陕西关中地区夏玉米适时延收的增产效应

杨小敏，郝明德,1b，王忠有，黄耀明，张 涛

(1 西北农林科技大学 a 资源环境学院，b 水土保持研究所，陕西 杨凌712100；2 渭南市农机推广站，陕西 渭南 714000；3 宝鸡市农机管理中心，陕西 宝鸡 721000；4 咸阳市农机管理中心，陕西 咸阳 712000)

玉米是我国三大粮食作物之一，是优良的饲料和重要的工业原料，其种植面积占全国粮食作物面积的1/4[1]。在玉米生产中，确定适宜的收获期是提高籽粒产量和品质的保证。但关于玉米成熟并没有统一定量标准，通常人们以苞叶发白干枯、籽粒变硬为成熟标准。但有研究提出，玉米籽粒乳线消失是成熟的定量指标[2]。还有研究表明，玉米籽粒基部黑色层形成是成熟的标志[3]。孟庆平等[4]研究发现，玉米具有“假熟性”，果穗苞叶白皮时乳线基本在籽粒的1/2～2/3 处。大量研究则显示，在籽粒 2/3 乳线期到黑色层出现时期，收获玉米可获得最高的干物质产量[5-6]。因此，当玉米苞叶变白时收获，千粒质量仅为完熟期的85%～90%，此时收获籽粒产量会减少10%～15%[7-8]。陕西关中地区夏玉米种植区普遍在玉米苞叶变白时收获，有的甚至在玉米苞叶没有完全变白时就开始收获，造成玉米减产，后期光热资源也被大量浪费。同时，夏玉米早收促使冬小麦早播1周左右，而统计结果显示，近10余年来冬季气温明显提高，小麦早播易旺长，抗寒能力下降，易受冻害[9]。针对陕西关中地区夏玉米收获时间普遍偏早的实际问题，本试验分析了该区不同收获时期夏玉米的千粒质量、籽粒产量，以及植株地上部分各器官的养分变化，旨在为夏玉米适时延收增产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

陕西关中地区土壤肥沃，光照充足，农业历史悠久。该区年平均气温为12～13.6 ℃，属暖温带。四季分明，冬夏较长，春秋气温升降急骤，夏有伏旱，秋多连阴雨。年平均降雨量604 mm，且主要集中在 7-9 月。关中盆地为棕壤-褐土地带，农业土壤类型主要为垆土，是褐土剖面上具有覆盖层的亚类。本试验选择了渭南市临渭区下吉镇示范基地、咸阳市农科所试验基地、杨凌水保所试验基地、宝鸡市陈仓区慕仪镇五星村作为夏玉米延迟收获试验场地。其中以渭南为关中夏玉米东部地区代表，杨凌和咸阳为中部地区代表，宝鸡为西部地区代表。供试夏玉米品种为郑单958和先玉335，播种密度为 60 000 株/hm2。

1.2 试验方法与测定项目

试验区夏玉米在生育期要保证水肥需求，不同品种的肥料施用量相同，管理措施同一般高产大田。杨凌试验区夏玉米于2012-06-12播种，在玉米吐丝盛期，选择吐丝时间及长势一致的玉米挂牌标记，从09-26开始，每隔3 d取挂牌标记的玉米样3株，至9 d后每隔5 d取1次样，延收24 d(10-20)。其他3个试验区的取样方法同杨凌试验区：渭南试验区夏玉米于2012-06-11播种，从09-26开始，每隔4 d取1次样，延收12 d(10-08)；咸阳试验区夏玉米于2012-06-09播种，从10-02开始，每隔5 d取1次样，延收10 d(10-12)；宝鸡试验区夏玉米于2012-06-14播种，从10-07开始，每隔5 d取1次样，延收10 d(10-17)。环剥各收获期玉米穗中部籽粒200粒，烘干后统计每次收获的千粒质量，同时记录各收获期的籽粒产量。

植株养分含量测定：分别测定每个收获期玉米叶片、茎秆、穗轴、籽粒的氮、磷、钾含量(杨凌、渭南试验区选择第1次收获期、中间1次收获期以及最后1次收获期的样品进行分析)。分析各样品养分含量时，先将风干后粉粹的样品用 H2SO4-H2O2消煮，氮含量用凯氏定氮法测定，磷含量用钒钼黄比色法测定，钾含量用火焰光度计测定[10]。测定结果均以风干基表示。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel 2007进行试验数据的基本运算以及制图，用SPSS17.0进行各处理之间数据的方差分析和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 延迟收获时间对夏玉米籽粒产量和千粒质量的影响

由图1～4可知，随着收获时间的延迟，杨凌、渭南不同品种夏玉米籽粒产量和千粒质量均呈增加趋势，但不同地区不同品种增加幅度有差异。在杨凌试验区，郑单958籽粒产量表现为延收前9 d(10-05)增幅较大，9 d后增幅较小，延收9 d籽粒产量较第1次收获(09-26)增加了20.8%；延收24 d(10-20)籽粒产量较第1次收获增加了23.6%，平均日增产104.6 kg/hm2。先玉335籽粒产量增长率在延收19 d(10-15)时达到最大值，增幅为26.6%，平均日增产143.6 kg/hm2，之后籽粒产量增幅较小。郑单958和先玉335千粒质量增长率则均在延收14 d (10-10)时达到最高，增幅分别为40.9%和 13.3%，平均日增加9.0和3.5 g。

由图3和图4可知，在渭南试验区，延迟收获对不同品种夏玉米籽粒产量和千粒质量影响明显。郑单958和先玉335的籽粒产量增长率均在延收8 d(10-04)时达到最大值，8 d后增幅变小，其中郑单958延收8 d籽粒产量较第1次收获(09-26)增加了 17.5%，先玉335延收8 d时籽粒产量较第1次收获增加了18.6%，平均日增产分别为233.5和 250.4 kg/hm2。 千粒质量增长率均在延收4 d(09-30)时最大，增幅分别为10.5%和7.9%，平均日增加8.9和7.3 g。

图 1 延迟收获时间对陕西杨凌夏玉米籽粒产量的影响

图 3 延迟收获时间对陕西渭南夏玉米籽粒产量的影响

表1显示，在咸阳试验区，收获时间的延长能明显提高不同品种夏玉米的籽粒产量和千粒质量。延收10 d(10-12)时，郑单958和先玉335籽粒产量分别较第1次收获(10-02)增加了23.9%和33.3%，平均日增产246.73和325.48 kg/hm2；千粒质量增幅分别为23.5%和18.6%，平均日增加7.3和5.9 g。

表1显示，在宝鸡试验区，延长收获时间对不同品种夏玉米籽粒产量和千粒质量的影响趋势与咸阳试验区相同。延收10 d(10-17)，郑单958籽粒产量和千粒质量的增幅分别为12.0%和15.8%，平均日增产10.93 kg/hm2，日增千粒质量4.5 g；先玉335籽粒产量和千粒质量的增幅分别为18.8%和18.6%，平均日增产192.38 kg/hm2，日增千粒质量5.4 g。

表 1 延迟收获时间对咸阳、宝鸡试验区夏玉米籽粒产量和千粒质量的影响

2.2 延迟收获时间对夏玉米不同器官养分含量的影响

2.2.1 氮素含量 表2显示，延迟收获时间对夏玉米植株不同器官中氮素分配的影响不同。在4个试验区，随着收获时间的推迟，郑单958和先玉335叶片、茎秆和穗轴中的氮含量逐渐减少，而籽粒中的氮含量逐渐增加。在杨凌试验区，延收24 d时，郑单958叶片、茎秆、穗轴中的氮含量分别较第1次收获时减少了28.4%，4.9%和25.6%，而籽粒中的氮含量增加了7.7%；先玉335叶片、茎秆、穗轴中的氮含量分别较第1次收获时减少了11.1%，30.9%和23.3%，而籽粒中的氮含量增加了23.8%。因此，延迟收获能够促进不同品种夏玉米叶片、茎秆、穗轴中的氮素向籽粒转移，从而提高了玉米籽粒品质。

表 2 延迟收获时间对陕西关中地区夏玉米不同器官氮含量的影响

2.2.2 磷素含量 表3显示，延迟收获时间对夏玉米植株不同器官中磷素分配趋势的影响与氮素相同。在4个试验区，随着收获时间的推迟，郑单958和先玉335叶片、茎秆、穗轴中的磷含量减少，而籽粒中的磷含量增加。在杨凌试验区，延迟收获24 d时，郑单958叶片、茎秆、穗轴中的磷含量分别较第1次收获时减少了20.9%，27.3%和30.3%，而籽粒磷含量增加了12.7%；先玉335叶片、茎秆、穗轴中的磷含量分别较第1次收获时减少了19.5%，42.6%和50.0%，而籽粒磷含量增加了17.4%。因此，延迟收获同样有利于籽粒中磷素的累积，并且籽粒中磷素的大部分增加量来源于玉米叶片、茎秆、穗轴等器官。

表 3 延迟收获时间对陕西关中地区夏玉米不同器官磷含量的影响

2.2.3 钾素含量 表4显示，延迟收获时间对夏玉米植株不同器官钾含量的影响有一定差异。在4个试验区，收获时间的推迟有利于夏玉米茎秆钾含量的增加，相应地降低了其他器官(叶片、穗轴和籽粒)的钾含量。在杨凌试验区，延迟收获24 d时，郑单958茎秆钾含量较第1次收获时增加了57.1%，而叶片、穗轴、籽粒中钾含量则分别减少了23.1%，18.4% 和20.9%；先玉335茎秆钾含量较第1次收获时增加了49.3%，而叶片、穗轴、籽粒中钾含量则分别减少了29.8%，20.6%和 18.1%。上述结果与钾素在作物中的分布是一致的。钾素主要分布在作物茎秆中，其功能是促进作物光合作用，提高CO2的同化率。延长收获时间，玉米仍要维持利用光温资源的能力，因此其他组织的钾素就会向茎秆转移，以确保该组织所需钾素的浓度。

2.3 不同收获时间对夏玉米生育期积温利用的影响

夏玉米整个生育期需要0 ℃以上积温为 2 600～2 800 ℃，有效积温(≥10 ℃)为 1 400～1 600 ℃，抽穗到灌浆期日平均气温稳定在 24～26 ℃以上，光照时数在 800～1 000 h以上[11]。根据小麦栽培学要求，陕西关中灌区冬小麦合理的播期取决于小麦越冬前积温(越冬前0 ℃以上积温在 550～600 ℃)。表5列出了2008-2012年陕西关中地区不同试验区延迟收获条件下夏玉米生育期平均积温以及冬小麦越冬前平均积温。据调查，2008-2012年，渭南夏玉米习惯收获时间基本在9月底，杨凌和咸阳在10-01左右，宝鸡在10-05-10-10。

从满足夏玉米生育期所需积温和冬小麦越冬前积温的条件(表6)可以看出，杨凌和咸阳地区夏玉米可推迟10 d左右收获，即该区玉米可于10-10左右收获，同时冬小麦于10-10左右种植为宜；渭南地区夏玉米收获时间可推迟10～15 d，即夏玉米收获时间在10-10之后，同时保证冬小麦于10-15之前种植为宜；而宝鸡地区则难以同时满足夏玉米生育期积温和冬小麦越冬前积温的条件，因为该地区不具备夏玉米延迟收获的积温因素，夏玉米最晚应于10-10之前收获，要保证冬小麦于10-10之前播种。

表 5 2008-2012年陕西关中地区不同试验区延迟收获条件下夏玉米的生育期积温和冬小麦越冬前积温

3 讨论与结论

近年来大量研究结果表明，玉米延迟收获有明显的增产效果。路海东等[12]的研究表明，不同密度、灌水和施氮措施下，收获期与玉米千粒质量和产量呈线性相关关系，收获期每推迟1 d，产量增加174.71～232.33 kg/hm2。陈现平[13]在淮北地区的延迟收获试验表明，收获推迟10～ 17 d，夏玉米可增产17.7%～24.1%。卜俊周等[14]在河北省的研究表明，收获期延迟20 d左右，夏玉米籽粒产量增加了22.5%。本试验中， 陕西关中地区夏玉米在目前的产量水平下，不需增加任何投入，延迟收获 10～24 d，籽粒产量的增幅为17.5%～33.3%，平均日增产104.6～325.38 kg/hm2，平均日增千粒质量3.5～9.0 g；同时，随着收获时间的推迟，夏玉米地上部分植株器官养分含量的变化趋势表现为，氮、磷在叶片、茎秆、穗轴中的累积量减少，在籽粒中的累积量增加，从而提高了籽粒品质，钾素则表现为在茎秆中的累积量增加，在叶片、籽粒、穗轴的累积量减少。

光温是玉米生长的关键气象因子，玉米产量与生育期的积温、日照等气象因子呈极显著相关，其中积温的直接效应最大[15-17]。因此可以认为，延迟收获的增产原因主要是提高了玉米籽粒对积温的利用。李月华等[18]在河北省的延迟收获试验表明，夏玉米千粒质量的增加与全生育期的积温呈极显著正相关，同时长期缺光影响千粒质量的增加。鲍艳杰等[19]在黄土高原区对春玉米的试验表明，玉米延迟收获增加了籽粒对光温资源的利用，有利于籽粒灌浆，提高千粒质量，是产量增加的主要原因。

陕西关中地区光热资源丰富，为夏玉米的生长提供了优厚的条件，但是该地区夏玉米收获时间都普遍偏早，关中中东部一般都在9月底收获，造成了光热资源的极大浪费。本试验结果表明，关中东部地区夏玉米延迟收获10～15 d，可多利用的积温为 173.1～254.3 ℃，关中中部地区延迟收获5～10 d，可多利用的积温为83.8～160.2 ℃。根据近几年关中地区夏玉米生育期平均积温以及冬小麦越冬前平均积温，可以确定关中东部地区夏玉米收获时间可在当地农民习惯收获的基础上推迟10～15 d，即收获日期以10-10-10-15为宜；中部地区推迟10 d左右，收获时间在10-10左右为宜；西部地区则应确保在10-10之前完成夏玉米收获。

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