播期對玉米生長及物質生產的影響

王志偉

(河南省農業廣播電視學校濮陽縣分校河南濮陽457100)

玉米在中國種植面積大、范圍廣，不僅是重要的糧食作物，也是重要的工業原料和飼料，對保障國家糧食安全和滿足市場需求有重要的作用［1］。河南是我國主要的夏玉米種植區域，種植制度主要為冬小麥/夏玉米的一年兩熟制［2］。然而，隨著近年來氣候變暖趨勢和降水格局的變化，光溫資源緊缺，降水分布不均勻、耕種時間短，成為限制該地區玉米生產的主要因素［3］，傳統的夏玉米—冬小麥種植模式受到嚴峻挑戰。

播期是影響作物生產最主要的栽培因素之一。適宜的播期是實現作物高產的必要條件，有助于玉米對光、溫、水、和土壤等生態因子綜合利用和配置，從而促進玉米的生長發育，提高產量［4］。豆攀等［5］對川中丘區玉米的研究發現，早播有利于增加花后干物質積累，隨著播種時間推遲，玉米生育期縮短，干物質積累量減少。徐田軍等［6］研究認為，黃淮海區夏播玉米選擇種植中熟或中早熟品種，搶時早播有利于獲得更高產量。付華等［7］研究表明，隨播期推遲玉米生育期縮短，播期每推遲1 d，生育期縮0.35 d，產量減少0.7%～1.7%，生育期縮短主要表現在出苗至抽雄階段。然而，前人研究多集中在播期對產量及生育期的影響，關于產量對物質生產和資源利用相關性研究較少。，本試驗研究夏玉米在氣候變化背景下生育期及產量變化，探究氣候因子與播期變化的內在聯系與機制，緩解乃至消除氣候變化對該區夏玉米生產的消極影響，對保障河南地區農業的可持續發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣地概況

試驗于2019年在濮陽市濮陽縣郎中鄉徐寨村（35°50′N，115°11′E）進行，屬暖溫帶大陸性季風氣候，年均日照時間2 400 h，無霜期220 d。年均降水量582 mm，主要集中在7～9月份。土壤類型為潮土，質地中壤土，有機質含量17.54 g/kg，堿解氮含量87.8 mg/kg，速效磷含量43.86 mg/kg，速效鉀82.57 mg/kg。

1.1.2 試材

試驗材料選用京農科728和鄭單958，分別由北京農科院種業科技有限公司和河南省農業科學院選育；氣象數據由中國氣象網提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗于2019年進行，共設4個播期處理，分別為6月1日（T1）、6月8日（T2）、6月15日（T3）和6月23日（T4），播種前施入N 120 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2作基肥，拔節期追施N 60 kg/hm2，每小區長8 m，面積約38.4 m2，每處理重復3次，隨機排列，種植密度為8.5萬株/hm2。夏玉米生長期間日平均氣溫和降水量見圖1。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 生育時期的調查

分別記錄玉米在出苗、6展葉、12展葉、抽雄、吐絲和籽粒生理成熟時的具體日期。

圖1 夏玉米生長期間日平均氣溫和降水量

1.2.2.2 葉面積和干物質積累量

分別在拔節期、抽雄期、灌漿期和乳熟期取樣，每個小區取玉米植株3株，測定葉面積、干物質重量。葉面積的測定用長寬系數法。

葉面積（cm2）＝長（cm）×寬（cm）×0.7

葉面積指數＝單位土地面積葉片總面積/土地面積

分別在拔節期、抽雄期、灌漿期、乳熟期和完熟期取樣，將植株按莖、葉、穗分開，于105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，進行稱重，并計算花后單株干物質積累量和花后單株干物質貢獻率。

花后單株干物質積累量＝成熟期單株干物質積累量－開花期單株干物質積累量

花后單株干物質貢獻率＝花后單株干物質積累量/成熟期單株干物質積累量

1.2.2.3 產量及產量構成因素

各處理在籽粒生理成熟5 d后進行收獲，每個小區取試驗小區中間兩行實收測產，以14%計算實際產量。各處理選取10穗玉米進行考種，分別測定穗行數、行粒數、穗粒數和百粒重。

1.2.2.4光溫水利用率

光能生產效率＝籽粒產量/單位面積的太陽輻射

降水生產效率＝產量/降水量

溫度生產效率＝單位面積籽粒產量/生育期間積溫

光能利用效率（RUE）＝W×H/∑Q×100%

式中，H為每克干物質燃燒時釋放出的熱量，玉米干重熱值為1.807×104J/g；W是干物質的積累量；∑Q是生育期間的總光照輻射量。

太陽總輻射Q＝Q0（a＋bS/S0）

式中，Q0為天文輻射，S為太陽實測日照時數，S0為太陽可照時數，S/S0為日照百分率，a、b為待定系數。

1.2.3 數據分析

測定數據采用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0版軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期玉米的生育時期

由表1可以看出，玉米生育期均隨播期推遲呈縮短的變化趨勢，具體到玉米生育期各個階段則有不同變化。播種到出苗期均為5～6 d；出苗到拔節期為45～65 d，JNK728為45～52 d，ZD958為50～65 d，隨生育進程的推進，縮短明顯；吐絲至成熟經歷42～45 d，生育進程相差較小，JNK728生育期為93～102 d，ZD958為101～113 d，播期推遲，縮短生育期主要是縮短了出苗到吐絲期間的生育進程。

2.2 播期對玉米單株干物質積累特性的影響

由表2可知，不同播期在各生育時期干物質積累量存在差異，在拔節期，JNK728和ZD958干物質T2處理顯著高于T4處理，其他處理間差異不顯著；JNK728在抽雄期、灌漿期、乳熟期和完熟期，隨播期的推遲，干物質積累量呈先升高后降低的變化趨勢，均是T2處理最高；ZD958隨播期的推遲，干物質積累量呈逐漸降低的變化趨勢，均是T1處理最高?；ê蟾晌镔|積累量JNK728表現為T2＞T1＞T3＞T4，T2處理顯著高于其它處理，分別比T1、T3和T4高出6.72%、9.24%和14.41%，ZD958表現為T1＞T2＞T3＞T4，T1處理最高，顯著高于各處理，分 別 比T2、T3和T4高 出4.53%、8.36%和14.81%；JNK728花后干物質貢獻率T2處理顯著高于T4處理，高出3.32%，ZD958%；T1處理顯著高于T4處理，高出4.06%。

表1 不同播期玉米的生育時期

2.3 播期對玉米葉面積的影響

由圖2可知，隨生育進程的推進，葉面積指數呈先升高后降低的變化趨勢，在拔節到抽雄期迅速升高，抽雄期達到最大值，抽雄期以后逐漸下降。JNK728在拔節期T2處理最大，顯著高于其它處理，在抽雄期，T1處理最大，灌漿和乳熟期均是T2處理最大，和其它處理差異顯著，成熟期各處理間沒有顯著差異。ZD958拔節期T1處理最大，其它處理間沒有顯著差異；抽雄期、灌漿期和乳熟期表現為T1＞T2＞T3＞T4，處理間差異均顯著；成熟期各處理間沒有顯著差異。

2.4 不同播期對玉米產量及產量構成因素的影響

由表3可知，播期對玉米有效穗數和穗行數沒有顯著影響。JNK728行粒數T2處理顯著高于T3和T4處理，分別高出7.35%和12.10%，千粒重T1處理最高，分別比T3和T4處理顯著高出3.35%和5.56%，產量高出11.93%和23.52%。ZD958行粒數T1處理最高，和T2處理差異不顯著，顯著高于T3和T4處理，分別高出8.26%和14.12%，千粒重T2處理分別比T3和T4處理顯著高出5.64%和7.76%，產量表現為T1＞T2＞T3＞T4，處理間差異均顯著，T1分 別 比T2、T3、T4高 出4.51%、13.51%和30.57%。在同一播期時，ZD958產量高于JNK728。

表2 播期對玉米單株干物質積累特性的影響

圖2 播期對玉米葉面積的影響

2.5 不同播期對玉米資源利用率的影響

由表4可知，不同播期資源利用率存在顯著差異，JNK728光能生產效率表現為T2＞T3＞T4＞T1，T3和T2、T4差異不顯著，其它處理間差異均顯著；光能利用率T2處理最高，降雨生產率表現為T1＞T2＞T3＞T4，處理間差異均顯著，積溫生產效率表現為T2＞T3＞T4＞T1，T2最高，分別比T1、T3和T4高出13.74%、6.29%和12.53%。ZD958光能生產效率T1、T2和T3處理顯著高于T4，光能利用率和光能生產效率變現相似，降雨生產率T2處理最高，積溫生產率T2處理最高，分別比T3和T4顯著高出3.84%和12.46%。

2.6 玉米產量和光溫水資源及花后干物質積累量相關性分析

由圖3可知，在夏玉米生長期間，積溫和花后干物質積累量與產量具有極顯著相關關系，降雨量和太陽總輻射與產量有正相關關系，但不顯著。說明生長期間較高的積溫和花后干物質積累量有利于產量的形成。

3 討論與結論

3.1 討論

氣溫和光照是影響生育時期長短的主要生態因子，玉米生長發育對氣溫的反應十分敏感，較高溫度條件下生長發育快，全生育期縮短［8］。播期對全生育期有一定影響，薛慶禹等［9］研究結果表明，播期每推遲1 d，生育期縮0.2～0.6 d，陳輝云等［10］研究表明，春玉米全生育期隨著播期推遲而縮短，生育期縮短時間主要體現在出苗至抽雄的營養生長階段。本研究結果表明，玉米生育期均隨播期推遲呈縮短的變化趨勢，主要是縮短了出苗到吐絲期間的生育進程，和前人研究結果一致。可能主要是由于播期推遲后氣溫升高的原因。

表3 不同播期對玉米產量及產量構成因素的影響

表4 不同播期對玉米資源利用率的影響

玉米產量主要取決于光合作用的物質生產力，增加花后光合產物積累并使之更多地分配到籽粒當中是獲得高產的有效途徑［11］。戴明宏等［12］認為，生育后期的光合干物質量對籽粒的貢獻率在78%～84%，籽粒產量在很大程度上決定于后期的光合生產能力。本研究中，JNK 728花后干物質積累量呈先升高后降低的變化趨勢，T2處理最高，ZD958呈逐漸降低的變化趨勢，T1處理最高。因此，在河南地區JNK728在T2播期（6月8日），ZD958在T1播期（6月1日）能得到較高的干物質積累。本研究中，隨生育進程的推進，葉面積指數在抽雄期達到最大值，以后逐漸下降。JNK728在灌漿和乳熟期均是T2處理最大，ZD958抽雄期、灌漿期和乳熟期T1處理最大，說明JNK728在T2播期，ZD958在T1播期有利于形成合理的葉面積大小，提高群體產量。

產量的提高主要是通過群體對光、溫、水等資源利用效率的提升來實現的［13］。馮香詔等［14］研究表明，提前早播處理的光能生產效率、溫度生產效率、水分利用率均高于晚播。本研究結果表明，JNK728光能生產效率、光能利用率、積溫生產率及產量均在T2處理最高，ZD958在T1處理時光溫水資源利用率和產量最高，因此，JNK728在T2播期，ZD958在T1播期可提高光、熱、水利用效率，是實現作物高產的有效途徑。

圖3 產量和光溫水資源及花后干物質積累量相關性分析

3.2 結論

京農科728在6月8日，鄭單958在6月1日播種，葉面積、干物質積累量和產量最大，且產量和生育期間積溫、花后干物質積累量呈極顯著正相關關系。因此，在河南地區，早熟玉米播期可在6月8日左右、中晚熟玉米在6月1日左右播種，資源利用效率較高，物質生產能力強，能夠充分發揮產量優勢。