播期對山東夏玉米生長發育和產量形成的影響

陳辰+李楠+薛曉萍+李鴻怡+李曼華+張繼波+董智強+李文科

摘要：以浚單20為供試材料，探索不同播期對山東夏玉米生長發育和產量形成的影響。結果表明，隨播期推遲玉米生育期縮短，播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d，生育期縮短主要表現在出苗至抽雄階段。隨播期推遲，玉米穗位高表現為先增加后降低的趨勢，莖粗則逐漸減少，株高變化趨勢不明顯；玉米穗長、穗粗、穗粒數和百粒質量呈逐漸減少趨勢；產量呈逐漸降低的變化趨勢。播期每推遲1 d，產量減少0.7%～1.7%，主要是通過影響玉米百粒質量、穗粒數、穗長從而影響最終產量的形成。抽雄期至成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差等氣象因子對產量影響較大。一定范圍內抽雄期至成熟期氣溫越高，越有利于玉米灌漿，結果產量越高；全生育期積溫越多、氣溫日較差越大，玉米產量越高。

關鍵詞：夏玉米；播期；生長發育；產量

中圖分類號： S513.04文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0052-04

玉米是全國重要的糧食、經濟、飼料和能源作物，玉米高產穩產對國家糧食安全和社會經濟有重要的戰略意義。玉米高產穩產不僅取決于品種的更替和栽培措施的優化，還與播期的適宜程度存在密切關系[1-3]。播期改變使作物不同生育階段的光、溫、水等氣候要素的配置不同，從而造成作物生長發育和產量形成改變[4-5]。適宜播期是實現作物高產的必要條件之一，是充分利用生態環境條件來趨利避害和將作物生長置于有利氣候條件之下的關鍵[6-8]。

目前，全球氣候正經歷著一場以變暖為主要特征的顯著變化[9]，IPCC第五次評估報告指出，1983—2012年是北半球1400年以來最熱的30年，溫度升高改變了全球降水的時空格局，極端天氣和氣候事件更加頻繁發生，而農業生產因其對氣候條件特殊的依賴性，所遭受的影響也越來越明顯。因此，研究氣候變化背景下播期對玉米生長發育和產量形成的影響，對更好地適應氣候變化和指導生產具有重要意義。

關于播期對玉米生長發育和產量形成的研究已有較多報道[10-15]，但對山東地區研究尚且不多。本研究以浚單20為材料進行分期播種試驗，探索播期對玉米生長發育和產量形成的影響，旨在為玉米品種的推廣應用及高產穩產栽培技術提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗站點概況

本研究于2014、2015年在山東省德州市夏津縣北城街道辦事處羅莊村（116°01′E，36°59′N）進行，試驗點土壤類型為黏質沙壤土，屬溫帶大陸性季風氣候，年平均降水量 492.1 mm，年平均氣溫13.1 ℃。

1.2試驗設計

試驗品種為浚單20，以常年小麥成熟期推遲3～5 d為正常播期，然后以10 d為間隔期，分別設置1個提前播期和1個推遲播期。試驗點常年小麥成熟期為6月6日，選取6月10日為正常播期，6月1日為提前播期，6月19日為推遲播期，共3個播期；行距0.6 m，株距0.28 cm，試驗3次重復；其他管理措施同一般大田。

1.3測定項目與方法

1.3.1生育期觀測記錄玉米主要生育時期，分別為出苗期、3葉期、7葉期、拔節期、抽雄期、吐絲期、成熟期。

1.3.2植株性狀每小區選取代表性好的玉米植株10株，掛牌標記，在3葉期、7葉期、拔節期、抽雄期、吐絲期測定植株高度，并在吐絲期測定莖粗和穗位高。

1.3.3穗部性狀、產量及產量結構在玉米成熟后，每小區取2行，每行連續收取10株，共20株，自然風干，進行產量結構分析，分別測定各小區果穗長、果穗粗、穗粒數、禿尖比、百粒質量等產量構成要素。

以上項目的具體測定方法均按照農業氣象觀測規范進行。

1.3.4氣象數據氣象數據包括玉米生長期內日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、逐日降水量和日照時數，該數據由夏津縣氣象局提供。

1.4數據處理與統計分析

數據采用Excel 2007進行處理和作圖，采用SPSS 17.0進行統計分析。

2結果與分析

2.1夏玉米生長季氣象條件分析

2014年、2015年玉米生長季內（6—9月），降水量分別為324.6、322.2 mm，平均氣溫分別為24.2、24.7 ℃，≥10 ℃活動積溫分別為 1 696.9、1 789.0 ℃/d，累積日照時數分別為801.7、879.3 h。對比2年的光、溫、水等條件，2年的平均溫度幾乎相同，積溫也相差不大；2年降水幾乎相等且分布不均，6、7月降水偏多，8、9月降水偏少，相比2014年，2015年降水量的分布更加不平均，7月上旬、8月中旬、9月下旬基本為零（圖1）；而日照時數2015年比2014年偏多78 h。

2.2播期對夏玉米生長發育的影響

從表1可以看出，2014年、2015年玉米生育期均隨播期推遲呈縮短的變化趨勢。與提前播種比較，2014年正常播種和推遲播種生育期分別縮短6、7 d，2015年則分別縮短5、7 d；出苗期至抽雄期縮短較多，該階段2014年正常播種和推遲播種相比提前播分別縮短4、6 d，2015年則分別縮短4、7 d，由于播期推遲后，玉米出苗期至抽雄期階段光、溫、水等條件配置更好，玉米生育進程加快；2年試驗播種期至出苗期、抽雄期至成熟期生育進程變化不大。經回歸分析，2年試驗結果均為播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d。

2015年，玉米株高隨播期推遲表現為逐漸增加，播期間差異不顯著；穗位高隨播期推遲表現為先增加后降低，正常播種最高，推遲播種次之，提前播種最小，播期間差異不顯著；莖粗則隨播期推遲表現為逐漸減小，播期間差異不顯著。

2.4播期對夏玉米穗部性狀的影響

從表3可以看出，2014年播期推遲后，玉米穗長、穗粗變化趨勢相同，均呈減少趨勢。與提前播種比較，正常播種和推遲播種穗長分別減少2.3、2.2 cm；穗粗分別減少0.2、0.4 cm。禿尖比隨播期推遲表現為先減小后增加，但播期間差異不顯著。穗粒數、百粒質量則隨播期推遲均呈逐漸減少的變化趨勢，除正常播與推遲播之間的穗粒數差異不顯著之外，其他處理間差異顯著。endprint

2015年，播期推遲后，玉米穗長變化不大，變化趨勢雖表現為逐漸減小但播期間差異不顯著；穗粗呈逐漸減小的變化趨勢，但處理間差異不顯著；禿尖比則呈現出先增加后減少的變化趨勢，其中正常播種最大，提前播種次之，推遲播種最小，且禿尖比在正常播和推遲播間差異顯著。穗粒數、百粒質量則隨播期推遲均呈逐漸減少的變化趨勢，但處理間差異不顯著。

2.5播期對夏玉米產量的影響

從圖2可以看出，2年試驗中，玉米產量隨播期推遲均呈逐漸降低的變化趨勢。2015年正常播和推遲播較提前播玉米產量分別降低8%、11%；2014年玉米產量降低幅度更加明顯，分別達到19%、31%。分析結果，2014年播期每推遲 1 d，

產量減少1.7%；2015年播期推遲1 d，產量減少0.7%。

從表4可以看出，玉米經濟性狀與產量的相關關系由大到小依次為百粒質量、穗長、穗粒數、禿尖比、穗粗。其中，穗粗和禿尖比與產量之間呈負相關，但不顯著，而穗長、百粒質量和穗粒數與產量之間呈極顯著正相關。從表5可以看出，玉米經濟性狀對玉米產量直接作用大小依次為百粒質量、穗粒數、穗長、禿尖比、穗粗；其中，百粒質量、穗粒數、穗長為正值，而禿尖比、穗粗為負值。對比相關分析，百粒質量依然排在首位，穗粒數超過穗長排在第2位，穗長下降到第3位，禿尖比和穗粗位置未發生變化，仍排在最后2位。表明百粒質量、穗粒數、穗長三因素對玉米產量形成影響較大。

為進一步研究播期對玉米產量的影響，選取不同生育階段的氣象要素與玉米產量進行相關分析，由于試驗采取正常田間管理的方式，灌溉條件較好，因此，只將產量與播種期—出苗期、出苗期—抽雄期、抽雄期—成熟期及全生育期平均氣溫、日照時數、≥10 ℃有效積溫及溫度日較差作相關分析。通過分析不同生育階段氣象因子與產量之間的關系（表6），分析結果產量與抽雄期—成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差呈顯著正相關；與出苗期—抽雄期平均氣溫以及播種期—出苗期積溫呈負相關，與其他生育階段的其他氣象要素呈正相關，但均不顯著。表明玉米產量主要受抽雄期

3討論與結論

本研究結果表明，隨播期推遲玉米生育期縮短，本結論與前人研究結果[16-20]一致。薛慶禹等研究結果，播期每推遲 1 d，生育期縮短0.2～0.6 d[17]；馬樹慶等研究發現，播期每提前10 d，生育期延長9 d[18]；本研究結果播期每推遲1 d，生育期縮短0.35 d。玉米出苗期至抽雄期階段持續天數縮短較多，與李文科等研究結果[4，20]比較一致，該階段縮短天數占生育期縮短總天數的比例高達66.7%以上；劉明等研究發現，隨播期推遲玉米播種至拔節階段縮短明顯[6]，羅新民等研究認為，播期推遲對出苗、抽雄及成熟期影響較大，本研究結果與其有所不同。本試驗還發現玉米播種期至出苗期和抽雄期至成熟期階段持續天數變化不大。

已有研究表明，隨播期推遲玉米穗位高增加，莖粗減少，株高與出苗至吐絲階段的平均溫度有關系[17]；張寧等研究表明，隨播期推遲玉米穗位高和株高增加，莖粗減小[21]。本研究結果，隨播期推遲，玉米穗位高表現為先增加后降低，莖粗表現為逐漸減少，株高變化趨勢不明顯，與前人研究結果不盡相同。

大量研究表明，播期對玉米穗部性狀和產量均有顯著影響[21-23]。本研究結果，玉米穗長和穗粗雖然與品種遺傳特性密切相關，但在一定程度上也會受到播期的影響，玉米穗長和穗粗隨播期推遲呈減少趨勢變化；穗粒數和百粒質量呈逐漸減少趨勢；而禿尖比則受開花授粉期間光、溫、水等氣象條件影響明顯，高溫干旱或者寡照多雨對玉米授粉和籽粒發育不利從而會影響禿尖比，因此禿尖比的變化趨勢有一定的偶然性，2年分別表現為隨播期推遲先減少后增加和先增加后減少；產量呈逐漸降低的變化趨勢，播期提前更加有利于玉米高產，播期每推遲1 d，產量減少0.7%～1.7%。

從穗部主要性狀與產量的相關性來看，相關關系由大到小依次為百粒質量、穗長、穗粒數、禿尖比、穗粗；其中，穗粗和禿尖比與產量之間負相關不顯著，而穗長、百粒質量、穗粒數與產量間呈極顯著正相關。從產量與穗部主要性狀的通徑分析來看，各性狀對產量直接作用的大小依次為百粒質量、穗粒數、穗長、禿尖比、穗粗；其中，百粒質量、穗粒數、穗長為正作用，而禿尖比和穗粗為負作用。本研究結果表明，播期主要是通過影響玉米百粒質量、穗粒數、穗長三因素從而影響最終產量的形成。

前人研究結果表明，玉米產量受積溫、光能輻射量、日均溫度影響較大[24]，其中開花到成熟階段的積溫影響最大。本研究認為，玉米產量主要受抽雄至成熟期平均氣溫以及全生育期積溫和氣溫日較差等氣象因子的影響。抽雄以后，一定范圍內，氣溫越高對玉米灌漿越有利，產量越高；全生育期積溫越多、氣溫日較差越大，玉米產量越高。

值得注意的是，當前研究區域種植模式多為冬小麥—夏玉米輪作，夏玉米播種時間受前茬作物收獲時間所限，今后還需從冬小麥—夏玉米周年角度進一步深入研究。

參考文獻：

[1]李向嶺，李從鋒，侯玉虹，等. 不同播期夏玉米產量性能動態指標及其生態效應[J]. 中國農業科學，2012，45（6）：1074-1083.

[2]侯玉虹，陳傳永，郭志強，等. 春玉米不同產量群體葉面積指數動態特征與生態因子資源量的分配特點[J]. 應用生態學報，2009，20（1）：135-142.

[3]張賓，趙明，董志強，等. 作物產量“三合結構”定量表達及高產分析[J]. 作物學報，2007，33（10）：1674-1681.

[4]Cirilo A G，Andrade F H. Sowing date and maize productivity：crop growth and dry matter partitioning[J]. Crop Science Society of America，1994，34（4）：1039-1043.endprint