播期对玉米生长及物质生产的影响

王志伟

(河南省农业广播电视学校濮阳县分校河南濮阳457100)

玉米在中国种植面积大、范围广，不仅是重要的粮食作物，也是重要的工业原料和饲料，对保障国家粮食安全和满足市场需求有重要的作用［1］。河南是我国主要的夏玉米种植区域，种植制度主要为冬小麦/夏玉米的一年两熟制［2］。然而，随着近年来气候变暖趋势和降水格局的变化，光温资源紧缺，降水分布不均匀、耕种时间短，成为限制该地区玉米生产的主要因素［3］，传统的夏玉米—冬小麦种植模式受到严峻挑战。

播期是影响作物生产最主要的栽培因素之一。适宜的播期是实现作物高产的必要条件，有助于玉米对光、温、水、和土壤等生态因子综合利用和配置，从而促进玉米的生长发育，提高产量［4］。豆攀等［5］对川中丘区玉米的研究发现，早播有利于增加花后干物质积累，随着播种时间推迟，玉米生育期缩短，干物质积累量减少。徐田军等［6］研究认为，黄淮海区夏播玉米选择种植中熟或中早熟品种，抢时早播有利于获得更高产量。付华等［7］研究表明，随播期推迟玉米生育期缩短，播期每推迟1 d，生育期缩0.35 d，产量减少0.7%～1.7%，生育期缩短主要表现在出苗至抽雄阶段。然而，前人研究多集中在播期对产量及生育期的影响，关于产量对物质生产和资源利用相关性研究较少。，本试验研究夏玉米在气候变化背景下生育期及产量变化，探究气候因子与播期变化的内在联系与机制，缓解乃至消除气候变化对该区夏玉米生产的消极影响，对保障河南地区农业的可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样地概况

试验于2019年在濮阳市濮阳县郎中乡徐寨村（35°50′N，115°11′E）进行，属暖温带大陆性季风气候，年均日照时间2 400 h，无霜期220 d。年均降水量582 mm，主要集中在7～9月份。土壤类型为潮土，质地中壤土，有机质含量17.54 g/kg，碱解氮含量87.8 mg/kg，速效磷含量43.86 mg/kg，速效钾82.57 mg/kg。

1.1.2 试材

试验材料选用京农科728和郑单958，分别由北京农科院种业科技有限公司和河南省农业科学院选育；气象数据由中国气象网提供。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验于2019年进行，共设4个播期处理，分别为6月1日（T1）、6月8日（T2）、6月15日（T3）和6月23日（T4），播种前施入N 120 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，K2O 90 kg/hm2作基肥，拔节期追施N 60 kg/hm2，每小区长8 m，面积约38.4 m2，每处理重复3次，随机排列，种植密度为8.5万株/hm2。夏玉米生长期间日平均气温和降水量见图1。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 生育时期的调查

分别记录玉米在出苗、6展叶、12展叶、抽雄、吐丝和籽粒生理成熟时的具体日期。

图1 夏玉米生长期间日平均气温和降水量

1.2.2.2 叶面积和干物质积累量

分别在拔节期、抽雄期、灌浆期和乳熟期取样，每个小区取玉米植株3株，测定叶面积、干物质重量。叶面积的测定用长宽系数法。

叶面积（cm2）＝长（cm）×宽（cm）×0.7

叶面积指数＝单位土地面积叶片总面积/土地面积

分别在拔节期、抽雄期、灌浆期、乳熟期和完熟期取样，将植株按茎、叶、穗分开，于105℃下杀青30 min，80℃下烘干至恒重，进行称重，并计算花后单株干物质积累量和花后单株干物质贡献率。

花后单株干物质积累量＝成熟期单株干物质积累量－开花期单株干物质积累量

花后单株干物质贡献率＝花后单株干物质积累量/成熟期单株干物质积累量

1.2.2.3 产量及产量构成因素

各处理在籽粒生理成熟5 d后进行收获，每个小区取试验小区中间两行实收测产，以14%计算实际产量。各处理选取10穗玉米进行考种，分别测定穗行数、行粒数、穗粒数和百粒重。

1.2.2.4光温水利用率

光能生产效率＝籽粒产量/单位面积的太阳辐射

降水生产效率＝产量/降水量

温度生产效率＝单位面积籽粒产量/生育期间积温

光能利用效率（RUE）＝W×H/∑Q×100%

式中，H为每克干物质燃烧时释放出的热量，玉米干重热值为1.807×104J/g；W是干物质的积累量；∑Q是生育期间的总光照辐射量。

太阳总辐射Q＝Q0（a＋bS/S0）

式中，Q0为天文辐射，S为太阳实测日照时数，S0为太阳可照时数，S/S0为日照百分率，a、b为待定系数。

1.2.3 数据分析

测定数据采用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0版软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期玉米的生育时期

由表1可以看出，玉米生育期均随播期推迟呈缩短的变化趋势，具体到玉米生育期各个阶段则有不同变化。播种到出苗期均为5～6 d；出苗到拔节期为45～65 d，JNK728为45～52 d，ZD958为50～65 d，随生育进程的推进，缩短明显；吐丝至成熟经历42～45 d，生育进程相差较小，JNK728生育期为93～102 d，ZD958为101～113 d，播期推迟，缩短生育期主要是缩短了出苗到吐丝期间的生育进程。

2.2 播期对玉米单株干物质积累特性的影响

由表2可知，不同播期在各生育时期干物质积累量存在差异，在拔节期，JNK728和ZD958干物质T2处理显著高于T4处理，其他处理间差异不显著；JNK728在抽雄期、灌浆期、乳熟期和完熟期，随播期的推迟，干物质积累量呈先升高后降低的变化趋势，均是T2处理最高；ZD958随播期的推迟，干物质积累量呈逐渐降低的变化趋势，均是T1处理最高。花后干物质积累量JNK728表现为T2＞T1＞T3＞T4，T2处理显著高于其它处理，分别比T1、T3和T4高出6.72%、9.24%和14.41%，ZD958表现为T1＞T2＞T3＞T4，T1处理最高，显著高于各处理，分 别 比T2、T3和T4高 出4.53%、8.36%和14.81%；JNK728花后干物质贡献率T2处理显著高于T4处理，高出3.32%，ZD958%；T1处理显著高于T4处理，高出4.06%。

表1 不同播期玉米的生育时期

2.3 播期对玉米叶面积的影响

由图2可知，随生育进程的推进，叶面积指数呈先升高后降低的变化趋势，在拔节到抽雄期迅速升高，抽雄期达到最大值，抽雄期以后逐渐下降。JNK728在拔节期T2处理最大，显著高于其它处理，在抽雄期，T1处理最大，灌浆和乳熟期均是T2处理最大，和其它处理差异显著，成熟期各处理间没有显著差异。ZD958拔节期T1处理最大，其它处理间没有显著差异；抽雄期、灌浆期和乳熟期表现为T1＞T2＞T3＞T4，处理间差异均显著；成熟期各处理间没有显著差异。

2.4 不同播期对玉米产量及产量构成因素的影响

由表3可知，播期对玉米有效穗数和穗行数没有显著影响。JNK728行粒数T2处理显著高于T3和T4处理，分别高出7.35%和12.10%，千粒重T1处理最高，分别比T3和T4处理显著高出3.35%和5.56%，产量高出11.93%和23.52%。ZD958行粒数T1处理最高，和T2处理差异不显著，显著高于T3和T4处理，分别高出8.26%和14.12%，千粒重T2处理分别比T3和T4处理显著高出5.64%和7.76%，产量表现为T1＞T2＞T3＞T4，处理间差异均显著，T1分 别 比T2、T3、T4高 出4.51%、13.51%和30.57%。在同一播期时，ZD958产量高于JNK728。

表2 播期对玉米单株干物质积累特性的影响

图2 播期对玉米叶面积的影响

2.5 不同播期对玉米资源利用率的影响

由表4可知，不同播期资源利用率存在显著差异，JNK728光能生产效率表现为T2＞T3＞T4＞T1，T3和T2、T4差异不显著，其它处理间差异均显著；光能利用率T2处理最高，降雨生产率表现为T1＞T2＞T3＞T4，处理间差异均显著，积温生产效率表现为T2＞T3＞T4＞T1，T2最高，分别比T1、T3和T4高出13.74%、6.29%和12.53%。ZD958光能生产效率T1、T2和T3处理显著高于T4，光能利用率和光能生产效率变现相似，降雨生产率T2处理最高，积温生产率T2处理最高，分别比T3和T4显著高出3.84%和12.46%。

2.6 玉米产量和光温水资源及花后干物质积累量相关性分析

由图3可知，在夏玉米生长期间，积温和花后干物质积累量与产量具有极显著相关关系，降雨量和太阳总辐射与产量有正相关关系，但不显著。说明生长期间较高的积温和花后干物质积累量有利于产量的形成。

3 讨论与结论

3.1 讨论

气温和光照是影响生育时期长短的主要生态因子，玉米生长发育对气温的反应十分敏感，较高温度条件下生长发育快，全生育期缩短［8］。播期对全生育期有一定影响，薛庆禹等［9］研究结果表明，播期每推迟1 d，生育期缩0.2～0.6 d，陈辉云等［10］研究表明，春玉米全生育期随着播期推迟而缩短，生育期缩短时间主要体现在出苗至抽雄的营养生长阶段。本研究结果表明，玉米生育期均随播期推迟呈缩短的变化趋势，主要是缩短了出苗到吐丝期间的生育进程，和前人研究结果一致。可能主要是由于播期推迟后气温升高的原因。

表3 不同播期对玉米产量及产量构成因素的影响

表4 不同播期对玉米资源利用率的影响

玉米产量主要取决于光合作用的物质生产力，增加花后光合产物积累并使之更多地分配到籽粒当中是获得高产的有效途径［11］。戴明宏等［12］认为，生育后期的光合干物质量对籽粒的贡献率在78%～84%，籽粒产量在很大程度上决定于后期的光合生产能力。本研究中，JNK 728花后干物质积累量呈先升高后降低的变化趋势，T2处理最高，ZD958呈逐渐降低的变化趋势，T1处理最高。因此，在河南地区JNK728在T2播期（6月8日），ZD958在T1播期（6月1日）能得到较高的干物质积累。本研究中，随生育进程的推进，叶面积指数在抽雄期达到最大值，以后逐渐下降。JNK728在灌浆和乳熟期均是T2处理最大，ZD958抽雄期、灌浆期和乳熟期T1处理最大，说明JNK728在T2播期，ZD958在T1播期有利于形成合理的叶面积大小，提高群体产量。

产量的提高主要是通过群体对光、温、水等资源利用效率的提升来实现的［13］。冯香诏等［14］研究表明，提前早播处理的光能生产效率、温度生产效率、水分利用率均高于晚播。本研究结果表明，JNK728光能生产效率、光能利用率、积温生产率及产量均在T2处理最高，ZD958在T1处理时光温水资源利用率和产量最高，因此，JNK728在T2播期，ZD958在T1播期可提高光、热、水利用效率，是实现作物高产的有效途径。

图3 产量和光温水资源及花后干物质积累量相关性分析

3.2 结论

京农科728在6月8日，郑单958在6月1日播种，叶面积、干物质积累量和产量最大，且产量和生育期间积温、花后干物质积累量呈极显著正相关关系。因此，在河南地区，早熟玉米播期可在6月8日左右、中晚熟玉米在6月1日左右播种，资源利用效率较高，物质生产能力强，能够充分发挥产量优势。