播期对哈尔滨地区玉米生长状况及产量的影响

张志国，杨晓强，代云超，刘 丹，高永刚，孙守军，朱建华

（1黑龙江省气象科学研究所，哈尔滨150030；2黑龙江省木兰县气象局，黑龙江木兰151900）

0 引言

玉米是中国主要粮食作物，在中国粮食生产与粮食安全中占有重要地位。玉米是黑龙江省的主要农作物，其播种面积位居黑龙江省粮食作物播种面积的第二位，总产量约占全省粮食总产量的40%。因此，优质高效的玉米生产关系到农业的可持续发展和农民的增收，并关系国家粮食生产和粮食安全。玉米品质及产量受生态环境（光照、温度、水和土壤等）和栽培措施（密度、播种期、收获期和肥料等）的影响较大[1]，适宜的播期是实现作物高产的必要条件[2-3]。玉米栽培环境中的光照、温度、水等气候环境因素可通过播期适当调节，适时播期可充分利用光、温、水等气候资源，增加干物质积累，为玉米高产提供物质基础[4-6]。目前，研究不同播期对作物产量影响的方法主要采用分期播种试验法[7-9]、作物生长模型法[10-13]、最佳季节法[14-15]等。作物模型法具有较强的机理性[16]，最佳季节法也需要进一步改进[15]，这2种方法相对复杂，分期播种试验法具有直观的优点，尽管外推性不足，但其结果能够反映一个地区试验年份的状况。

目前，不同播期对玉米产量和品质的影响[17-18]、干物质积累的影响[3,19-20]、生育期的影响[1,21-22]、生长状况的影响[23-24]等已有较多研究报道，相关研究成果对玉米优质高效生产具有重要的指导意义。然而，不同播期的玉米生长发育过程中气象条件存在明显差异，而且由于各品种特性和生产区域不同，其研究结果不尽一致[25-26]。因此，笔者结合哈尔滨地区生产实际，采用分期播种试验法，针对性的设计3个播期，探讨松嫩平原哈尔滨地区主栽玉米品种在不同播期下的生长状况和产量，寻求适宜播期，以期为本地区玉米的农业生产提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验地点在哈尔滨市阿城区农业气象试验观测场，供试玉米品种为当地主栽品种‘宏育29’，试验时间为2015年，处理3个播期（T1为4月25日，T2为5月6日，T3为5月11日）和2次重复，其中T2处理与当地玉米播种日期相近。T1、T2和T3处理每个播期播种面积为1170m2，机械起垄直播，当地播种密度（56767株/hm2），肥料为磷酸二铵与复合肥(1:2)，施肥量525 kg/hm2，播种后无灌溉，自然降水，常规管理。玉米出苗后各生育期间光、温、降水等气象条件与常年相似，无农业气象灾害发生，有代表性。

1.2 观测内容

遵循《农业气象观测规范》，玉米生育期观测为出苗、三叶、七叶、拔节、大喇叭、抽雄、乳熟、成熟，3个处理各主要发育期取样5株测量株高、叶面积指数、干物重、生长率，进入成熟期各处理取样40株测定果穗长、果穗粗、穗粒数、百粒重、籽粒与茎秆比。同期逐日气温、降水、日照时数等气象资料来源于哈尔滨市气象观测站。

1.3 数据分析

采用数理统计及绘图比较等方法，分析比较不同播期的生育期日数、叶面积指数、干物质积累与分配、生长率、产量结构等差异，及其不同播期温、光、水等气候因素的协同配合情况，以此为基础，确定哈尔滨地区玉米适宜播期。

2 结果与分析

2.1 不同播期对玉米生育期与株高、叶面积指数的影响

不同播期下的温、光、水等气候资源对玉米生育期日数有一定的影响，但对株高、叶面积指数的影响不大。不同播期生育期日数存在差异，随播种期推迟玉米生育进程加快（见表1），T1、T2和T3处理玉米全生育期日数分别为156、147和142天，T1、T2处理较T3处理生育期日数分别增加14天和5天。不同播期处理中各生育期的差异主要在播种—出苗期，其中T1处理较T2、T3处理播种—出苗日数晚9～10天，这是因为玉米T1处理的播种—出苗期土壤湿度较低，4月下旬种子所在的土壤10 cm深度相对湿度仅为47%，尽管温、光条件较好，但土壤干旱，致使T1处理的种子萌发较晚，出苗期推迟。尽管适时早播可延长玉米生育期日数，但在充分利用气温、光照、降水等气候资源的原则下，适时早播应考虑土壤水分问题或春季第一场透雨问题。

表1 不同播期玉米生育期与株高

不同播期玉米主要生育期的株高、叶面积指数差异不明显（图略），主要是由于随播期推迟玉米生长前期所处环境气温高，水分充足，中期生长迅速，叶片发育良好，致使对不同播期玉米的株高和叶面积的影响不大，但其后期的干物质积累与分配对产量差异产生重要影响。

2.2 不同播期对玉米干物质积累与分配的影响

干物质的积累及其分配是玉米产量形成的重要基础。玉米全生育期干物重呈S型曲线形式增长，其快速增长期在拔节—乳熟期，其次在乳熟—成熟期。不同播期干物质积累在抽雄—成熟期差异明显，T1、T2处理的干物质积累量明显高于T3处理，T1、T2处理的在抽雄—成熟期干物质积累量分别为902.8 g/m2和938.2 g/m2，与T3处理相比干物质积累增加量分别为251.6 g/m2和353.4 g/m2，即此生育时段干物重增加量分别为2516 kg/hm2和3534 kg/hm2（图1A）。在玉米各播期干物质分配方面，不同播期干物质在茎分配和果实分配上存在差异，其中，T1、T2处理的茎分配在抽雄期前高于T3处理，抽雄—成熟期低于T3处理，表明T1、T2处理的气温、降水及日照条件有利于营养生长期的生长，营养生长期干物质积累基础高（图1B）；而T1、T2处理的生殖生长期（抽雄—成熟期）茎分配低于T3处理，生殖生长期干物质积累向果实转移量增大（图1C），有利于产量的形成。因此，玉米适时早播营养生长期生长基础好，生殖生长期干物质积累量增大明显且向果实转移率高，有利于提高产量。

图1 不同播期玉米干物质积累与分配

2.3 不同播期对玉米生长率的影响

不同播期处理的玉米生长率(CGR)存在差异（图2），CGR在营养生长期的大喇叭期、生殖生长期的乳熟期—成熟期存在明显差异，T1、T2和T3处理的大喇叭期的 CGR 分别为 40.2 g/(m2·d)、35.2 g/(m2·d)和29.9 g/(m2·d)，乳熟期的 CGR 分别为 25.3 g/(m2·d)、26.2 g/(m2·d)和 18.1 g/(m2·d)，成熟期的 CGR分别为5.1 g/(m2·d)、5.4 g/(m2·d)和 8.4 g/(m2·d)。其中，T1、T2处理的大喇叭期、乳熟期的玉米CGR高于T3处理，表明T1、T2处理的营养生长期生长旺盛，乳熟期玉米籽粒灌浆效率高，有利于产量形成；T1、T2处理的成熟期玉米CGR低于T3处理，表明T1、T2处理的成熟期成熟度高，叶片衰老加快，生长速率降低，同时玉米籽粒脱水加快，有利于成熟收获。

图2 不同播期玉米生长率

2.4 不同播期对玉米产量的影响

不同播期处理的玉米产量存在差异（表2）。T1、T2和T3处理的果实中的果穗长、果穗粗、秃尖比差异相对较小，但3种处理播期下的株子粒重、百粒重、理论产量差异明显，显现不同播期下玉米产量的高低差异，相比较而言，T2处理产量最高，依次为T1处理和T3处理；其中，T1、T2和T3处理播期理论产量分别为1054.86、1173.54、1011.35 g/m2，即 10548.6、11735.4、10113.5 kg/hm2，T1、T2处理与 T3处理相比理论产量分别增加435.1 kg/hm2和1621.9 kg/hm2。因此，适时早播可充分利用光、温、水等气候资源，显著增加玉米产量，其中尤以T2处理增产作用显著。

表2 不同播期玉米产量构成

3 讨论

（1）在特定的生态环境中，播种期是调节玉米生育期内气象因子的重要手段，适宜播期是实现作物高产的必要条件。本文试验中，T1、T2处理播期全生育期日数延长，随播种期推迟玉米生育进程加快，这与董红芬等[22]研究结果一致。T1、T2处理在抽雄—成熟期干物质积累量明显高于T3处理，其干物重增加量分别为2516 kg/hm2和 3534 kg/hm2；T1、T2处理的营养生长期干物质积累基础较高，而生殖生长期干物质积累向果实转移量增大，生长率高，籽粒生长加快，干物质增重明显。故而不同播期处理的玉米产量存在差异，T2处理产量最高，依次为T1处理和T3处理；其中T1、T2和T3处理的理论产量分别为10548.6、11735.4、10113.5 kg/hm2，T1、T2处理与T3处理相比理论产量分别增加为435.1 kg/hm2和1621.9 kg/hm2，其中尤以T2处理温、光、水等气候资源利用率最优，增产作用显著。因此，适时播种的玉米有利于提高干物质的积累及在籽粒中的分配，提高玉米产量，这与李向岭等[3]、孔德胤等[19]、王晓群等[20]研究结果一致。

随着播期推迟玉米生长前期所处环境气温高，水分充足，中期生长迅速，叶片发育良好，不同播期玉米主要生育期的株高、叶面积指数差异不明显，这与刘战东等[23]夏玉米分期播种研究结果存在差异。可能的原因：一是哈尔滨地区春玉米和河南夏玉米生育期气象条件差异较大；二是夏玉米某些播期过晚，生育期缩短，光照积温不足所致；三是受本试验没有继续增加过晚播期的影响。因此，播期对春玉米主要生育期株高、叶面积指数差异的相关研究还需要继续增加过晚播期。

（2）由于不同播期的玉米生长发育过程中气象条件存在明显差异，而且各品种特性和生产区域不同，其研究结果不尽一致[25-26]，因而本试验利用当地主栽品种‘宏育29’，采用具有直观优点的分期播种试验法，分析播期对哈尔滨地区玉米生长状况及产量的影响，是对相关研究成果的重要补充，其结果能够反映本地区试验年份的状况，有一定的理论意义并可为当地玉米农业生产提供参考。

（3）由于分期播种试验法存在外推性不足，本试验初步研究结果适用于哈尔滨地区。然而，玉米生育状况和产量的变化还受到品种遗传、社会经济投入、栽培管理等综合因素的影响。因此，还需进一步的综合研究。

4 结论

试验的3个播期处理中，T1、T2处理与T3处理相比，T1、T2处理生育期日数分别延长14天和5天，在抽雄—成熟期干物质积累分别增加2516 kg/hm2和3534 kg/hm2，干物质分配及生长率明显提高，干物质积累向果实转移量增大，其产量分别增加435.1 kg/hm2和1621.9 kg/hm2；其中T2处理温、光、水等气候资源利用率最优，增产作用显著。因此，适宜播期可充分利用温、光、水等气候资源，延长玉米生育期日数，促进玉米生长发育，有利于提高干物质的积累及在籽粒中的分配，提高玉米产量。本实验确定的哈尔滨地区玉米适宜播期是5月4日—5月6日。同时，适播期还应考虑春季土壤水分问题或春季第一场透雨问题，以充分利用温、光、水等气候资源，促进玉米生长发育和优质高效生产。

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