鮮食玉米播種期和采收期研究

吳宇，趙俊立，常海濱，黃威，胡海珍

(黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 黃岡 438000)

甜玉米是鮮食玉米的一種，又稱“水果玉米”或“蔬菜玉米”，具有新鮮、甘甜、脆嫩等優(yōu)良特性，同時(shí)富含人體所必需的多種營養(yǎng)成分，長期食用能軟化血管、降低膽固醇，是良好的保健食品，廣受消費(fèi)者喜愛[1-5]。 近年來，我國甜玉米產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大，產(chǎn)品也更加多元化，助推了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加了農(nóng)民種植效益。 同時(shí)也對優(yōu)質(zhì)甜玉米的選育和配套栽培技術(shù)的研發(fā)提出了更高要求。

鄂東南位于大別山南麓、長江中游北岸，屬于亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候江淮小氣候區(qū)，光熱資源較優(yōu)越[6]，為玉米種植提供了優(yōu)良的氣候條件。 但隨著氣候的變化，長江中游地區(qū)高溫、干旱、連陰雨等災(zāi)害頻發(fā)，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量不高、品質(zhì)不佳[7]。 因此根據(jù)氣候特征，針對甜玉米生長發(fā)育特性，確定適宜的播種期和采收期，提升光溫水資源利用率，降低生育期內(nèi)災(zāi)害發(fā)生，提高產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要的意義。本研究以岡甜1 號為材料，開展不同播期和采收期試驗(yàn)，研究播種期對鮮食玉米生長發(fā)育進(jìn)程、籽粒品質(zhì)、產(chǎn)量的影響，及不同采收期籽粒含水量、可溶性糖含量及產(chǎn)量變化，探索適宜的播種期和采收期，為該地區(qū)甜玉米生產(chǎn)提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的鮮食玉米品種岡甜1 號。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)設(shè)在湖北省黃岡市團(tuán)風(fēng)縣回龍山鄉(xiāng)梅家墩村黃岡市農(nóng)業(yè)科技示范園，海拔26.7 m。 試驗(yàn)地地面平整，地力均勻，排灌方便，肥力水平中上等。

1.3 試驗(yàn)方法

播期試驗(yàn)采用順序排列設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，于2022年2 月24 日首播(處理B1)，后續(xù)每10 d 播種1期，2022 年8 月23 日播種第19 期(處理B19)。 小區(qū)規(guī)格為4 m×6 m，密度為52 500 株/hm2，每小區(qū)6行(測產(chǎn)實(shí)收中間4 行，16 m2)。

采收期試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，設(shè)10個(gè)處理，小區(qū)面積8 m2，密度為52 500 株/hm2，四周設(shè)保護(hù)行。 試驗(yàn)于春季3 月26 日、4 月5 日、4 月15日(D1 處理)、秋季7 月24 日、8 月3 日、8 月13 日(D2 處理)分批播種，玉米吐絲前每小區(qū)選擇長勢均勻的15 株進(jìn)行統(tǒng)一雌穗套袋，于散粉高峰期在同一天進(jìn)行人工輔助授粉，授粉后第10、12、14、16、18、20、22、24、26、28 d 各取10 個(gè)果穗進(jìn)行測定，同時(shí)選取小區(qū)內(nèi)連續(xù)10 株進(jìn)行收獲，隨即去除苞葉稱取鮮穗產(chǎn)量。

1.4 田間管理

1.4.1 播種

播種前試驗(yàn)地進(jìn)行機(jī)耕機(jī)耙，達(dá)到田平土細(xì)。栽培方式為穴盤育苗移栽。

1.4.2 施肥

播種前撒施45%復(fù)合肥(15-15-15)750 kg/hm2作為底肥；3～4 片可見葉時(shí)追施尿素(含N 量46%)150 kg/hm2作為苗肥，分行開溝施入；9 ～11 片可見葉時(shí)追施尿素(含N 量46%)225 kg/hm2作為拔節(jié)肥，分行開溝施入。

1.5 指標(biāo)測定及數(shù)據(jù)處理

氣象數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)貧庀笳?；籽粒含水率測定采用二次烘干法；籽?？扇苄蕴呛坎捎冒J普數(shù)顯糖度計(jì)測定；其它性狀按照《農(nóng)作物品種試驗(yàn)技術(shù)操作規(guī)程 玉米》的相關(guān)要求執(zhí)行；利用Microsoft Excel、SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間氣溫情況

如圖1 所示，試驗(yàn)點(diǎn)2022 年8 月份平均最高氣溫和平均最低氣溫最高，分別為36.6、27.1 ℃，12月份平均最低氣溫最低，為1.6℃。 根據(jù)玉米生長發(fā)育溫度和生長周期可知，3 月至8 月間，可進(jìn)行玉米播種。 從不同季節(jié)來看，采收期試驗(yàn)，春季處理D1 播種的平均最高氣溫和平均最低氣溫分別為23.2、13.4 ℃，而秋季處理D2 播種期間的溫度明顯高于春季，平均最低氣溫都達(dá)到了27.0 ℃。 盡管不同處理播種階段溫度差異較大，但是玉米達(dá)到成熟所需的有效積溫基本無差異，D1、D2 處理所需的有效積溫平均為1 310、1 318 ℃。

圖1 試驗(yàn)點(diǎn)2022 年的溫度變化情況Fig.1 Temperature variation in 2022

2.2 不同播期玉米生育期變化

表1 為岡甜1 號在不同播期條件下的生育進(jìn)程。 如表所示，由于試驗(yàn)點(diǎn)溫度先升后降的變化，隨播種時(shí)間的推遲，玉米生育進(jìn)程呈現(xiàn)整體先縮短后延長的規(guī)律，B13 處理生育期最短，播種至抽雄、吐絲及采收天數(shù)分別為50、54、72 d。 從鮮穗采收期結(jié)果看，玉米成熟采收時(shí)間為播種后72 ～122 d。 不同播期處理下，玉米生育期長短差異較大，其中B12、B13 處理生育期最短僅為72 d，較生育期最長的處理(B1)縮短了50 d。 吐絲期至籽粒干癟天數(shù)調(diào)查結(jié)果表明，各播期玉米鮮穗適宜采收時(shí)間的天數(shù)也存在差異，相較于夏播(處理B8～B13)，春播和秋播玉米吐絲期至籽粒干癟天數(shù)明顯延長，表明春播和秋播玉米鮮穗在田間保鮮時(shí)間也相對延長。

表1 不同播期處理玉米的生育時(shí)期Table 1 Growth periods of maize under different treatments

2.3 不同播期對玉米籽粒品質(zhì)的影響

如圖2 所示，隨播種時(shí)間的推移，可溶性糖含量和含水量趨勢均為先降后升。 不同處理玉米收獲期籽?？扇苄蕴呛亢秃孔兓瘏^(qū)間分別為10.6%～15.3%、72.8%～79.9%。 通過對品質(zhì)性狀的方差分析得知，不同播期水分和可溶性糖含量也存在差異，春播(可溶性糖含量和含水量分別平均為76.5%、13.7%)和秋播(可溶性糖含量和含水量分別平均為77.3%、12.8%)顯著高于夏播(可溶性糖含量和含水量分別平均為74.8%、11.7%)，這可能是因?yàn)樵谙牟ルA段，籽粒發(fā)育過程中溫度較高，籽粒脫水速率加快，同時(shí)晝夜溫差小，糖分積累減緩，從而在一定程度上降低了玉米籽粒品質(zhì)。 但同季節(jié)條件下，品質(zhì)性狀間的差異相對較小，表明玉米籽粒品質(zhì)性狀主要受到灌漿期環(huán)境溫度的影響。

圖2 不同播期玉米籽粒含水量及可溶性糖含量變化Fig.2 Water and soluble sugar content change under different sowing dates

2.4 不同播期對植株性狀、果穗性狀及產(chǎn)量的影響

如表2 所示，株高和穗位高變化分別在160 ～295、55 ～130 cm 之間，不同播期處理間株高和穗位存在差異，整體呈現(xiàn)出春播和夏播顯著高于秋播。隨播期的推遲，岡甜1 號的穗部性狀表現(xiàn)出一定的差異，B6 穗長最長、行粒數(shù)最多，分別為19.7 cm、42.2 粒。 從鮮穗產(chǎn)量來看，B8 處理產(chǎn)量最高，為14 692.7 kg/hm2，B13 處理產(chǎn)量最低，僅為6 651.0 kg/hm2，兩者差異達(dá)到顯著水平。 隨播期的推進(jìn)，春播(處理B1～B7)期間鮮穗產(chǎn)量整體平穩(wěn)，平均產(chǎn)量為13 784 kg/hm2，夏播(處理B8～B13)期間產(chǎn)量整體呈逐步下降，秋播(B14 ～B19)產(chǎn)量先升后降，盡管平均產(chǎn)量只有10 457 kg/hm2，但最高產(chǎn)量可達(dá)12 766.1 kg/hm2。

表2 不同播期下玉米的農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量Table 2 The agronomic traits and grain yield of maize under different sowing dates

將產(chǎn)量進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，春播＞秋播＞夏播，結(jié)合不同階段的溫度變化，6 月至8 月平均溫度較高，日最高氣溫大于35 ℃的天數(shù)達(dá)到39 d，高溫持續(xù)時(shí)間長，不利于玉米籽粒正常生長發(fā)育，種植風(fēng)險(xiǎn)較大。

2.5 不同采收期對籽粒品質(zhì)性狀的影響

如圖3 所示，隨采收期的推遲，玉米籽粒水分含量逐漸下降，春、秋季籽粒含水量變化區(qū)間分別為67.9%～85.1%、77.3%～87.5%；比較兩季含水量結(jié)果，各采收期秋季籽粒含水量均顯著高于春季。 可溶性糖含量則呈現(xiàn)先升后降，春季授粉后18 d 含糖量最 高(14.1%)， 而 秋 季 授 粉 后 26 d 最 高(12.7%)。 比較兩季可溶性糖含量變化發(fā)現(xiàn)，以22 d 為界限，當(dāng)授粉天數(shù)少于22 d 時(shí)春季籽粒糖含量較秋季高，當(dāng)授粉天數(shù)大于22 d 時(shí)秋季籽粒糖含量較春季高。 結(jié)合籽粒含水量、可溶性糖含量及授粉后籽粒干癟情況，岡甜1 號春播、秋播期間適宜的采收期分別在授粉后18～24、20～26 d。

圖3 不同采收期玉米籽粒含水量、可溶性糖含量變化Fig.3 Water and soluble sugar content in different harvest period

2.6 不同采收期與籽粒品質(zhì)性狀相關(guān)性分析

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，不同處理采收期與籽粒含水量相關(guān)系數(shù)均為-0.99，均呈極顯著相關(guān)，春秋兩季采收期與可溶性糖含量相關(guān)系數(shù)分別為-0.32、0.95，分別呈顯著和極顯著相關(guān)，因此籽粒含水量和可溶性糖含量可以作為判斷玉米成熟度和適收期的特征指標(biāo)。

2.7 不同采收期對產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響

如表3 所示，春秋兩季不同采收期玉米穗長隨授粉天數(shù)的增加變化較小，但D1、D2 處理間存在差異。 春季玉米穗長均顯著或極顯著長于秋季，其性狀變化區(qū)間分別為18.5 ～19.3、16.7 ～17.5 cm；自授粉后10 d 開始，穗粗性狀一直呈上升趨勢，且D1均顯著高于D2；粒深性狀也整體呈現(xiàn)出D1 高于D2，但隨授粉天數(shù)的增加，差異逐步縮小；百粒質(zhì)量的變化，春季呈先升后降，在24 d 達(dá)到峰值，為36.2 g，而秋季一直呈上升趨勢，28 d 達(dá)到最大值，達(dá)33.3 g；從鮮穗產(chǎn)量變化來看，春季處理呈先升后降，授粉后22 d 產(chǎn)量最高，為14 478 kg/hm2，秋季處理自授粉后10 d 開始至26 d 一直呈上升趨勢之后達(dá)到平臺期，產(chǎn)量變化在6 153 ～11 185 kg/hm2區(qū)間。 比較不同處理產(chǎn)量發(fā)現(xiàn)，授粉后10 d 至24 d，春季產(chǎn)量均極顯著高于秋季，但隨采收期持續(xù)推遲，授粉24 d及以后D1、D2 處理間產(chǎn)量差異不顯著。 根據(jù)該結(jié)果，同時(shí)考慮玉米鮮穗在田間的保鮮時(shí)間長短和玉米籽粒品質(zhì)性狀變化情況，在鄂東南地區(qū)，春季和秋季均適合岡甜1 號品種種植。

表3 不同采收期玉米產(chǎn)量及相關(guān)性狀的變化Table 3 Changes of maize yield and related traits in different harvest period

3 討論

3.1 播期對鮮食玉米生育期、籽粒品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

播期能影響鮮食玉米的生育進(jìn)程。 隨播期的不斷推遲，玉米生育期先縮短后延長，其中生育期最短處理僅為72 d，較生育期最長處理縮短了50 d，這表明在玉米生長發(fā)育階段，溫度是影響玉米生育期的主要生態(tài)因子，環(huán)境溫度升高和降低會相應(yīng)的縮短和延長生育期，這與寇偉鋒等[2]、馮引弟等[8]的結(jié)果一致。 雖然本試驗(yàn)不同播期處理玉米生育期隨環(huán)境溫度變化出現(xiàn)較大差異，但分析玉米達(dá)到成熟所需有效積溫后發(fā)現(xiàn)各處理間基本無差異，表明玉米成熟所需有效積溫受不同播期環(huán)境溫度變化影響較小。

播期是影響玉米籽粒品質(zhì)的重要栽培因素。 本研究中不同處理玉米收獲期籽?？扇苄蕴呛亢秃孔兓謩e在10.6%～15.3%、72.8%～79.9%，春播玉米籽粒品質(zhì)顯著高于夏播，但同季節(jié)條件下品質(zhì)性狀間差異較小。 這表明玉米籽粒品質(zhì)主要受籽粒發(fā)育階段溫度的影響，夏季玉米灌漿期溫度較高、晝夜溫差小，加快了籽粒發(fā)育進(jìn)程，不利于糖分積累，從而導(dǎo)致品質(zhì)不佳。 廖長見等[9]研究表明，在秋季生產(chǎn)條件下播種期對果皮厚度和含糖量影響不顯著，對水分含量和皮渣率有顯著影響，晚播可保持品種較高的含水量。 魏琪等[10]研究表明，在秋播條件下遲播籽粒中淀粉和水分含量總體上增加，可溶性糖和蛋白質(zhì)含量降低，但不同品種對播期響應(yīng)不一。

播期是影響玉米產(chǎn)量形成的主要栽培因子[11]，適宜的播期可為玉米提供充足的光熱資源，實(shí)現(xiàn)作物高質(zhì)高產(chǎn)。 播期不同使玉米生育階段內(nèi)的光、熱等氣候要素配置發(fā)生變化，從而對玉米的產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。 本研究發(fā)現(xiàn)，在鄂東南地區(qū)，隨播期的推遲，玉米鮮穗產(chǎn)量整體呈現(xiàn)先降后升，最高產(chǎn)量為14 692 kg/hm2，較最低產(chǎn)量增產(chǎn)119.8%。 此外，大量的研究也表明，適時(shí)調(diào)整播期，能顯著提升不同玉米品種的產(chǎn)量[12-14]。

3.2 采收期對鮮食玉米籽粒品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

采收期對鮮食玉米籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)和產(chǎn)量有較大影響，因此在適收期進(jìn)行收獲，是食用品質(zhì)及產(chǎn)量的前提和保證[15-17]。 本試驗(yàn)中，在不同季節(jié)生產(chǎn)條件下，采收期與籽粒含水量、可溶性糖含量均呈顯著相關(guān)，春秋季玉米最佳品質(zhì)期分別在授粉后18～24、20～26 d；隨采收期推遲，不同處理下鮮穗產(chǎn)量均呈現(xiàn)規(guī)律性變化，春季產(chǎn)量在授粉后22 d 達(dá)到最高，為14 478 kg/hm2，秋季處理自授粉后10 d 開始至26 d 一直呈上升趨勢之后達(dá)到平臺期，最高產(chǎn)量為11 185 kg/hm2。 除播期和采收期外，鮮食玉米的品質(zhì)和產(chǎn)量還與種植品種、種植密度等密切相關(guān)[18-20]。

4 結(jié)論

在鄂東南地區(qū)，甜玉米岡甜1 號的適播期為3月中旬至5 月上旬、7 月下旬至8 月上旬，適宜采收期分別在授粉后的18 ～24、20 ～26 d。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，還應(yīng)充分考慮種植密度、施肥水平、土壤條件、氣候變化、病蟲草害防治等因素，才能進(jìn)一步提升品質(zhì)和發(fā)掘產(chǎn)量潛能。 本試驗(yàn)僅對岡甜1 號單個(gè)品種進(jìn)行研究，具有一定局限性，為更加精確的指導(dǎo)其他鮮食玉米品種在該地區(qū)的種植推廣，還需要擴(kuò)大試驗(yàn)規(guī)模，針對不同品種的特性和遺傳背景，進(jìn)行多環(huán)境、多年份的栽培研究。