中早熟玉米品種在晉南高海拔冷涼區的適應性研究

張 晶 趙云娟 張定一 段 峰 李民祥

（1 山西農業大學小麥研究所，臨汾 041000；2 山西省臨汾市農業農村局，臨汾 041000；3 山西省臨汾市蒲縣農業農村局，蒲縣 041000）

作物生長發育除了要求適宜的溫度范圍外，對熱量的總量也有一定的要求[1-2]，有效積溫是衡量農業氣候資源的主要指標，是決定玉米產量高低和玉米品種能否在某個地區安全種植的首要生態因素[3]。白彩云等[4]研究表明，同一品種在不同熱量資源生態區表現出極顯著的積溫需求差異，這種差異歸于玉米品種對外界溫度資源條件的自我生理調節。董桂芳等[5]研究指出，不同熟期品種因其各自生育階段所處的溫光條件不同，其物質積累與分配特性有所不同，干物質積累進而直接影響玉米產量。目前晉南高海拔冷涼區推廣種植的品種多為春播中晚熟玉米，從播種到成熟需要2700～2750℃的有效積溫。該地區早霜凍是主要的氣象災害之一，早霜凍發生正值玉米生長進入乳熟階段，此時玉米的耐寒能力較弱，一旦遭受冷害，主要表現在后期所需有效積溫不足，玉米穗粒不能正常成熟，灌漿不飽滿，玉米產量較低，產量損失通常占20%～30%，最嚴重時達50%以上。因此，低溫冷害已經成為玉米生產過程中主要制約因素，與玉米后期的產量有著緊密聯系[6]。如何利用現有自然條件，最大限度地提高玉米對光溫資源的利用來提高其產量，成為亟待解決的問題[7]。本研究在晉南蒲縣氣候寒冷潮濕區6個試驗點開展中早熟玉米品種的適應性研究，調查早霜凍來臨時玉米成熟程度、穗部性狀及產量，旨在提高晉南高海拔冷涼區玉米品種與光熱資源的吻合度，大幅度提高玉米產量和抗低溫能力，對保障山西省低溫冷涼區糧食穩中增產具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計試驗于2022 年在蒲縣氣候寒冷潮濕區（蒲縣東部和東南部的中山地帶）進行，此區年均氣溫6.7～7.3℃，≥10℃的有效積溫2547℃，年降水量為600～650mm，無霜期157d 左右。以2 個中早熟品種和育187（2450℃）、迪卡1563（2500℃）為試驗材料，試驗地點分別為黑龍關鎮岔上村（海拔1292.0m）、西坪垣鄉瓷窯河村（海拔1399.3m）、喬家灣鄉木掌村（海拔1340.4m）、太林鄉夏家嶺村（海拔1350.5m）、克城鎮后溝村（海拔1382.8m）和克城鎮上柳村（海拔1480.6m），以每個試驗點農戶種植品種為對照，并按照當地常規種植方式及田間管理進行，9 月25 日（早霜凍發生后）進行調查。

1.2 測定項目與方法調查各試驗點每個品種穗數，選取中間3 行，隨機收獲連續30 株玉米的果穗，待風干后進行室內考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、軸粗、軸重等穗部性狀以及穗行數（果穗中部的籽粒行數）、行粒數（所測果穗1 個中等長度行的粒數）和百粒重（隨機取籽粒100 粒稱重，3 次重復，重復間差異小于0.5g）。籽粒產量按14%含水量計算折合產量。玉米灌漿程度調查分別取具代表性的果穗5 穗，各果穗取中部30 粒混勻，用游標卡尺測量乳線比例。

乳線比例（%）=乳線下移量/籽粒長×100

1.3 數據處理數據采用Excel 2016 和DPS 15.10軟件進行分析數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同試驗點玉米品種產量及其構成由表1知，岔上村中早熟品種與農戶品種（覆膜）穗數無顯著差異，穗粒數、百粒重和產量在3 個品種間差異均達到了顯著水平，其中和育187 百粒重和產量均較高，迪卡1563 產量次之，增產主要與穗粒數有關，農戶品種（覆膜）穗粒數和產量均最低。中早熟品種較農戶品種（覆膜）產量分別提高41.19%、25.23%。瓷窯河村各品種穗數無顯著差異，穗粒數差異顯著，迪卡1563 穗粒數最高，農戶品種次之，百粒重以和育187 最高，迪卡1563 和農戶品種百粒重差異不顯著，產量以和育187 和迪卡1563 較高，二者差異不顯著，較農戶品種分別提高21.42%、20.05%。木掌村各參試品種的穗數無顯著差異，3個品種間穗粒數、百粒重及產量差異均達顯著水平，產量以和育187 最高，迪卡1563 次之，中早熟品種較農戶品種產量分別提高44.90%、33.53%。夏家嶺村和育187 穗數最高，與其余品種差異達顯著水平，穗粒數則以農戶品種（覆膜）最高，迪卡1563 次之，二者差異不顯著，和育187 和迪卡1563 百粒重較高，二者與農戶品種以及農戶品種（覆膜）差異顯著，品種間產量達顯著水平，表現為和育187＞迪卡1563＞農戶品種（覆膜）＞農戶品種；其中和育187較農戶品種未覆膜及覆膜產量分別提高91.73%、27.08%，迪卡1563 則分別提高60.99%、6.70%。后溝村中早熟品種與農戶品種（覆膜）穗數無顯著差異，和育187 和迪卡1563 穗粒數較高，二者差異不顯著，百粒重和產量均以農戶品種（覆膜）最高，且與中早熟品種差異顯著，中早熟品種產量分別減產23.92%、24.74%。上柳村中早熟品種與農戶品種（覆膜）穗數無顯著差異，穗粒數差異顯著，百粒重及產量均表現為和育187＞迪卡1563＞農戶品種（覆膜），三者間差異顯著，和育187 和迪卡1563 較農戶品種（覆膜）產量分別提高13.61%、5.28%。

表1 不同試驗點玉米品種產量及其構成

表2 不同試驗點玉米品種穗部性狀

2.2 不同試驗點玉米品種穗部性狀6 個試驗點均表現為和育187 穗長最長，為24.3～26.0cm，除夏家嶺試驗點農戶品種（覆膜）禿尖長為1.0cm 外，其余試驗地均表現為農戶品種或農戶品種（覆膜）禿尖長較長，為1.8～4.0cm。岔上村和育187 穗粗、軸粗、軸重均最高，禿尖長最短，3 個品種軸粗無顯著差異，軸重和禿尖長差異達顯著水平。瓷窯河村3個品種穗長、穗粗和軸重差異均達顯著水平，迪卡1563 穗粗和軸粗均最高，軸重以農戶品種最高，和育187 和迪卡1563 禿尖長顯著低于農戶品種。木掌村和育187 和迪卡1563 穗長、穗粗及禿尖長差異不顯著，軸粗以迪卡1563 最高，與其余二者差異顯著，3 個品種間軸重差異顯著，和育187 最高。夏家嶺村和育187 和迪卡1563 穗長、穗粗和軸粗均無顯著差異，品種間軸重差異達顯著水平，農戶品種最高，和育187 禿尖長最短，與迪卡1563 和農戶品種差異顯著。后溝村和育187 和迪卡1563 穗長差異不顯著，農戶品種（覆膜）穗粗和軸粗均較高，軸重最低，且與其余2 個品種差異達顯著水平，迪卡1563 禿尖長最短，與其余品種差異顯著。上柳村3 個品種穗長、軸重及禿尖長差異達顯著水平，迪卡1563 穗粗和軸粗最高，顯著高于和育187，和育187軸重最高，禿尖長最短。

2.3 不同試驗點玉米品種乳線比例比較乳線是判定玉米籽粒成熟較好的指示物。由表3 可知，6 個試驗點中岔上村、瓷窯河村及木掌村乳線比例均表現為和育187＞迪卡1563＞農戶品種或農戶品種（覆膜），且差異達顯著水平。夏家嶺村乳線比例為和育187＞農戶品種（覆膜）＞迪卡1563＞農戶品種，且差異達顯著水平。后溝村乳線比例則表現為農戶品種（覆膜）＞和育187＞迪卡1563，且差異達顯著水平。上柳村乳線比例為和育187＞農戶品種（覆膜）＞迪卡1563，迪卡1563 和農戶品種（覆膜）乳線比例差異不顯著。

3 結論與討論

高海拔冷涼區傳統的種植模式是通過地膜覆蓋解決積溫不足和玉米生育期長的問題[8-10]，胡宇等[9]研究表明，覆膜可顯著增加玉米產量，該結論在夏家嶺試驗點得到了證實，但本研究中除后溝村農戶品種（覆膜）產量高于中早熟品種外，其余試驗點均表現為中早熟品種產量顯著高于農戶品種（覆膜）。同時前人研究表明，地膜覆蓋導致土壤導熱性差和不透氣，長時間覆蓋地膜會使土壤溫度過高，透氣不良，根系呼吸受阻，造成作物在生長發育中后期出現不同程度的早衰，直接影響其產量提高[11-12]。因此通過地膜覆蓋彌補自然積溫不足而種植中晚熟品種不是該區域的最佳選擇。

玉米授粉后，籽粒頂部淀粉會沉積、失水成為固體，形成了籽粒頂部為固體、中下部為乳液的固液交界線（乳線）[13]。通常乳線消失、籽粒水分降至30%～35%時達到生理成熟[14]。周穎等[15]研究表明不同熟期玉米品種間乳線比例存在明顯差異，中晚熟品種籽粒乳線比例大于晚熟品種，本研究結果與其一致，播種區域生態條件以及種植模式（是否覆膜）不同，籽粒淀粉積累程度不同。本研究中，岔上村、瓷窯河村、木掌村及夏家嶺村氣溫偏高，降雨多，中早熟品種顯著增產；上柳村在6 個試驗點中海拔最高，氣溫偏低，中早熟品種和育187 在收獲期乳線比例為88.14%，粒重潛力未充分發揮，導致產量增幅較小；后溝村肥力差且低溫少雨，低溫延遲生育期，減緩發育速度，中早熟品種和育187 在收獲期成熟度差，乳線比例僅為58.24%，使產量顯著降低，百粒重為主要限制因素。

高海拔冷涼區生態類型復雜，在同一地區存在不同的生態氣候類型，品種適應性的好壞直接影響品種本身的推廣價值和效益[16-17]。生育期不同的玉米品種對生態條件反應不同[18]。已有研究指出，明確不同生態類型區域的氣候變化規律，有利于在生產上合理選用產量潛力更大的品種、充分利用當地光溫資源和有效規避自然風險[19-20]。晉南高海拔冷涼區玉米品種減產的主要原因是：單位面積有效穗數少、禿尖長，灌漿不充分，個別品種收獲期僅為灌漿期的1/2，導致百粒重成為提高產量的限制因素。和育187 品種生育期短，籽粒乳線下移快，粒重更早達到最大值，在氣溫偏高、降雨多的區域收獲時基本達到生理成熟，產量品質有保障，具有很好的適應性，而在海拔較高、氣溫偏低的區域適宜的玉米品種有待進一步篩選。