?武陵山區雙季玉米生長特征及氣候適應性分析?

摘 要：推廣雙季玉米（春玉米+秋玉米）種植模式是有效提高土地利用率的重要途徑。為研究武陵山區種植雙季玉米的可行性，在武陵山區開展不同品種秋玉米地理分期播種試驗，結合平行氣象觀測資料分析秋玉米生育期、產量等生長特征及其氣候適應性。結果表明：（1）武陵山區發展雙季玉米是可行的，湘玉2號、晉鮮糯6號等是適宜的秋玉米品種，但隨著播期推遲，生育期延長。（2）影響武陵山區秋玉米種植的主要氣象災害是生育前期的晴熱高溫天氣、生育后期的秋季陰雨天氣;中海拔山區秋玉米種植應避開生育前期高溫干旱;前期灌溉是高產穩產的基礎;秋玉米還受暴雨、大風等天氣影響。（3）武陵山區秋玉米適宜播種中熟品種，應在8月1日之前播種，而早熟品種也應在立秋之前播種才能保證正常灌漿成熟;適當提前播種有利于高產，最佳播期為7月中旬前后。

關鍵詞：武陵山區;雙季玉米;秋玉米;氣候適應性;最佳播期

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）10-0039-05

Growth Features of Two Seasonal Corn and Climate Adaptive Analysis in

WuLing Mountain Area

LI Ming-xue1，2，3，ZHOU Li-qing2，TIAN Hua-lin2，CHEN Xi2，LIANG Ke2，HUANG Wan-hua1

（1. Key Laboratory of Meteorological Disaster prevention and Mitigation in Hunan Province" ChangSha" 410118， PRC; 2. Sangzhi County Meteorological Bureau， Sanzhi 427100， PRC; 3. Shangsi County Meteorological Bureau， Shangsi 535599， PRC）

Abstract： Spring corn + autumn corn planting pattern is an important way to improve land use efficiency. In order to study the feasibility of planting double cropping corn in Wuling mountainous area， different varieties of autumn maize are sowed in stages， and the growth characteristics and climatic adaptability of autumn maize are analyzed with parallel meteorological data. The following conclusions are obtained： （1）It is feasible to develop two-season maize in the vast areas of Hunan， such as Wuling Mountain area， Xiangyu No.2， Jinxiannuo No.6， etc.， which are suitable for autumn maize planting in this area. （2）The main meteorological disasters affecting the planting of autumn maize in Wuling Mountain area are sunny， hot and hot weather in early growth period， and rainy weather in late . Autumn maize planting in middle and altitude mountain area should avoid high temperature and drought in early growth period. Early irrigation of autumn corn is the foundation of high and stable yield; it also affected by heavy rain， wind and other weather. （3） Medium maturity varieties is suitable for sowing in Wuling Mountain area， which should be before August 1st， and early maturity varieties should be able to guarantee normal grouting maturity before the beginning of autumn. Appropriate early sowing is conducive to high yield， the best sowing period is around the middle of July.

Key words： Wuling Mountain area; double season corn; autumn corn; climatic adaptation; the best sowing date

玉米為C4作物，光合效率高，其單產潛力和廣適應性普遍高于其它糧食作物，是武陵山片區等地主要旱糧作物，也是湖南省第二大糧食作物[1]。湖南省是牲畜養殖大省，每年飼料用糧在600萬t以上，但省內年產玉米僅180萬t左右，玉米自給率不足1/3，遠不能滿足市場需求，因此發展玉米潛力巨大[2]。受科技水平、品種、氣候生態條件及種植習慣影響，湖南傳統上只種植一季玉米，且以春玉米為主，在春玉米成熟收獲后土地多為空閑[3]。在人多地少的武陵山區研究如何開發秋種作物、提高耕地利用率具有十分重要的意義。近年來，湖南科研工作者圍繞雙季玉米種植作了許多探索性的工作[4]。但雙季玉米推廣面積有限，其重要原因之一是缺乏相應的農業氣象保障技術支撐，特別是秋玉米相關氣象研究極少。

湖南光、溫等氣候資源總體上能滿足秋季玉米生長需要，但高溫熱害、低溫陰雨等異常氣象因素影響秋玉米的高產。2015～2016年“武陵山區雙季玉米試驗及氣象適用技術研究”課題組開展了田間分期播種試驗，旨在通過田間試驗獲得秋玉米生長發育、產量及相應氣象條件資料，研究在于秋季玉米種植的生長過程特征和產量及其與氣象要素變化的關系，探討湘西北地區種植秋玉米的可行性，尋找相應氣象制約因子，為提供秋玉米生產提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗地點

選用適應湖南的高產雜交玉米品種作為秋玉米種植，供試品種為湘玉2號和晉鮮糯6號。在武陵山區玉米主產區桑植縣開展不同海拔的地理分期播種試驗，共設2個試點：桑植縣縣郊高橋村（海拔300 m，水稻粘性土壤）、橋自彎鎮松柏村（海拔650 m，砂性土壤）。

1.2 試驗方法

1.2.1 播 期 2個地點播期統一，從7月15日開始，每隔7 d播種一期，即第I、II、III播期分別為：7月15日、7月22日、7月29日。

1.2.2 管理和栽培要點 2個試驗點2個品種分3個播期播種，按統一栽培技術要求，試驗區采用區組排列，設3個重復。每小區面積25 m×20 m，寬行75 cm、窄行45 cm，株距34 cm的寬窄行規格播種，播種2粒/穴。4葉期定苗留單株，密度為3 200株/667 m2左右，6葉期和11葉期分別追施尿素10和15 kg/667 m2，大喇叭口期噴施兌勁特防治玉米螟。按試驗設計有關要求做好定點觀察記載，成熟收獲前取樣考種。

1.3 調查與統計

試驗觀測記錄玉米生長發育期、株高、葉片數、葉面積、穗位等指標;考種記錄棒長、棒粗、穗粒數、穗重、百粒重及理論產量和小區單產等指標。試驗觀測按照中國氣象局《農業氣象觀測規范》進行。同步收集當地溫度、光照、降水等氣象資料，氣象資料來源于桑植縣氣象局。

2 結果與分析

2.1 生育期分析

2.1.1 不同品種生育期差異 由表1可知，湘玉2號和晉鮮糯6號第I、II、III播期均在11月上旬、11月中旬、12月中旬成熟;湘玉2號第I、II、III播期全生育期分別約為114、125、147 d;晉鮮糯6號第I、II、III播期全生育期分別約為108、122、140 d。第I、第II和第III播期的生育期隨著播期推遲呈現出延長的趨勢，后一播期全生育期比前一期延長了11～23 d不等。從各個生育期的時間看，延長的生育期主要在抽雄—成熟期，出苗—抽雄期后期也有所延長。這主要是秋玉米生育期氣溫從高到低變化，特別是生育后期，氣溫偏低，玉米灌漿期拉長，導致總生育期延長。

從表2可以看出，2品種的出苗期都是10～12 d，晉鮮糯6號的第I、II、III播期中全生長發育期比湘玉2號均短了3～7 d，出苗-抽雄比湘玉2號短了3～6 d，第I、第II播期抽雄-成熟相同、僅第III播期短了1 d。這主要是品種決定，晉鮮糯6號生育期本身從山西引進推廣到湖南作秋玉米栽種，生育期要短于湘玉2號。

2.1.2 不同地點生育期差異 2個品種生育期表現在各試驗區有一定的差異。從各播期及品種看，位于中海拔山區的松柏村種植的同一播種、品種秋玉米相對于低海拔的高橋村生育期多4～15 d。這主要是海拔越高、氣溫較低，玉米通過生育期延長、補足積溫來完成生長發育。

2.2 秋玉米生長氣象適應性分析

2.2.1 生育前期（播種—抽雄）氣象適應性分析 據2016年7月15日～9月30日桑植氣象站觀測資料顯示（圖1），氣溫在7月24日～8月2日連續出現高溫（日最高氣溫≥35℃）天氣，此時段內第I播期的玉米幼苗剛剛露出土地面，第I播期的“燒苗”現象較為嚴重;第II播期剛播種則遇到連續的晴熱高溫天氣、土壤缺水，造成玉米出苗率低，據調查結果，平均出苗率僅為50%左右;第III播期播種3 d后氣溫下降、并出現中到大雨降水過程，其中8月7日還出現一次暴雨，有效補充田間水分;因此本期出苗率較高，但是在出苗后在8月12～25日又出現連續的高溫天氣，此時段的高溫天氣對第III播期幼苗生長有一定的影響，對第I、II播期生長影響相對較小。

一般來說，播種時地溫和土壤水分對種子的發芽率的影響是非常大的，一般播種深度約2～3 cm，選5 cm的地溫對玉米播種出苗影響進行參考分析（圖1）。從圖1看出，5 cm日平均地溫隨著高溫天氣出現而呈現出相同的升高趨勢，5 cm地溫超過30℃時段（2～3 cm約為32℃）則為高溫天氣所處的時段。玉米第I播期播種出現降水過程，氣溫適宜，這對玉米出苗非常有利。第II播期為雨后2 d播種，氣溫、地溫均高，且7月23日至8月2日無降水，氣溫高失水快，對幼苗的生長不利;高橋村為粘性土，秋玉米采取免耕栽種，土壤板結嚴重，蓄水保水能力差，易受高溫干旱影響，出苗率低。第III播期在播種后的3 d有降水，出苗率也有所提高。但是期間短時暴雨日數偏多，7月18日、7月20日、8月7日出現強降水天氣過程，加上高橋村土壤偏粘性，易造成土壤板結。如第I播期在播種—出苗期遭遇了2次暴雨過程（7月18日、20日），土壤板結，不利于玉米幼苗破土。

2.2.2 生育后期（抽雄—成熟）氣象適應性分析 玉米生育期后期適宜生長溫度在20～30℃，玉米后期雖然在氣溫10℃以上都維持正常生理機能，但當抽雄吐絲低于18℃開花受粉就要受到明顯影響，灌漿期低于16℃時灌漿能力明顯不足[5]。根據玉米生育后期試驗資料，第I、II、III播期的抽雄期分別在9月中旬、下旬和10月中旬，而后期灌漿—成熟主要處于10～11月。因此以10～11月份的氣溫、光照等氣象要素來分析其氣候適應性（圖2）。

從秋玉米生育后期逐日平均氣溫、降水量圖可以看出（圖2A），秋玉米在抽雄—成熟期的氣溫呈“波浪式”下降趨勢。桑植站日平均氣溫在10月23日前后已降到16℃以下，10月29日開始部分氣溫甚至降倒10℃以下，11月20日前后氣溫基本穩定在10℃以下，玉米生長發育基本停滯。此時，第II期基本成熟，但第III播期仍未成熟。從秋玉米生育后期逐日降水和日照看（圖2B），2016年10～11月降水日數和降水量明顯偏多，日照時數異常偏少（偏少45.4 h）。其中10月1日～11月30日的降水日數為31 d，總降水量為197.6 mm，比歷史同期（162.9 mm）偏多22.1%。從日照時數看，10月10日至11月8日之間僅有5 d有日照，日照時數僅為25.4 h，比歷史同期（61.7 h）偏少36.3 h。因此，10月中旬至11月上旬豐富的降水提供充足水分，但是長時間連續陰雨，氣溫偏低，日照偏少影響了玉米灌漿成熟。持續的秋陰雨導致第III播期成熟期延遲，甚至不能正常成熟。

通過反查桑植氣象站近30 a的資料，桑植穩定通過16℃終日（50%保證率）在10月21日前后，80%的保證率的終日在10月10日前后;低于10℃終日（80%的保證率）11月12日前后。因此，秋玉米要實現正常灌漿成熟，按中熟玉米品種生育期110 d考慮，秋玉米在桑植等地最遲播種不應晚于8月1日。遇到像2016年秋陰雨較多年份，播種應提前到7月21日左右為宜。考慮到秋旱有一定比例，因干旱會造成延遲播種，如果出現夏秋旱造成播種延遲，在8月1日之后播種應選擇生育期短于100 d的早熟品種。外地引進品種應進行小范圍試種，分析適應性后方可大范圍推廣。另外，根據秋玉米適宜性試驗[6]，如果春玉米品種作秋玉米栽種，生育期會相應延長5 d左右，因此，可由原來試種的春玉米生育期基礎上加5 d作為秋玉米生育期天數基數。總體上，早熟品種播種日期不遲于立秋才能保證正常灌漿成熟。受不同海拔影響，中海拔（500～600 m）山區秋玉米播種還應提前5～7 d，早熟品種在8月1日之前，中熟品種在7月25日之前播種為宜。

2.3 產量結構比較分析

2.3.1 不同品種對比分析 從表3可以看出，百粒重、禿尖比晉鮮糯6號優于湘玉2號，其中晉鮮糯6號百粒重多3.85 g左右、禿尖比低6.2%;湘玉2號在棒長、穗實粒數、單穗粒重上則優于晉鮮糯6號，分別棒長多2.3 cm、粒數多72.8粒、穗粒重平均多11.3 g;棒粗2品種間差異不大。這主要是品種決定的，湘玉2號棒長較長、粒多，晉鮮糯6號籽粒飽滿、粒大，禿尖少。

2.3.2 同一品種不同播期對比分析 從表3可以看出，湘玉2號第II播期的玉米植株長勢明顯優于其他2個播期，百粒重、穗粒重、棒長等均要稍好于其他2個播期，只有實粒數縣郊較第I播期的稍差一些。晉鮮糯6號總體上也是第II播期較優于其他2個播期，部分禿尖比、實粒數僅在第I播期較好。這主要是2品種第II播期的播種時期及其生長的氣候條件較好，第I播期主要受限于幼苗時期的高溫天氣和出苗—抽雄期中期的大風天氣的影響，而第III播期主要在抽雄—成熟期的灌漿期和成熟期受連日的低溫陰雨寡照的影響，導致產量結構受到影響，產量嚴重偏低。從不同播期看，苗期高溫熱浪、后期的秋陰雨仍是影響秋玉米生長發育的兩大主要氣象災害。如果要獲得高產，應綜合播期分析，避開主要氣象災害天氣環境，選擇水源條件較好的地方種植秋玉米能保證高產。

2.3.3 不同海拔試驗點對比 縣郊的玉米產量表現略好于處在中海拔山區的松柏村，但百粒重、穗粒重、禿尖比、棒長等都沒有明顯的優勢，總體上地理差別不顯著;而湘玉2號第II播期松柏村實粒數優于縣郊。主要是山地日照、積溫較多，對產量形成有利，熱量條件保證是獲得高產基礎（表3）。山區松柏村為砂性土壤，土質疏松，土質條件好也是獲得產量的優勢，能補償光照熱量不足，因此兩地總體的差別不大。另外，山區前期高溫偏少，濕度水分較多造成干旱較輕，這些因素都有利于產量提高。因此，在保證熱量條件下，在山區發展秋作玉米是可行的，產量更具有優勢。

2.3.4 理論和實際產量分析 總體上，實際產量除縣郊的晉鮮糯6號第I播期產量略高外，各試驗點2個品種都以第II播期生產量最高，第III播期產量最低（表3）。

湘玉2號各個播期的理論產量變幅為428.5～522.7 g/m2，相差94.2 g/m2左右;晉鮮糯6號各個播期的理論產量變幅為406.0～450.9 g/m2，相差44.9/m2。實際產量湘玉2號、晉鮮糯6號各播期產量的變幅相差分別是97.6 g/m2、53.5 g/m2。湘玉2號產量比晉鮮糯6號高，但產量穩定性差，即各播期產量差別大。

從分期播種產量比較，第I播種主要受苗期高溫干旱影響，如果在保證供水情況下，第I播種理論上在熱量、光照條件上具有明顯優勢，即播期越早，產量越高，這與汪沛等[7]研究結果吻合，適當早播種是獲取產量的保證。

3 結論與討論

根據2016年秋玉米的2個試驗點分期播種資料，結合同步氣象資料進行適應結合分析，可以得到如下初步結論：（1）影響湖南西北地區秋玉米種植主要氣象因子是出苗期間的高溫干旱、生育后期秋季低溫陰雨天氣;（2）湘玉2號、晉鮮糯6號都較適應武陵山區種植，且隨著播期推遲，生育期延長;總體上在中海拔武陵山區（600 m左右）發展秋玉米是可行的，且在生育前期避開高溫干旱有一定優勢，但與同一品種同播期平均生育期延長3～5 d;（3）在湘西北地區，秋玉米播種期中熟品種宜在8月1號之前，早熟品種宜在立秋之前播種才能保證正常灌漿成熟;如果能合理避開氣象災害影響，播期越早越具有高產優勢;綜合分析，武陵山區秋玉米最佳播期為7月中旬前后，能獲得最佳產量。

綜合以上分析，湖南發展雙季玉米可行，為保證秋玉米高產，結合春玉米試驗和以前研究結果，應當適當采取保護地育苗或薄膜提溫栽培技術，適當提早春玉米播種期，將中遲熟玉米播種期提到3月上中旬，早熟玉米播期不遲于3月下旬，從而更加有效地利用氣候資源，減輕氣象災害的危害。為了保證雙季高產穩產，湘西北等武陵山區宜采取“中早熟+中熟”或“中熟+中早熟”或“中熟+中熟鮮食玉米”、“中遲熟+中遲熟青貯玉米”雙季玉米搭配模式，能獲得較好的收獲效益。

2016年秋玉米種植期間遇苗期高溫（7月24至8月5日），水分蒸發大，對處于出苗的玉米幼苗來說傷害巨大，部分出現“燒苗”現象。根據湖南歷年的氣候規律，此時段易出現晴熱高溫，不利于玉米的穩產。可以采取以下技術措施保證全苗：一是秋玉米的播種時間應該結合中長期（3～7 d）天氣預報確定，在降雨前1～2 d泡種催芽再進行播種，盡量縮短期播種—出苗期，避免幼苗過小遭受高溫熱浪的傷害;二是出現連晴高溫天氣時進行定期灌溉，降低高溫熱害;三是推廣秋玉米帶土育苗移栽技術，可采取營養缽育苗，在立秋后雨水增多時帶土移栽。

秋玉米生育前期還易受到其他災害性天氣影響，如短時暴雨、大風等，因此，湘西北地區秋季玉米的種植需要密切關注天氣變化趨勢來開展農事，也更需要采取相應氣象保障技術措施，種植管理密切合作與氣象部門，由氣象部門及時提供相應氣象服務以便來采取相對的措施，以保障玉米獲得高產。例如，2016年8月14日受冷空氣南下入侵，桑植縣出現一次大風天氣現象，瞬時風速高達17.4 m/s，此時第I播期的玉米株已高達20 cm，由于此時玉米還未施肥培土，根部扎在泥土表層尚淺，玉米植株被強風吹倒，其他幾個播期也遭受不同程度的風災。因此，及時培土，防御局地強風也是保證高產的重要措施。

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