濰坊地區(qū)氣候因素對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響

王同芹　白星煥　劉兆麗　劉世敏　張志偉　張世和　楊紅光　王同剛

摘要? ? 以4個(gè)玉米品種為試驗(yàn)材料，研究濰坊地區(qū)氣候因素對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果表明，有效積溫與產(chǎn)量成極顯著相關(guān)，生育期與產(chǎn)量之間的相關(guān)性不顯著;玉米生育期內(nèi)，隨著有效積溫的增加，產(chǎn)量提升顯著;玉米灌漿速率受溫度、降水、日照時(shí)數(shù)等多個(gè)因素的影響。

關(guān)鍵詞? ? 玉米;氣候因素;產(chǎn)量;灌漿速率;山東濰坊

中圖分類號(hào)? ? S513? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）02-0001-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract? ? Four maize varieties were used to study the effects of climate factors on the growth and development of summer maize in Weifang area.The results showed that there was a significant correlation between the effective accumulated temperature and the yield，but there was no significant correlation between the growth period and the yield.During the growth period of maize，the yield increased significantly with the increase of the effective accumulated temperature.The maize filling rate was affected by many factors，such as temperature，precipitation，sunshine hours，etc.

Key words? ? maize;climatic factor;yield;filling rate;Weifang Shandong

植物物候是隨著季節(jié)性環(huán)境變化而形成的生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)律，能夠客觀地反映植物對(duì)氣候變化的適應(yīng)性[1-2]。玉米是當(dāng)前世界上廣泛種植的大宗農(nóng)作物，我國(guó)玉米播種地域跨度大、氣候資源差異大[1-2]。濰坊市域?qū)俦睖貛Ъ撅L(fēng)區(qū)，背陸面海，受歐亞大陸和太平洋的共同影響，大陸度在50%以上，是暖溫帶季風(fēng)型半濕潤(rùn)大陸性氣候，氣候特點(diǎn)為冬冷夏熱，四季分明，春季風(fēng)多雨少，早春冷暖無(wú)常，常有倒春寒出現(xiàn)，晚春回暖迅速;夏季炎熱多雨，溫高濕大;秋季天高氣爽，晚秋多干旱。

本文利用國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)玉米物候期數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)查和建設(shè)，實(shí)時(shí)掌握玉米生長(zhǎng)發(fā)育的進(jìn)程，現(xiàn)將結(jié)果總結(jié)如下。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014—2018年在山東省青州市彌河鎮(zhèn)東桑村進(jìn)行，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，灌溉方便，田間管理同大田。

1.2? ? 試驗(yàn)材料

參試玉米品種4個(gè)，分別為先玉335、VN1204（濰玉6號(hào)）、VN1202（濰玉18）、鄭單958（黃淮海夏玉米區(qū)大面積種植的夏玉米品種）。

1.3? ? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，即每個(gè)品種為一個(gè)處理，其中以鄭單958作對(duì)照（CK）。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，種植密度均為6.0萬(wàn)株/hm2;等行距60 cm種植。播期參照當(dāng)年當(dāng)?shù)氐膶?shí)際播種時(shí)間。

1.4? ? 測(cè)試項(xiàng)目及方法

1.4.1? ? 物候期。分別記載每個(gè)品種的播種期、出苗期、六葉期、抽雄期、吐絲期、成熟期、收獲期等生育時(shí)期的準(zhǔn)確日期。

1.4.2? ? 籽粒灌漿速率。在各品種4片展開葉時(shí)，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致且有代表性的植株進(jìn)行標(biāo)記，每個(gè)小區(qū)標(biāo)記100株以上。在吐絲期，對(duì)標(biāo)記的植株進(jìn)行套袋，統(tǒng)一人工授粉，在授粉后的第10天開始對(duì)標(biāo)記植株的籽粒進(jìn)行調(diào)查，之后每7 d調(diào)查1次，直至成熟。每個(gè)品種調(diào)查5株，取果穗中部籽粒100粒，在60 ℃條件下烘干至恒重，稱重記錄百粒重（灌漿前期由于籽粒較小，不易脫粒，可采用尖頭鑷子輔助）[3-5]。

1.4.3? ? 產(chǎn)量。①理論產(chǎn)量：每個(gè)品種實(shí)收20 m2，記錄穗數(shù)，并隨機(jī)選取20穗分別脫粒，記錄穗粒數(shù)和百粒重，測(cè)定籽粒含水率，記錄理論產(chǎn)量（含水率折算為14%）[6-8]。②實(shí)際產(chǎn)量：將實(shí)收的20 m2所有果穗曬干后脫粒稱重，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.5? ? 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel和IBM SPSS Statistics進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與做圖。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 不同年份玉米生育期、積溫與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

統(tǒng)計(jì)2014—2018年夏玉米不同生育期的有效積溫（圖1），結(jié)合5年不同品種全生育期調(diào)查及實(shí)際產(chǎn)量結(jié)果，有效積溫與產(chǎn)量成極顯著正相關(guān)，生育期與有效積溫及產(chǎn)量之間不相關(guān)。隨全生育期內(nèi)有效積溫的增加，產(chǎn)量增加顯著。以鄭單958為例，2016年生育期只有101 d，積溫達(dá)到2 598 ℃，產(chǎn)量位于5年內(nèi)第2位;2017年雖然生育期達(dá)到104 d，積溫2 417 ℃，產(chǎn)量為5年內(nèi)最低。鄭單958種子包裝上標(biāo)明的生育期為96 d，說(shuō)明生育期長(zhǎng)短并不能很好地說(shuō)明玉米是否達(dá)到成熟期，有效積溫對(duì)玉米是否達(dá)到成熟期更有說(shuō)服力。因此，用有效積溫指導(dǎo)玉米生產(chǎn)更具有實(shí)際意義。

2.2? ? 影響灌漿速率的氣候因素

玉米籽粒產(chǎn)量是由單位面積的籽粒數(shù)和粒重共同決定的，其中粒重取決于灌漿持續(xù)時(shí)間和灌漿速率[9-13]。

2.2.1? ? 氣候因素對(duì)粒重的影響。由圖2、3可以看出，4個(gè)品種2016年均表現(xiàn)為干物質(zhì)積累慢，籽粒重量偏低。結(jié)合2014—2018年吐絲期—成熟期的氣溫、降水量及日照時(shí)數(shù)變化，2016年灌漿前期降水量偏少，日照時(shí)數(shù)偏短，不利于玉米吐絲授粉，導(dǎo)致干物質(zhì)積累低，影響了籽粒重量，整個(gè)生殖生長(zhǎng)期間積溫相較于其他年份偏高，對(duì)后期灌漿有利，有利于提高產(chǎn)量。2014年籽粒重量偏高，后期灌漿速率小于其他年份，結(jié)合氣候因素可以看出，2014年灌漿期的降水量均值為5年內(nèi)最低，日照時(shí)數(shù)正常且穩(wěn)定，灌漿后期溫度突然下降，日照時(shí)數(shù)突然減少，影響了玉米籽粒的后期積累，從而影響了灌漿速率。2018年8月中下旬，受臺(tái)風(fēng)“摩羯”“溫比亞”疊加影響，山東濰坊遭受歷史罕見暴雨洪澇災(zāi)害，月降水量為1975年以來(lái)同期最大值，對(duì)玉米生長(zhǎng)嚴(yán)重不利，灌漿速率較其他年份明顯變緩（圖4、5、6）。

2.2.2? ? 有效積溫與玉米收獲期穗粒數(shù)及百粒重的相關(guān)性分析。對(duì)不同年份有效積溫和穗粒數(shù)、百粒重做相關(guān)性分析，結(jié)果表明，有效積溫與穗粒數(shù)、百粒重之間相關(guān)性不顯著。穗粒數(shù)及百粒重的形成是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的積累過(guò)程，其影響因素偏多，不容易判定，有效積溫并不是造成穗粒數(shù)及百粒重形成的單一關(guān)鍵因素。

2.2.3? ? 不同年份間品種穩(wěn)定性。對(duì)2014—2018年每個(gè)品種間的穗粒數(shù)、百粒重幾個(gè)產(chǎn)量性狀分別做方差分析，4個(gè)品種的穗粒數(shù)、百粒重多數(shù)年份之間差異并不顯著，表明在氣候因素變化不太大的正常年份，4個(gè)品種均表現(xiàn)穩(wěn)定，在濰坊地區(qū)均可推廣種植（表1）。

3? ? 結(jié)論與討論

作物物候期的變化是作物本身生理過(guò)程和環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果[8]。溫度、光周期、日照時(shí)數(shù)、光輻射和降雨等氣候條件是影響玉米生長(zhǎng)及生育期進(jìn)程的主要因素[7]。5年不同品種全生育期調(diào)查及實(shí)際產(chǎn)量結(jié)果顯示，有效積溫與產(chǎn)量成極顯著正相關(guān)，生育期與有效積溫、產(chǎn)量之間相關(guān)性不顯著。隨全生育期內(nèi)有效積溫的增加，產(chǎn)量增加顯著。生育期長(zhǎng)短并不能很好地說(shuō)明玉米是否達(dá)到成熟期，有效積溫對(duì)玉米是否達(dá)到成熟期更有說(shuō)服力。因此，用有效積溫指導(dǎo)玉米生產(chǎn)更具有實(shí)際意義。2016年4個(gè)品種均表現(xiàn)為干物質(zhì)積累慢，籽粒重量偏低，這是由于當(dāng)年灌漿前期降水量偏多，日照時(shí)數(shù)偏短，不利于玉米吐絲授粉，導(dǎo)致干物質(zhì)積累低，影響了籽粒重量，但整個(gè)生殖生長(zhǎng)期間積溫相較于其他年份偏高，對(duì)后期灌漿有利，有利于提高產(chǎn)量。2018年8月中下旬，受臺(tái)風(fēng)“摩羯”“溫比亞”疊加影響，山東濰坊遭受歷史罕見暴雨洪澇災(zāi)害，月降水量為1975年以來(lái)同期最大值，對(duì)玉米生長(zhǎng)嚴(yán)重不利，灌漿速率較其他年份明顯變緩。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性及方差分析，差異并不顯著，說(shuō)明不同年份間如果氣候因素變化不大，4個(gè)品種均表現(xiàn)比較穩(wěn)定，適合濰坊地區(qū)種植推廣。雷? 娟等研究發(fā)現(xiàn)，作物播種后各生長(zhǎng)發(fā)育階段主要受到外界氣候因子（包括氣溫、光照、水分條件等）的制約[3]。大量研究表明，過(guò)去幾十年的氣候變化對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程產(chǎn)生了重要影響[4-5]。魏鳳英等研究表明，如果作物品種不變或其光溫特性變化較小，生長(zhǎng)環(huán)境溫度升高可使作物提前滿足積溫需求，從而導(dǎo)致作物物候期提前[5-6]。玉米全生育期內(nèi)對(duì)產(chǎn)量性狀的影響因素很多，包括溫度、降水、日照強(qiáng)度等，本試驗(yàn)中5年氣候因素變化不大，不能單純將觀察到的變化歸結(jié)為氣候因素的影響，還需進(jìn)一步研究其他影響因素。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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