濰坊地區氣候因素對夏玉米生長發育的影響

王同芹　白星煥　劉兆麗　劉世敏　張志偉　張世和　楊紅光　王同剛

摘要? ? 以4個玉米品種為試驗材料，研究濰坊地區氣候因素對夏玉米生長發育的影響。結果表明，有效積溫與產量成極顯著相關，生育期與產量之間的相關性不顯著;玉米生育期內，隨著有效積溫的增加，產量提升顯著;玉米灌漿速率受溫度、降水、日照時數等多個因素的影響。

關鍵詞? ? 玉米;氣候因素;產量;灌漿速率;山東濰坊

中圖分類號? ? S513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）02-0001-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Four maize varieties were used to study the effects of climate factors on the growth and development of summer maize in Weifang area.The results showed that there was a significant correlation between the effective accumulated temperature and the yield，but there was no significant correlation between the growth period and the yield.During the growth period of maize，the yield increased significantly with the increase of the effective accumulated temperature.The maize filling rate was affected by many factors，such as temperature，precipitation，sunshine hours，etc.

Key words? ? maize;climatic factor;yield;filling rate;Weifang Shandong

植物物候是隨著季節性環境變化而形成的生長發育節律，能夠客觀地反映植物對氣候變化的適應性[1-2]。玉米是當前世界上廣泛種植的大宗農作物，我國玉米播種地域跨度大、氣候資源差異大[1-2]。濰坊市域屬北溫帶季風區，背陸面海，受歐亞大陸和太平洋的共同影響，大陸度在50%以上，是暖溫帶季風型半濕潤大陸性氣候，氣候特點為冬冷夏熱，四季分明，春季風多雨少，早春冷暖無常，常有倒春寒出現，晚春回暖迅速;夏季炎熱多雨，溫高濕大;秋季天高氣爽，晚秋多干旱。

本文利用國家玉米產業技術體系的平臺優勢，通過玉米物候期數據庫的調查和建設，實時掌握玉米生長發育的進程，現將結果總結如下。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗地概況

試驗于2014—2018年在山東省青州市彌河鎮東桑村進行，試驗地地勢平坦，灌溉方便，田間管理同大田。

1.2? ? 試驗材料

參試玉米品種4個，分別為先玉335、VN1204（濰玉6號）、VN1202（濰玉18）、鄭單958（黃淮海夏玉米區大面積種植的夏玉米品種）。

1.3? ? 試驗設計

試驗設4個處理，即每個品種為一個處理，其中以鄭單958作對照（CK）。3次重復，隨機區組排列，種植密度均為6.0萬株/hm2;等行距60 cm種植。播期參照當年當地的實際播種時間。

1.4? ? 測試項目及方法

1.4.1? ? 物候期。分別記載每個品種的播種期、出苗期、六葉期、抽雄期、吐絲期、成熟期、收獲期等生育時期的準確日期。

1.4.2? ? 籽粒灌漿速率。在各品種4片展開葉時，選擇長勢一致且有代表性的植株進行標記，每個小區標記100株以上。在吐絲期，對標記的植株進行套袋，統一人工授粉，在授粉后的第10天開始對標記植株的籽粒進行調查，之后每7 d調查1次，直至成熟。每個品種調查5株，取果穗中部籽粒100粒，在60 ℃條件下烘干至恒重，稱重記錄百粒重（灌漿前期由于籽粒較小，不易脫粒，可采用尖頭鑷子輔助）[3-5]。

1.4.3? ? 產量。①理論產量：每個品種實收20 m2，記錄穗數，并隨機選取20穗分別脫粒，記錄穗粒數和百粒重，測定籽粒含水率，記錄理論產量（含水率折算為14%）[6-8]。②實際產量：將實收的20 m2所有果穗曬干后脫粒稱重，計算實際產量。

1.5? ? 數據處理

采用Microsoft Excel和IBM SPSS Statistics進行數據統計分析與做圖。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 不同年份玉米生育期、積溫與產量的相關性分析

統計2014—2018年夏玉米不同生育期的有效積溫（圖1），結合5年不同品種全生育期調查及實際產量結果，有效積溫與產量成極顯著正相關，生育期與有效積溫及產量之間不相關。隨全生育期內有效積溫的增加，產量增加顯著。以鄭單958為例，2016年生育期只有101 d，積溫達到2 598 ℃，產量位于5年內第2位;2017年雖然生育期達到104 d，積溫2 417 ℃，產量為5年內最低。鄭單958種子包裝上標明的生育期為96 d，說明生育期長短并不能很好地說明玉米是否達到成熟期，有效積溫對玉米是否達到成熟期更有說服力。因此，用有效積溫指導玉米生產更具有實際意義。

2.2? ? 影響灌漿速率的氣候因素

玉米籽粒產量是由單位面積的籽粒數和粒重共同決定的，其中粒重取決于灌漿持續時間和灌漿速率[9-13]。

2.2.1? ? 氣候因素對粒重的影響。由圖2、3可以看出，4個品種2016年均表現為干物質積累慢，籽粒重量偏低。結合2014—2018年吐絲期—成熟期的氣溫、降水量及日照時數變化，2016年灌漿前期降水量偏少，日照時數偏短，不利于玉米吐絲授粉，導致干物質積累低，影響了籽粒重量，整個生殖生長期間積溫相較于其他年份偏高，對后期灌漿有利，有利于提高產量。2014年籽粒重量偏高，后期灌漿速率小于其他年份，結合氣候因素可以看出，2014年灌漿期的降水量均值為5年內最低，日照時數正常且穩定，灌漿后期溫度突然下降，日照時數突然減少，影響了玉米籽粒的后期積累，從而影響了灌漿速率。2018年8月中下旬，受臺風“摩羯”“溫比亞”疊加影響，山東濰坊遭受歷史罕見暴雨洪澇災害，月降水量為1975年以來同期最大值，對玉米生長嚴重不利，灌漿速率較其他年份明顯變緩（圖4、5、6）。

2.2.2? ? 有效積溫與玉米收獲期穗粒數及百粒重的相關性分析。對不同年份有效積溫和穗粒數、百粒重做相關性分析，結果表明，有效積溫與穗粒數、百粒重之間相關性不顯著。穗粒數及百粒重的形成是一個長時間的積累過程，其影響因素偏多，不容易判定，有效積溫并不是造成穗粒數及百粒重形成的單一關鍵因素。

2.2.3? ? 不同年份間品種穩定性。對2014—2018年每個品種間的穗粒數、百粒重幾個產量性狀分別做方差分析，4個品種的穗粒數、百粒重多數年份之間差異并不顯著，表明在氣候因素變化不太大的正常年份，4個品種均表現穩定，在濰坊地區均可推廣種植（表1）。

3? ? 結論與討論

作物物候期的變化是作物本身生理過程和環境條件綜合作用的結果[8]。溫度、光周期、日照時數、光輻射和降雨等氣候條件是影響玉米生長及生育期進程的主要因素[7]。5年不同品種全生育期調查及實際產量結果顯示，有效積溫與產量成極顯著正相關，生育期與有效積溫、產量之間相關性不顯著。隨全生育期內有效積溫的增加，產量增加顯著。生育期長短并不能很好地說明玉米是否達到成熟期，有效積溫對玉米是否達到成熟期更有說服力。因此，用有效積溫指導玉米生產更具有實際意義。2016年4個品種均表現為干物質積累慢，籽粒重量偏低，這是由于當年灌漿前期降水量偏多，日照時數偏短，不利于玉米吐絲授粉，導致干物質積累低，影響了籽粒重量，但整個生殖生長期間積溫相較于其他年份偏高，對后期灌漿有利，有利于提高產量。2018年8月中下旬，受臺風“摩羯”“溫比亞”疊加影響，山東濰坊遭受歷史罕見暴雨洪澇災害，月降水量為1975年以來同期最大值，對玉米生長嚴重不利，灌漿速率較其他年份明顯變緩。通過對數據進行相關性及方差分析，差異并不顯著，說明不同年份間如果氣候因素變化不大，4個品種均表現比較穩定，適合濰坊地區種植推廣。雷? 娟等研究發現，作物播種后各生長發育階段主要受到外界氣候因子（包括氣溫、光照、水分條件等）的制約[3]。大量研究表明，過去幾十年的氣候變化對作物生長發育過程產生了重要影響[4-5]。魏鳳英等研究表明，如果作物品種不變或其光溫特性變化較小，生長環境溫度升高可使作物提前滿足積溫需求，從而導致作物物候期提前[5-6]。玉米全生育期內對產量性狀的影響因素很多，包括溫度、降水、日照強度等，本試驗中5年氣候因素變化不大，不能單純將觀察到的變化歸結為氣候因素的影響，還需進一步研究其他影響因素。

4? ? 參考文獻

[1] 肖登峰，齊永青，王仁德，等.1981—2009年新疆小麥和玉米物候期與氣候條件變化研究[J].干旱地區農業研究，2015（11）：189-202.

[2] 張作峰，張崎峰.黑龍江省黑河地區應對氣候變化玉米品種篩選與種植方法探討[J].黑龍江農業科學，2011（10）：32-34.

[3] 雷娟，黃亞萍，尚輝等.陜北旱作農區地膜玉米高產技術標準化推進模式[J].陜西農業科學，2012（6）：271-273.

[4] 方鋒，黃占斌.黃土丘陵區壟溝改良措施對玉米水分利用效率的影響[J].干旱地區農業研究，2006，24（5）：20-24.

[5] 宋水華，宋良孌.界限溫度初終日期的確定及意義[J].沙漠與綠洲氣象，2009（增刊1）：113-114.

[6] 魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術[M].北京：氣象出版社，1999：42-66.

[7] 劉月娥.玉米對區域光、溫、水資源變化的相應研究[D].北京：中國農業大學，2013.

[8] 翟治芬，胡瑋，嚴昌榮，等.中國玉米生育期變化及其影響因子研究[J].中國農業科學，2012，45（22）：4587-4603.

[9] 朱慶森，曹顯祖，駱亦其，等.水稻籽粒灌漿的生長分析[J].作物學報，1988，14（3）：182-193.

[10] 顧世梁，朱慶森，楊建昌，等.不同水稻材料籽粒灌漿特性的分析[J].作物學報，2001，27（1）：7-14.

[11] 孟戰贏，王育紅，王向陽，等.密度對夏玉米灌漿特性及產量的影響[J].河南農業科學，2011，40（12）：48-51.

[12] 王振華.玉米自交系生理成熟后籽粒自然脫水速率差異研究[C]//中國作物學會.作物科學研究理論與實踐：2000年作物科學學術研討會文集.北京：中國作物學會，2001：3.

[13] 喬江方，李川，劉京寶，等.不同自然脫水類型玉米品種子粒含水率變化與灌漿動態的關系[J].玉米科學，2015，23（5）：96-101.