播期對太原地區麥茬夏播玉米生長發育、產量及產量構成因素的影響

孫貴臣　趙建棟　穆志新　周樹軍

摘 要：為給太原地區麥茬夏播玉米適宜播期和適宜栽培的品種提供理論依據，以早、中、晚3個熟期極早熟玉米品種為試驗材料，分3個播期處理研究了播期對夏玉米生長發育、產量及產量構成因素的影響。結果表明：隨著播期推遲，夏玉米生育期從早熟到晚熟表現延長加劇的趨勢。品種間、播期間以及品種與播期互作間玉米產量差異均達極顯著，品種間表現為‘九玉5號>‘并單6號>‘冀承單3號>‘九玉早熟1號，播期間表現為6月25日>6月30日>7月5日，播期與品種互作表現為6月25日夏播‘并單6號產量最高，6月30日夏播‘九玉5號和7月5日夏播‘九玉早熟1號品種均可獲得較高玉米產量。播期推遲，百粒重減輕，穗行粒數減少，產量降低。因此，在太原地區冬小麥收獲后，6月25日—7月5日可以選擇不同熟期極早熟玉米品種進行夏播，早播對實現玉米高產有利，為獲得不同播期條件下較高玉米產量必須注重品種熟期的選擇。

關鍵詞：極早熟玉米；麥茬夏播；播期；生長發育；產量

中圖分類號：S513 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0004

0 引言

太原地區位于山西省中部麥茬夏播玉米區北邊，冬小麥收獲（一般在6月22-25日）至下年播種（一般9月25—10月5日）尚有90～95天的生育期，≥10℃活動積溫2100℃左右，冬小麥收獲后土地一般休閑或種植對光熱資源利用較低的作物，而玉米作為高產作物之一，由于夏播玉米播種時間晚、適宜播期短、有效積溫少和適合栽培品種少，生產上夏玉米幾乎很少種植。近年來，隨著一批不同熟期極早熟玉米品種的育成，該類品種全生育期需要≥10℃活動積溫1800～2100℃，為該地區麥茬夏播玉米提供可能。因此，研究太原地區冬小麥收獲后夏播玉米適宜播期和適宜栽培品種對促進該地區乃至山西省整個中部地區實現小麥/玉米一年兩熟農作物高效種植具有重要現實意義。關于播期對夏玉米生長發育及產量的影響，前人已做了不少研究，大量研究表明，播期和品種熟性是影響夏玉米生長發育及產量形成的重要因素[1-3]，夏玉米能否真正有效利用氣候資源，取決于后期光、溫、水等主要氣象要素是否滿足夏玉米生育后期的需求[4]，播期不同使玉米生育期內的光、熱和水等氣候要素配置發生改變[5-6]，從而影響玉米的生長發育和產量的形成。隨播期的推遲，穗粒數減少，千粒重降低，產量下降[7-8]。已有的研究多集中在播期對早熟、中熟或晚熟玉米品種夏播生長發育及產量構成的影響，針對不同熟期極早熟玉米品種在熱量欠缺的太原地區夏播生長發育及產量構成因素的研究目前尚未見到報道。播期是影響作物生產最主要的栽培因素之一，適宜的播種期是實現作物高產的必要條件[9]。因此，本研究通過對不同熟期極早熟玉米品種在太原地區分期播種，探討不同播期對不同熟期極早熟玉米品種生長發育、產量及產量構成因素的影響，皆在為該地區乃至山西省整個中部麥茬夏播玉米適宜播期和適宜栽培品種選擇提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗于2012年在山西省太原市小店區國家區域試驗站進行。根據山西省氣象資料，2012年6月25至10月15日麥茬夏播玉米生長季節≥10℃活動積溫2334.5℃，日均溫為20.84℃，日均最高溫為26.0℃，日均最低溫為15.3℃。夏玉米主要生長季節7、8、9月份日均溫（見表1）與1996—2005年相比，7月份增0.3℃，8月份增0.4℃，9月份減0.4℃。

1.2 試驗設計與種植管理

試驗采用隨機區組設計方案。試驗品種選用不同熟期極早熟玉米品種，分別為‘九玉早熟1號（早熟，生育期需要≥10℃活動積溫1800℃）、‘冀承單3號（中熟，生育期需要≥10℃活動積溫1900℃）、‘九玉5號（中熟，生育期需要≥10℃活動積溫1940℃）和‘并單6號（晚熟，生育期需要≥10℃活動積溫2000℃）。播期選擇6月25日、6月30日和7月5日3個播期，小區行長7 m，寬3.8 m，面積23.35 m2，每小區種植6行，重復3次。種植密度采用品種介紹密度6000株/hm2，播種方法為開溝點播，行距50 cm，株距33.3 cm。基肥施尿素345 kg/hm2，生長季節降水充足，沒有灌溉處理，其他管理同大田。

1.3 調查與測產

詳細記載玉米生育時期，收獲期每小區取中間2行20個果穗進行穗部性狀考種，以小區全收曬干計產。

1.4 數據處理與分析

采用方差分析和LSR法對小區平均產量進行顯著性分析

2 結果與分析

2.1 播期對夏玉米生育進程的影響

從表2可以看出，不同播期處理4個極早熟玉米品種生育期均表現為‘并單6號>‘九玉5號>‘冀承單3號>‘九玉早熟1號，隨播期的推遲夏玉米生育期從早熟品種到晚熟品種表現出延長加劇的趨勢。不同播期條件下，不同熟期玉米品種生育進程表現出較大差異，玉米播種至出苗階段均不受播期影響，出苗至吐絲階段所需的生育天數受播期影響不顯著，吐絲至成熟階段所需的生育天數隨播期的推遲和品種生育期的加大延長趨勢更為顯著。玉米出苗至成熟延長的生育天數與出苗至吐絲、吐絲至成熟階段延長的生育天數相關系數（r）分別為0.788和0.976**，其中與吐絲至成熟階段相關系數（r）達極顯著，說明在太原地區隨著播期的推遲夏播玉米吐絲至成熟階段生育天數延長是導致全生育期延長的主要原因。

玉米生長發育期間日均溫是影響生育期長短的主要因子，從表3可以看出，隨播期的推遲，玉米不同生育階段日均溫均呈下降趨勢。出苗至吐絲階段，6月30日和7月5日播種的玉米較6月25日播種的玉米日均溫平均值分別降低0.29℃和0.76℃，而吐絲至成熟階段，6月30日和7月5日播種的玉米較6月25日播種的玉米日均溫平均值分別降低1.15℃和2.27℃，相同播期條件下早熟品種各生育階段日均溫降低幅度也要小于晚熟品種。出苗至吐絲階段日均溫降低幅度較小，對生長發育天數影響也較小，而吐絲至成熟階段日均溫降低幅度較大，達到有效積溫的天數多，對生長生育天數影響也較為顯著。玉米全生育期日均溫與全生育期天數相關系數（r）為-0.7224*，達顯著負相關，因此，隨著播期推遲，夏玉米生長發育階段日均溫逐漸降低，從而導致生育期延長。

2.2 播期對夏玉米產量的影響

2.2.1 不同播期條件下玉米產量的差異分析 從表4可以看出：區組間玉米產量差異不顯著，品種間、播期間以及品種與播期互作間夏玉米產量差異均達極顯著。由表5可見，4個極早熟玉米品種在3個播期處理小區平均產量大小依次為：‘九玉5號>‘并單6號>‘冀承單3號>‘九玉早熟1號。‘九玉5號與‘并單6號之間產量無顯著差異，但顯著或極顯著高于‘冀承單3號和‘九玉早熟1號；‘冀承單3號與‘九玉早熟1號之間產量差異也達極顯著。說明在4個極早熟玉米品種中，‘九玉5號和‘并單6號玉米產量潛力大，增產效果顯著，適合在太原地區麥茬夏播。不同播期處理間小區平均產量差異均達極顯著，以6月25日播種的玉米平均產量最高，6月30日和7月5日播種的玉米分別比6月25日播種的玉米減產9.07%和38.05%。因此，在本試驗條件下太原地區麥茬夏播玉米最佳播期為6月25日。

2.2.2 相同播期條件下玉米產量的差異分析 在生產實踐中，太原地區麥茬夏播玉米播期要受冬小麥收獲時間的早晚、夏播玉米當時播種環境條件以及人為農耗等因素的影響，而收獲期又要受早霜的限制。因此，探索適宜播期和適宜栽培的玉米品種對指導生產實踐應用意義更為重要。從表5可以看出，不同熟期極早熟玉米品種玉米產量均以6月25日播期最高，隨著播期推遲，夏玉米產量從早熟到晚熟表現減產加劇的趨勢，但品種與播期間的互作效應顯著，在6月25日和6月30日播期以‘并單6號或‘九玉5號玉米小區平均產量最高，且差異不顯著，與‘冀承單3號和‘九玉早熟1號存極顯著差異，而在7月5日播期以‘九玉早熟1號玉米小區平均產量最高，與‘冀承單3號、‘九玉5號和‘并單6號也存極顯著差異。說明太原地區麥茬夏播玉米時期不同，適宜選擇栽培品種也應不同。在6月25日夏播玉米品種宜選用類似‘并單6號或‘九玉5號熟期的極早熟玉米品種，‘并單6號'比‘九玉5號產量潛力大，但‘九玉5號生育期比‘并單6號短，對安排后作有利，在6月30日宜選用類似‘九玉5號熟期的極早熟玉米品種，而在7月5日播期宜選用類似‘九玉早熟1號熟期極早熟玉米品種，才可充分發揮品種增產潛力，獲得不同播期條件下較高玉米產量。

2.3 播期對產量構成因素的影響

從表6可以看出，穗行數基本不受播期影響，說明穗行數主要受遺傳特性決定，而百粒重和穗行粒數受播期影響較大，隨著播期的推遲二者均呈下降趨勢。從百粒重和穗行粒數的變異系數來看，播期對百粒重的影響大于穗行粒數，對晚熟品種的影響大于早熟品種。播期間比較，在6月30日和7月5日播種的玉米比6月25日播期的玉米百粒重平均值分別降低5.83%和27.10%，穗行粒數平均值分別減少4.66%和11.65%。經與產量相關分析，二者與產量的相關系數（r）分別為0.8979**（百粒重）和0.5932*（穗行粒數）。因此，推遲播期引起玉米吐絲至成熟階段日平均溫度下降（見表2），灌漿速率減慢[10]是造成玉米籽粒秕瘦，百粒重顯著減輕和夏玉米產量降低的主要原因。在生產上應適時早播，增加夏玉米生長期內有效積溫，避開后期低溫對籽粒灌漿的影響是太原地區夏播玉米產量提高的主要措施。

3 結論與討論

基于不同熟期極早熟玉米品種在太原地區冬小麥收獲后分期夏播試驗資料，本研究分析了播期對夏玉米生長發育、產量及產量構成因素的影響。結果表明：隨著播期的推遲夏玉米出苗至吐絲、吐絲至成熟階段日平均溫度下降引起的生育日數加大是導致夏玉米全生育日數延長的主要原因。不同熟期極早熟玉米品種在不同播期產量均表現為6月25日>6月30日>7月5日，播期與品種互作對產量形成有顯著影響，本試驗條件下以6月25日夏播‘并單6號產量最高，6月30日夏播‘九玉5號和7月5日夏播‘九玉早熟1號品種均可正常成熟并獲得該播期下相對較高玉米產量。播期推遲，百粒重減輕，穗行粒數減少，產量降低。因此，在太原地區冬小麥收獲后，6月25日—7月5日可以選擇不同熟期極早熟玉米品種進行夏播，生產上適時早播是提高玉米產量的主要措施，要獲得不同播期條件下較高玉米產量必須注重品種的選擇。

夏玉米的生長發育受品種遺傳特性和環境條件影響顯著，不同播期使玉米生育期內的光、熱和水等氣候要素配置發生改變，從而導致玉米的生長發育表現出較大差異。Cirilo[11]研究認為玉米隨播期推遲，出苗到吐絲的生理日數縮短，吐絲到成熟的生理日數延長。薛慶禹等[2]研究表明隨播期推遲夏玉米出苗至吐絲期縮短，吐絲至成熟的生理日期也縮短。本研究結果表明在太原地區隨播期推遲，出苗至吐絲、吐絲至成熟生育日數加大，其中吐絲至成熟生育日數加大是導致夏播玉米全生育期延長的主要原因。與Cirilo和薛慶禹研究的結果不盡相同，這可能與試驗所處的環境溫度條件有關。溫度是驅動玉米生長發育的主要因子，玉米生育期間溫度較高時，達到有效積溫的天數較少，生育期縮短；反之則延長[12]。李明等[13]研究表明日均溫是影響玉米生育期長短的主要因子，與生育期呈極顯著負相關。通過比較不同播期夏玉米各生育階段日均溫，可知在太原地區夏播玉米出苗至吐絲階段日均溫變化幅度小、吐絲至成熟階段日均溫隨播期推遲顯著降低（見表3），尤其是生育期偏長的極早熟玉米品種吐絲至成熟階段日均溫下降幅度更大，這就是隨播期的推遲夏玉米生育期從早熟到晚熟表現延長加劇的主要原因。玉米籽粒灌漿期至成熟期是決定玉米產量和品質的重要階段[14]，隨著播期推遲，玉米吐絲至成熟階段日均溫下降，灌漿速率減慢，持續時間加長，穗行粒數減少，百粒重減輕，產量也隨之降低，這與張寧等[7]、武建凱等[8]研究結果相一致。但產量降低幅度從早熟品種到晚熟品種表現出較大差異，因為除播期可以改變玉米不同生育階段溫度外，品種熟期也可以改變玉米不同生育階段溫度條件，這從相同播期條件下早熟品種各生育階段日均溫都要顯著高于晚熟品種可以看出（見表3），日均溫高對灌漿有利，也可能與不同熟期品種在長期的栽培過程中經自然選擇和人工選擇所產生的抗低溫灌漿能力差異有關。

溫度是決定種植區域適合選用品種類型的主要因素，太原地區冬小麥收獲后的有限有效積溫決定了該地區夏播玉米只能種植極早熟玉米品種類型。從本試驗結果看，在6月25日至7月5日之間夏播不同熟期極早熟玉米品種均正常成熟并獲得相對較高玉米產量。‘并單6號和‘九玉5號熟期極早熟玉米品種產量潛力大，在6月25日至6月30日播種可以獲得較高玉米產量，但隨播期的推遲玉米吐絲至成熟階段溫度大幅下降，對產量的影響程度也較大，使其增產優勢難以發揮，而‘九玉早熟1號熟期極早熟玉米品種表現出更能充分利用有限光熱資源并獲得合理的玉米產量。因此，生產上應根據播種時間選擇不同熟期的極早熟玉米品種進行夏播，為保證夏玉米在生長期內有效積溫，避開后期低溫對籽粒灌漿的影響，盡量早播，播期越早對實現高產越有利。

在一定的自然生態條件下，不同生態型玉米品種產量表現不同[15]，而在不同的自然生態條件下玉米品種產量表現也不同[16]，所以，玉米產量是品種內在遺傳特性在外部生態因子綜合作用下的具體表現。除溫度因素外，水分和栽培條件也是選用品種生育期時必須考慮的因素。本試驗過程玉米全生育期降水充足，干旱情況下玉米生長發育和產量表現以其光照、栽培等因素對產量的影響還需進一步試驗。另外，太原地區9月份氣溫特點是白天溫度較高，而夜間溫度下降很快，日平均最高溫度21℃，日平均最低溫度12.5℃，而玉米籽粒灌漿的最適溫度為22～24℃，臨界溫度為15℃，當日平均氣溫低于15℃玉米子粒基本停止灌漿[17]，對這種日平均溫度低于玉米籽粒灌漿適宜溫度和非連續性的低溫是如何影響極早熟玉米籽粒生長發育和灌漿，也有待進一步研究。但本試驗結果對促進山西省中部麥茬夏播玉米的生產與發展，實現冬小麥/極早熟玉米一年兩熟農作物高效種植，提高復種指數，增加玉米產量具有現實指導意義。

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