季节性干旱区不同播期对春玉米生长及产量的影响

汤文光　肖小平　唐海明　张　帆　曾掌权

摘要通过春玉米不同播种期试验,探讨了季节性干旱区不同播期对春玉米植株形态、叶绿素含量及产量的影响,分析了春玉米不同播期与避旱减灾和种子发芽出苗的关系。结果表明,随着播种期的推迟,春玉米成熟期推迟,易遇季节性干旱危害,产量降低;在选择早熟品种、适当提早播种、加强培育管理的前提下,能避开季节性干旱,有利于春玉米高产稳产,其适宜播种期为3月中旬至4月上旬。

关键词春玉米;播种期;性状;产量;影响;季节性干旱区

中图分类号S513文献标识码A文章编号 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

湖南地处东南红黄壤丘陵区,属亚热带季风湿润气候,年降水量在1 200~1 700mm,但降雨时空分布不匀,降雨多集中在春末夏初,易发生伏旱或秋旱及伏秋连旱。玉米是该区域主要的旱地作物,年种植面积28.98万公顷,受干旱的影响较为突出,常在春玉米扬花授粉和灌浆期遭受干旱的危害,导致玉米籽粒不饱满,瘪粒率高,千粒重下降,产量降低,一般减产达10%~30%[1]。国内对季节性干旱区玉米防旱减灾技术有一定的研究[2-8],但在玉米避旱减灾方面研究较少。根据该区域季节性干旱发生的规律和特点,研究不同播期对春玉米生长及产量的影响,通过调整春玉米播种期,能避旱减灾,对春玉米高产、农民增收具有重要的现实意义。

1材料与方法

1.1试验品种

供试玉米品种为中糯304。

1.2试验地概况

试验于2007年在湖南省土壤肥料研究所试验基地进行,供试土壤为第四纪红色黏土发育的红壤,pH值6.7,有机质含量4.89g/kg,速效氮23.1mg/kg,有效磷2.7mg/kg,速效钾138.2mg/kg。

1.3试验设计

试验设6个处理,分别为:播种期为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次重复,小区面积20m²,随机区组排列。3月20~30日播种采用薄膜覆盖直播,4月10日至5月10日播种采用露地直播,每小区定苗80株。施肥量为基肥施菜枯2 250 kg/hm²,硫酸钾复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶10∶15)750kg/hm²,追肥于拔节期追施尿素150kg/hm²。其他管理措施同常规大田生产。

1.4试验方法

1.4.1玉米叶绿素含量测定。用SPAD-502型叶绿素测定仪测定玉米倒3叶中部的叶绿素相对含量(以SPAD值表示),每小区测30片叶,取平均值。

1.4.2玉米经济性状考察。每小区取10株测量株高、穗位高、穗行数、行粒数、穗粒数、棒重等经济性状。

1.4.3数据统计方法。数据统计和相关分析用SPSS软件完成。

1.4.4气象资料。降水量、蒸发量、气温等气象资料由湖南省气象科学研究所提供。

1.4.5农业干旱指标。农业干旱指标用农业缺水率K(%)表示。不同时段内农作物需水量(E)与降水量(R)之差为缺水量(D),缺水量(D)与需水量(E)之百分比即为农业缺水率(K)。农业需水量(E)受多种因子制约,其中温度因子是主要的。因此,本文采用农作物需水量受温度影响为主的计算方法[9,10],即:

E=0.16Σt

式中:Σt是分析时段内日平均气温大于0℃的积温。农业缺水率(K)按下式计算:

K=(E-R)/E=D/E×100%

K值越大表示干旱越严重。其干旱程度分级为:1级,轻旱,K≤25%;2级,中旱,25%75%。

2结果与分析

2.1不同播期对春玉米生育期的影响

由表1可知,同一玉米品种播种期不同,其生育期也不同播期。从3月20日至5月10日,随着播种期的推迟和气温的升高,成熟期推迟,生育期缩短。3月20日播种,成熟最早,生育期最长,为106d;5月10日播种,成熟最迟,生育期最短,只有79d。3月20日和3月30日采用地膜覆盖直播,能够在5月下旬进入抽雄期,7月上旬成熟。每推迟10d播种,抽雄期推迟5~8d,成熟期推迟4~6d。说明在适宜播种条件下,春玉米提早播种,能提早成熟,有利于避开季节性干旱的危害。

2.2不同播期对春玉米叶绿素含量的影响

由图1可知,不同播期的春玉米在抽雄前同一生长时期叶片的叶绿素相对含量差异不显著,但灌浆至成熟期,随着播种期的推迟,叶绿素相对含量呈梯度下降的趋势,特别是4月30日、5月10日播种的玉米生长后期叶绿素含量显著下降。SPAD值比3月20日播种处理抽雄期分别降低了12.5%和19.4%,乳熟期降低了22.3%和32.1%,成熟期分别降低了34.1%和41.2%。主要是干旱导致春玉米生长后期叶片叶绿素含量降低[11,12]。说明春玉米播种期提早有利于避开伏旱,提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,促进玉米生长。

2.3不同播期对春玉米经济性状及产量的影响

由表2可知,玉米经济性状随播种期的推迟而变化。株高、穗位高各处理间差异不显著;穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、棒重等性状随着播种期的推迟呈下降趋势;秃顶随着播种期的推迟呈增加趋势。说明提早播种有利于延长植株营养生长期,改善玉米经济性状,为高产打下良好的基础。

由表3可知,春玉米产量随着播种期的推迟而降低。产量以3月30日播种处理最高,为6 501.0kg/hm²,比5月10日播种处理增产1 660.5kg/hm²,增产34.3%。5月10日播种分别与3月20日、3月30日播种处理之间产量差异达极显著水平,与4月10日播种处理之间产量差异达显著水平。说明该区域春玉米最佳播种期为3月中旬至4月上旬。

2.4春玉米不同播期与避旱减灾的关系

玉米生长耗水量大,一般全生育期需水量早熟品种为350~400mm,中熟品种为400~450mm,迟熟品种为450~500mm。玉米不同生育阶段对水分的要求也不相同,前期需水较少,拔节期至灌浆期需水最多,占总需水量的50%以上。湖南虽然降水丰富,多年平均降雨量为1 427mm,但雨量多集中在雨季的3个月时间内,一般占全年的40%~50%。一般年份,湘、资流域雨季在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,一般只占全年总雨量的20%左右,降雨量的时空分布不均与农作物集中需水期形成了极大的反差,由此形成了湖南干旱的季节性规律:以伏秋干旱为主,春旱次之。一般年份干旱分为2个阶段,第1阶段出现在6月底至7月下旬,第2阶段出现在8月中下旬至9月下旬[13]。春玉米易受伏旱威胁的生育阶段为抽雄至成熟期。本研究春玉米播种期从3月20日至5月10日,根据观察记载结果和农业缺水率分析(见表4),3月中下旬至4月上旬播种的玉米,5月下旬至6月上旬抽雄,7月上中旬成熟,抽雄灌浆阶段与伏旱耦合时间较短,为14~24d,并且此阶段干旱程度为中旱或轻旱,对春玉米的抽雄灌浆影响较少;4月中下旬至5月上旬播种,6月中下旬抽雄,7月下旬成熟,抽雄灌浆阶段与伏旱耦合时间较长,为30~38d,干旱程度达重旱或极旱,对春玉米抽雄灌浆影响较大。春玉米播种期提早,有利于避开6月下旬至7月下旬的干旱影响,提高产量。因此,根据湖南伏旱的规律和特点,春玉米最佳播种期为3月中下旬至4月上旬。

2.5提早春玉米播种期与种子发芽出苗的关系

玉米种子发芽出苗对温度有一定的要求。玉米种子发芽的最低温度为6~8℃,但发芽速度缓慢,出苗时间长,易霉烂;在10~12℃时即可正常发芽出苗。一般以日平均气温稳定通过10℃的初日为玉米播种的最早日期。因此,湖南大田直播春玉米的适宜播种期,长沙地区在3月23日以后,湘南可提早2~3d,湘北应推迟2~3d。播种过早,温度过低,出苗速度慢,出苗不齐,易出现缺苗和形成弱苗,影响产量;播种过迟,成熟期推迟,生育后期易遇伏旱和干热风的影响而降低产量。采用地膜覆盖播种,因膜内温度比露地直播日平均温度高3.0~3.5℃,其最早播种期的日平均气温应稳定在8℃以上,可比露地直播提早播种8~12d。因此,在采用地膜覆盖条件下,湖南春玉米最早可以在3月中旬播种。

3结论

在适宜播种条件下,提早春玉米播种期,能提早成熟,有利于避开季节性干旱的危害;同时能促进玉米生长,提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,提高产量。春玉米最佳播种期为3月中旬至4月上旬。

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