播期對河南不同熟期夏玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

王育紅，周 新，沈東風(fēng)，王新甫

(洛陽農(nóng)林科學(xué)院，河南 洛陽 471023)

玉米不僅產(chǎn)量潛力大，經(jīng)濟效益高，而且具有食用、飼用和多種工業(yè)用途。河南是全國重要的糧食主產(chǎn)省份之一，小麥、夏玉米一年兩熟是河南省最主要的種植模式之一。玉米作為河南省的第二大糧食作物，播種面積一直持續(xù)上升，總產(chǎn)占全國玉米總產(chǎn)10%以上。在全球氣候變暖的大背景下，夏玉米播種期干旱、授粉結(jié)實期高溫干旱、陰雨寡照[1-2]的風(fēng)險進一步加劇，嚴(yán)重影響了糧食生產(chǎn)和安全。玉米雖是C 4喜溫作物，但異常高溫干旱條件下作物體內(nèi)將發(fā)生一系列生理生化反應(yīng)，最終造成植株形態(tài)的改變和產(chǎn)量的降低。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中播種日期的調(diào)整可使作物不同生育時期處于特定的光溫條件下，實現(xiàn)對作物生長季內(nèi)光溫資源的優(yōu)化配置，是獲得高產(chǎn)群體的最有效途徑之一[3-4]。關(guān)于播期對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的研究已有較多報道[5-10]，但有關(guān)河南不同熟期夏玉米品種對播期反應(yīng)鮮有報道。本研究以鄭單958、先玉335、京農(nóng)科728和登海618為材料，分析不同播期對不同熟期夏玉米生育進程、形態(tài)指標(biāo)及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響，以期為河南地區(qū)夏玉米穩(wěn)產(chǎn)和豐產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗設(shè)在河南省洛陽農(nóng)林科學(xué)院玉米綜合試驗站試驗田(東經(jīng)112.3°，北緯34.4°)，試驗地灌排方便，地勢平坦，肥力上中等且均勻，便于調(diào)節(jié)和管理。土質(zhì)為粘土，土體深厚，質(zhì)地均勻，基礎(chǔ)肥力為有機質(zhì)14.52 g/kg，全氮1.16 g/kg，堿解氮106.9 mg/kg，速效磷21.24 mg/kg，速效鉀107.56 mg/kg。常年平均降水量為646 mm，屬于半濕潤偏旱區(qū)。由于受季風(fēng)氣候的影響，年內(nèi)降雨分布不均，60%～80%的降雨集中在6—9月份。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2018年進行。選用早熟品種：京農(nóng)科728(JNK 728)和登海618( DH 618)；中晚熟品種先玉335(XY 335)和鄭單958(ZD 958)為材料，設(shè)置6個播期處理，分別為6月1日(T 1)、6月6日(T 2)、6月11日(T 3)、6月16日(T 4)、6月21日(T 5)和6月26日(T 6)。采用裂區(qū)設(shè)計，播期為主區(qū)，品種為副區(qū)，小區(qū)面積40 m2，共24個處理，區(qū)組間隨機排列，每個處理設(shè)置3次重復(fù)。

留苗密度：6.75×104株/hm2。

播種密度=留苗密度/發(fā)芽率/0.96。

播種前精細整地，造墑，底肥施等量的復(fù)合肥(15-15-15)750 kg/hm2。播種后立即澆灌蒙頭水，T 2播期雨后第2天播種，整個生育期間遇旱要及時灌水，在四葉期定苗達到設(shè)計密度；其它栽培管理措施同一般高產(chǎn)玉米。

1.3 測定項目與方法

播種后及時觀察并記載各處理的出苗、6展葉、9展葉、12展葉、抽雄、吐絲和籽粒生理成熟期，籽粒生理成熟依果穗中下部籽粒黑胚層出現(xiàn)且乳線消失的日期為準(zhǔn)。在5葉期掛牌標(biāo)記長勢一致的植株5株，調(diào)查全生育期葉片數(shù)；于苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、開花期、灌漿期、成熟期取樣，每個小區(qū)取玉米植株3株，測定葉面積、干物質(zhì)重量。用長寬系數(shù)法測量葉面積(LAI)，計算葉面積指數(shù)(LAI)；將所取樣品裝袋標(biāo)記，于80 ℃恒溫干燥箱中烘干至恒重，測定各器官的干物質(zhì)重量。

每個處理按籽粒生理成熟逐一收獲，每個小區(qū)挑選中間4行進行收獲測產(chǎn)(最后播期10月5日全部收獲)，風(fēng)干后折算為14%含水量的籽粒產(chǎn)量。采用稱重法選取10個果穗進行考種，測定穗行數(shù)、行粒數(shù)、百粒重等。

試驗期間氣象數(shù)據(jù)由洛陽農(nóng)林科學(xué)院試驗田氣象觀測站提供。夏玉米生育階段有效積溫采用該生育階段日平均溫度的累計，灌漿期有效積溫為該階段大于16 ℃平均溫度的累計。玉米生育內(nèi)日均氣溫變化情況見圖1。

圖1 夏玉米生育日均氣溫變化

2 結(jié)果與分析

2.1 播期對夏玉米生長發(fā)育進程的影響

從圖2可看出，隨著播期推遲，夏玉米生育期延長，而具體到玉米生育期各個階段則有不同變化。在土壤濕度適宜情況下，播期對4個品種從播種至12展葉生育進程的影響大體一致：播種到出苗為5～6 d，受播期影響不大；出苗至6展葉為18～22 d，隨播期推遲生育進程呈現(xiàn)加快-平穩(wěn)-加快的趨勢；6展葉至9展葉為8～10 d，9展葉至12展葉為4～7 d，這2個生育階段略有波動變化。12展葉至抽雄為4～10 d，T 6比T 1延長4 d；該生育進程中晚熟品種ZD 958和XY 335比早熟品種JNK 728和 DH 618慢，播期從T 2-T 5中晚熟品種ZD 958和XY 335呈波動性變化，早熟品種JNK 728和 DH 618變化不大。抽雄至散粉為1～3 d，呈波動性變化，說明該階段對外界條件變化反應(yīng)敏感；其中品種XY 335變異較大，JNK 728變異較小。授粉至成熟需要的天數(shù)隨著播期推遲而增加，播期由T 1推遲到T 6籽粒灌漿成熟增加7 d以上，即夏玉米播期每推遲5 d，灌漿期延長1.2 d以上；中晚熟品種ZD 958和XY 335灌漿天數(shù)為47～60 d以上，最后一個播期未能正常成熟；早熟品種JNK 728和 DH 618灌漿天數(shù)為46～53 d，6個播期播種均能正常成熟。

圖2 不同播期條件下夏玉米的生育進程

表1 播期對夏玉米不同生育期有效積溫的影響 (單位：℃)

品種播期播種-出苗出苗-6展葉6展葉-12展葉12展葉-抽雄抽雄-授粉授粉-成熟全生育期JNK728T1136.4a558.7a518.9a157.0ab65.0a1327.4a2763.4aT2164.8b571.9a486.8b163.5a98.4b1325.5a2810.9aT3150.2c557.1a464.2bc161.7a89.9ce1324.2a2747.3aT4132.3ad559.3a460.2cd150.3b81.6d1332.1a2715.8aT5145.3ce553.8a441.5de172.2c90.5e1322.9a2726.2aT6144.9ce499.6b461.6dce277.0d62.4f1314.0a2759.5aDH618T1136.4a558.7a518.9a124.1a33.4a1353.4a2724.9aT2164.8b571.9a486.8b163.5b98.4b1344.9a2830.3aT3150.2c557.1a464.2bc161.7b89.9cf1345.1a2768.2aT4132.3ad559.3a460.2cd150.3c53.2d1347.4a2702.7aT5145.3ce553.8a441.5de148.9c60.1e1351.6a2701.2aT6144.9ce499.6b461.6dce246.0d93.4f1314.0a2759.5aXY335T1136.4a558.7a518.9a189.9a63.5a1388.5a2855.9aT2164.8b571.9a486.8b261.9be31.2be1392.2a2908.8T3150.2c557.1a464.2bc221.0c86.1c1397.5a2876.1aT4132.3ad559.3a460.2cd176.6d116.7d1396.4a2841.5aT5145.3ce553.8a441.5de262.7e32.2e1393.8a2829.3aT6144.9ce499.6b461.6dce308.4f92.5f1271.2b2778.2aZD958T1136.4a558.7a518.9a189.9a63.5a1512.3a2979.7aT2164.8b571.9a486.8b261.9b31.2be1514.4a3031.0aT3150.2c557.1a464.2bc221.0ce86.1cd1513.1a2991.7aT4132.3ad559.3a460.2cd203.5d89.8c1516.5a2961.6aT5145.3ce553.8a441.5de231.2e63.7d1511.2a2946.7aT6144.9ce499.6b461.6dce308.4f31.0e1314.0b2759.5b

注：表中同列不同小寫字母表示差異達顯著水平。

隨著播期推遲，夏玉米營養(yǎng)生長階段(播種到抽雄)變異不大，呈波動性變化；生殖生長階段(抽雄到成熟)隨播期的推遲而增加。在整個生育期內(nèi)，生殖生長時間略高于營養(yǎng)生長，生育期隨播期推遲而增加主要是延長了灌漿時間。

2.2 播期對夏玉米不同生育期積溫的影響

由表1可看出，夏玉米完熟全生育期主要受有效積溫影響，不同熟期品種所需有效積溫不同。早熟品種JNK 728和 DH 618完熟全生育期所需的有效積溫為2 700～2 800 ℃.d，中晚熟品種ZD 958和XY 335完熟時所需的有效積溫為2 800～3 000 ℃.d，播期T 6由于有效積溫不夠不能正常成熟。從不同生育階段分析，夏玉米播種-出苗有效積溫平均為145.7 ℃.d，變幅為132.3～164.8 ℃.d；出苗至6展葉有效積溫平均為550.1 ℃.d，播期T 6有效積溫顯著降低，其余播期有效積溫差異不顯著；6展葉至12展葉平均有效積溫為472.2 ℃.d，隨著播期推遲有效積溫減少生育進程加快；12展葉至抽雄所需有效積溫隨播期推遲先增中間平穩(wěn)降低后快速增加，整體表現(xiàn)為中晚熟品種ZD 958和XY 335(平均為236.4 ℃.d)顯著高于早熟品種JNK 728和 DH 618(平均為172.4 ℃.d)；抽雄至授粉有效積溫變幅為31～116.7 ℃.d，波動較大；授粉至成熟各品種完熟所需有效積溫播期間差異不顯著，品種之間存在差異，從播期T 1到播期T 5，JNK 728、 DH 618和XY 335灌漿期所需有效積溫差異不明顯，分別為1 326.4 ℃.d、1 348.5℃.d和1 393.7 ℃.d，ZD 958灌漿期有效積溫最多，為1 513.5 ℃.d。表1表明，夏玉米從播種至授粉各階段生育進程隨播期推遲波動性變化不僅與有效積溫有關(guān)，還受其他環(huán)境條件的影響；灌漿期各品種主要受有效積溫影響。

圖3 不同播期對夏玉米株高穗位高的影響

2.3 播期對不同熟期夏玉米株高和穗位高的影響

由圖3可看出，隨著播期推遲夏玉米株高先增高后降低，ZD 958株高最高值出現(xiàn)在T 4播期，其余3個品種株高最高值均出現(xiàn)在T 5播期。播期對穗位高的影響呈波動性變化且各品種變化趨勢各不相同：ZD 958穗位高隨著播期推遲先降低中間升高T 4播期后降低；XY 335穗位高隨播期推遲先平穩(wěn)波動T 4播期后快速增高隨后又快速降低；DH 618穗位高隨播期推遲先平穩(wěn)增高T 4播期后快速降低后又增高；JNK 728穗位隨著播期推遲先快速降低T 3播期后呈波動性起伏變化。

2.4 播期對不同熟期夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量形狀的影響

從產(chǎn)量結(jié)果(表2)可以看出，播期對夏玉米產(chǎn)量的影響明顯，隨著播期推遲，不同熟期的夏玉米品種變化趨勢不同，T 6播期產(chǎn)量最低，減產(chǎn)達極顯著水平。早熟品種JNK 728和DH 618產(chǎn)量隨播期推遲呈先升高后降低的趨勢，中晚熟品種ZD 958和XY 335產(chǎn)量隨播期推遲呈降低的趨勢。各品種對播期反應(yīng)不一，早熟品種JNK 728產(chǎn)量最高出現(xiàn)在T 2播期，T 1～T 5播期產(chǎn)量差異不顯著;DH 618產(chǎn)量最高出現(xiàn)在T 3播期，T 1～T 4播期產(chǎn)量差異不顯著，T 5播期以后產(chǎn)量快速下降，減產(chǎn)量達顯著或極顯著水平。中晚熟品種XY 335最高產(chǎn)量出現(xiàn)在T 1播期，T 2～T 6播期減產(chǎn)達顯著或極顯著水平；ZD 958 T 1、T 2播期產(chǎn)量差異不顯著，T 3～T 6播期減產(chǎn)達顯著或極顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成要素分析，T 6播期所有品種百粒重下降和穗粒數(shù)減少都達到顯著水平。播期T 1～T 5，JNK 728百粒重和穗粒數(shù)差異不顯著，DH 618和XY 335百粒重隨播期呈先減后增趨勢，DH 618穗粒數(shù)呈先增后減趨勢，XY 335和ZD 958穗粒數(shù)呈減少趨勢，ZD 958百粒重呈波動性變化，差異不顯著。以上分析可知，6月26日以后播種，夏玉米極顯著減產(chǎn)；早熟品種適宜播期較廣，6月16日之前播種產(chǎn)量差異不顯著，中晚熟品種應(yīng)盡量早播。

3 結(jié)論與討論

不同播期對全生育期有一定影響，本試驗研究結(jié)果表明，隨播期推遲夏玉米育期延長，主要延長了灌漿期。這是因為隨著播期推遲，灌漿氣溫逐漸降低(見圖1)，灌漿速率減慢，灌漿期延長，播期每推遲5 d，灌漿期延長1.2 d以上；6—7月平均氣溫28.7 ℃，略有波動變化，在土壤水分適宜情況下，播期對夏玉米營養(yǎng)生長階段生育進程影響不明顯(播種至抽雄)，本結(jié)論與前人研究結(jié)果不一致[11-13]。李文科等研究表明，播期每推遲1 d，全生育期平均縮短0.8 d，播期推遲縮短播種至抽雄的時間[11]；薛慶禹等研究表明，播期推遲縮短夏玉米吐絲至成熟的天數(shù)，影響生育前期溫度，造成干物質(zhì)積累時間不足，最終使生育期縮短[12]。劉明等研究表明，隨播期推遲玉米播種至拔節(jié)階段縮短明顯[13]；董紅芬等研究表明，隨播種期推遲30 d，播種至出苗天數(shù)縮短4 d[9]。本試驗還發(fā)現(xiàn)，夏玉米播種期到出苗期持續(xù)天數(shù)，與播期無關(guān)，而與土壤濕度密切相關(guān)；同時，夏玉米完熟全生育期主要受有效積溫影響，早熟品種JNK 728和DH 618完熟全生育期所需的有效積溫為2 700～2 800 ℃.d，6個播期均能正常成熟；中晚熟品種ZD 958和XY 335完熟時所需的有效積溫為2 800～3 000 ℃.d，播期T 6由于有效積溫不夠不能正常成熟。

表2 不同播期對夏玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

品種播期百粒重(g)穗粒數(shù)(粒)產(chǎn)量(kg/hm2)JNK728T136.3aa462.5ab10830.9AaT236.6Aa483.2a11131.7AaT336.4Aa479.8a11088.7AaT435.8Aa477.8a10965.2AaT535.4Aa482.2a10916.8AaT631.3Bb453.1b9047.1BbDH618T136.9ACa542.3Aa12405.3AaT235.7ACab544.2Aa12559.3AaT334.7ABbd569.3Aa12738.1AaT437.3Bac485.3Bb12217.9AaT539.1Cc423.4Ccd10292.9BbT633.4Dd444.4BDd8793.8CcXY335T137.2a560.3Aa12482.4AaT236.8a535.7BEab11320.1AbT335.9ab527.8ABEb10624.5BcT436.9a491.4BCDc10501.3BcT537.4a467.6Dd9698.8BCdT634.4b490.2Ecde9018.8CeZD958T132.6a575.0Aa12403.6AaT232.6a556.4Aab12026.5AaT331.8a551.2Aab11415.7AbcT432.3a538.1ABDb10897.8BEcT531.7a495.8BCc10237.5BCdT629.7b491.5Dcd10120.5Ded

注：同列中大、小寫字母分別表示0.01和0.05水平差異顯著性。

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[14]；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[6]；陳辰等研究表明，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，株高變化趨勢不明顯[15]。本研究結(jié)果表明，隨著播期推遲夏玉米株高先增高后降低，穗位高呈波動性變化且各品種變化趨勢各不相同，與前人研究結(jié)果不盡相同。

播期是影響玉米產(chǎn)量提高的主要栽培因子，播期對不同熟期夏玉米品種的產(chǎn)量影響不同[16-19]。本研究表明，中晚熟品種表現(xiàn)為產(chǎn)量隨著播期推遲呈下降趨勢，早熟品種產(chǎn)量隨播期推遲呈先升高后降低，播期越晚，產(chǎn)量下降越顯著，這與前人研究結(jié)果相同。從產(chǎn)量構(gòu)成上分析，播期推遲主要是減少了穗粒數(shù)，百粒重變化不規(guī)律；播期越晚穗粒數(shù)減少越顯著，百粒重也出現(xiàn)明顯減低趨勢。本地區(qū)夏玉米適期早播利于高產(chǎn)形成，過晚播種減產(chǎn)達極顯著水平；早熟品種適宜播期較廣，中晚熟品種應(yīng)盡量早播。