優(yōu)勢(shì)，但與同一品種同播期平均生育期延長3～5 d;（3）在湘西北地區(qū)，秋玉米播種期中熟品種宜在8月1號(hào)之前，早熟品種宜在立秋之前播種才能保證正常灌漿成熟;如果能合理避開氣象災(zāi)害影響，播期越早越具有高產(chǎn)優(yōu)勢(shì);綜合分析，武陵山區(qū)秋玉米最佳播期為7月中旬前后，能獲得最佳產(chǎn)量。

綜合以上分析，湖南發(fā)展雙季玉米可行，為保證秋玉米高產(chǎn)，結(jié)合春玉米試驗(yàn)和以前研究結(jié)果，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)采取保護(hù)地育苗或薄膜提溫栽培技術(shù)，適當(dāng)提早春玉米播種期，將中遲熟玉米播種期提到3月上中旬，早熟玉米播期不遲于3月下旬，從而更加有效地利用氣候資源，減輕氣象災(zāi)害的危害。為了保證雙季高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，湘西北等武陵山區(qū)宜采取“中早熟+中熟”或“中熟+中早熟”或“中熟+中熟鮮食玉米”、“中遲熟+中遲熟青貯玉米”雙季玉米搭配模式，能獲得較好的收獲效益。

2016年秋玉米種植期間遇苗期高溫（7月24至8月5日），水分蒸發(fā)大，對(duì)處于出苗的玉米幼苗來說傷害巨大，部分出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象。根據(jù)湖南歷年的氣候規(guī)律，此時(shí)段易出現(xiàn)晴熱高溫，不利于玉米的穩(wěn)產(chǎn)?？梢圆扇∫韵录夹g(shù)措施保證全苗：一是秋玉米的播種時(shí)間應(yīng)該結(jié)合中長期（3～7 d）天氣預(yù)報(bào)確定，在降雨前1～2 d泡種催芽再進(jìn)行播種，盡量縮短期播種—出苗期，避免幼苗過小遭受高溫?zé)崂说膫?二是出現(xiàn)連晴高溫天氣時(shí)進(jìn)行定期灌溉，降低高溫?zé)岷?三是推廣秋玉米帶土育苗移栽技術(shù)，可采取營養(yǎng)缽育苗，在立秋后雨水增多時(shí)帶土移栽。

秋玉米生育前期還易受到其他災(zāi)害性天氣影響，如短時(shí)暴雨、大風(fēng)等，因此，湘西北地區(qū)秋季玉米的種植需要密切關(guān)注天氣變化趨勢(shì)來開展農(nóng)事，也更需要采取相應(yīng)氣象保障技術(shù)措施，種植管理密切合作與氣象部門，由氣象部門及時(shí)提供相應(yīng)氣象服務(wù)以便來采取相對(duì)的措施，以保障玉米獲得高產(chǎn)。例如，2016年8月14日受冷空氣南下入侵，桑植縣出現(xiàn)一次大風(fēng)天氣現(xiàn)象，瞬時(shí)風(fēng)速高達(dá)17.4 m/s，此時(shí)第I播期的玉米株已高達(dá)20 cm，由于此時(shí)玉米還未施肥培土，根部扎在泥土表層尚淺，玉米植株被強(qiáng)風(fēng)吹倒，其他幾個(gè)播期也遭受不同程度的風(fēng)災(zāi)。因此，及時(shí)培土，防御局地強(qiáng)風(fēng)也是保證高產(chǎn)的重要措施。

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