張 林,周登峰,武文明,彭 晨,季學(xué)勤,楊太明,王世濟(jì)**
安徽沿江地區(qū)露地鮮食玉米適宜播期確定*
張 林1,周登峰2,武文明1,彭 晨1,季學(xué)勤2,楊太明3**,王世濟(jì)1**
(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所/玉米研究中心,合肥 230001;2.蕪湖市鳩江區(qū)白茆鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,蕪湖 241000;3.安徽省農(nóng)業(yè)氣象中心,合肥 230031)
以鮮食玉米“彩甜糯100”為材料,設(shè)置4月1、16日,5月1、16、31日,6月15、30日,7月15、30日和8月14日共10個(gè)播期,研究不同播期鮮食玉米的生育期、產(chǎn)量和產(chǎn)值及其與氣象因子的關(guān)系,以明確安徽省沿江地區(qū)露地播種條件下鮮食玉米的適宜播期。結(jié)果表明:(1)隨播期推遲,鮮食玉米生育期呈長(zhǎng)?短?長(zhǎng)變化趨勢(shì),株高、秸稈鮮重及產(chǎn)量表現(xiàn)為高?低?高,穗粒數(shù)呈多?少?多變化趨勢(shì)。4月1日?5月1日和7月30日播期的鮮食玉米平均產(chǎn)量為20026.56kg·hm?2,顯著高于其他播期處理(P<0.05);7月30日播期處理直接銷(xiāo)售鮮穗產(chǎn)值為70245.00元·hm?2,較其他處理顯著增加68.66%~123.50%(P<0.05)。(2)5月31日?7月15日播種鮮食玉米,生育期內(nèi)≥32℃日數(shù)占全生育期日數(shù)的56.25%~60.26%,高溫積熱較4月1日?5月1日和7月30日播期處理高47.78%~54.46%;5月31日?7月15日播種鮮食玉米生育進(jìn)程加快,株高降低,物質(zhì)積累減少,產(chǎn)量降低。8月14日播種鮮食玉米,受灌漿期低溫影響,鮮食玉米無(wú)法正常成熟收獲。(3)鮮食玉米生育期與播種?吐絲期日平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;氣象因子與鮮食玉米產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)大小依次為播種?吐絲期>10°C有效積溫、降水量、日平均氣溫和平均氣溫日較差,吐絲?成熟期降水量、>10°C有效積溫以及播種?吐絲期日照時(shí)數(shù)。鮮食玉米播種?吐絲期>10℃有效積溫主要通過(guò)調(diào)節(jié)穗粒數(shù)影響產(chǎn)量。安徽省沿江地區(qū)春季4月1日?5月1日或夏季7月30日播種鮮食玉米,可延長(zhǎng)鮮食玉米生育期,增加鮮食玉米植株物質(zhì)積累,獲得高產(chǎn)。5月31日?7月15日播種鮮食玉米存在潛在高溫風(fēng)險(xiǎn)。
鮮食玉米;播期;氣象因子;生育期;產(chǎn)量
玉米生長(zhǎng)發(fā)育與其生育期內(nèi)的光、溫、水等氣象因子關(guān)系密切,調(diào)整播期可適當(dāng)調(diào)節(jié)光、溫等氣象因子利用效率[1],進(jìn)而影響玉米生育進(jìn)程和產(chǎn)量[2?3]。適期早播有利于延長(zhǎng)玉米生育期,增加作物生育期內(nèi)有效積溫,促進(jìn)植株干物質(zhì)積累與分配,實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)[4?5]。不同環(huán)境條件下,分期播種對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響差異較大。鐘昌松等[6]認(rèn)為廣西春玉米適宜在2月中旬?3月上旬播種,避免因光溫升高造成玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短而減產(chǎn)。葉飛華等[7]研究鮮食玉米產(chǎn)量與平均氣溫呈極顯著曲線回歸關(guān)系,湖州春季鮮食玉米3月10?15日、秋季鮮食玉米7月15?20日為最適播期。周偉等[8]研究表明在山西地區(qū)4月26日?7月5日播種鮮食玉米,5月24日播種玉米產(chǎn)量最高,4月26日早播玉米生育期較短,且授粉期易受高溫脅迫,影響產(chǎn)量。此外,播期調(diào)整可調(diào)控鮮食玉米果穗成熟收獲的時(shí)間,分期播種實(shí)現(xiàn)鮮穗錯(cuò)峰上市,避免鮮果穗因長(zhǎng)時(shí)間冷藏而導(dǎo)致的食味變差、品質(zhì)降低[9]。
安徽省鮮食玉米自3月下旬開(kāi)始露地播種,鮮果穗于7月上中旬陸續(xù)成熟[10?11]。由于采收上市時(shí)間相對(duì)集中,導(dǎo)致鮮食玉米豐產(chǎn)不豐收。通過(guò)調(diào)整栽培技術(shù)措施,調(diào)節(jié)生育期內(nèi)氣象資源,調(diào)控上市時(shí)間,對(duì)增加農(nóng)民收入,促進(jìn)鮮食玉米平穩(wěn)有序發(fā)展具有重要意義?;诖耍狙芯吭诎不昭亟貐^(qū)露地播種條件下,開(kāi)展不同播期對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響試驗(yàn),探討不同播期下鮮食玉米產(chǎn)量與氣象因素的關(guān)系,分析不同播期鮮食玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值,探明安徽沿江地區(qū)鮮食玉米的適宜播期,以期通過(guò)調(diào)整播期實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)豐收,增加經(jīng)濟(jì)效益,為鮮食玉米趨利避害、高效栽培提供依據(jù)。
試驗(yàn)于2021年4?11月在安徽省蕪湖市鳩江區(qū)白茆鎮(zhèn)新園村(31°18′01″N,118°06′10″E)進(jìn)行。該試驗(yàn)地位于沿江地區(qū),屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,光照充足;降水充沛但分布不均。高溫出現(xiàn)在7月和8月,月平均氣溫分別為28.8℃和28.1℃,月最高氣溫≥32℃日數(shù)分別為19.5d和17.9d。試驗(yàn)地土壤為灰潮土,0?20cm土層的土壤基本養(yǎng)分為pH值6.7,有機(jī)質(zhì)含量13.4g·kg?1,全氮含量1.0g·kg?1,速效磷含量33.4mg·kg?1,速效鉀含量207.6mg·kg?1,陽(yáng)離子交換量12.70cmol·kg?1。
1991?2021年4?11月逐日氣象觀測(cè)資料,包含日平均氣溫(℃)、最高氣溫(℃)、最低氣溫(℃)、降水量(mm)和日照時(shí)數(shù)(h),來(lái)源于安徽省氣象信息中心。2021年4月1日?11月30日蕪湖鳩江區(qū)福渡區(qū)域自動(dòng)站平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和降水量逐日變化如圖1所示,7月和8月平均氣溫分別為28.4℃和28.0℃。
采用不同播期的單因素田間試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)4月1和16日,5月1、16和31日、6月15和30日、7月15和30日,以及8月14日,共10個(gè)播期。每個(gè)處理小區(qū)長(zhǎng)10m,面積36m2,每個(gè)播期3次重復(fù),共30個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)供試玉米品種為“彩甜糯100”,各播期分別育苗,玉米3葉期移栽至大田,移栽密度為52500株·hm?2,玉米行距0.6m。移栽前基施復(fù)合肥(N?P2O5?K2O為15?15?15)450kg·hm?2,大喇叭口期和吐絲期分別追施尿素300kg·hm?2和225kg·hm?2。玉米幼苗可見(jiàn)葉2~5葉時(shí)噴施甲基磺草酮類(lèi)除草劑進(jìn)行莖葉除草,生長(zhǎng)期內(nèi)采用誘蟲(chóng)燈進(jìn)行誘蟲(chóng)處理。玉米生長(zhǎng)期內(nèi)無(wú)灌溉措施。
1.3.1 生育期
記錄鮮食玉米吐絲日期和成熟日期。當(dāng)小區(qū)60%以上的植株雌穗花絲漏出苞葉時(shí)的日期為鮮食玉米吐絲日期[12];玉米乳熟末期,果穗花絲呈黑褐色、籽粒胚乳尚處于濃漿狀態(tài)的日期為成熟日期[13]。
1.3.2 株高和秸稈鮮重
鮮食玉米成熟期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取代表性植株3株,用米尺測(cè)量株高和穗位高;稱(chēng)量除去鮮穗后秸稈鮮重,根據(jù)單株所占土地面積計(jì)算秸稈鮮重產(chǎn)量。取3次測(cè)量的平均值為玉米秸稈鮮重。
1.3.3 產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值
鮮食玉米成熟期,每個(gè)小區(qū)隨機(jī)收獲2行有效穗并稱(chēng)鮮重,計(jì)算單穗平均鮮重,并根據(jù)2行所占面積計(jì)算鮮穗產(chǎn)量。在采收的2行玉米有效穗中隨機(jī)取10穗進(jìn)行考種處理,用游標(biāo)卡尺測(cè)量穗粗,米尺測(cè)量穗長(zhǎng)和禿尖長(zhǎng);計(jì)數(shù)玉米穗粒數(shù);從玉米穗中部隨機(jī)取100粒,用百分位天平稱(chēng)量質(zhì)量作為鮮百粒重。記錄各處理鮮食玉米采收期鮮穗銷(xiāo)售價(jià)格,計(jì)算鮮食玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值。
1.3.4 生育期熱量指標(biāo)
(1)氣溫日較差
氣溫日較差指連續(xù)24h內(nèi)最高氣溫與最低氣溫的差值[14]。
(2)生育期>10℃有效積溫
參考陳楊等[15]計(jì)算鮮食玉米播種?吐絲期(BS)、吐絲?成熟期(AS)和吐絲10d內(nèi)(10DAS)的有效積溫Ti,即
Ti=∑(Tavg?Tbase) (1)
式中,Ti表示播種后或吐絲后的第1天?第i天的積溫(℃·d);Tavg表示日平均氣溫(℃),Tbase為作物生物學(xué)下限溫度,玉米生物學(xué)下限溫度為10℃[15]。
圖1 2021年4?11月蕪湖福渡區(qū)域自動(dòng)站氣溫和降水量的逐日變化過(guò)程
(3)高溫積熱
參考徐延紅等[16]研究結(jié)果,玉米生育期內(nèi)日最高溫度≥32℃作為鮮食玉米輕度高溫?zé)岷χ聻?zāi)閾值,選用≥32℃高溫日數(shù)和高溫積熱作為玉米高溫影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)。鮮食玉米生育期內(nèi)日最高氣溫≥32℃則計(jì)為1個(gè)高溫日,統(tǒng)計(jì)各播期處理下鮮食玉米播種?吐絲期、吐絲?成熟期高溫日數(shù);高溫積熱為≥32℃的溫度累計(jì)值,以播種?吐絲期、吐絲?成熟期最高氣溫≥32℃溫度累計(jì)值(℃·d)來(lái)表征高溫?zé)岷Πl(fā)生程度。計(jì)算方法為
TH=∑Thi(2)
其中
式中,TH表示鮮食玉米生育期≥32℃的高溫積熱累加值(℃·d);j為鮮食玉米生育期內(nèi)日數(shù);Thi為第i個(gè)高溫日的最高氣溫值(0或≥32℃的最高氣溫,℃);Tmax,j為第j日的日最高氣溫(℃)。
利用SPSS18.0軟件,采用單因素方差分析(ANOVA)和最小顯著極差法(α=0.05)進(jìn)行差異檢驗(yàn),數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)。利用Microsoft Excel 2010軟件繪圖。
2.1.1 生育期
由表1可見(jiàn),露地播種條件下鮮食玉米生育期隨播期推遲呈長(zhǎng)?短?長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。4月1日播期的鮮食玉米于7月8日成熟采收,吐絲?成熟期30d,生育期98d,長(zhǎng)于其他播期處理;5月16日?7月15日不同播期鮮食玉米的生育期為78~82d,其中6月15日播期的鮮食玉米生育期最短。7月30日為播期的鮮食玉米生育期為87d。8月14日露地條件下播種鮮食玉米無(wú)法正常成熟。
2.1.2 株高及秸稈鮮重
4月1日?7月30日不同播期鮮食玉米株高、穗位高及秸稈鮮重差異顯著。由表2可知,4月1日?5月1日不同播期的鮮食玉米平均株高為211.78cm,處理間株高差異不顯著;5月31日播期的鮮食玉米株高為156.00cm,較播期早的鮮食玉米株高相比顯著降低(P<0.05);5月31日?7月15日播期的鮮食玉米平均株高158.29cm,各播期處理間株高差異不顯著;隨播期推遲,株高增加,7月30日播期處理株高為172.00cm。
4月1日播期的鮮食玉米穗位高73.00cm,顯著低于4月16日?5月16日播期處理穗位高(P<0.05);4月16日?7月30日播期,穗位高隨播期變化與株高隨播期變化規(guī)律相似。各處理鮮食玉米秸稈鮮重隨播期變化規(guī)律與株高隨播期變化規(guī)律相似,4月16日播期的鮮食玉米秸稈鮮重為44625.00kg·hm?2,顯著高于5月1日?7月30日各播期處理(P<0.05),5月1日?7月30日播期的鮮食玉米平均秸稈鮮重為29106.25kg·hm?2;6月15日和6月30日播期處理秸稈鮮重在21087.50~25287.50kg·hm?2,顯著低于除7月15日之外其他播期處理(P<0.05)。
表1 不同播期鮮食玉米吐絲和成熟日期及生育歷期(2021年)
注:—表示鮮穗無(wú)法成熟。
Note: —indicate the fresh maize could not be harvested.
表2 不同播期鮮食玉米成熟期株高和秸稈鮮重比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
注:同列小寫(xiě)字母表示處理間在0.05水平上的差異顯著性。下同。
Note: Different letters within the same column indicate significant difference (P<0.05) between different sowing dates. The same as below.
2.2.1 穗部特征
由表3可知,4月1日?7月30日播期各處理,播期對(duì)鮮食玉米鮮穗的穗粗、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗粒數(shù)和鮮百粒重影響顯著。鮮食玉米穗粗、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和鮮百粒重隨播期推遲呈先減小后增大的變化趨勢(shì)。4月1日和4月16日播期的鮮食玉米平均穗粗為5.25cm,5月16?31日播期的鮮食玉米穗粗顯著減至4.88cm(P<0.05);隨播期推遲穗粗增加,7月30日播期處理穗粗增至5.32cm,與4月1?16日播期處理差異不顯著。4月1日和4月16日播期處理鮮食玉米平均穗長(zhǎng)為20.74cm,兩處理間穗長(zhǎng)差異不顯著;6月15?30日播期處理,鮮食玉米平均穗長(zhǎng)為16.73cm,較播期早的鮮食玉米穗長(zhǎng)顯著縮短(P<0.05);隨播期繼續(xù)推遲,穗長(zhǎng)顯著增長(zhǎng)(P<0.05),7月30日處理穗長(zhǎng)為19.55cm。4月1日和4月16日播期的鮮食玉米平均穗粒數(shù)為491.2粒,兩處理間差異不顯著;5月31日?6月30日播期處理鮮食玉米的平均穗粒數(shù)為372.9粒,較播期早的鮮食玉米穗粒數(shù)顯著減少(P<0.05);隨播期推遲鮮食玉米穗粒數(shù)顯著增加(P<0.05),7月30日播期的鮮食玉米穗粒數(shù)為443.7粒。4月1?16日與7月30日播期的鮮食玉米鮮百粒重差異不顯著,平均鮮百粒重為42.60g,顯著高于5月1日?7月15日播期處理(P<0.05)。4月1日?5月16日播期的鮮食玉米平均禿尖長(zhǎng)2.18cm,處理間差異不顯著;5月31日播期的鮮食玉米禿尖長(zhǎng)為3.78cm,較播期早的各處理顯著增大(P<0.05);6月15日?7月30日播期處理鮮食玉米平均禿尖長(zhǎng)為2.59cm,顯著小于5月31日播期處理(P<0.05)??梢?jiàn),4月1日、4月16日和7月30日播期鮮食玉米穗部特征表現(xiàn)較好;而5月31日?7月15日播期的鮮食玉米穗長(zhǎng)縮短,禿尖長(zhǎng)度增大,穗粒數(shù)顯著減少,鮮百粒重降低,穗部特征表現(xiàn)較差。
表3 不同播期鮮食玉米穗部特征比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
2.2.2 鮮穗產(chǎn)量和產(chǎn)值
由表4可知,在4月1日?7月30日各處理,播期對(duì)鮮食玉米的單穗鮮重(含苞葉)、產(chǎn)量和產(chǎn)值影響顯著。4月1日?5月1日播期處理,鮮食玉米平均單穗鮮重和產(chǎn)量分別為385g、20197.92kg·hm?2,顯著高于除7月30日播期外其他處理(P<0.05);6月15?30日各播期處理,鮮食玉米平均單穗鮮重和產(chǎn)量分別為276g、14507.50kg·hm?2,較播期早的各處理單穗鮮重和產(chǎn)量顯著降低(P<0.05);隨播期繼續(xù)推遲,單穗鮮重和產(chǎn)量顯著增加(P<0.05),7月30日播期處理鮮食玉米單穗鮮重和產(chǎn)量分別為372g、19512.50kg·hm?2。
不同播期鮮食玉米鮮穗上市時(shí)間不同,價(jià)格差異明顯。4月1日播期處理鮮穗上市價(jià)格為2.00元·kg?1,4月16日?5月1日各處理價(jià)格降至1.6~1.8元·kg?1;此后隨播期推遲,鮮穗價(jià)格升高,7月30日播期處理鮮穗價(jià)格升至3.60元·kg?1。7月30播期鮮食玉米的產(chǎn)值最高,為70245.00元·hm?2,較其他處理產(chǎn)值顯著增高68.66%~123.50%(P<0.05);其次為4月1日播期處理;4月16日?5月16日播期的鮮穗產(chǎn)值較低,其中5月1日播期的鮮食玉米產(chǎn)值為31430.00元·hm?2,顯著低于其他處理(P<0.05)。
2.3.1 不同處理氣象因子變化分析
由表5可見(jiàn),隨播期推遲,各處理鮮食玉米播種?吐絲期日平均氣溫、>10℃有效積溫和降水量均呈先升高后降低的變化趨勢(shì),4月1日播期處理分別為20.6℃、805.8℃·d和221.4mm;6月30日播期處理達(dá)到最高,分別為28.2℃、1035.8℃·d和681.3mm;7月30日播期處理分別降低至27.5℃、964.4℃·d和182.0mm。由表還可知,鮮食玉米播種?吐絲期平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)隨播期推遲呈先降低后升高的變化趨勢(shì),4月1日播期的鮮食玉米播種?吐絲期平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)分別為9.2℃和333.9h,7月15日播期處理播種?吐絲期平均氣溫日較差最低(6.4℃),5月16日播期處理播種?吐絲期日照時(shí)數(shù)最低(246.0h);7月30日播期處理鮮食玉米播種?吐絲期平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)分別升高至7.0℃和322.7h。
表5表明,隨播期推遲,鮮食玉米吐絲?成熟期日平均氣溫呈先升高后降低的變化趨勢(shì),4月1日播期處理的鮮食玉米吐絲?成熟期日平均氣溫為26.8℃,5月16日播期處理最高(29.1℃),7月30日播期降至21.0℃。隨播期推遲,鮮食玉米吐絲?成熟期>10℃有效積溫呈降低的變化趨勢(shì),4月1日?5月16日播期處理的鮮食玉米吐絲?成熟>10℃有效積溫、平均氣溫日較差分別為496.5~517.4℃·d、7.1~7.5℃,7月30日播期的鮮食玉米吐絲?成熟期>10℃有效積溫降至351.2℃·d;5月31日播期的鮮食玉米吐絲?成熟期平均氣溫日較差最低(5.9℃),7月15日播期處理最高(9.3℃)。隨播期推遲,鮮食玉米吐絲?成熟期降水量呈先減少后增多的變化趨勢(shì),4月1日播期處理鮮食玉米吐絲?成熟期降水量為467.0mm,6月30日?7月15日各處理吐絲?成熟期降水量較少,為6.9~17.9mm,7月30日播期處理增至90.7mm。4月1日播期處理鮮食玉米吐絲?成熟期日照時(shí)數(shù)為104.4h,6月15日播期處理最低(97.8h),7月15日播期處理最高(209.0h)。
表4 不同播期鮮食玉米鮮穗產(chǎn)量和產(chǎn)值比較(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)
表5 不同播期鮮食玉米生育期氣象要素比較
注:So-si表示播種?吐絲期,Si-ma表示吐絲-成熟期,10DAS表示吐絲10d內(nèi)。
Note: So-si is sowing to silking stage, Si-ma is silking to mature stage, 10DAS is in 10 days after silking.
由表5還可知,4月1日?7月30日播期的鮮食玉米吐絲10d內(nèi)平均>10℃有效積溫為172.4℃·d,變異系數(shù)為7.64%;而8月14日播期的鮮食玉米吐絲10d>內(nèi)10℃有效積溫明顯降低,僅56.3℃·d。
2.3.2 不同處理高溫?zé)岷χ笜?biāo)分析
由圖2可見(jiàn),4月1日?7月30日,隨播期推遲,鮮食玉米生育期≥32℃高溫日數(shù)和高溫積熱呈先增多后減少的變化趨勢(shì)。4月1日播期處理鮮食玉米生育期≥32℃高溫日數(shù)為21d,占全生育期日數(shù)的21.43%;高溫積熱最低,為707.10℃·d。5月31日?7月 15 日播期鮮食玉米生育期≥32℃高溫日數(shù)為45~47d,占全生育期日數(shù)的56.25%~60.26%;高溫積熱為1525.50~1594.30℃·d,較4月1日?5月1日和7月30日播期處理平均高溫積熱高47.78%~54.46%;高溫積熱主要源于鮮食玉米播種?吐絲期,播種?吐絲期高溫積熱占全生育期高溫積熱的67.74%~82.33%。
圖2 不同播期鮮食玉米生育期高溫日數(shù)(a)和高溫積熱(b)比較
2.3.3 氣象因子與產(chǎn)量的相關(guān)性分析
對(duì)播種?吐絲期、吐絲?成熟期和吐絲10d內(nèi)>10℃有效積溫、日平均氣溫、平均氣溫日較差、降水量和日照時(shí)數(shù)與玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量要素進(jìn)行相關(guān)性分析(表6)。結(jié)果表明,鮮食玉米生育期、株高、秸稈鮮重、穗粒數(shù)、鮮百粒重、產(chǎn)量與播種?吐絲期5個(gè)氣象因子均呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系,其中與平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān),與>10℃有效積溫、日平均氣溫和降水量呈負(fù)相關(guān)。在吐絲?成熟期,除鮮百粒重外各玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量要素與>10℃有效積溫和降水量均呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系;吐絲10d內(nèi),株高與降水量呈極顯著正相關(guān),穗粒數(shù)、鮮百粒重和產(chǎn)量均與氣溫日較差呈顯著正相關(guān)。
表6 不同時(shí)段氣象因子與玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)
注:*、**分別表示相關(guān)系數(shù)通過(guò)0.05、0.01水平的顯著性檢驗(yàn)。Tea、Tdm和Tdr分別表示>10℃有效積溫、日平均氣溫和平均氣溫日較差,R為降水量,S為日照時(shí)數(shù)。下同。
Note:*is P<0.05,**is P<0.01. Tea, Tdmand Tdrrepresents effective accumulated temperature >10℃, daily mean temperature and average daily temperature range, respectively. R is precipitation, S is sunshine hours. The same as below.
可見(jiàn),氣象因子對(duì)鮮食玉米產(chǎn)量的影響程度不同,按相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值排序,播種?吐絲期>10℃有效積溫與產(chǎn)量相關(guān)性最大,其次分別為播種?吐絲期降水量和日平均氣溫等,說(shuō)明播種?吐絲期氣象因子對(duì)產(chǎn)量影響較大。鮮食玉米產(chǎn)量與播種?吐絲期>10℃有效積溫呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系,在一定范圍內(nèi)鮮食玉米產(chǎn)量隨播種?吐絲期>10℃有效積溫升高而降低(圖3a);而鮮食玉米產(chǎn)量與吐絲?成熟期>10℃有效積溫呈二次型曲線關(guān)系(圖3f),隨吐絲?成熟期>10℃有效積溫升高,產(chǎn)量呈先降低后增加的變化趨勢(shì)。表明吐絲前后>10℃有效積溫比值越低,產(chǎn)量越高。鮮食玉米產(chǎn)量與播種?吐絲期日平均氣溫呈二次型曲線關(guān)系(圖3b),吐絲?成熟期日平均氣溫對(duì)產(chǎn)量無(wú)顯著影響,表明在不影響玉米生長(zhǎng)的前提下,提早移栽相對(duì)較低的吐絲前日平均氣溫,能獲得較高的產(chǎn)量。播種?吐絲期及吐絲10d內(nèi)平均氣溫日較差與鮮食玉米產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),均呈二次型曲線關(guān)系(圖3c和圖3h),表明該期間較高的平均氣溫日較差,有利于干物質(zhì)積累,提高鮮食玉米產(chǎn)量。鮮食玉米產(chǎn)量與播種?吐絲期降水量顯著負(fù)相關(guān),與播種?吐絲期日照時(shí)數(shù)、吐絲?成熟期降水量呈顯著正相關(guān),均呈二次型曲線關(guān)系(圖3d、圖3e和圖3g)。表明吐絲前相對(duì)較長(zhǎng)的日照時(shí)數(shù),較少的降水量,可以促進(jìn)玉米植株生長(zhǎng)發(fā)育;吐絲?成熟期相對(duì)較多的降水量,增濕降溫,促進(jìn)灌漿,進(jìn)而提高鮮食玉米產(chǎn)量。
圖3 玉米鮮穗產(chǎn)量與不同時(shí)期氣象因子間擬合曲線
玉米為喜溫短日照作物,其生育期隨播期變化而產(chǎn)生變化[17],在一定范圍內(nèi)玉米產(chǎn)量與生育期呈正相關(guān)[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明露地栽培條件下播期從4月1日推遲至7月30日,鮮食玉米生育期隨播期的推遲呈長(zhǎng)?短?長(zhǎng)的變化趨勢(shì);鮮食玉米生育期與播種?吐絲期平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與李明等[19]研究結(jié)果一致。玉米生育期間溫度較高時(shí),達(dá)到鮮食玉米生長(zhǎng)發(fā)育所需有效積溫的天數(shù)較少,鮮食玉米生育期縮短;反之則生育期延長(zhǎng)[20],表明播期改變后所帶來(lái)的溫度變化是影響玉米生育期長(zhǎng)短的主要原因。4月1日播期較4月16日,鮮食玉米提前播種15d,但鮮食玉米成熟期僅提前7d。4月初播種鮮食玉米要提早成熟上市,需采取壟作栽培、地膜覆蓋等增溫措施,通過(guò)增加地溫,促進(jìn)玉米生長(zhǎng),縮短生育期。8月14日播期處理,雖然鮮食玉米播種?吐絲期>10℃有效積溫與其他播期的鮮食玉米播種?吐絲期>10℃有效積溫差異不大,但鮮食玉米吐絲10d內(nèi)平均氣溫僅為15.6℃,明顯低于其他播期的鮮食玉米吐絲10d內(nèi)平均氣溫27.3℃;11月8日平均氣溫降至6.4℃,連續(xù)8d最低氣溫<10℃。當(dāng)籽粒灌漿期溫度<16℃時(shí)玉米灌漿基本停止[21]。因此,8月14日播種鮮食玉米在露地條件下無(wú)法正常灌漿成熟,露地播種條件下鮮食玉米最晚安全播期有待進(jìn)一步研究。
不同播期對(duì)玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的影響與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件,尤其是光熱條件關(guān)系密切[1,22?23]。本試驗(yàn)結(jié)果表明4月1日?7月30日不同播期的鮮食玉米株高、秸稈鮮重和產(chǎn)量隨播期推遲呈先降低后升高的變化趨勢(shì),其中5月31日?7月15日播期鮮食玉米平均產(chǎn)量為15382.50kg·hm?2,顯著低于4月1日?5月1日和7月30日播期的鮮食玉米產(chǎn)量(P<0.05)。溫度通過(guò)影響玉米生育期,影響光合有效輻射截獲率和玉米生長(zhǎng)發(fā)育,最終影響玉米產(chǎn)量[24]。Hou 等[25]研究表明,有效積溫是影響玉米平均葉面積指數(shù)最重要的生態(tài)因子。本試驗(yàn)中不同播期的鮮食玉米株高、秸稈鮮重和產(chǎn)量與播種?吐絲期>10℃有效積溫、日平均氣溫和降水量均顯著負(fù)相關(guān);鮮食玉米株高、秸稈鮮重和產(chǎn)量與播種?吐絲期平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)、吐絲?成熟期>10℃有效積溫和降水量均呈顯著正相關(guān)。氣象因子與鮮食玉米產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)大小依次為播種?吐絲期>10℃有效積溫、降水量、平均氣溫、平均氣溫日較差等。表明在不影響玉米正常生長(zhǎng)的前提下,生產(chǎn)上可通過(guò)春季適期早播,鮮食玉米吐絲前平均氣溫和降水量相對(duì)較低(少),氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)相對(duì)較高(長(zhǎng)),光熱資源有利于鮮食玉米植株生長(zhǎng),鮮食玉米物質(zhì)積累增加,從而獲得高產(chǎn),這與胡達(dá)家[26]研究結(jié)果一致。5月31日?7月15日各播期處理鮮食玉米播種?吐絲期日平均氣溫明顯升高,鮮食玉米生育期內(nèi)≥32℃的高溫日數(shù)占全生育期日數(shù)的56.25%~60.26%,高溫積熱為1525.50~1594.30℃·d,其中播種?吐絲期高溫積熱占全生育期高溫積熱的67.74%~82.33%,較高的花前有效積溫源于較高的平均氣溫,對(duì)植株生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,鮮食玉米生育進(jìn)程加快,平均葉面積指數(shù)和平均凈同化率降低[1],不利于植株生長(zhǎng)與物質(zhì)積累。此外,鮮食玉米雌雄穗分化與生長(zhǎng)、抽雄揚(yáng)花等過(guò)程處于7月中下旬?8月上旬的高溫階段,高溫抑制了鮮食玉米雌雄穗的生長(zhǎng)發(fā)育,造成鮮食玉米雄穗散粉、雌穗吐絲延遲、雌雄間隔時(shí)期變長(zhǎng)及花粉活力急劇降低,花粉管到達(dá)子房受阻,結(jié)實(shí)率降低[27?31],鮮食玉米穗粒數(shù)顯著減少,致使產(chǎn)量降低。因此,5月31日?7月15日是鮮食玉米種植潛在風(fēng)險(xiǎn)期,應(yīng)慎重播種,減少高溫對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)產(chǎn)生的不利影響。7月30日播期的鮮食玉米在吐絲?成熟平均氣溫明顯降低,降水量增多,促進(jìn)鮮食玉米吐絲后生長(zhǎng)和籽粒灌漿,吐絲?成熟日數(shù)延長(zhǎng),鮮食玉米百粒重顯著增加,進(jìn)而增加鮮食玉米產(chǎn)量。
鮮食玉米經(jīng)濟(jì)效益受鮮穗上市時(shí)間影響[32]。本試驗(yàn)中7月30日播期的鮮食玉米鮮穗在10月25日成熟,市場(chǎng)上鮮穗少、價(jià)格高,鮮食玉米產(chǎn)值最高,比其他處理鮮食玉米產(chǎn)值顯著提高68.66%~123.50%(P<0.05)。4月16日?5月16日各播期處理,鮮穗產(chǎn)量較高,但鮮穗在7月中旬?8月上旬集中上市,市場(chǎng)價(jià)格較低,鮮食玉米產(chǎn)值為31430.00~36225.00元·hm?2,鮮穗可通過(guò)加工后銷(xiāo)售,以增加經(jīng)濟(jì)效益。因此,通過(guò)不同播期,趨利避害,輔以加工等措施,可實(shí)現(xiàn)鮮食玉米均衡上市,增加經(jīng)濟(jì)效益。
本試驗(yàn)僅開(kāi)展了一年,但對(duì)安徽省沿江地區(qū)影響玉米生長(zhǎng)關(guān)鍵氣象因子分析表明,該區(qū)域常年高溫出現(xiàn)在7月和8月,7月和8月平均氣溫分別為28.8℃和28.1℃,最高氣溫≥32℃的日數(shù)分別為19.5d和17.9d;2021年7月和8月平均氣溫分別為28.4℃和28.0℃,最高氣溫≥32℃的日數(shù)分別為20d和19d。2021年7?8月氣溫與常年持平,表明研究時(shí)期屬于正常年份,具有代表性,研究結(jié)果具有確定性。
(1)安徽沿江地區(qū)露地鮮食玉米在4月1日?7月30日不同播期下,玉米生育期隨播期推遲呈長(zhǎng)?短?長(zhǎng)變化,株高、秸稈鮮重及產(chǎn)量隨播期推遲呈高?低?高變化,穗粒數(shù)隨播期推遲呈多?少?多變化。7月30日播期處理鮮食玉米經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值最高。
(2)4月1日?7月30日不同播期鮮食玉米生育期與播種?吐絲期平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;鮮食玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)、株高和秸稈鮮重與播種?吐絲期>10℃有效積溫、平均氣溫和降水量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,鮮食玉米產(chǎn)量、穗粒數(shù)、株高和秸稈鮮重與播種?吐絲期平均氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)、吐絲?成熟期>10℃有效積溫和降水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。播種?吐絲期>10℃有效積溫通過(guò)調(diào)節(jié)穗粒數(shù)影響產(chǎn)量。播期改變后,鮮食玉米生育期平均氣溫、降水量和日照時(shí)數(shù)等氣象因子變化對(duì)鮮食玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量均有影響。
(3)春季4月1日?5月1日,或夏季7月30日播種鮮食玉米,光熱資源有利于鮮食玉米生長(zhǎng),生育期延長(zhǎng),產(chǎn)量較高;5月31日?7月15日播種,受播種?吐絲期高溫影響,鮮食玉米生育進(jìn)程加快,物質(zhì)積累減少,產(chǎn)量較低;8月14日播種鮮食玉米無(wú)法正常成熟收獲。
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Determination of the Suitable Sowing Date of Fresh Maize Along the Yangtze River of Anhui Province
ZHANG Lin1, ZHOU Deng-feng2, WU Wen-ming1, PENG Chen1, JI Xue-qin2, YANG Tai-ming3, WANG Shi-ji1
(1. Tobacco Research Institute/Maize Research Centre, Anhui Academy of Agricultural Sciences Hefei 230001, China; 2.Baimao Agricultural Service Center of Jiujiang District, Wuhu 241000; 3.Agricultural Meteorological Center of Anhui Province, Hefei 230031)
A field trial was carried out along the Yangtze river in Anhui province to clarify the relationship between growth, yield of fresh maize and meteorological factors under different sowing dates, which would provide a reference to the suitable sowing date of fresh maize. In the study, the fresh maize cultivar “Caitiannuo 100” was used. The treatments consisted of ten sowing dates: April-1, April-16, May-1, May-16, May-31, June-15, June-30, July-15, July-30, and August-14. The growth period, yield, yield component and production value of fresh maize were analyzed. The results showed that the growth duration was shortened when delaying the sowing date from April-1 to June-15. When the sowing date was from June-15 to July-30, the growth duration was extended. The yield was decreased when delaying the sowing date from April-1 to June-30, and the yield was increased. The mean grain yield of fresh ear in the sowing date from April-1 to May-1 and July-30 was 20026.56kg·ha?1, which was significantly higher than that of other sowing dates (P<0.05). The production value of fresh ear planted in July-30 was 70245.00yuan·ha?1, which was significantly increased by 68.66%?123.50% compared with other sowing dates (P<0.05). When the fresh maize was sowed during May-31 to July-15, the days of high temperature ≥32℃ accounted for 56.25%?60.26% in the whole growth duration of the plant, and the accumulation of temperature ≥32℃ increased by 47.78%-54.46% than that of sowing dates from April-1 to May-1 and July-30, which accelerated the fresh maize growing process, shortened the plant height, declined the matter accumulation, ultimately decreased the yield. The fresh maize could not be harvested with the sowing date of August-14 due to the lower temperature during the grain filling stage. The growth duration of maize was negatively correlated with daily mean temperature before silking. The ranking of the correlation coefficients between meteorological factors and fresh maize yield from high to low were effective accumulated temperature >10℃before silking, precipitation before silking, daily mean temperature before silking, average daily temperature range before silking, precipitation after silking, effective accumulated temperature >10℃after silking, and sunshine hours before silking. The effective accumulated temperature >10℃ before silking stage mainly influenced the yield by regulating the kernel number per ear. In conclusion, the fresh maize sowed during April-1 to May-1 or July-30 could be prone to extend growth period, increase matter accumulation, and obtain high yield, while might be in danger in the risk of high temperature stress with the sowing date from May-31 to July-15 along the Yangtze river.
Fresh maize;Sowing date; Meteorological factor; Growth period; Yield
10.3969/j.issn.1000-6362.2023.10.004
收稿日期:2022?12?01
蕪湖市重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2021yf36);合肥市關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目(2021GJ084);安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人才項(xiàng)目(QNYC-202116);安徽省玉米產(chǎn)業(yè)體系
通訊作者:楊太明,正高級(jí)工程師,主要從事農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害評(píng)估及農(nóng)業(yè)信息化工作,E-mail:ytm0305@126.com;王世濟(jì),研究員,主要從事玉米栽培生理與育種研究,E-mail:wangshijiym@163.com
張林,E-mail:zhanglin00@163.com
張林,周登峰,武文明,等.安徽沿江地區(qū)露地鮮食玉米適宜播期確定[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2023,44(10):903-915