播期對不同玉米品種形態特征與產量的影響

摘要：以慈利縣主推玉米品種洛玉1號、臨奧1號、正大999為材料，探討在氣候變化背景下播期和品種對玉米形態特征及產量的影響。結果表明：隨著播期的推遲，各品種的生育進程逐漸加快，生育期逐漸縮短；在籽粒灌漿結實階段，受高溫干旱的脅迫，對產量影響明顯，產量逐漸降低，但對緊湊型玉米品種洛玉1號的影響較小。因此，在高溫干旱頻繁發生的背景下，選擇生育期較早的緊湊型玉米品種洛玉1號在3月下旬播種是抗災避災的重要應對措施。

關鍵詞：玉米；播期；品種；高溫；干旱；生長發育；產量

中圖分類號：S513.01 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）03-0013-05

據統計，在世界范圍內，干旱缺水對農業和社會發展造成的損失相當于其他各類自然災害造成的損失之和。在全球大環境改變的前提下，如何利用具體的生態條件，趨利避害，將作物的生育期置于有利的氣候條件，其播期的選擇很關鍵。適宜的播期是玉米充分利用環境中優良光熱資源的先決條件。玉米是慈利縣第二大作物，全年播種面積達2.19萬hm²，總產13.8萬t。慈利縣玉米生長期間常出現干旱等不利氣象條件，玉米減產均與6月下旬以后出現的高溫干旱和強對流天氣有關。慈利縣氣象局2000～2017年的氣象資料與統計年鑒（玉米）顯示：在6月中旬至7月下旬玉米產量形成期間有7 a發生嚴重的干旱，有3 a因強對流天氣導致玉米大量倒伏，普遍造成20%～30%的損失，部分農戶甚至絕收。為應對極端天氣給玉米生產造成的影響，農戶將播期提早到3月上中旬播種，有的農戶甚至在2月下旬就開始播種。但盲目早播，容易受到低溫和陰雨的影響，導致爛種和出苗不整齊，甚至出現缺株斷壟的現象，從而形成大小苗，使群體不整齊、空稈率上升。因此，尋找高產、高效的玉米主栽品種并確定適宜的播種期成為當前慈利縣玉米生產迫切需要解決的問題。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2017年在慈利縣通津浦鎮魚泉村進行。該地區常年降水量1250 mm，但降水時空分布不均，60%的降水量集中在4～7月，在玉米生長過程中均有高溫干旱、大雨洗花及強對流天氣造成倒伏的可能。

試驗田海拔高度190 m，土壤質地為粘壤，pH值5.8，基礎肥力為有機質21.7g/kg，堿解氮128.4mg/kg、速效磷13.4 mg/kg、速效鉀118.4 mg/kg，無排灌設施，為雨養旱地，生產水平中等偏上。

1.2試驗設計

按裂區設計，播期為主處理，設3個水平，分別為3月27日（A₁）、4月7日（A₂）、4月17日（A₃）播種；品種為副處理，分別為洛玉1號（B₁）、臨奧1號（B₂）、正大999（B₃）。共9個處理，每個處理3次重復，共27個小區。每小區2廂，廂長8m，廂寬4.8m，小區面積38.4m²。

密度按最適原則進行，平展型品種臨奧1號和正大999的株距37 cm，22株/行，密度3 000株/667m²；緊湊型品種洛玉1號的株距24.7 cm，33株/行，密度4500株/667m²。

8月1日收獲A₁處理的品種及A₂處理的洛玉1號，8月4日收獲A₂處理的臨奧1號、正大999及A₃處理的洛玉1號，8月7日收獲A₃處理的臨奧1號及正大999。

1.3測定項目與方法

植株形態采用定點、定期、定株觀察。出葉速度與株高，每7 d記載一次，葉面積系數分別在5葉期、11葉期、吐絲期、吐絲后10、20、30 d及成熟期測定，每次測定10株。穗部性狀測定，收獲時選取20個有代表性的果穗，測定穗長、穗粗、禿頂度、穗行數、穗粒數、千粒重、出籽率，小區全部收獲計產。

2結果與分析

2.1播期對玉米生長發育的影響

受溫度、光照、水分的影響，玉米生長生育隨著播期的推遲而縮短，各階段生育進程存在差異，相對生殖生長而言營養生長期和全生育期受播期的影響更大。由表1可知，隨著播期的推遲，日均溫度的增加，玉米的生長速度逐漸加快，播種—出苗、出苗—拔節、拔節—大喇叭口、大喇叭口—吐絲的生育進程加快，所需天數減少，但所需有效積溫基本一致。3月27日播種（A₁處理）的玉米從播種—出苗的天數均為14 d，所需有效積溫89.1℃，4月7日（A₂處理）和4月17日（A₃處理）播種的玉米，隨著氣溫的升高，所需天數分別減少到10和9 d，所需有效積溫分別為85.1和89.9℃。這表明氣溫的升高有利于出苗，同時也減輕了低溫和芽澇對玉米種子的危害，有利于苗齊苗勻以及植株整齊度的提高。苗期是玉米根、莖、葉的分化期，苗期時間長則積累的有效積溫多，同時適宜的雨水量有利于葉片的分化。3月27日、4月7日播種的洛玉1號葉片數為18.2葉，為多年來洛玉1號記載最高葉片數，比4月17日播種的多1.2葉。從出苗到拔節，3月27日播種的洛玉1號歷時32 d，所需有效積溫343.5℃，比4月7播種的歷時多3 d，有效積溫多22.4℃，比4月17日播種的歷時多9 d，所需有效積溫多62.8℃。3月27日播種的正大999和臨奧1號歷時為36 d，所需有效積溫386.2℃，比4月7日播種的歷時多3 d，比4月17日播種的歷時多6 d。拔節至大喇叭口，3月27日播種的洛玉1號歷時12 d，所需有效積溫153.6℃，比4月7日和4月17日歷時均長1d。從出苗到吐絲洛玉1號所需的天數比正大999和臨奧1號短，說明正大999和臨奧1號營養生長和生殖生長的天數相對較長，更有利于營養為主的積累和幼穗分化，也便于形成較大的果穗，提高單株玉米產量。從吐絲到成熟，各品種的天數基本一致，變化不大，洛玉1號需要48d，臨奧1號、正大999需要40～41 dc臨奧1號、正大999灌漿結實期明顯比洛玉1號短。

2.2播期對植株形狀的影響

3個品種不同播期，株高和穗位高有所差別。如表2所示，洛玉1號以4月7日播種的最高，4月17日播種的最矮，原因可能是由于4月17日播種葉片少1.2葉的緣故。正大999、臨奧1號的株高和穗位高均隨播期的推遲而顯著增高。3月27日播種的正大999株高304.6cm，分別比4月7日和4月17日播種的植株矮25.0和26.5 cm；穗位高141.6cm，分別比4月7日和4月17日播種的矮17.1和20.8 cm。3月27日播種的臨奧1號株高270.4 cm，分別比4月7日和4月17日播種的株高矮7.6和35.9cm；穗位高117.0cm，分別比4月7日和4月17日播種的矮14.3和18.2 cm。

2.3播期對葉面積系數及光合勢的影響

如表3所示，各處理從出苗至5葉平展均生長緩慢，5葉以后，單株葉面積和群體葉面積指數迅速增大，至吐絲期達到最大值，隨后單株葉面積和群體葉面積指數逐漸下降，吐絲20 d后，單株葉面積和群體葉面積指數下降速度加快。隨著播期的推遲，玉米吐絲期單株葉面積和群體葉面積系數逐漸減少，但差異不顯著，所需的天數也減少，吐絲后單株葉面積和群體葉面積指數隨播期的推遲下降速度逐漸加快且差異顯著。3月27日、4月7日、4月17日播種的洛玉1號吐絲期最大葉面積系數分別為4.12、4.04、4.04，臨奧1號的分別為4.42、4.35、3.88，正大999的分別為4.40、4.32、4.11，由于吐絲后受干旱影響的程度不同，葉片功能期有一定差別，群體葉面積系數減少的程度不一致，但隨著播期的推遲葉面積指數的下降速度均逐漸加快。

光合勢的變化與群體葉面積系數的變化基本一致。隨播期的推遲，總光合勢逐漸降低。洛玉1號的單株最大葉面積和最大群體葉面積系數雖然最小，但其前期生長陜，后期葉片功能期較長，因而總光合勢最大。臨奧1號與正大999的單株最大葉面積和群體葉面積系數雖然較大，但達到峰值后，下降速度快，故總光合勢相對較小。

2.4播期對產量形成要素及產量的影響

2.4.1產量形成要素 產量形成要素由單位面積穗數、每穗粒數和百粒重等構成。不同播期對不同品種的產量及構成因子有重要影響。由表4可知，隨著播期的推遲，穗部形狀及產量構成要素有較大的變化。洛玉1號穗長呈下降趨勢，3月27播種的穗長為15.40 cm，分別比4月7日和4月17日播種的長0.60和0.70 cm；禿頂度變化不大；穗行數基本一致；但行粒數呈較明顯的下降趨勢，差異達顯著水平，3月27日播種的穗粒數為33.9粒，分別比4月7日和4月17日播種的多1.8和2.1粒；百粒重的變化不大。臨奧1號的穗長隨播期的推遲也呈下降趨勢，3月27播種的穗長為18.50 cm，分別比4月7日和4月17日播種的長1.18和1.30 cm；禿頂度變化不大；穗行數基本一致；但行粒數呈明顯的下降趨勢，3月27日播種的行粒數為37.8粒，分別比4月7日和4月17日播種的多1.1和4.2粒，其中3月27日播種的行粒數與4月17日播種的差異達顯著水平；百粒重變化明顯，3月27日播期的百粒重28.4 g，分別比4月7日和4月17日播種的重1.30和2.73 g，差異達顯著水平。同時臨奧1號3月27日播種的百粒重因受高溫干旱影響比正常年份低7.2 g，降幅達20.2%。正大999各產量構成因子隨播期的變化趨勢與臨奧1號基本一致。

3結論與討論

隨著播期的推遲，有效積溫增加，玉米的生育進程逐漸加快，生育期逐漸縮短，株高、穗位高逐漸上升。播期推遲10 d，全生育期（播種一成熟）縮短3～5 d，株高增加7.6～35.9 cm，穗位高增加14.3～20.8 cm。

播期對單株葉面積和群體葉面積系數的影響，主要表現為適當早播避開了高溫干旱，葉片的功能期延長，在吐絲后有較高的葉面積系數，光合勢增加，葉片的光合能力得到提高；但處理間最大葉面積系數變化不明顯，主要是因為在玉米生長前期，植株均處于有利的溫度、光照、水分范圍之內，營養生長較為充分。

玉米起源于中美洲，在系統發育過程中存在著喜溫的特性。溫度、光照、水分等因素，與玉米的生長發育和最終產量關系非常密切。根據慈利縣氣象局資料顯示，3月10日左右氣溫穩定通過12℃，滿足春玉米播種下限溫度，但在春玉米播種期間，常常會遇到低溫陰雨天氣，致使種子出苗速度緩漫，高濕低溫有利于病菌的浸染，造成種子霉爛，導致出苗不齊。因此，慈利縣的春玉米播種出苗要盡可能避開低溫陰雨天氣，宜在3月下旬播種。

玉米灌漿結實的最適宜條件：溫度20～24℃，土壤含水量80%左右。灌漿結實期正是玉米需水高峰期，灌漿期水分脅迫使光合性能受損，光合“源”的生產能力下降，直接影響到籽粒灌漿。在慈利縣，緊湊型玉米春播的灌漿結實期在6月10日至7月下旬，平展型玉米在6月23日至8月5日。正常情況下，晚熟品種（臨奧1號、正大999）灌漿結實期比早熟品種（洛玉1號）長，但在該試驗條件下以及慈利縣春播生產中，晚熟玉米品種灌漿結實期明顯短于早熟品種洛玉1號。慈利縣溫光條件比較豐富，水分、溫度、光照均能滿足玉米生長要求。但受西太平洋季風影響，7月易受到高溫干旱的影響，水分蒸發快，造成高溫逼熟，使玉米灌漿結實期縮短，這是臨奧1號、正大999灌漿結實期短于洛玉1號的原因。2017年7月月平溫度達31.1℃，其中7月下旬旬平溫度達33.2℃，土壤含水量較低。高溫干旱造成玉米葉片萎焉、干枯，葉面積系數過快降低，嚴重影響光合作用和礦物質的吸收，導致穗部形狀變劣、穗長變短、禿頂度增加、穗粒數減少、百粒重下降，造成玉米減產，特別是百粒重大幅降低是造成玉米產量降低的主要因素；同時，籽粒的外觀品質也受到影響，臨奧1號莖稈干枯和穗柄干裂下垂，導致植株倒伏、果穗輸導組織被破壞，影響有機物的合成與運轉，因此在玉米灌漿結實期避開高溫和水分脅迫是慈利縣玉米高產的關鍵所在。李克勤等在分析2005年玉米旱災特點及對策分析時指出，通過選擇早熟的緊湊型玉米品種洛玉1號、豐玉8號，可避開高溫干旱的威脅，這與該試驗結果一致。緊湊型玉米洛玉1號適時播種能有效避過高溫干旱天氣，在玉米產量形成時期選擇有利的溫度、水分、光照等生態條件，確保高產穩產。