季節性干旱區不同播期對春玉米生長及產量的影響

湯文光　肖小平　唐海明　張　帆　曾掌權

摘要通過春玉米不同播種期試驗,探討了季節性干旱區不同播期對春玉米植株形態、葉綠素含量及產量的影響,分析了春玉米不同播期與避旱減災和種子發芽出苗的關系。結果表明,隨著播種期的推遲,春玉米成熟期推遲,易遇季節性干旱危害,產量降低;在選擇早熟品種、適當提早播種、加強培育管理的前提下,能避開季節性干旱,有利于春玉米高產穩產,其適宜播種期為3月中旬至4月上旬。

關鍵詞春玉米;播種期;性狀;產量;影響;季節性干旱區

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)15-0016-03

EffectofSeedingTimeonGrowthandYieldofSpringMaizeinSeasonalAridRegion

TANG Wen-guang 1 XIAO Xiao-ping 1TANGHai-ming1 ZHANG Fan 1ZENG Zhang-quan 2

(1 Hunan Soil and Fertilizer Institute,Changsha Hunan 410125; 2 College ofResource and Environment,Hunan Agricultural University)

AbstractThe growth,yield and chlorophyll content of spring maize in seasonal arid region with different seeding time treatments were studied. The results showed that maturation period of spring maize was deferred when seeding time was delayed,and yield was reduced for encountering seasonal drought;seeding time was beneficial to spring maize harvest and avoiding seasonal drought in autumn under appropriate planting technologies such as selecting early maturing variety,early sowing and strengthening the training of management. The appropriate seeding time of spring maize was from the middle ten days of March to the first ten days of April in Hunan.

Key wordsspring maize;seeding time;traits;yield;effect;seasonal drought area

湖南地處東南紅黃壤丘陵區,屬亞熱帶季風濕潤氣候,年降水量在1 200~1 700mm,但降雨時空分布不勻,降雨多集中在春末夏初,易發生伏旱或秋旱及伏秋連旱。玉米是該區域主要的旱地作物,年種植面積28.98萬公頃,受干旱的影響較為突出,常在春玉米揚花授粉和灌漿期遭受干旱的危害,導致玉米籽粒不飽滿,癟粒率高,千粒重下降,產量降低,一般減產達10%~30%[1]。國內對季節性干旱區玉米防旱減災技術有一定的研究[2-8],但在玉米避旱減災方面研究較少。根據該區域季節性干旱發生的規律和特點,研究不同播期對春玉米生長及產量的影響,通過調整春玉米播種期,能避旱減災,對春玉米高產、農民增收具有重要的現實意義。

1材料與方法

1.1試驗品種

供試玉米品種為中糯304。

1.2試驗地概況

試驗于2007年在湖南省土壤肥料研究所試驗基地進行,供試土壤為第四紀紅色黏土發育的紅壤,pH值6.7,有機質含量4.89g/kg,速效氮23.1mg/kg,有效磷2.7mg/kg,速效鉀138.2mg/kg。

1.3試驗設計

試驗設6個處理,分別為:播種期為3月20日(A);3月30日(B);4月10日(C);4月20日(D);4月30日(E);5月10日(F)。3次重復,小區面積20m²,隨機區組排列。3月20~30日播種采用薄膜覆蓋直播,4月10日至5月10日播種采用露地直播,每小區定苗80株。施肥量為基肥施菜枯2 250 kg/hm²,硫酸鉀復合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶10∶15)750kg/hm²,追肥于拔節期追施尿素150kg/hm²。其他管理措施同常規大田生產。

1.4試驗方法

1.4.1玉米葉綠素含量測定。用SPAD-502型葉綠素測定儀測定玉米倒3葉中部的葉綠素相對含量(以SPAD值表示),每小區測30片葉,取平均值。

1.4.2玉米經濟性狀考察。每小區取10株測量株高、穗位高、穗行數、行粒數、穗粒數、棒重等經濟性狀。

1.4.3數據統計方法。數據統計和相關分析用SPSS軟件完成。

1.4.4氣象資料。降水量、蒸發量、氣溫等氣象資料由湖南省氣象科學研究所提供。

1.4.5農業干旱指標。農業干旱指標用農業缺水率K(%)表示。不同時段內農作物需水量(E)與降水量(R)之差為缺水量(D),缺水量(D)與需水量(E)之百分比即為農業缺水率(K)。農業需水量(E)受多種因子制約,其中溫度因子是主要的。因此,本文采用農作物需水量受溫度影響為主的計算方法[9,10],即:

E=0.16Σt

式中:Σt是分析時段內日平均氣溫大于0℃的積溫。農業缺水率(K)按下式計算:

K=(E-R)/E=D/E×100%

K值越大表示干旱越嚴重。其干旱程度分級為:1級,輕旱,K≤25%;2級,中旱,25%75%。

2結果與分析

2.1不同播期對春玉米生育期的影響

由表1可知,同一玉米品種播種期不同,其生育期也不同播期。從3月20日至5月10日,隨著播種期的推遲和氣溫的升高,成熟期推遲,生育期縮短。3月20日播種,成熟最早,生育期最長,為106d;5月10日播種,成熟最遲,生育期最短,只有79d。3月20日和3月30日采用地膜覆蓋直播,能夠在5月下旬進入抽雄期,7月上旬成熟。每推遲10d播種,抽雄期推遲5~8d,成熟期推遲4~6d。說明在適宜播種條件下,春玉米提早播種,能提早成熟,有利于避開季節性干旱的危害。

2.2不同播期對春玉米葉綠素含量的影響

由圖1可知,不同播期的春玉米在抽雄前同一生長時期葉片的葉綠素相對含量差異不顯著,但灌漿至成熟期,隨著播種期的推遲,葉綠素相對含量呈梯度下降的趨勢,特別是4月30日、5月10日播種的玉米生長后期葉綠素含量顯著下降。SPAD值比3月20日播種處理抽雄期分別降低了12.5%和19.4%,乳熟期降低了22.3%和32.1%,成熟期分別降低了34.1%和41.2%。主要是干旱導致春玉米生長后期葉片葉綠素含量降低[11,12]。說明春玉米播種期提早有利于避開伏旱,提高葉片葉綠素含量,增強光合作用,促進玉米生長。

2.3不同播期對春玉米經濟性狀及產量的影響

由表2可知,玉米經濟性狀隨播種期的推遲而變化。株高、穗位高各處理間差異不顯著;穗長、穗粗、行粒數、穗粒數、棒重等性狀隨著播種期的推遲呈下降趨勢;禿頂隨著播種期的推遲呈增加趨勢。說明提早播種有利于延長植株營養生長期,改善玉米經濟性狀,為高產打下良好的基礎。

由表3可知,春玉米產量隨著播種期的推遲而降低。產量以3月30日播種處理最高,為6 501.0kg/hm²,比5月10日播種處理增產1 660.5kg/hm²,增產34.3%。5月10日播種分別與3月20日、3月30日播種處理之間產量差異達極顯著水平,與4月10日播種處理之間產量差異達顯著水平。說明該區域春玉米最佳播種期為3月中旬至4月上旬。

2.4春玉米不同播期與避旱減災的關系

玉米生長耗水量大,一般全生育期需水量早熟品種為350~400mm,中熟品種為400~450mm,遲熟品種為450~500mm。玉米不同生育階段對水分的要求也不相同,前期需水較少,拔節期至灌漿期需水最多,占總需水量的50%以上。湖南雖然降水豐富,多年平均降雨量為1 427mm,但雨量多集中在雨季的3個月時間內,一般占全年的40%~50%。一般年份,湘、資流域雨季在4~6月,沅、澧水流域在5~7月。而7~9月是作物需水高峰期,但降雨稀少,一般只占全年總雨量的20%左右,降雨量的時空分布不均與農作物集中需水期形成了極大的反差,由此形成了湖南干旱的季節性規律:以伏秋干旱為主,春旱次之。一般年份干旱分為2個階段,第1階段出現在6月底至7月下旬,第2階段出現在8月中下旬至9月下旬[13]。春玉米易受伏旱威脅的生育階段為抽雄至成熟期。本研究春玉米播種期從3月20日至5月10日,根據觀察記載結果和農業缺水率分析(見表4),3月中下旬至4月上旬播種的玉米,5月下旬至6月上旬抽雄,7月上中旬成熟,抽雄灌漿階段與伏旱耦合時間較短,為14~24d,并且此階段干旱程度為中旱或輕旱,對春玉米的抽雄灌漿影響較少;4月中下旬至5月上旬播種,6月中下旬抽雄,7月下旬成熟,抽雄灌漿階段與伏旱耦合時間較長,為30~38d,干旱程度達重旱或極旱,對春玉米抽雄灌漿影響較大。春玉米播種期提早,有利于避開6月下旬至7月下旬的干旱影響,提高產量。因此,根據湖南伏旱的規律和特點,春玉米最佳播種期為3月中下旬至4月上旬。

2.5提早春玉米播種期與種子發芽出苗的關系

玉米種子發芽出苗對溫度有一定的要求。玉米種子發芽的最低溫度為6~8℃,但發芽速度緩慢,出苗時間長,易霉爛;在10~12℃時即可正常發芽出苗。一般以日平均氣溫穩定通過10℃的初日為玉米播種的最早日期。因此,湖南大田直播春玉米的適宜播種期,長沙地區在3月23日以后,湘南可提早2~3d,湘北應推遲2~3d。播種過早,溫度過低,出苗速度慢,出苗不齊,易出現缺苗和形成弱苗,影響產量;播種過遲,成熟期推遲,生育后期易遇伏旱和干熱風的影響而降低產量。采用地膜覆蓋播種,因膜內溫度比露地直播日平均溫度高3.0~3.5℃,其最早播種期的日平均氣溫應穩定在8℃以上,可比露地直播提早播種8~12d。因此,在采用地膜覆蓋條件下,湖南春玉米最早可以在3月中旬播種。

3結論

在適宜播種條件下,提早春玉米播種期,能提早成熟,有利于避開季節性干旱的危害;同時能促進玉米生長,提高葉片葉綠素含量,增強光合作用,提高產量。春玉米最佳播種期為3月中旬至4月上旬。

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