朝陽(yáng)地區(qū)玉米適宜播種期研究

蘇長(zhǎng)新　宗英飛

摘 要：為了保障糧食生產(chǎn)安全，合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有效利用熱量資源為防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)，通過(guò)玉米分期播種試驗(yàn)，研究玉米播種出苗熱量指標(biāo)和適宜播種期。運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。結(jié)果表明：遼寧西部地區(qū)玉米春季播種初始日平均氣溫為12.0℃，適宜日平均氣溫為15.0～20.0℃；玉米播種至出苗需要≥12.0℃有效積溫最低為55.0℃·d，適宜有效積溫為60～90℃·d；隨著日平均氣溫的升高出苗速度加快，當(dāng)日平均氣溫在20.0℃以上時(shí)，玉米出苗速度最快為7d。遼寧西部地區(qū)玉米適宜播種期在4月25日至5月5日之間，可減少95%終霜凍的危害。研究結(jié)果可為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，合理安排玉米生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：玉米；分期播種；適宜播種期；溫度指標(biāo)

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）05-25-03

Abstract：In order to ensure safety of grain production，and arrange the agricultural production reasonable，and using the heat resource service for disaster prevention and mitigation effectively，we researched the corn seed emergence heat index and suitable seeding time by maize sowing experiments. We used the mathematical statistical method to analyze the experimental data. The result shows that：the average temperature of spring maize planting initial day in Liaoning western region is 12.0℃，and appropriate daily average temperature is 15.0℃～20.0℃；corn need greater than temperature of 12℃ from sowing to emergence，and the minimum effective accumulated temperature is 55.0℃·d，appropriate effective accumulated temperature is 60～90℃·d；Maize emergence speed will speed up with the increase of daily average temperature，the fastest time of maize emergence will be 7 days，if the average temperature is above 20.0℃. Corn suitable seeding time in Liaoning western region is between April 25 and May 5，which can reduce 95% frost damage. Our research results can provide a scientific basis for agricultural structure adjustment and arrange corn production reasonable.

Key words：Corn；Sowing；Suitable seeding time；Temperature index

玉米是我國(guó)主要糧食作物之一，在國(guó)家糧食安全保障中占有重要地位[2-4]。東北地區(qū)玉米產(chǎn)量占全國(guó)的30%左右[1]，朝陽(yáng)地區(qū)玉米產(chǎn)量占糧豆總產(chǎn)量的85%以上，因此，近些年氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的研究以及對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響的研究成果較多，段金省[5]、尚宗波[6]、徐成忠[7]、李萍萍[8]等諸多學(xué)者分析了氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)、對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，并提出在氣候變暖的環(huán)境下對(duì)玉米生產(chǎn)如何適應(yīng)氣候變化中所存在的利弊問(wèn)題和生產(chǎn)對(duì)策。研究方法多從產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)、建立產(chǎn)量與氣象要素動(dòng)態(tài)模型、在人工氣候室特定條件下研究玉米生長(zhǎng)發(fā)育等。探討當(dāng)前和未來(lái)氣候變化對(duì)玉米生產(chǎn)格局等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。在氣候變暖情景下，采用分期播種較為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的研究方法，分析玉米在不同氣候條件下，生長(zhǎng)、發(fā)育對(duì)氣候變化的反應(yīng)。為此，本文采用玉米分期播種試驗(yàn)，研究玉米播種至出苗階段的溫度指標(biāo)，提出遼寧西部地區(qū)玉米適宜播種期，為合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)場(chǎng)地在遼寧省朝陽(yáng)縣地面氣象觀測(cè)站農(nóng)作物觀測(cè)場(chǎng)進(jìn)行玉米分期播種試驗(yàn)。于2011、2012、2013和2014年連續(xù)試驗(yàn)4a。選擇當(dāng)?shù)刂髟杂衩灼贩N，‘丹玉39為參試品種。試驗(yàn)分7個(gè)播種期，設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積20m2。播種栽培方式同大田。播種期分別在4月15日、4月20日、4月25日、4月30日、5月10日、5月20日和5月30日。播種時(shí)遇到降雨天氣實(shí)時(shí)后延。采用朝陽(yáng)氣象監(jiān)測(cè)站1981-2014年4月、5月、6月日平均氣溫資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)及氣候診斷分析[9]方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分析過(guò)程在Excel2003軟件支持下進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種至出苗天數(shù) 分期玉米播種最早于4月15日，最晚播種于5月30日。隨著播種日期的后推，出苗天數(shù)在減少，最多用時(shí)27d，最少用時(shí)7d。在7個(gè)播種期中前4期出苗日期分布在5月上中旬，其中5月上旬占43.7%，5月中旬占56.3%。前4期播種至出苗天數(shù)在10d以上，后3期出苗天數(shù)在10d以下。4a7個(gè)播期的玉米全部完熟，成熟期9月中旬居多，占75%；5月30播種的成熟期均在9月下旬。

2.2 出苗天數(shù)與平均氣溫 圖1所示。隨著氣溫的升高出苗天數(shù)在縮短，溫度越高出苗越快，當(dāng)平均氣溫達(dá)到20.0℃及以上時(shí)出苗天數(shù)維持在7d。出苗速度與溫度的關(guān)系是非線性的，可用冪指數(shù)函數(shù)擬合。在不同溫度水平上，對(duì)玉米出苗速度的貢獻(xiàn)不同，例如當(dāng)平均氣溫20℃時(shí)用7d出苗，當(dāng)平均氣溫13℃時(shí)用22d出苗，相差4倍左右。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)平行觀測(cè)得出，平均氣溫在12.0～25.0℃之間，玉米播種至出苗需要7～27d。出苗天數(shù)與平均氣溫線性相關(guān)系數(shù)為-0.8448（P<0.01），冪指數(shù)曲線相關(guān)系數(shù)為-0.8971（P<0.01）達(dá)到極顯著水平。通過(guò)冪指數(shù)曲線方程（y=5961.3t-2.177）可預(yù)測(cè)出不同氣溫（（12℃≤t≤25℃））水平上的出苗天數(shù)（y），見(jiàn)表1。依據(jù)實(shí)驗(yàn)與上述分析，遼寧西部地區(qū)玉米播種期初始溫度指標(biāo)為12.0℃，這一結(jié)果與宗英飛[10]研究相同，最適宜溫度指標(biāo)應(yīng)在15.0～20.0℃之間。

2.3 出苗天數(shù)與積溫 圖2所示。播種至出苗天數(shù)與≥0℃活動(dòng)積溫呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9516（P<0.01）達(dá)到極顯著水平，播種至出苗的時(shí)間越長(zhǎng)所消耗的≥0℃活動(dòng)積溫就越多。經(jīng)過(guò)4a分期播種試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析，玉米播種至出苗需要≥12℃有效積溫在55.0～136.1℃·d，其中≤60.0℃·d幾率為7.1%；60.1～70.0℃·d幾率為17.9%；70.1～80.0℃·d幾率為21.4%；80.1～90.0幾率為32.1%；

>90.0℃·d幾率為21.4%。此外，在試驗(yàn)過(guò)程中2013年4月15日至5月10日有3次降水天氣過(guò)程，總量不足10.0mm，2014年4月15日至5月5日有兩次降水天氣過(guò)程，總量不足8.0mm，出現(xiàn)高溫少雨干旱現(xiàn)象使出苗延緩，造成熱量積累過(guò)多。因此，玉米播種至出苗≥12℃有效積溫下限指標(biāo)應(yīng)為55.0℃·d，適宜指標(biāo)應(yīng)在60.0～90.0℃·d之間。

2.4 朝陽(yáng)地區(qū)春播期熱量條件與終霜凍 近34a（1981-2014年）穩(wěn)定通過(guò)12℃日期累年平均在4月21日，80%保證率在4月27日；穩(wěn)定通過(guò)15℃日期累年平均在5月5日，80%保證率在5月11日。圖3所示。不同播種期（4月15日；4月20日；4月25日和4月30日）≥12℃有效積溫累積曲線。有效積溫達(dá)到或超過(guò)55.0℃·d，4月15日播種時(shí)需要22d、4月20播種需要17d、4月25播種需要12d、4月30日播種需要9d。終霜累年平均日期在4月21日，80%保證率出現(xiàn)在4月27日，與穩(wěn)定通過(guò)12℃日期變化相同。終霜日期分布在4月上旬至5月上旬之間，其中4月上中旬出現(xiàn)頻率為46.6%，4月下旬出現(xiàn)頻率為36.7%，5月上旬出現(xiàn)頻率為16.7%。5月上旬的終霜凍對(duì)玉米苗期危害較大。4月25日之后播種，在5月中旬出苗，可越過(guò)終霜凍危害。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)2011-2014年玉米分期播種試驗(yàn)，出苗天數(shù)在20d以上的播期，種子均出現(xiàn)不同的潰爛和粉種現(xiàn)象；5月20日之后播種由于氣溫較高，苗期出現(xiàn)徒長(zhǎng)現(xiàn)象；從田間觀察及生長(zhǎng)狀況調(diào)查結(jié)果看，4月25日至5月10日播種的在生長(zhǎng)后期發(fā)育表現(xiàn)最好，所以玉米播種至出苗天數(shù)控制在10～15d為宜。

（2）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，當(dāng)平均氣溫在13.0℃以下，玉米出苗天數(shù)在22d以上，當(dāng)平均氣溫在20.0℃以上，玉米出苗天數(shù)僅用7d。通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，玉米出苗天數(shù)與平均氣溫呈冪指數(shù)函數(shù)關(guān)系，確定日平均氣溫12℃為玉米播種初始溫度為宜，適宜溫度為15.0～20.0℃。玉米出苗天數(shù)與≥0℃積溫呈線性關(guān)系，氣溫較低則需要長(zhǎng)時(shí)間熱量積累才能滿足玉米萌芽出苗的需求。當(dāng)≥12℃有效積溫達(dá)到55.0℃·d以上時(shí)玉米才能順利出苗，≥12℃有效積溫在60.0℃·d～90.0℃·d之間為適宜指標(biāo)。

（3）≥12℃初日與終霜日期在近34a里變化特征基本相同，平均值與80%保證率出現(xiàn)在4月21日和4月27日。≥12℃有效積溫從4月15日滑動(dòng)至4月30日累計(jì)

≥55.0℃·d均出現(xiàn)在5月中旬。

4 討論

（1）玉米發(fā)芽下限溫度為6～7℃[11]，米娜等[12]在研究遼寧省玉米適宜播種期以8℃為初始溫度，朝陽(yáng)地區(qū)玉米播種以日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10℃為初始溫度。依據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和本次分期播種試驗(yàn)這些指標(biāo)的應(yīng)用存在2個(gè)不利因素。其一，播種期日平均氣溫低于10℃種子處于休眠或緩慢發(fā)芽，只有當(dāng)氣溫升高一定水平時(shí)，熱量積累達(dá)到一定量才能完成出苗。所以，較低溫播種時(shí)，種子在地下遲遲不能完成發(fā)芽出苗過(guò)程，霉變和壞種幾率和生長(zhǎng)后期發(fā)病率相對(duì)升高。其二，當(dāng)4月中下旬氣溫較高時(shí)，往往在5月上旬出苗，出苗后受終霜凍的危害達(dá)到17.6%，也就是說(shuō)在10a中約有2a受災(zāi)，如2014年5月3日終霜凍，日最低氣溫-3.0℃，已經(jīng)出苗的大田作物全部?jī)鏊溃瑩p失嚴(yán)重。因此，從試驗(yàn)結(jié)果分析看，穩(wěn)定通過(guò)12℃作為玉米初始播種溫度，可緩解或避免以上存在的2個(gè)不利因素。

（2）依據(jù)玉米分期播種試驗(yàn)結(jié)果與春季氣溫變化特征，朝陽(yáng)地區(qū)玉米適宜播種期應(yīng)在4月25日至5月5日之間，比以往4月中旬播種晚15～20d。此時(shí)播種成熟收獲期在初霜凍來(lái)臨之前的9月上中旬，可免受初、終霜凍災(zāi)害的威脅。

總之，試驗(yàn)分析結(jié)果對(duì)朝陽(yáng)地區(qū)玉米生產(chǎn)管理、調(diào)整適宜播種期、充分利用有效熱量資源、趨利避害防災(zāi)減災(zāi)等具有指導(dǎo)作用，可為玉米生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬樹(shù)慶，王琪，羅新蘭.基于分期播種的氣候變化對(duì)東北地區(qū)玉米（Zeamays）生長(zhǎng)發(fā)與育和產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（5）：2l3l-2l39.

[2]張謀草，趙瑋，鄧振鏞.分期播種對(duì)隴東地區(qū)玉米產(chǎn)量的影響及適宜播期分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（33）：28-33.

[3]孫艷妮，程林，李昌新.我國(guó)糧食安全的區(qū)域性和結(jié)構(gòu)性差異[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（5）：524-526.

[4]馮穎竹，陳惠陽(yáng)，余土元.播種期對(duì)南方秋播糯玉米主要品質(zhì)成分的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2006，27（2）：142-148.

[5]段金省，牛國(guó)強(qiáng).氣候變化對(duì)隴東塬區(qū)玉米播種期的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2007，25（2）：235-238.

[6]尚宗波.全球氣候變化對(duì)沈陽(yáng)地區(qū)春玉米生長(zhǎng)的可能影響[J].植物學(xué)報(bào)，2000，42（3）：300-305.

[7]徐成忠，董興玉，楊洪賓，等.積溫變遷對(duì)夏玉米冬小麥兩熟制播期的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（2）：34-36.

[8]李萍萍，劉恩財(cái)，謝立勇，等.氣候變化對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的影響與對(duì)策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（6）：532-534.

[9]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京.氣象出版社，2007，5：13-204.

[10]宗英飛，楊學(xué)強(qiáng)，紀(jì)瑞鵬，等.播種期溫度變化對(duì)玉米出苗速率的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)通報(bào)，2013，29（9）：70-74.

[11]許昌燊.農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)大全[M].北京：氣象出版社，2004：12-14.

[12]米娜，紀(jì)瑞鵬，張玉書(shū)，等.遼寧省玉米適宜播種期的熱量資源分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（18）：329-334.

（責(zé)編：徐煥斗）