播期对山东夏玉米生长发育和产量形成的影响

陈辰+李楠+薛晓萍+李鸿怡+李曼华+张继波+董智强+李文科

摘要：以浚单20为供试材料，探索不同播期对山东夏玉米生长发育和产量形成的影响。结果表明，随播期推迟玉米生育期缩短，播期每推迟1 d，生育期缩短0.35 d，生育期缩短主要表现在出苗至抽雄阶段。随播期推迟，玉米穗位高表现为先增加后降低的趋势，茎粗则逐渐减少，株高变化趋势不明显；玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒质量呈逐渐减少趋势；产量呈逐渐降低的变化趋势。播期每推迟1 d，产量减少0.7%～1.7%，主要是通过影响玉米百粒质量、穗粒数、穗长从而影响最终产量的形成。抽雄期至成熟期平均气温以及全生育期积温和气温日较差等气象因子对产量影响较大。一定范围内抽雄期至成熟期气温越高，越有利于玉米灌浆，结果产量越高；全生育期积温越多、气温日较差越大，玉米产量越高。

关键词：夏玉米；播期；生长发育；产量

中图分类号： S513.04文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）12-0052-04

玉米是全国重要的粮食、经济、饲料和能源作物，玉米高产稳产对国家粮食安全和社会经济有重要的战略意义。玉米高产稳产不仅取决于品种的更替和栽培措施的优化，还与播期的适宜程度存在密切关系[1-3]。播期改变使作物不同生育阶段的光、温、水等气候要素的配置不同，从而造成作物生长发育和产量形成改变[4-5]。适宜播期是实现作物高产的必要条件之一，是充分利用生态环境条件来趋利避害和将作物生长置于有利气候条件之下的关键[6-8]。

目前，全球气候正经历着一场以变暖为主要特征的显著变化[9]，IPCC第五次评估报告指出，1983—2012年是北半球1400年以来最热的30年，温度升高改变了全球降水的时空格局，极端天气和气候事件更加频繁发生，而农业生产因其对气候条件特殊的依赖性，所遭受的影响也越来越明显。因此，研究气候变化背景下播期对玉米生长发育和产量形成的影响，对更好地适应气候变化和指导生产具有重要意义。

关于播期对玉米生长发育和产量形成的研究已有较多报道[10-15]，但对山东地区研究尚且不多。本研究以浚单20为材料进行分期播种试验，探索播期对玉米生长发育和产量形成的影响，旨在为玉米品种的推广应用及高产稳产栽培技术提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验站点概况

本研究于2014、2015年在山东省德州市夏津县北城街道办事处罗庄村（116°01′E，36°59′N）进行，试验点土壤类型为黏质沙壤土，属温带大陆性季风气候，年平均降水量 492.1 mm，年平均气温13.1 ℃。

1.2试验设计

试验品种为浚单20，以常年小麦成熟期推迟3～5 d为正常播期，然后以10 d为间隔期，分别设置1个提前播期和1个推迟播期。试验点常年小麦成熟期为6月6日，选取6月10日为正常播期，6月1日为提前播期，6月19日为推迟播期，共3个播期；行距0.6 m，株距0.28 cm，试验3次重复；其他管理措施同一般大田。

1.3测定项目与方法

1.3.1生育期观测记录玉米主要生育时期，分别为出苗期、3叶期、7叶期、拔节期、抽雄期、吐丝期、成熟期。

1.3.2植株性状每小区选取代表性好的玉米植株10株，挂牌标记，在3叶期、7叶期、拔节期、抽雄期、吐丝期测定植株高度，并在吐丝期测定茎粗和穗位高。

1.3.3穗部性状、产量及产量结构在玉米成熟后，每小区取2行，每行连续收取10株，共20株，自然风干，进行产量结构分析，分别测定各小区果穗长、果穗粗、穗粒数、秃尖比、百粒质量等产量构成要素。

以上项目的具体测定方法均按照农业气象观测规范进行。

1.3.4气象数据气象数据包括玉米生长期内日平均气温、日最高气温、日最低气温、逐日降水量和日照时数，该数据由夏津县气象局提供。

1.4数据处理与统计分析

数据采用Excel 2007进行处理和作图，采用SPSS 17.0进行统计分析。

2结果与分析

2.1夏玉米生长季气象条件分析

2014年、2015年玉米生长季内（6—9月），降水量分别为324.6、322.2 mm，平均气温分别为24.2、24.7 ℃，≥10 ℃活动积温分别为 1 696.9、1 789.0 ℃/d，累积日照时数分别为801.7、879.3 h。对比2年的光、温、水等条件，2年的平均温度几乎相同，积温也相差不大；2年降水几乎相等且分布不均，6、7月降水偏多，8、9月降水偏少，相比2014年，2015年降水量的分布更加不平均，7月上旬、8月中旬、9月下旬基本为零（图1）；而日照时数2015年比2014年偏多78 h。

2.2播期对夏玉米生长发育的影响

从表1可以看出，2014年、2015年玉米生育期均随播期推迟呈缩短的变化趋势。与提前播种比较，2014年正常播种和推迟播种生育期分别缩短6、7 d，2015年则分别缩短5、7 d；出苗期至抽雄期缩短较多，该阶段2014年正常播種和推迟播种相比提前播分别缩短4、6 d，2015年则分别缩短4、7 d，由于播期推迟后，玉米出苗期至抽雄期阶段光、温、水等条件配置更好，玉米生育进程加快；2年试验播种期至出苗期、抽雄期至成熟期生育进程变化不大。经回归分析，2年试验结果均为播期每推迟1 d，生育期缩短0.35 d。

2015年，玉米株高随播期推迟表现为逐渐增加，播期间差异不显著；穗位高随播期推迟表现为先增加后降低，正常播种最高，推迟播种次之，提前播种最小，播期间差异不显著；茎粗则随播期推迟表现为逐渐减小，播期间差异不显著。

2.4播期对夏玉米穗部性状的影响

从表3可以看出，2014年播期推迟后，玉米穗长、穗粗变化趋势相同，均呈减少趋势。与提前播种比较，正常播种和推迟播种穗长分别减少2.3、2.2 cm；穗粗分别减少0.2、0.4 cm。秃尖比随播期推迟表现为先减小后增加，但播期间差异不显著。穗粒数、百粒质量则随播期推迟均呈逐渐减少的变化趋势，除正常播与推迟播之间的穗粒数差异不显著之外，其他处理间差异显著。endprint

2015年，播期推迟后，玉米穗长变化不大，变化趋势虽表现为逐渐减小但播期间差异不显著；穗粗呈逐渐减小的变化趋势，但处理间差异不显著；秃尖比则呈现出先增加后减少的变化趋势，其中正常播种最大，提前播种次之，推迟播种最小，且秃尖比在正常播和推迟播间差异显著。穗粒数、百粒质量则随播期推迟均呈逐渐减少的变化趋势，但处理间差异不显著。

2.5播期对夏玉米产量的影响

从图2可以看出，2年试验中，玉米产量随播期推迟均呈逐渐降低的变化趋势。2015年正常播和推迟播较提前播玉米产量分别降低8%、11%；2014年玉米产量降低幅度更加明显，分别达到19%、31%。分析结果，2014年播期每推迟 1 d，

产量减少1.7%；2015年播期推迟1 d，产量减少0.7%。

从表4可以看出，玉米经济性状与产量的相关关系由大到小依次为百粒质量、穗长、穗粒数、秃尖比、穗粗。其中，穗粗和秃尖比与产量之间呈负相关，但不显著，而穗长、百粒质量和穗粒数与产量之间呈极显著正相关。从表5可以看出，玉米經济性状对玉米产量直接作用大小依次为百粒质量、穗粒数、穗长、秃尖比、穗粗；其中，百粒质量、穗粒数、穗长为正值，而秃尖比、穗粗为负值。对比相关分析，百粒质量依然排在首位，穗粒数超过穗长排在第2位，穗长下降到第3位，秃尖比和穗粗位置未发生变化，仍排在最后2位。表明百粒质量、穗粒数、穗长三因素对玉米产量形成影响较大。

为进一步研究播期对玉米产量的影响，选取不同生育阶段的气象要素与玉米产量进行相关分析，由于试验采取正常田间管理的方式，灌溉条件较好，因此，只将产量与播种期—出苗期、出苗期—抽雄期、抽雄期—成熟期及全生育期平均气温、日照时数、≥10 ℃有效积温及温度日较差作相关分析。通过分析不同生育阶段气象因子与产量之间的关系（表6），分析结果产量与抽雄期—成熟期平均气温以及全生育期积温和气温日较差呈显著正相关；与出苗期—抽雄期平均气温以及播种期—出苗期积温呈负相关，与其他生育阶段的其他气象要素呈正相关，但均不显著。表明玉米产量主要受抽雄期

3讨论与结论

本研究结果表明，随播期推迟玉米生育期缩短，本结论与前人研究结果[16-20]一致。薛庆禹等研究结果，播期每推迟 1 d，生育期缩短0.2～0.6 d[17]；马树庆等研究发现，播期每提前10 d，生育期延长9 d[18]；本研究结果播期每推迟1 d，生育期缩短0.35 d。玉米出苗期至抽雄期阶段持续天数缩短较多，与李文科等研究结果[4，20]比较一致，该阶段缩短天数占生育期缩短总天数的比例高达66.7%以上；刘明等研究发现，随播期推迟玉米播种至拔节阶段缩短明显[6]，罗新民等研究认为，播期推迟对出苗、抽雄及成熟期影响较大，本研究结果与其有所不同。本试验还发现玉米播种期至出苗期和抽雄期至成熟期阶段持续天数变化不大。

已有研究表明，随播期推迟玉米穗位高增加，茎粗减少，株高与出苗至吐丝阶段的平均温度有关系[17]；张宁等研究表明，随播期推迟玉米穗位高和株高增加，茎粗减小[21]。本研究结果，随播期推迟，玉米穗位高表现为先增加后降低，茎粗表现为逐渐减少，株高变化趋势不明显，与前人研究结果不尽相同。

大量研究表明，播期对玉米穗部性状和产量均有显著影响[21-23]。本研究结果，玉米穗长和穗粗虽然与品种遗传特性密切相关，但在一定程度上也会受到播期的影响，玉米穗长和穗粗随播期推迟呈减少趋势变化；穗粒数和百粒质量呈逐渐减少趋势；而秃尖比则受开花授粉期间光、温、水等气象条件影响明显，高温干旱或者寡照多雨对玉米授粉和籽粒发育不利从而会影响秃尖比，因此秃尖比的变化趋势有一定的偶然性，2年分别表现为随播期推迟先减少后增加和先增加后减少；产量呈逐渐降低的变化趋势，播期提前更加有利于玉米高产，播期每推迟1 d，产量减少0.7%～1.7%。

从穗部主要性状与产量的相关性来看，相关关系由大到小依次为百粒质量、穗长、穗粒数、秃尖比、穗粗；其中，穗粗和秃尖比与产量之间负相关不显著，而穗长、百粒质量、穗粒数与产量间呈极显著正相关。从产量与穗部主要性状的通径分析来看，各性状对产量直接作用的大小依次为百粒质量、穗粒数、穗长、秃尖比、穗粗；其中，百粒质量、穗粒数、穗长为正作用，而秃尖比和穗粗为负作用。本研究结果表明，播期主要是通过影响玉米百粒质量、穗粒数、穗长三因素从而影响最终产量的形成。

前人研究结果表明，玉米产量受积温、光能辐射量、日均温度影响较大[24]，其中开花到成熟阶段的积温影响最大。本研究认为，玉米产量主要受抽雄至成熟期平均气温以及全生育期积温和气温日较差等气象因子的影响。抽雄以后，一定范围内，气温越高对玉米灌浆越有利，产量越高；全生育期积温越多、气温日较差越大，玉米产量越高。

值得注意的是，当前研究区域种植模式多为冬小麦—夏玉米轮作，夏玉米播种时间受前茬作物收获时间所限，今后还需从冬小麦—夏玉米周年角度进一步深入研究。

参考文献：

[1]李向岭，李从锋，侯玉虹，等. 不同播期夏玉米产量性能动态指标及其生态效应[J]. 中国农业科学，2012，45（6）：1074-1083.

[2]侯玉虹，陈传永，郭志强，等. 春玉米不同产量群体叶面积指数动态特征与生态因子资源量的分配特点[J]. 应用生态学报，2009，20（1）：135-142.

[3]张宾，赵明，董志强，等. 作物产量“三合结构”定量表达及高产分析[J]. 作物学报，2007，33（10）：1674-1681.

[4]Cirilo A G，Andrade F H. Sowing date and maize productivity：crop growth and dry matter partitioning[J]. Crop Science Society of America，1994，34（4）：1039-1043.endprint