全程機(jī)械化條件下玉米和小麥播期對(duì)周年光能利用特性的影響

王德鵬，代紅翠，薦世春，姜雪，成妮妮，張渝潔，周曉燕，劉開(kāi)昌

（1.臨沂大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 臨沂 276000；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，山東濟(jì)南 250100；3.小麥玉米國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南 250100；4.山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院，山東濟(jì)南 250100）

玉米-小麥輪作系統(tǒng)是黃淮兩熟區(qū)的主要種植模式，隨著光能資源和生產(chǎn)條件的改變，黃淮地區(qū)出現(xiàn)資源配置不合理等問(wèn)題，限制了玉米-小麥產(chǎn)量的進(jìn)一步提升［1-4］。玉米、小麥接茬存在光能資源未充分利用的問(wèn)題，且玉米-小麥兩熟種植系統(tǒng)全程機(jī)械化水平不斷加強(qiáng)，農(nóng)田栽培技術(shù)措施差異較大，顯著限制了玉米-小麥周年產(chǎn)量潛力的提高。因而，研究高產(chǎn)玉米-小麥輪作系統(tǒng)的光能利用特性，對(duì)玉米-小麥系統(tǒng)生產(chǎn)潛力的挖掘及光能資源的高效利用至關(guān)重要，對(duì)保障黃淮海地區(qū)糧食豐產(chǎn)增效及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

玉米-小麥系統(tǒng)季節(jié)間和季節(jié)內(nèi)光能資源的變化及配置不合理嚴(yán)重制約玉米-小麥周年產(chǎn)量潛力及資源利用效率的提高［5-8］。先前研究多集中于光能資源變化對(duì)玉米和小麥生育期和接茬時(shí)間的影響［2］，玉米-小麥產(chǎn)量及光能資源利用特征的變化特點(diǎn)［9］，溫光環(huán)境、栽培模式與玉米或小麥品種的相互作用［10］，播期播量的優(yōu)化篩選［11-13］。研究表明，光能資源的變化對(duì)中國(guó)不同地區(qū)小麥和玉米產(chǎn)量均產(chǎn)生顯著影響，玉米-小麥系統(tǒng)總產(chǎn)下降，下降幅度存在明顯的區(qū)域差異［5，6］。黃淮海平原小麥和玉米生長(zhǎng)季氣溫持續(xù)增加，入射光照輻射降低，干旱及洪澇災(zāi)害等頻發(fā)［11，12］，導(dǎo)致小麥遭受冬旱、拔節(jié)孕穗期凍害和春旱［13］，且增加了玉米結(jié)實(shí)期遭遇高溫、干旱和陰雨寡照的風(fēng)險(xiǎn)［14］。孫新素等［8］研究發(fā)現(xiàn)，1992—2013年黃淮小麥和玉米生長(zhǎng)季夜間最低溫度呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)，上升幅度存在區(qū)域差異，其中山東省夜間最低溫度上升最為明顯；夜間最低溫度升高顯著降低了小麥和玉米的光能利用效率、物質(zhì)積累量和籽粒產(chǎn)量。光溫氣象因子的變化影響小麥和玉米的生育期，特別是縮短小麥的生育期［4］，造成玉米-小麥輪作接茬時(shí)間延長(zhǎng)及溫光熱量的浪費(fèi)［13］。小麥播期調(diào)整顯著影響冬前積溫，造成小麥苗期分蘗和物質(zhì)積累的差異［12］，進(jìn)而影響后期的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成［15］。玉米播期調(diào)整顯著影響有效積溫的利用、籽粒灌漿速率及單位面積的籽粒產(chǎn)量［11］。日照時(shí)數(shù)對(duì)作物產(chǎn)量形成具有重要影響，日照時(shí)數(shù)的減少伴隨著太陽(yáng)輻射量的降低，直接降低作物的光合作用、光能利用效率和最終產(chǎn)量［3］。作物的理論最大光能利用率可達(dá)5%～6%［16］，而黃淮農(nóng)作區(qū)作物光能利用率不到2%，存在光能資源浪費(fèi)和光能利用效率低的問(wèn)題［17］。有研究表明，適期晚播有利于高產(chǎn)條件下的小麥和玉米產(chǎn)量提高和資源利用效率的維持［18］。小麥播期推遲至10月中旬，玉米收獲期延遲至9月下旬，玉米-小麥周年產(chǎn)量可達(dá)到15 t／hm2以上，周年光、溫生產(chǎn)效率分別提高64%和124%［19］。夏玉米收獲期推遲10～15 d，產(chǎn)量可提高10%～15%，最大可提升2.8 t／hm2，≥10℃有效積溫生產(chǎn)效率提高7.0% ～7.3%［20］；其中收獲期推遲 10 d的積溫生產(chǎn)效率提高了3.9%～5.5%，收獲期推遲15 d的積溫生產(chǎn)效率提高了 2.5% ～4.2%［20］。玉米-小麥播／收期的調(diào)整可以作為提高黃淮玉米-小麥系統(tǒng)周年溫光資源利用效率和挖掘兩季產(chǎn)量潛力的重要手段。

黃淮玉米-小麥兩熟種植區(qū)全程機(jī)械化水平不斷加強(qiáng)，農(nóng)田栽培技術(shù)措施差異較大，存在光能資源未充分利用的問(wèn)題，因而有必要進(jìn)一步進(jìn)行玉米-小麥高產(chǎn)生產(chǎn)的光能利用特性評(píng)價(jià)。本研究以此為切入點(diǎn)，通過(guò)播期調(diào)整和栽培管理優(yōu)化構(gòu)建不同的產(chǎn)量水平，對(duì)比研究播期對(duì)玉米和小麥產(chǎn)量形成及周年光能利用效率的影響，以期為黃淮玉米-小麥全程機(jī)械化生產(chǎn)的管理調(diào)整、合理布局提供基礎(chǔ)性的理論依據(jù)。本研究通過(guò)播期調(diào)整、栽培管理優(yōu)化等措施確定和實(shí)現(xiàn)玉米-小麥的周年高產(chǎn)，明確實(shí)現(xiàn)周年高產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施；通過(guò)玉米-小麥周年光能利用效率的量化研究，明確玉米-小麥兩熟系統(tǒng)完成周年高產(chǎn)的各項(xiàng)光能利用指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)基本信息

試驗(yàn)于2018—2020年在山東省臨沂市郯城縣泉源鄉(xiāng)進(jìn)行。耕作方式為玉米、小麥輪作；土質(zhì)為壤質(zhì)粘土，有機(jī)質(zhì)含量4.65%、全氮0.34%、有效磷 36.6 mg／kg、速效鉀 71.3 mg／kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

玉米試驗(yàn)：以登海605為供試品種，采用播期、密度和氮肥的裂-裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。播期設(shè)3個(gè)水平，分別為6月10日（玉①）、6月17日（玉②）、6月24日（玉③）；密度設(shè)3個(gè)水平，分別為6×104、7.5×104、9.0×104株／hm2，行距 60 cm；氮肥（純 N）設(shè) 4個(gè)水平：N0（0）、N1（180 kg／hm2）、N2（270 kg／hm2）、N3（360 kg／hm2）。各處理重復(fù)3次，共108個(gè)小區(qū)。氮磷鉀肥均采用一次性施用方式。氮肥（三元復(fù)合肥，15-15-15）＋緩控尿素（44%）在3個(gè)施氮處理中分別為N1（72＋108，kg／hm2），N2（108＋162，kg／hm2），N3（144＋216，kg／hm2）；磷肥類型為三元復(fù)合肥（15-15-15）和過(guò)磷酸鈣，在施用三元復(fù)合肥后，各處理補(bǔ)充過(guò)磷酸鈣至P2O5用量為144 kg／hm2；鉀肥類型為三元復(fù)合肥（15-15-15）和硫酸鉀，在施用三元復(fù)合肥后，各處理補(bǔ)充硫酸鉀至K2O用量為 144 kg／hm2。

小麥試驗(yàn)：采用播期、栽培模式和品種的裂-裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。播期設(shè)3個(gè)水平，分別為10月10日（麥①）、10月17日（麥②）、10月24日（麥③）；栽培模式包括超高產(chǎn)模式和農(nóng)民習(xí)慣模式，以臨麥9號(hào)、陽(yáng)光10號(hào)、山東28、麥科33、濟(jì)麥22和魯原502為供試品種。各處理均采用寬幅精播技術(shù)，重復(fù)3次，共108個(gè)小區(qū)。超高產(chǎn)模式：氮（純N）總量為250 kg／hm2，基肥和拔節(jié)期追肥分別為 100、150 kg／hm2；磷總量（P2O5）為 120kg／hm2，鉀總量（K2O）為120 kg／hm2，磷鉀肥均基施；基施商品有機(jī)肥（NPK含量 6%，有機(jī)質(zhì)40%）3 000 kg／hm2，酵素菌生物肥（NPK含量16%，有機(jī)質(zhì)30%，每克1.5億菌）1 200 kg／hm2，硼砂 15 kg／hm2，硫酸鋅 15 kg／hm2；行距 26 cm，畦寬3.0 m，播幅8 cm，基本苗350萬(wàn)株／hm2。農(nóng)民習(xí)慣模式：氮（純 N）總量為 200 kg／hm2，基肥和拔節(jié)期追肥各100 kg／hm2；磷總量（P2O5）為90 kg／hm2，鉀總量（K2O）為 90 kg／hm2，磷鉀肥均基施；所用肥料為尿素 350 kg／hm2，商品有機(jī)肥（NPK含量6%，有機(jī)質(zhì)40%）1 500 kg／hm2，硫酸鋅10 kg／hm2；行距26 cm，畦寬3.0 m，播幅8 cm，基本苗300萬(wàn)株／hm2。

小區(qū)設(shè)置及播期組合：兩季試驗(yàn)均在全程機(jī)械化條件下進(jìn)行。玉米收獲期為10月8日，玉米收獲后開(kāi)展小麥試驗(yàn)，麥①、麥②、麥③處理小區(qū)分別與玉①、玉②、玉③處理區(qū)相對(duì)應(yīng)；將玉米N2和N3處理小區(qū)設(shè)置為小麥的超高產(chǎn)模式小區(qū)，N0和N1小區(qū)設(shè)置為小麥的農(nóng)民習(xí)慣模式小區(qū)；玉米的密度處理小區(qū)設(shè)置為小麥的品種處理小區(qū)。播期組合分析選取玉米和小麥每個(gè)播期中產(chǎn)量最高的處理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，小麥和玉米播期兩兩組合產(chǎn)生9種組合，即：玉①＋麥①、玉②＋麥②、玉③＋麥③、玉①＋麥②、玉②＋麥③、玉③＋麥①、玉①＋麥③、玉②＋麥①、玉③＋麥②。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 氣象數(shù)據(jù) 采用微型氣象站記錄試驗(yàn)田全生育時(shí)期的光照輻射量。根據(jù)生育期計(jì)算累積入射光照輻射。

1.3.2 成熟期干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量測(cè)定 干物質(zhì)積累量測(cè)定：成熟期分為莖鞘、葉片、穗軸或枝梗、籽粒四個(gè)部分，放入烘箱內(nèi)，105℃殺青30 min，然后85℃干燥至恒重，稱重。

產(chǎn)量測(cè)定：玉米試驗(yàn)中，在每小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的區(qū)域，選定相鄰4行，每行長(zhǎng)2 m，共4.8 m2（2.0 m×2.4 m）進(jìn)行測(cè)產(chǎn)；小麥試驗(yàn)中，在每小區(qū)內(nèi)選定長(zhǎng)勢(shì)均勻一致且具有代表性的5.0 m2（2.0 m×2.5 m）進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。將所有的玉米果穗或小麥穗收獲后脫粒，自然風(fēng)干后進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.3.3 光照輻射攔截率測(cè)定 利用AccuPAR植物冠層分析儀測(cè)定及計(jì)算光照輻射攔截率，每個(gè)小區(qū)測(cè)定3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)重復(fù)3次。首先在植株冠層上部測(cè)定入射光照輻射，然后在冠層底部測(cè)定透射光照輻射。光照輻射攔截率（%）＝（入射光照輻射 -透射光照輻射）／入射光照輻射 ×100。某一時(shí)間段的平均光照輻射攔截率為前后兩次測(cè)定的平均值。

1.3.4 光能轉(zhuǎn)化效率計(jì)算 根據(jù)每次測(cè)定的光照輻射攔截率數(shù)據(jù)，通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算得到全生育期的光照輻射攔截率［21］，然后根據(jù)全生育期內(nèi)的總?cè)肷涔庹蛰椛溆?jì)算總攔截輻射量。其中，成熟期干物質(zhì)量（g／m2）和產(chǎn)量（g／m2）與總攔截輻射量（MJ／m2）的比值分別表示為攔截光照輻射轉(zhuǎn)化效率（RUEi，g／MJ）和攔截光照輻射籽粒生產(chǎn)效率（RUEi（g），g／MJ）；成熟期干物質(zhì)量（g／m2）和產(chǎn)量（g／m2）與總?cè)肷涔庹蛰椛洌∕J／m2）的比值分別表示為入射光照輻射轉(zhuǎn)化效率（RUEs，g／MJ）和入射光照輻射籽粒生產(chǎn)效率（RUEs（g），g／MJ）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Statistix 9.0和 SAS 9.4軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；在5%水平上采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期與其他因素互作對(duì)玉米和小麥光能利用特性的影響

由表1看出，播期與其他因素互作對(duì)玉米和小麥光能利用特性產(chǎn)生顯著影響。玉米生長(zhǎng)季，播期與氮肥、播期與密度的互作效應(yīng)均極顯著；播期較早、氮肥較高、密度較大顯著提高玉米生育期內(nèi)光照攔截量，光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率也明顯提高，與第三播期（6月24日）相比，第一播期（6月10日）四個(gè)氮肥處理的 RUEs、RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）分 別 提 高 28% ～48%、21%～41%、32% ～50%、20% ～42%（表2、表3）。

小麥生長(zhǎng)季，RUEs的播期與栽培模式、播期與品種兩因素和三因素互作效應(yīng)均達(dá)顯著水平，RUEs（g）、RUEi、RUEi（g）的播期與品種、播期與栽培模式兩因素互作效應(yīng)均達(dá)極顯著水平；與農(nóng)民習(xí)慣模式相比，超高產(chǎn)模式生育期內(nèi)光照攔截量在第一播期（10月10日）提高7%以上，在第二播期和第三播期提高1%～2%；光照輻射對(duì)籽粒產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率 RUEs（g）和 RUEi（g）分別提高 5% ～16%和2%～10%；不同品種間光照攔截和利用的差異表現(xiàn)不一致（表4、表5）。

表1 2018—2020年不同處理互作對(duì)玉米和小麥光照輻射攔截及光能轉(zhuǎn)化效率的影響

2.2 不同處理下玉米和小麥光能利用特性

玉米生長(zhǎng)季，各播期不同氮肥處理中，高密度處理下 RUEs、RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）的數(shù)值較高，密度間的差異沒(méi)有表現(xiàn)出一致的規(guī)律，最高數(shù)值分別達(dá)到 1.22、2.05、0.67、1.09 g／MJ；在高氮水平下，光照輻射攔截量在6月24日播期隨密度增加而提高，而在其余播期隨密度增加先提高后降低（表2、表3）。不同播期的各密度處理中，高氮處理的RUE各指標(biāo)顯著提高；在不同氮肥處理內(nèi)的各 密 度 處 理 玉 米 的 RUEs、RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）隨播期推遲而降低；與第一播期相比（6月10日），第三播期（6月24日）高氮處理的RUEs、RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）分 別 降 低 22% ～25%、18%～19%、24% ～26%、17% ～20%（表2、表3）?？梢?jiàn)，播期、氮肥、密度三因素均通過(guò)影響光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率來(lái)影響玉米的物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成。

表2 2018年玉米光照輻射攔截率和攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率

表3 2019年玉米光照輻射攔截率和攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率

小麥生長(zhǎng)季，播期間光照輻射攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的光能轉(zhuǎn)化效率沒(méi)有顯著差異（表4、表5）；在各播期下的兩個(gè)栽培模式中，小麥品種間光照輻射攔截量差異較小，品種間的RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）沒(méi)有顯著差異。在各播期內(nèi)，與農(nóng)民習(xí)慣模式相比，超高產(chǎn)模式小麥RUEs（g）和 RUEi（g）分別顯著提高 5% ～16% 和2%～10%，但兩模式間小麥光照輻射攔截量差異較小，兩模式間 RUEs、RUEi、RUEi（g）不存在顯著差異（表4、表5）。小麥播期改變顯著影響產(chǎn)量，與光能利用指標(biāo)變化趨勢(shì)不一致，小麥生育期長(zhǎng)（232～246 d）是主要的原因之一；模式間產(chǎn)量和光能利用指標(biāo)的比較結(jié)果表明，小麥產(chǎn)量的提高與 RUEs（g）密切相關(guān)。

表4 2018—2019年度小麥光照輻射攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率

（續(xù)表4）

2.3 玉米和小麥周年高產(chǎn)的光溫利用特性

選取玉米和小麥每個(gè)播期中產(chǎn)量最高的處理進(jìn)行組合，進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析小麥-玉米兩熟系統(tǒng)周年高產(chǎn)的光溫利用特性，結(jié)果見(jiàn)表6。兩個(gè)年度的9個(gè)播期組合中，均以玉①＋麥①、玉①＋麥②、玉①＋麥③的周年產(chǎn)量較高，約達(dá)25 t／hm2，表明玉①播期決定了小麥-玉米生產(chǎn)系統(tǒng)的周年高產(chǎn)。與其余組合相比，這3個(gè)組合的產(chǎn)量、干物質(zhì)量分別提高 6.9% ～10.3%、5.7% ～6.4%，RUEs、RUEi、RUEs（g）、RUEi（g）分別提高 9.3% ～10.2%、4.6% ～5.6%、9.0% ～11.4%、4.7% ～5.7%，表明較高的周年光照輻射轉(zhuǎn)化效率促進(jìn)了較高的干物質(zhì)積累量是完成周年高產(chǎn)的重要因素。本研究初步明確，玉米-小麥周年產(chǎn)量達(dá)到25.0 t／hm2時(shí)，周年光照攔截量 ＞3 361 MJ／m2，RUEs＞0.63 g／MJ，RUEi＞1.20 g／MJ，RUEs（g）＞0.33 g／MJ，RUEi（g）＞0.62 g／MJ?？梢?jiàn)，光照輻射對(duì)干物質(zhì)量和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率顯著提高，是玉米和小麥系統(tǒng)周年高物質(zhì)生產(chǎn)和高產(chǎn)的重要生理機(jī)制。

表5 2019—2020年度小麥光照輻射攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率

表6 2018—2020年不同播期組合下玉米和小麥周年的物質(zhì)生產(chǎn)、產(chǎn)量、光照輻射攔截和利用

3 討論與結(jié)論

黃淮兩熟區(qū)氣候的變化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展要求玉米、小麥對(duì)氣候資源的利用更加合理才能實(shí)現(xiàn)周年的高產(chǎn)高效生產(chǎn)。玉米-小麥兩熟種植系統(tǒng)全程機(jī)械化水平不斷加強(qiáng)，農(nóng)田栽培技術(shù)措施差異較大，有必要進(jìn)一步探討玉米-小麥高產(chǎn)生產(chǎn)的光能利用特性。本研究基于播期-栽培措施-品種特性互作的原則設(shè)置大區(qū)田間試驗(yàn)，根據(jù)構(gòu)建的玉米-小麥兩熟全程機(jī)械化農(nóng)田系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)體系，在不同的產(chǎn)量水平下分析了播期對(duì)玉米和小麥產(chǎn)量形成的影響，及周年高產(chǎn)的光能利用特性。結(jié)果表明，播期和栽培措施對(duì)玉米和小麥光能利用特性產(chǎn)生顯著影響。播期、氮肥、密度三因素均通過(guò)影響光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率影響玉米的物質(zhì)生產(chǎn)和產(chǎn)量形成，這亦表明較高的光能利用是玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵［22］。玉米作為 C4植物，具有高光效的特點(diǎn)［10，22］，提升玉米群體的光照輻射攔截量是提高玉米光能利用率和產(chǎn)量的重要途徑［23］。高氮肥投入有利于形成更大的群體葉面積，以此獲取更大的光能截獲［24］。日照時(shí)數(shù)與光照輻射量密切相關(guān)，對(duì)光合作用和作物產(chǎn)量形成具有重要影響［25］。玉米生長(zhǎng)季積溫升高，滿足了玉米需求，有利于物質(zhì)生產(chǎn)［8，26］。延長(zhǎng)生長(zhǎng)季后，玉米光溫?zé)峤邮芰吭黾?，玉米產(chǎn)量可提高15%，積溫生產(chǎn)效率可提高5.5%，≥10℃有效積溫生產(chǎn)效率提高7.3%［20］。采用適宜的長(zhǎng)生育期玉米品種，增加玉米生長(zhǎng)季的光熱資源，可進(jìn)一步提高玉米種植系統(tǒng)的生產(chǎn)力。

本研究中，小麥播期間光照輻射攔截量及光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的光能轉(zhuǎn)化效率差異較??；在各播期內(nèi)，與農(nóng)民習(xí)慣模式相比，超高產(chǎn)模式RUEs（g）均顯著提高，兩模式間的攔截量差異較小，RUEs、RUEi、RUEi（g）不存在顯著差異。小麥播期影響產(chǎn)量，但與光能利用特性指標(biāo)變化趨勢(shì)不一致，這主要因?yàn)樾←溕谳^長(zhǎng)（232～246 d），光照輻射累積量大，存在一定的補(bǔ)償作用；且小麥越冬期平均積溫的升高可以補(bǔ)償晚播小麥的生長(zhǎng)［27］，進(jìn)而彌補(bǔ)氮素的吸收和利用［28］。作物光能利用率是由群體對(duì)光能的攔截和轉(zhuǎn)化兩方面決定的［29］。本研究中小麥產(chǎn)量的提高主要與RUEs（g）密切相關(guān)。

有研究指出，玉米和小麥播期調(diào)整可以優(yōu)化周年資源分配，提高生育期與光溫資源的吻合度，玉麥系統(tǒng)生產(chǎn)效率可提高10%以上［30］。APSIM模型研究表明，小麥播期適當(dāng)推遲，玉米適當(dāng)晚收，可使小麥輕微減產(chǎn)（0.5% ～1.8%），而玉米較大幅度增產(chǎn)（8.0% ～14.2%），玉麥系統(tǒng)平均增產(chǎn) 2.8% ～4.5%［31］。高海濤等［20］研究表明，玉米收獲期推遲10～15 d，產(chǎn)量可提高10%～15%，最大可提升 2.8 t／hm2，≥10℃有效積溫生產(chǎn)效率可提高7.0%～7.3%。本研究的9個(gè)玉麥播期組合中，3個(gè)組合的周年產(chǎn)量較高，均約25.0 t／hm2，且均包括玉米的第一個(gè)播期（6月 10日）；較高的周年光照輻射攔截量及轉(zhuǎn)化效率促進(jìn)了較高的干物質(zhì)積累量是玉米-小麥系統(tǒng)完成周年高產(chǎn)的重要因素。

本研究認(rèn)為，在玉米-小麥兩熟系統(tǒng)中，推遲玉米收獲期，增加玉米生長(zhǎng)季的光熱資源，可以進(jìn)一步提高玉米-小麥周年光能利用效率和產(chǎn)量。光照輻射對(duì)干物質(zhì)和產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率顯著提高，是玉米-小麥系統(tǒng)周年高物質(zhì)生產(chǎn)和高產(chǎn)的重要生理機(jī)制。玉米 -小麥周年產(chǎn)量 ＞25.0 t／hm2時(shí)，周年光照攔截量 ＞3 361 MJ／m2，RUEs＞0.63 g／MJ，RUEi＞1.20 g／MJ，RUEs（g）＞0.33 g／MJ，RUEi（g）＞0.62 g／MJ。玉米 -小麥全程機(jī)械化生產(chǎn)中，玉米收獲時(shí)籽粒含水量超過(guò)30%會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)收質(zhì)量和效益，適當(dāng)延長(zhǎng)收獲期可一定程度上降低玉米籽粒含水量和提高玉米生產(chǎn)效益。調(diào)整玉米播種期和收獲期，采用適宜早播和長(zhǎng)生育期的玉米品種，調(diào)整玉米-小麥的播期和種植結(jié)構(gòu)，對(duì)促進(jìn)黃淮地區(qū)玉米-小麥全程機(jī)械化生產(chǎn)和周年光溫資源的高效利用具有重要意義。