春玉米種植區(qū)一年兩季鮮食玉米生長及溫度利用效率的比較

俞新華，熊闊，張凱旋，武敏樺，武佳穎，黃智鴻，趙海超，盧海博

（河北北方學院/河北省農(nóng)產(chǎn)品食品質(zhì)量安全分析檢測重點實驗室，河北 張家口 075000）

鮮食玉米是指在乳熟期采收鮮果穗食用或加工的一類特用玉米，包括甜玉米、糯玉米和甜糯玉米[1，2]。鮮食玉米營養(yǎng)豐富、風味獨特且易消化吸收，具有較高的保健價值，是一種優(yōu)良的全谷物食品，其營養(yǎng)價值和公眾可接受性遠高于傳統(tǒng)的粒用玉米[3，4]；而且生產(chǎn)周期短、市場價格高，經(jīng)濟效益顯著[5]。2015～2016年國家先后出臺相關(guān)政策提出要優(yōu)化玉米種植結(jié)構(gòu)，應(yīng)“調(diào)減子粒玉米，擴大青貯玉米，適當發(fā)展鮮食玉米”[6]，為鮮食玉米發(fā)展帶來了機遇。目前，我國鮮食玉米年種植面積為134萬hm2以上。我國是全球最大的鮮食玉米生產(chǎn)國和消費國，合理發(fā)展鮮食玉米產(chǎn)業(yè)對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義[7，8]。

冀西北地區(qū)為我國北方春玉米種植區(qū)，以種植普通型玉米為主[9]。在我國對玉米種植業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的背景下，同時也為了充分發(fā)揮當?shù)刭Y源優(yōu)勢，該區(qū)鮮食玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，目前張家口萬全、懷安等地已成為國家級鮮食玉米產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地[10，11]。目前春玉米區(qū)種植的鮮食玉米多為一年一季單作或收獲后復(fù)種蔬菜[12]，一般在7～8月采收，后期具有較長的休閑期，而充分利用土地和光熱資源可以獲得較高的產(chǎn)量與經(jīng)濟效益。前人對鮮食玉米復(fù)種不同蔬菜的栽培技術(shù)進行了系統(tǒng)研究，在實際生產(chǎn)中有效提高了土地利用效率，大幅度增加了單年產(chǎn)值[13，14]。但截至目前，有關(guān)一年兩熟鮮食玉米的研究較少。田海英等[15]研究認為，第1季鮮食玉米可在3月下旬覆膜播種，第2季最遲在7月20日播種；朱彥輝等[16]研究認為，第2季鮮食玉米要選擇早熟耐熱品種，否則容易造成果穗畸形。以早熟糯玉米品種萬粘3號為試材，通過第1季提早覆膜播種、第2季頂茬播種栽培，分析了兩季鮮食玉米的生長差異，旨為形成冀西北鮮食玉米一年兩熟栽培技術(shù)，實現(xiàn)增產(chǎn)增效。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在張家口市經(jīng)開區(qū)沙嶺子鎮(zhèn)（東經(jīng)115°05′，北緯40°06′）進行。該區(qū)屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，年降水量350～450 mm且降水主要集中在6～8月，年平均氣溫9℃，無霜期110～150 d。

1.2 試驗材料

玉米試材為早熟糯玉米品種萬粘3號，生育期70d。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗地面積約0.33 hm2，采用大小壟種植玉米，大行距65 cm，小行距45 cm，株距35 cm。第1季4月8日播種，播種后全地膜覆蓋；收獲后，頂茬播種第2季。玉米播種量2粒/穴，播種深度2～3cm，密度5.25萬株/hm2，四周設(shè)保護行。第1季，播種前結(jié)合整地基施氮肥（N）500 kg/hm2、磷肥（P2O5）300 kg/hm2和鉀肥（K2O）260 kg/hm2，覆膜前使用除草劑控草，出苗后及時放苗、定苗；第2季，播種時施尿素300 kg/hm2做種肥。其他管理措施同常規(guī)。

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 玉米生育期及溫度。播種后，記載玉米的主要生育期。溫度數(shù)據(jù)來源于張家口市氣象局[17]。計算有效積溫和溫度利用效率：

式中，Th為有效積溫；Ti為逐日平均氣溫；a為生物學下限溫度，鮮食玉米取9℃。

溫度利用效率[18]〔kg/（hm2·℃）〕=單位面積鮮穗產(chǎn)量（kg/hm2）/作物生育期≥10℃有效積溫（℃）

1.3.2.2 葉綠素相對含量和單葉葉面積[19]。乳熟期，用SPAD-502型手持葉綠素儀測定單株可見葉葉片中部的SPAD值，每片葉重復(fù)測定5次；用卷尺測量玉米單株可見葉的長度（L）和最大寬度（W），計算單葉面積（0.75×L伊W），3次重復(fù)。

1.3.2.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。收獲期，全小區(qū)收獲鮮穗，測定產(chǎn)量；隨機取10個果穗進行室內(nèi)考種，測定鮮食玉米的行粒數(shù)、穗粒數(shù)、禿尖長、鮮百粒重和容重等。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理與分析 利用Microsoft Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)分析和繪圖，利用SPSS 25.0軟件進行指標的相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩季鮮食玉米生育進程及生育期有效積溫的比較

第1季、第2季鮮食玉米的生育期分別為78和75 d，第1季的生育期較第2季長3 d；生育期所需有效積溫分別為1 075.4和1 104.6℃，其中第1季大喇叭口期之前各生育階段所需的積溫均低于第2季，大喇叭口期之后各生育階段所需的積溫均高于第2季，最終第2季所需積溫較第1季增加了2.72%（表1）。從各生育階段有效積溫積累水平及其生育期時長可以看出，在一定條件下，玉米生育期隨著溫度的升高而縮短，所需積溫隨溫度的升高而增加。

表1 兩季鮮食玉米的生育期和≥10益有效積溫Table 1 Growth period and effective accumulated temperature above 10益of fresh corn in two seasons

2.2 兩季鮮食玉米葉片SPAD值的比較

第1季鮮食玉米的葉片SPAD值為45.83～65.37，平均57.17，最大值出現(xiàn)在第6片；第2季鮮食玉米的葉片SPAD值為33.9～49.77，平均43.77，最大值出現(xiàn)在第3片葉（圖1）。總體來看，兩季鮮食玉米的葉片SPAD值由下到上呈現(xiàn)先增后降的趨勢，第1季的葉片SPAD值較第2季增加了30.61%。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，兩季鮮食玉米的單葉SPAD值在第4～7葉處存在顯著差異，第1季的單葉SPAD值較第2季增加了38.86%。說明高溫促進了玉米前期葉片生長，進而降低了葉片中葉綠素的累積。

圖1 兩季鮮食玉米的葉片SPAD值Fig.1 Leaves SPAD value of fresh corn in two seasons

2.3 兩季鮮食玉米單葉葉面積的比較

第1季鮮食玉米的單葉葉面積為451.38～814.16cm2，平均679.00 cm2，最大值出現(xiàn)在第5片葉；第2季鮮食玉米的單葉葉面積為121.18～578.92 cm2，平均391.16 cm2，最大值出現(xiàn)在第6片葉（圖2）。總體來看，兩季鮮食玉米的單葉葉面積由下到上呈現(xiàn)先增后減的趨勢，第1季的單葉葉面積較第2季增加了73.59%。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，兩季鮮食玉米的單葉葉面積均存在顯著差異。說明低溫有利于促進玉米葉片面積的增大。

圖2 兩季鮮食玉米的單葉葉面積Fig.2 Single leaf area of fresh corn in two seasons

2.4 兩季鮮食玉米產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的比較

第1季、第2季鮮食玉米的鮮穗產(chǎn)量分別為9 427.60和9 029.70 kg/hm2，百粒鮮重分別為696.00和518.00 g，子粒容重分別為1 179.19和767.37 g/L，第1季的指標值均顯著高于第2季，其中百粒鮮重增加了34.36%，容重增加了53.67%，產(chǎn)量提高了4.41%；行粒數(shù)分別為43.00和41.00粒，穗粒數(shù)分別為558.67和518.00粒，禿尖長分別為2.87和1.33 cm，指標值差異均不顯著（表2）。說明第1季鮮食玉米的產(chǎn)量性狀較優(yōu)。

表2 兩季鮮食玉米的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 2 Yield and its components of fresh corn in two seasons

2.5 兩季鮮食玉米溫度利用效率的比較

第1季、第2季鮮食玉米的溫度利用效率分別為8.77和8.17 kg/（hm2·℃），第1季的溫度利用效率較第2季提高了7.34%，差異達顯著水平（圖3）。說明第1季鮮食玉米有效溫度轉(zhuǎn)化為干物質(zhì)的能力明顯較強。

圖3 兩季鮮食玉米的溫度利用效率Fig.3 Temperature utilization efficiency of fresh corn in two seasons

3 結(jié)論與討論

春玉米種植區(qū)鮮食玉米一年兩季種植可以在充分利用土地及光熱資源的基礎(chǔ)上，獲得較高的產(chǎn)量與經(jīng)濟效益[20]。兩季鮮食玉米生育期間氣候差異較大，特別是溫度差異很大，在一定程度上會影響鮮食玉米的生長發(fā)育，進而影響產(chǎn)量與品質(zhì)。王兵偉等[21]研究表明，相同玉米品種一年2個生長期的表現(xiàn)差異較大。本研究結(jié)果表明，第1季鮮食玉米的生育期較第2季長3 d，所需有效積溫較第2季少29.2℃，溫度利用效率顯著高于第2季（增幅7.34%），在一定條件下玉米生育期隨著溫度的增高而縮短。根據(jù)鮮食玉米生育期和所需積溫可知，冀西北地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)鮮食玉米一年兩季種植，根據(jù)氣溫情況，特別是早霜和晚霜時間，鮮食玉米種植時第1季應(yīng)在4月1～10日播種，第2季應(yīng)在7月10～18日播種。

葉片是玉米進行光合作用的主要器官。研究表明，在一定范圍內(nèi)，玉米葉片葉綠素含量越高，其光合效率越強，干物質(zhì)積累就越多，產(chǎn)量就越高[22，23]。本研究結(jié)果表明，兩季鮮食玉米的葉片葉綠素相對含量與鮮穗產(chǎn)量呈正相關(guān)，與高永剛等[22]研究結(jié)果一致。第1季、第2季鮮食玉米的葉片SPAD峰值分別出現(xiàn)在第6片和第3片葉，且葉片SPAD值在第4～7葉處存在顯著差異；葉面積峰值分別出現(xiàn)在第5片和第6片葉，由下到上呈現(xiàn)先增后減的趨勢，這可能是由于第1季玉米生育期間前期溫度低、后期溫度高，第2季玉米生育期間前期溫度高、后期溫度低造成的。土壤養(yǎng)分和病蟲害也是影響玉米生長的重要因素，特別是第2季鮮食玉米，應(yīng)適時追肥和防治病蟲害，以達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。