不同播期對華南鮮食糯玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

馬紫微，李武,2

（1.華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，廣東 廣州 510642；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所/廣東省農(nóng)作物遺傳改良重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】糯玉米（Zea maysL.certinaKulesht）又稱蠟質(zhì)玉米或粘玉米，其籽粒由支鏈淀粉組成，因玉米9 號染色體上wx基因發(fā)生隱形突變導致胚乳中直鏈淀粉極端降低甚至缺失而產(chǎn)生，富含多種維生素［1］。糯玉米籽粒中所含賴氨酸含量比普通玉米高出30%以上，長期食用可降低膽固醇、預防心腦血管疾病［2］。目前，隨著我國供給側(cè)結構性改革的不斷深入，糯玉米播種面積、產(chǎn)量水平、產(chǎn)品質(zhì)量逐年提高，我國也已成為世界鮮食玉米第一生產(chǎn)與消費國。糯玉米作為鮮食型玉米直接上市，產(chǎn)量和外觀品質(zhì)是決定糯玉米經(jīng)濟價值的重要因素［3］。作物的產(chǎn)量和品質(zhì)是由基因型、生長環(huán)境和栽培措施三方面協(xié)同調(diào)控的［4-5］，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上玉米的分期播種是玉米栽培措施中的一種，播期在玉米生產(chǎn)中主要通過對其生長發(fā)育期間光、溫、氣、熱、水及土壤等生態(tài)因子綜合作用而影響生產(chǎn)［6］。華南地區(qū)夏季高溫天氣頻發(fā)，影響玉米生長發(fā)育，而選擇不同播期可以緩解高溫脅迫的影響。因此，采用分期播種，研究播種期與品種耦合條件下華南鮮食糯玉米的生長發(fā)育特性，對促進該地區(qū)的玉米生產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】關于播期對玉米品質(zhì)與產(chǎn)量的影響已有大量研究報道。在不同播期下玉米的生育進程表現(xiàn)出較大差異，其溫度是引起差異的最重要因素，多數(shù)研究表明晚播引起玉米生育時期內(nèi)有效積溫和日照時數(shù)減少而導致干物質(zhì)積累量減少、產(chǎn)量降低［7-11］。陳惠陽等［12］研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期推遲，糯玉米的各生育階段及全生育期延長，果穗性狀變差，產(chǎn)量及品質(zhì)顯著下降。譚華等［13］研究認為春播玉米隨播期推遲，葉面積指數(shù)、光合勢、干物質(zhì)積累量、穗粒數(shù)、百粒質(zhì)量和群體生物產(chǎn)量下降。路海東等［14］認為晚播引起玉米生殖生長期延遲，有效積溫和日照時數(shù)減少而造成花后干物質(zhì)積累量減少、千粒質(zhì)量下降，使玉米產(chǎn)量下降。安盼盼等［15］認為夏播玉米隨著播期的推遲，玉米苗期日均溫高，粒期日均溫低，有效積溫減少，生育期縮短，產(chǎn)量顯著降低。王韻翔等［16］認為，晚播可使玉米生育期縮短，生長過程加快，干物質(zhì)積累降低導致玉米產(chǎn)量下降，且播種日期越晚，產(chǎn)量下降越多。葉洛等［17］研究發(fā)現(xiàn)秋播玉米隨著播期的推遲生育期延長、氣溫降低、日照時數(shù)不足，玉米籽粒不能正常灌漿，造成果穗缺粒和禿頂，導致減產(chǎn)甚至絕收。彭丹丹等［18］研究發(fā)現(xiàn)隨著播期的推遲，因大量降雨導致玉米灌漿速率減慢，百粒質(zhì)量顯著降低，產(chǎn)量降低。【本研究切入點】糯玉米是華南地區(qū)重要的經(jīng)濟作物之一，然而目前尚缺乏關于播期對其產(chǎn)量和品質(zhì)的系統(tǒng)性研究。本研究通過設置不同的播期實驗組，并結合田間觀測和品質(zhì)測定等方法，分析不同播期對糯玉米生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響?！緮M解決的關鍵問題】本試驗以5 個鮮食糯玉米品種為材料，設計兩個播期分期播種，研究播種期與品種耦合條件下糯玉米的生長發(fā)育特性、產(chǎn)量和品質(zhì)，明確不同播種期的糯玉米生長速度、產(chǎn)量和品質(zhì)差異，選擇進行糯玉米種植的最佳播種期，以獲得最優(yōu)的產(chǎn)量和品質(zhì)，并探討氣象因子對糯玉米生育進程的影響，找到影響其生長發(fā)育的主要生態(tài)因子，為華南地區(qū)的糯玉米生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)和技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試5 個鮮食糯玉米品種為黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號、粵白甜糯168，由廣東省農(nóng)業(yè)科學研究院作物研究所選育。

1.2 試驗方法

試驗于2021 年7—12 月在廣東省佛山市三水區(qū)樂平鎮(zhèn)小農(nóng)街農(nóng)事試驗基地（23°15′59.01″N、113°01′18.77″E）進行，該地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，平均海拔約805 m，年平均氣溫22.5 ℃，年降水量1 681.2 mm、主要集中在4—9 月，年日照時間平均為1 629.1 h，年平均相對濕度為80%。采用雙因素裂區(qū)試驗設計，主處理為種植播期，設兩個播期：2021 年8 月15 日、2021 年8 月25 日；副處理為糯玉米品種，設5 個品種：黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號、粵白甜糯168。小區(qū)長寬各5 m，4 行區(qū)，行距0.65 m、株距30 cm。小區(qū)面積25 m2，3 次重復，密度約49 400 株/hm2。分期播種后及時噴施農(nóng)藥，預防雜草。播種前對兩個試驗區(qū)土地均用生石灰進行消毒殺菌，并施入適量等量基肥，在苗期（施1/3）和大喇叭口時期（施2/3）追肥，其他管理措施同常規(guī)大田栽培。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生育期調(diào)查 從播種開始，記錄糯玉米播種、出苗、拔節(jié)、抽雄、吐絲、成熟等生育時期。各處理每個小區(qū)植株總數(shù)某一特征顯著變化達到群體數(shù)目50%為某一生育時期紀錄標準，3 次重復，至玉米成熟期全部收獲，并對其測產(chǎn)考種。其中鮮食期采收標準為籽粒乳熟末期至蠟熟初期（授粉后25 d 左右），品種品質(zhì)評分標準參照劉正［19］的方法，成熟期采收標準為籽粒達到完熟期末期。

1.3.2 植株性狀測定 播種后出苗起開始測定田間數(shù)據(jù)，待蠟熟初期測量10 株株高（cm）、穗位高（cm）、莖粗（基部第2 與第3 節(jié)間中部節(jié)間，cm），均取其平均數(shù)，3 次重復。

1.3.3 產(chǎn)量測定 在糯玉米授粉后25 d（蠟熟初期），每小區(qū)中間兩行隨機采收10 個果穗，帶苞葉后稱重得出鮮果穗質(zhì)量（kg/hm2）。在糯玉米完全成熟時，收獲除小區(qū)保護外的3 行玉米，取其果穗帶回實驗室于自然狀態(tài)下風干。選取干果穗10 個進行考種。先測定穗長（cm）、穗粗（cm）、穗行數(shù)（cm）、行粒數(shù)（cm）、禿尖程度（cm）、單穗質(zhì)量（剝?nèi)グ~）（g）；然后將穗脫粒，稱取百粒質(zhì)量（g），3 次重復。

1.3.4 氣象數(shù)據(jù)收集 兩個播期的氣象數(shù)據(jù)由佛山市三水區(qū)農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)部提供，得到數(shù)據(jù)并整理出兩個播期的生育期日平均氣溫、平均日照時數(shù)、有效積溫、平均相對濕度等數(shù)據(jù)。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Exce1 2016 辦公軟件和SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件作圖、數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計分析，用Duncan法分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同播期對5 個糯玉米品種生育進程的影響

由表1 可知，在不同播期條件下，同一糯玉米品種的生育進程存在明顯差異。隨著播期的推遲，糯玉米全生育期逐漸延長。在8 月25 日播期下，粵黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號和粵白甜糯168 的全生育期比8 月15 日播期下分別延長了13、11、10、11 和12 d。其中，延長時間主要體現(xiàn)在出苗至抽雄階段，這種生長進程的差異主要是由于8 月25 日播期下的日均溫度較低造成的。盡管8 月15 日播期和8 月25 日播期所需的積溫基本相同，但8 月25 日播期下的日均溫度較低，導致糯玉米在生長階段中的某些生理生化反應受到限制，因此生長進程會相應變慢，對糯玉米的生長發(fā)育和品質(zhì)形成產(chǎn)生一定影響。

表1 不同播期條件下各糯玉米品種的生育進程Table 1 Growth process of waxy corn varieties under different sowing dates

2.2 不同播期對5 個糯玉米品種農(nóng)藝性狀的影響

由表2 可知，隨著播期推遲，5 個品種糯玉米的株高、穗位高、莖粗和單株鮮果穗質(zhì)量整體均呈上升趨勢，表明播期對糯玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量產(chǎn)生影響。比較8 月15 日播期和8 月25 日播期下不同品種糯玉米的植株性狀發(fā)現(xiàn)，在8 月25日播期下粵黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號、粵白甜糯168 的株高比8 月15日播期下分別增長4.20%、4.57%、4.31%、5.24%、6.28%，穗位高分別增加6.98%、6.17%、8.45%、2.70%、10.34%，莖粗分別增加0.69%、1.35%、2.67%、2.20%、1.91%，鮮果穗質(zhì)量分別增加22.20%、5.79%、19.31%、6.14%、17.21%。此外，所有品種均未出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，表明在不同播期條件下其抗倒伏能力均較強，這對于糯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。因此，在種植和調(diào)控糯玉米生產(chǎn)的過程中，需要綜合考慮不同品種的特點，選擇合適的播期和措施，以提高糯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。

表2 不同播期對各糯玉米品種植株性狀的影響Table 2 Effects of different sowing dates on plant traits of waxy corn varieties

由表3 可知，隨著播期時間推遲，5 個品種糯玉米的單穗質(zhì)量、穗長、穗粗、穗行數(shù)和行粒數(shù)整體呈現(xiàn)增加的趨勢。在8 月25 日播期下粵黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號、粵白甜糯168 的單穗質(zhì)量比8 月15 日播期下分別增加39.51%、34.78%、26.32%、45.57%、56.18%，穗長增加5.13%、0.00%、3.57%、5.41%、2.63%，穗粗增加15.91%、13.51%、16.67%、12.50%、11.11%，穗行數(shù)增加5.88%、7.14%、9.09%、7.14%、7.14%，禿尖差異不顯著，粵五彩甜糯的行粒數(shù)下降5.56%，百粒質(zhì)量整體呈下降趨勢，粵黑甜糯1 號和粵白甜糯12 號的百粒質(zhì)量隨著播期的推遲而增加，分別比8 月25 日播期下增加10.77%、9.71%。上述結果表明，糯玉米在不同播期下具有生長和發(fā)育的差異，這些變化反映了不同糯玉米品種所適應的生長環(huán)境和生長節(jié)律，對種植和調(diào)控糯玉米生產(chǎn)具有重要意義。

表3 不同播期對各糯玉米品種果穗性狀的影響Table 3 Effects of different sowing dates on ear traits of waxy corn varieties

2.3 不同播期對5 個糯玉米品種品質(zhì)的影響

由表4 可知，依據(jù)劉正［19］的評分標準，在8 月15 日、8 月25 日播種的不同糯玉米品種中，黑甜糯1 號總評分最高、達91 分；8 月25 日播期下的粵白甜糯12 號總評分最低、為83 分；而粵白甜糯12 號的總評分最低、為83 分。隨著播種時間延后，不同品種糯玉米的品質(zhì)總評分普遍下降，這可能是因為播種時間延后導致果穗禿尖變長，影響了感官品質(zhì)。此外，氣味風味、甜度、色澤、柔嫩性等品質(zhì)指標也隨著播種時間的延后而下降，可能與果穗禿尖變長和果皮變厚有關。果皮隨著播種時間的延后而變厚，導致口感變差，這也是糯玉米品質(zhì)下降的主要原因。因此，在種植糯玉米時，需要綜合考慮多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因素，如品種選擇、播種時間等因素，以確保糯玉米的品質(zhì)和產(chǎn)量均能得到最優(yōu)化的調(diào)控和保障。

表4 不同播期對各糯玉米品種品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different sowing dates on the quality of waxy corn varieties

2.4 糯玉米生育期內(nèi)氣象因素及與產(chǎn)量的相關性分析

2.4.1 糯玉米生育期內(nèi)的氣候條件 由圖1 可知，試驗地的平均氣溫呈現(xiàn)逐月降低的趨勢，且8 月15 日播期平均溫度高于8 月25 日播期，表明不同播期的氣溫條件存在差異。8 月份的相對濕度最高為87%，日照輻射呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢，峰值出現(xiàn)在9 月（為290 W/m2），表明光照條件對糯玉米的生長發(fā)育具有一定影響。糯玉米生育期內(nèi)氣候條件整體表現(xiàn)為前期高溫多雨、中后期低溫少雨，表明在不同生長階段，糯玉米受到不同氣候條件的影響。此外，糯玉米前期生長發(fā)育較緩慢，中后期生長較快，成熟也較快，這可能得益于中后期存在較充足的太陽光照和適宜的溫度、濕度條件。

圖1 2021 年秋試驗地氣象數(shù)據(jù)Fig.1 Meteorological data of experimental site in autumn of 2021

2.4.2 氣象因子與產(chǎn)量相關性分析（1）通過對氣象因子與產(chǎn)量相關性分析得知，日平均氣溫與產(chǎn)量之間呈正相關、相關系數(shù)為0.932，表明當溫度升高時，產(chǎn)量可能隨之增加；反之，當溫度降低時，產(chǎn)量可能會減少。（2）日照時數(shù)與產(chǎn)量的相關系數(shù)為0.903、呈正相關，當日照時間增加時，產(chǎn)量可能也隨之增加；反之，當日照時間減少時，產(chǎn)量可能會減少，表明日照時數(shù)也是影響糯玉米產(chǎn)量的重要因素。（3）相對濕度與產(chǎn)量的相關系數(shù)為0.327，表明相對濕度與產(chǎn)量之間的關系較弱，增加相對濕度對產(chǎn)量的影響可能不明顯。綜上所述，日平均氣溫與產(chǎn)量之間的相關系數(shù)高于日照時數(shù)和相對濕度與產(chǎn)量之間的相關系數(shù)，表明氣溫對糯玉米產(chǎn)量的影響更為顯著。

2.4.3 有效積溫對糯玉米產(chǎn)量的影響 為進一步分析主要氣象因子對糯玉米產(chǎn)量的影響，以有效積溫為自變量（X）、產(chǎn)量為因變量（Y）進行回歸分析，結果（圖2）表明，有效積溫對糯玉米產(chǎn)量的相關系數(shù)沒有通過顯著性檢驗。在一定積溫范圍內(nèi)，糯玉米產(chǎn)量隨著有效積溫的增加而增加，表明有效積溫是影響糯玉米產(chǎn)量的關鍵氣象因素。但當有效積溫大于1 220 ℃時，糯玉米產(chǎn)量隨著有效積溫的增加呈現(xiàn)緩慢降低趨勢，表明有效積溫雖然是影響糯玉米產(chǎn)量的重要氣象因素，但其影響存在閾值，有效積溫與產(chǎn)量之間的相關性未達到顯著水平。產(chǎn)量和有效積溫的回歸方程式為Y=-0.011X2+17.299X+12488，通過這個方程式，可以更全面地了解產(chǎn)量隨有效積溫變化的趨勢，也可以用于預測不同有效積溫下糯玉米的產(chǎn)量水平。

圖2 有效積溫與產(chǎn)量的關系Fig.2 Relationships between effective accumulated temperature and yield

3 討論

3.1 播期對各糯玉米品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構成因子的影響

播期對作物的生長發(fā)育和生育進程均可產(chǎn)生一定影響［20-21］，玉米在開花期遭遇低溫，會顯著影響植株抽雄、吐絲、授粉、受精和結實，最終導致玉米產(chǎn)量的降低［22］。Tian等［23］研究發(fā)現(xiàn)，玉米生長后期遭遇冷害會降低籽粒產(chǎn)量。宮秀杰等［24］在不同播期對哈爾濱地區(qū)春播玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著播種時間推遲，同一品種春玉米全生育天數(shù)減少。本研究發(fā)現(xiàn)，在不同播期條件下，糯玉米品種的生育進程存在明顯差異，隨著播期推遲，秋播糯玉米全生育期逐漸延長，且播期每推遲10 d，總生育期平均延長15 d，這與盧亞妮等［25］“桂西北春播玉米隨著播期推遲生育期縮短、秋播玉米隨著播期推遲生育期延長”的結果一致。播期對玉米植株形態(tài)的影響表現(xiàn)不一，董紅芬等［26］研究表明隨著播期推遲，株高和穗位高增加、禿尖增長、行粒數(shù)減少，而穗長、穗粗和穗行數(shù)不變。本試驗中隨著播期的延遲，秋季糯玉米株高、穗位高、莖粗和單株鮮質(zhì)量均整體呈上升趨勢，各品種株高在不同播期間差異不顯著，粵黑甜糯1 號在8 月15 日播期下株高最高，其他品種播期間無顯著差異，粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號和粵白甜糯168 的穗位高、莖粗和單株鮮質(zhì)量差異均達到顯著水平，這與張娟等［27］“播期對夏玉米株高影響不明顯，穗位高隨著播期推遲呈增加趨勢”的研究結果一致。播期影響玉米的產(chǎn)量及構成因子，梁茜等［28］認為隨著播期的推遲，夏玉米產(chǎn)量隨著溫度和光輻射量增加而提高，最終增產(chǎn)9.53%～22.44%。本研究中，僅粵五彩甜糯這個品種的產(chǎn)量隨著播期的推遲增加32%，其他4 個糯玉米品種的產(chǎn)量隨著播期的推遲而降低，與鐘昌松等［29］“廣西春玉米產(chǎn)量隨著播期的推遲而降低”的結果一致，這可能與生態(tài)氣候環(huán)境及品種的遺傳特性有關。

3.2 氣象因素對糯玉米生長的影響

作物品種基因和栽培措施可人為控制，但氣象因素對玉米產(chǎn)量構成的影響較大且不可控。針對溫、光、水等氣象因子對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，前人已做了大量研究。李齊霞等［30］研究發(fā)現(xiàn)日，平均氣溫和日照時數(shù)是影響長治地區(qū)玉米產(chǎn)量的主要氣象因子，生育期天數(shù)與日平均氣溫呈顯著負相關，而與平均日照時數(shù)呈極顯著正相關，本研究中日平均氣溫也是影響糯玉米產(chǎn)量的主要氣象因子。Zhang等［31］研究發(fā)現(xiàn)華北平原地區(qū)極端高溫日數(shù)逐漸增加，最終導致該地區(qū)玉米產(chǎn)量的下降，線性回歸分析表明，每增加1 d極端高溫日數(shù)，將導致玉米減產(chǎn)226.62 kg/hm2。陳克敏等［32］研究表明，玉米抽雄-成熟期光照時數(shù)的增加有利于改善玉米植株內(nèi)部生理代謝功能，加速開花授粉和籽粒灌漿。而在本研究中該時期日照時數(shù)較低導致籽粒灌漿速度緩慢，營養(yǎng)生長階段時間延長，糯玉米開花授粉延遲。這可能是由于廣東省秋季氣候不穩(wěn)定，糯玉米種子發(fā)芽的最佳溫度約為25 ℃，低于15 ℃可能造成低溫脅迫，本試驗中糯玉米抽雄至成熟期最低氣溫達到20 ℃，有效積溫降低，影響糯玉米正常生長發(fā)育。在分析氣象因子和產(chǎn)量的同時，還應考慮糯玉米脫水、干物質(zhì)積累、生產(chǎn)和分配等綜合表現(xiàn)，進而推薦綜合抗逆性強、資源利用效率高的優(yōu)質(zhì)品種。

4 結論

在華南地區(qū)，播期對不同品種糯玉米的生育期和生長發(fā)育均有顯著影響。在8 月25 日播期下，粵黑甜糯1 號、粵五彩甜糯、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號和粵白甜糯168 的全生育期比8 月15日播期下分別延長13、11、10、11 和12 d。播期對糯玉米的高度、穗位高、莖粗、鮮質(zhì)量、穗質(zhì)量、穗長和穗粗等性狀均有顯著影響，而對禿尖的影響差異不大。日平均氣溫是影響秋季糯玉米生育期的主要氣象因子，秋季糯玉米需要1 200 ℃·d左右的全生育期有效積溫來保證其較高的收獲指數(shù)，從而獲得高產(chǎn)。不同糯玉米品種對播期的適應性不同，導致產(chǎn)量存在顯著差異?；浳宀侍鹋吹漠a(chǎn)量隨著播期的推遲增加32%，而粵黑甜糯1號、粵彩糯2 號、粵白甜糯12 號、粵白甜糯168隨著播期的推遲分別降低11%、5%、9%和4%。在華南地區(qū)，為避免因溫度降低造成營養(yǎng)生長期延長、灌漿前期速率低而減產(chǎn)，應在8 月15 日左右完成播種。