魯中地區(qū)玉米播期對(duì)生育期、產(chǎn)量與積溫需求的影響

翟乃家 翟吉慶 路篤旭 劉蔚霞 喬 健 吳廣俊 張 超 王光明

（淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 山東淄博 255033）

玉米是魯中地區(qū)主要的糧食作物， 常見(jiàn)種植模式有春播、麥套及夏直播，其中春播玉米總量較小，而且隨著玉米品種的改良、水肥條件的改善、機(jī)械化作業(yè)水平的提高普及和勞動(dòng)力成本的攀升， 玉米套種面積逐年減少，夏直播面積逐年增加。 播期對(duì)玉米產(chǎn)量及光溫資源的利用均有一定的影響， 研究不同播期對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響， 有助于該地區(qū)立足資源稟賦，確定合理播期及適宜種植制度，保障玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。 前人在播期對(duì)玉米生育期、產(chǎn)量及光溫資源利用的影響方面進(jìn)行了大量研究， 結(jié)果表明， 合適的時(shí)期播種可以使玉米生長(zhǎng)發(fā)育與氣候變化規(guī)律配合，規(guī)避不利氣象條件，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的[1]。 華北各地區(qū)玉米產(chǎn)量在4 月下旬至6 月中旬的播期范圍內(nèi)均呈現(xiàn)隨播期延遲而增加的趨勢(shì)[2]。 玉米籽粒產(chǎn)量與生育期內(nèi)有效積溫呈正相關(guān)[3]，玉米品種生理成熟所需要的積溫主要取決于品種自身的特性，除了調(diào)整播期，還需篩選出與本地區(qū)的溫度等資源狀況相匹配的品種[4]。 目前，全球氣候正經(jīng)歷著一場(chǎng)以變暖為主要特征的顯著變化[5]，黃淮海地區(qū)秋末冬初氣溫升高， 玉米生長(zhǎng)期后延， 為夏玉米適當(dāng)晚收、冬小麥適期晚播提供了條件[6]。 黃淮海地區(qū)覆蓋范圍較廣， 不同地區(qū)光溫資源與種植模式存在一定差異，在前人的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)選用不同熟期品種進(jìn)行12 個(gè)播期試驗(yàn)， 篩選適宜本地區(qū)的最佳播期、適宜收獲期和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)玉米品種， 計(jì)算全生育期天數(shù)、積溫，可為該地區(qū)玉米種植模式及品種選擇提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在淄博市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候。 試驗(yàn)田屬于春留地，春季深耕翻地。 試驗(yàn)田0～40 cm 耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量11.6 g/kg，速效氮含量13.7 mg/kg，速效磷含量7.5 mg/kg，速效鉀含量48.2 mg/kg。 2020 年玉米收獲后空置， 并在2021 年試驗(yàn)開(kāi)展前深耕翻地施底肥。

1.2 試驗(yàn)材料

選用早熟品種迪卡517（DK517）和中熟品種鄭單958（ZD958）、先玉335（XY335）3 個(gè)當(dāng)前有代表性的主推品種為供試材料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參照本地通常播種時(shí)間（春播、套種、夏直播），設(shè)4 月20 日（T1）、 4 月28 日（T2）、 5 月6 日（T3）、5 月11 日（T4）、5 月18 日（T5）、5 月25 日（T6）、6 月1 日（T7）、6 月8 日（T8）、6 月15 日（T9）、6 月22 日（T10）、6 月30 日（T11）、7 月6 日（T12）12 個(gè)播期處理。 裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，播期為主區(qū)，品種為副區(qū)，小區(qū)種植，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)長(zhǎng)度8 m，面積28.8 m2，種植玉米6 行，播種密度為67 500 株/hm2，行距60 cm，株距24.7 cm。 播前施用玉米復(fù)合肥600 kg/hm2，全部作為基肥在播種前一次性條施，播種后視土壤墑情合理澆“蒙頭水”，整個(gè)生育期間遇旱及時(shí)澆水，及時(shí)除草，防治病蟲(chóng)害，其他栽培管理措施同一般高產(chǎn)玉米田。

1.4 調(diào)查項(xiàng)目與測(cè)定方法

1.4.1 發(fā)育進(jìn)程觀測(cè)并記錄各處理播種、出苗、抽雄、成熟等主要生育時(shí)期，成熟期以果穗中部籽粒乳線消失、黑層出現(xiàn)為準(zhǔn)，最晚收獲期為10 月12 日。

1.4.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素玉米成熟后， 收取果穗30 穗，待風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定穗行數(shù)（果穗中部的籽粒行數(shù)）、行粒數(shù)（所測(cè)果穗一個(gè)中等長(zhǎng)度行的粒數(shù)）和千粒重（含水率14%）；實(shí)測(cè)30 穗粒重，按種植密度折算產(chǎn)量。

1.4.3 氣象資料氣象資料由試驗(yàn)基地自動(dòng)氣象站記錄獲得，生育期間積溫采用公式T= ∑［（Tmax+Tmin）/2］計(jì)算，其中，Tmax和Tmin為第i 天的最高氣溫和最低氣溫［10℃≤（Tmax+Tmin）/2］。 2021 年4 月20 日至10 月12 日試驗(yàn)期間日最高溫、 最低溫、 均溫見(jiàn)圖1，6 月8 日、7 月10 日、7 月11 日分別出現(xiàn)38℃、37℃、37℃高溫。

圖1 2021 年試驗(yàn)期間氣溫變化

1.5 數(shù)據(jù)處理

相關(guān)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2013 錄入和整理，利用SPSS 22 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Sigmaplot 14.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期下玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素變化規(guī)律

由表1 可知，各品種在不同播期條件下，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素存在差距，不同品種的表現(xiàn)不同。 各品種不同播期平均產(chǎn)量、 最高產(chǎn)量表現(xiàn)為XY335＞ZD958 ＞DK517，穗粒數(shù)與產(chǎn)量表現(xiàn)相同。 平均千粒重則表現(xiàn)為XY335＞DK517＞ZD958， 最高千粒重表現(xiàn)為XY335 ＞ZD958＞DK517。 ZD958 最大產(chǎn)量播期為T(mén)5，XY335 為T(mén)6，DK517 為T(mén)7， 各品種在出現(xiàn)最大產(chǎn)量后，隨播期推遲，穗粒數(shù)、產(chǎn)量呈現(xiàn)逐步減少的趨勢(shì)，ZD958、DK517 千粒重同步呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)，XY335 表現(xiàn)與其他2 個(gè)品種存在差異。 各品種最高產(chǎn)量播期前除T1 產(chǎn)量大幅低于其他播期外，未見(jiàn)其他明顯變化規(guī)律。

表1 不同播期條件下玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

2.2 不同播期下各玉米品種生育期變化

由表2 可知，各品種T1～T10 播期在10 月12 日收獲前能夠成熟，T11、T12 在收獲時(shí)不能成熟。 播種至 成 熟 所 需 天 數(shù)，ZD958 為112～125 d，XY335 為108～126 d，DK517 為104～119 d；播種至出苗所需天數(shù)，ZD958 為5～16 d， XY335 為5～16 d，DK517 為5～16 d； 播種至開(kāi)花天數(shù)，ZD958 為50～71 d，XY335為51～73 d，DK517 為49～68 d； 開(kāi)花至成熟天數(shù)，ZD958 為54～63 d，XY335 為53～60 d，DK517 為50～62 d。 ZD958、XY335 播種至開(kāi)花天數(shù)及全生育期均高于DK517，播種至出苗天數(shù)差距不大。 隨播期推遲，各品種生育期整體呈先縮短后延長(zhǎng)的趨勢(shì)，最短生育期ZD958、XY335 出現(xiàn)在T8 播期，DK517 出現(xiàn)在T6播期。 各品種播種至出苗整體呈現(xiàn)先縮短后延長(zhǎng)的趨勢(shì)，在T1～T8 播期，縮短趨勢(shì)比較明顯，但T8～T12播期延長(zhǎng)的趨勢(shì)并不明顯。 各品種花后天數(shù)呈延長(zhǎng)趨勢(shì)，T8～T10 播期平均值要明顯高于T1～T7 播期。

表2 不同播期處理下各玉米品種生育期情況（單位：d）

2.3 不同播期下玉米成熟所需積溫變化

圖2 展示了不同玉米品種在不同播期條件下，播種至收獲總積溫變化趨勢(shì)。 總體來(lái)看，各品種播種至收獲總積溫呈逐漸降低趨勢(shì)， T11、T12 播期下，各品種播種至收獲總積溫明顯低于T1～T10 播期。 T1～T9 播期， ZD958、 XY335 總積溫值要高于DK517，ZD958 與XY335 相比， ZD958 播種至收獲總積溫總體較高。 T1～T10 播期，ZD958、XY335、DK517 最低積溫分別出現(xiàn)在T10、T10、T6 播期，分別為2 771.5℃·d、2 771.5℃·d、2 749.5℃·d。

圖2 不同播期玉米播種至收獲期積溫

2.4 不同類(lèi)型玉米產(chǎn)量、生育期與積溫、日均溫關(guān)系

通過(guò)對(duì)播種至成熟期積溫、播種至開(kāi)花積溫、開(kāi)花至成熟積溫、播種至成熟日均溫、播種至開(kāi)花日均溫、開(kāi)花至成熟日均溫與產(chǎn)量、生育期關(guān)系進(jìn)行分析（表3），結(jié)果表明，播種至成熟期積溫與生育期呈顯著（ZD958）或極顯著（XY335、DK517）正相關(guān)，播種至開(kāi)花日均溫與生育期呈顯著（ZD958） 或極顯著（XY335、DK517）負(fù)相關(guān)，各品種表現(xiàn)較為一致，差異主要表現(xiàn)在相關(guān)顯著水平上。 各品種播種至收獲積溫與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)， 播種至成熟期積溫與產(chǎn)量相關(guān)性表現(xiàn)差異較大，ZD958 表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，XY335、DK517 相關(guān)性不顯著。 花前、花后積溫對(duì)產(chǎn)量及生育期的影響品種間表現(xiàn)差距較大，ZD958花前花后積溫與產(chǎn)量呈極顯著、顯著相關(guān)，XY335 花前花后積溫則與生育期呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)。 XY335、DK517 播種至成熟期日均溫與生育期呈現(xiàn)顯著和極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，ZD958 則未見(jiàn)顯著相關(guān)性，ZD958、XY335 花后日均溫與生育期呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。

表3 不同玉米品種積溫、日均溫與產(chǎn)量及生育期相關(guān)性

3 討論

播期對(duì)玉米產(chǎn)量有一定影響， 本研究選用3 個(gè)不同熟期玉米品種，自4 月20 日至7 月6 日，設(shè)最晚收獲期為10 月12 日，進(jìn)行12 個(gè)播期試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，3 個(gè)參試品種ZD958 最大產(chǎn)量播期為T(mén)5（5 月18 日），XY335 為T(mén)6（5 月25 日），DK517 為T(mén)7（6 月1 日），各品種在出現(xiàn)最大產(chǎn)量后，隨播期推遲，穗粒數(shù)、產(chǎn)量呈現(xiàn)逐步減少的趨勢(shì)，各品種最高產(chǎn)量播期前除T1 產(chǎn)量大幅低于其他播期外，未見(jiàn)其他明顯變化規(guī)律。 戴明宏等的研究認(rèn)為，華北各地區(qū)玉米產(chǎn)量在4 月下旬至6 月中旬的播期范圍內(nèi)均隨播期的延遲而增加[2]。 陳曉威等通過(guò)對(duì)玉米進(jìn)行不同播期試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著播期的延后，產(chǎn)量逐漸降低[7]。 李言照等認(rèn)為， 早播延長(zhǎng)生育期且使籽粒灌漿期處于較優(yōu)越的光熱條件下， 明顯提高了產(chǎn)量[8-9]。 這些研究與本研究結(jié)果有一定出入，可能與時(shí)間跨度及播期處理設(shè)置不同有關(guān)，但玉米最大產(chǎn)量播期在5 月下旬至6 月上旬之間的結(jié)論較為一致。

有效積溫是影響玉米產(chǎn)量的主要因子， 是玉米取得高產(chǎn)的首要條件[10]，玉米籽粒產(chǎn)量與生育期內(nèi)有效積溫呈正相關(guān)[3,11]，中晚熟品種成熟需要的有效積溫為2 500～2 800℃·d。 玉米生育期間的光、 溫因子難以調(diào)控，但可通過(guò)播期適當(dāng)調(diào)節(jié)[12]。 本研究中玉米品種ZD958、XY335、DK517 最低積溫分別 出現(xiàn)在T10、T10、T6 播期，分別為2 771.5℃·d、2 771.5℃·d、2 749.5℃·d。 相關(guān)分析表明，各品種播種至收獲積溫與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)， 播種至成熟期積溫與產(chǎn)量相關(guān)性表現(xiàn)差異較大，正常成熟條件下，玉米所需積溫差距不大，收獲時(shí)不能達(dá)到成熟的情況下，積溫與產(chǎn)量相關(guān)性較大。 前人的研究結(jié)果與本研究在成熟所需積溫范圍上較為一致， 但在積溫與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系上有一定出入。 本研究認(rèn)為，充足的有效積溫是高產(chǎn)的首要保障，但達(dá)到一定積溫值后，有效積溫與產(chǎn)量的相關(guān)性變?nèi)酰?這是由于玉米高產(chǎn)是多因子綜合作用的結(jié)果， 播期調(diào)整后帶來(lái)的是多種生態(tài)因子的綜合變化， 播期調(diào)整中應(yīng)注意保障玉米充足的有效積溫。 本地區(qū)玉米生產(chǎn)中， 為保障充足的有效積溫，玉米最晚播期不能晚于6 月30 日。

玉米生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣溫高低的反應(yīng)十分敏感，隨播期的推遲和氣溫的逐漸升高， 玉米各生育階段均有所縮短[3]。 薛慶禹等的試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨播期推遲吐絲至成熟階段平均氣溫不斷下降， 生育日數(shù)反而縮短[13]。 本研究發(fā)現(xiàn)，隨播期推遲，各品種生育期整體先縮短后延長(zhǎng)， 播種至出苗整體呈現(xiàn)先縮短后延長(zhǎng)的趨勢(shì)，延長(zhǎng)的趨勢(shì)并不明顯。 相關(guān)分析則顯示，播種至開(kāi)花日均溫與生育期呈顯著（ZD958）或極顯著（XY335、DK517） 負(fù)相關(guān)，XY335 花前花后積溫與生育期呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，XY335、DK517 播種至成熟期日均溫與生育期呈現(xiàn)顯著和極顯著負(fù)相關(guān)，ZD958則未見(jiàn)顯著相關(guān)性，ZD958、XY335 花后日均溫與生育期呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。 前人的研究結(jié)果均有部分與本研究符合，但整體來(lái)看有一定出入，這可能與播期的設(shè)置及收獲期的確定有關(guān)，而且本研究中，花后積溫與生育期相關(guān)性分析只在收獲時(shí)正常成熟的播期處理內(nèi)進(jìn)行。 總體來(lái)看，日均溫較高，達(dá)到一定積溫值所需時(shí)間縮短， 但播期過(guò)早， 播種至出苗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，這可能與地溫有關(guān)，還需要進(jìn)一步研究確定。

4 結(jié)論

本地區(qū)玉米生產(chǎn)在4 月20 日至6 月22 日期間播種，10 月12 日以前收獲，均可正常成熟，6 月30 日后播種不能正常成熟，5 月下旬至6 月上旬之間播種產(chǎn)量水平較高。 隨播期推遲，各品種生育期整體呈先縮短后延長(zhǎng)的趨勢(shì)，日均溫較高，達(dá)到一定積溫值所需時(shí)間縮短，但播期過(guò)早，播種至出苗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 淄博市小麥?zhǔn)斋@后，在6 月20 日前夏直播玉米貼茬播種，收獲時(shí)間延遲到10 月10 日左右，全生育期天數(shù)可達(dá)到112 d、積溫2 800℃·d，完全滿足早熟品種的積溫需求，基本可滿足中熟品種的積溫需求。