播期与开沟深度对春玉米产量和资源利用效率的影响*

向午燕，白 伟，冯良山，蔡 倩，张 哲，孙占祥，冯 晨

播期与开沟深度对春玉米产量和资源利用效率的影响*

向午燕，白 伟，冯良山，蔡 倩，张 哲，孙占祥**，冯 晨**

（辽宁省农业科学院耕作栽培研究所，沈阳 110161/国家农业环境阜新观测实验站，阜新 123100）

2020-2021年在国家农业环境阜新观测实验站开展田间定位试验，试验采用完全随机区组设计，设置5个不同播期和3个不同开沟深度处理。2020年分别于4月11日（T1）、4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）和5月9日（T5）播种，2021年分别于4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）、5月9日（T5）和5月16日（T6）播种；开沟深度分别为5cm（D0，平作对照）、10cm（D1）和20cm（D2）。玉米收获后测定地上部干重、籽粒产量及产量构成要素，并于播种日和收获日分别测定土壤含水量，计算土壤蓄水量和玉米水分利用效率，探寻播期和开沟深度共同影响下春玉米地上部干物质积累和分配的规律，以及资源利用效率的变化，以期筛选区域适宜播期和开沟深度，优化半干旱区春玉米耕作栽培技术。结果表明，4月18日−5月2日播期处理有利于地上部干物质积累，与其他播期平均值相比，成熟期地上部干物质含量提高8.0%，同时促进干物质向穗重分配，平均产量高于其他播期9.9%，水分利用效率有效提升，光能生产效率、温度生产效率和降水生产效率随着播期推迟均呈现先增加后降低的趋势；不同沟深处理成熟期地上部干物质、穗重表现为D2＞D1＞D0，D2、D1处理籽粒产量显著高于D0处理（平均11.1%），且2020年水分利用效率差异显著。综合产量、资源利用效率以及产量变异系数认为，适期播种（4月25日−5月2日）和深沟20cm最利于辽西半干旱地区玉米高产高效。

播期；开沟深度；水分利用效率；资源利用效率；产量

辽西半干旱区是辽宁省春玉米主产区之一，对保障辽宁省粮食安全起到重要作用。2021年辽宁省玉米种植面积272.42×104hm2，年产量2.0×107t[1]，近60a随着辽西地区气温升高、降水减少、日照时数降低[2−4]，气候逐渐呈现暖干化趋势，制约着该区玉米高产稳产[5]。优化农艺措施可以提高资源利用效率，促进玉米生长发育和产量提高，如调整播期可显著影响净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO2浓度等光合特性[6−7]，适宜播期有利于提高玉米出苗率，加快苗期出叶速度，增大叶面积与叶绿素含量；同时，还可增加可利用的光热资源，延长玉米生长期[8−9]，以保证灌浆期光合条件，稳定穗粒数，提高玉米产量[10−11]。播种到出苗玉米对水分亏缺较敏感，播种期土壤水分状况显著影响玉米出苗率、营养生长和生殖生长阶段的干物质积累[12−14]；适宜播期可充分利用降水资源，提高水分利用效率[15]。辽西地区常有春季“十年九旱”的情况发生[16]，沟播是该地区主要的播种方式之一，适宜的沟播深度可降低日均蒸发量，提高苗期土壤含水量，利于玉米出苗，延长生育期，为后期籽粒形成提供物质保障[17−19]。

气候变化下，虽然农艺措施包括品种、播期及种植密度等对不同地区作物生长发育与产量的影响研究已有诸多报道[20−24]，但针对半干旱区农艺交互措施影响的研究鲜见报道。播期与播种开沟深度在作物生长前期水分利用方面均起到重要作用，但缺乏双因素共同影响对玉米生长发育的系统研究，辽西地区能否通过调整播期与开沟深度提升玉米产量尚未明确。因此，本研究在国家农业环境阜新观测实验站开展定位试验，设置不同播期和开沟深度，探讨气候变化背景下播期与开沟深度对玉米地上部干物质积累和分配规律、产量构成因素及最终产量的影响，明确不同模式下光、温、水资源利用效率，确定区域适宜播期与开沟深度，以期为辽西半干旱区域春播生产提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2020−2021年在国家农业环境阜新观测实验站（42°06′N、121°43′E）开展定位试验，试验区地势平坦，土壤类型为褐土，土壤耕层基本理化性质见表1。该实验站位于典型半干旱区，年平均温度8.3℃，≥10℃活动积温为3351℃·d，年均降水量为480.5mm，降雨季节分配不均，70%以上降雨集中在6−9月，3−5月春旱较为严重。

1.2 气象数据

玉米试验期内，温度和降水数据来自阜新国家基本气象站，选取每日2：00、8：00、14：00、20：00温度数据平均值作为逐日平均温度（℃），降水数据为前1日20：00−当日20：00累计降水量（mm）。逐小时太阳辐射量数据来自东方智感天圻智能气象站，其中2021年因仪器故障，太阳辐射数据缺测。

表1 试验点土壤基本理化性质

1.3 试验设计

玉米分期播种试验于2020年4月−2021年9月在国家农业环境阜新观测实验站开展，玉米生长季按照当地常规播期、前后分别加2个播期，共设置5个播期，2020年分别于4月11日（T1）、4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）和5月9日（T5）播种，2020年9月26日收获；2021年分别于4月18日（T2）、4月25日（T3）、5月2日（T4）、5月9日（T5）和5月16日（T6）播种，2021年9月27日收获。其中，2021年4月11−17日试验地因低温影响，玉米试验推迟一周至4月18日开始分期播种。

定位试验采用人工开沟、人工穴播的方式，设置3个开沟深度，分别为5cm（D0，平作对照）、10cm（D1）和20cm（D2），所有沟播播种后均覆土5cm，不同沟深处理如图1所示。

本试验共15个处理，采用随机小区分组，每个处理3次重复，共45个小区，小区长10m，宽2m。所有试验玉米供试品种均为“京科968”，种植密度为60000株·hm−2；田间管理方式与当地农户一致，播前一次性深施复合肥750kg·hm−2。2020年玉米生育期无灌溉；2021年因春旱严重，苗期喷灌10mm，保证玉米正常播种。

1.4 测定项目与指标

1.4.1 地上部干物质积累和分配

在玉米生长发育的拔节期、开花期、灌浆期和成熟期4个关键期，每个小区选取生长发育较一致的代表性植株3株，测定地上部干物质重。采集样品放置烘箱内，在105℃温度下杀青30min，65℃恒温下烘48h后，用天平称重玉米穗重和地上部总重，取3次测定平均值。

1.4.2 籽粒产量及产量构成要素

至玉米成熟后，每个小区随机取10m2样区测定小区产量。利用谷物水分仪（浙江托普PM−8188−A）测定玉米籽粒含水率，按14%含水率折算公顷产量[16]。从收获样品中选取代表性果穗5个，测定玉米穗长、穗粗、穗粒数和百粒重，取平均值。

1.4.3 土壤含水量与水分利用效率

玉米播种和收获日，以传统土钻法在小区对角线上选取3个采样点，采集0−100cm土层土样，每10cm一层[16]。各土壤样品分别装入直径55mm、高度35mm铝盒中，带回实验室称湿重（包含铝盒重）后放置烘箱内，以105℃温度烘24h后，测定干重（包含铝盒重），计算土壤含水量（b），取平均值作为小区土壤含水量。计算式为

b=（m1−m2）/（m1−m0）×100% （1）

式中，m0为烘干空铝盒质量（g），m1为烘干前铝盒及土样质量（g），m2为烘干后铝盒及土样质量（g）。

土壤蓄水量（W）指单位面积和土层内储存水分的数量（mm），即

W=h·a·b·10/100 （2）

式中，h为土层深度（cm），a为土壤容重（g·cm−3），b为土壤含水量（%）。

玉米水分利用效率（Water use efficiency）是消耗单位水量所获得的玉米产量[25]，即

WUE=GY/ET （3）

式中，WUE是水分利用效率（kg·mm−1·hm−2），GY为玉米籽粒产量（kg·hm−2），ET为蒸散量（mm），采用土壤水分平衡法计算蒸散量[26]，即

图1 玉米不同沟深处理示意图

ET=P+I−D+Wg−R+SWD （4）

式中，P表示玉米生育期降水量（mm），I表示灌溉量（mm），D表示水分渗漏量（mm），Wg表示地下水补给量（mm），R表示地表径流量（mm），SWD表示作物生育期土壤根层蓄水量的变化（mm）。试验为雨养条件，试验小区平坦，水分渗漏量和地表径流量忽略不计，试验地地下水位低于4m，故地下水补给量忽略不计[27]。

1.4.4 有效积温

玉米生育期≥10℃有效积温（GDD，growing degree day）[28]计算式为

GDD=∑(Tiavg−Tbase) （5）

式中，GDD为生育期积累的≥10℃有效积温（℃·d），Tiavg为日平均温度（℃），Tbase为玉米生育学下限温度10℃。

1.4.5 光能、温度、降水生产效率

光能、温度、降水生产效率[29]计算式分别为

PESR=GY/SR （6）

PEGDD=GY/GDD （7）

PERf=GY/Rf （8）

式中，PESR为光能生产效率（g·MJ−1），PEGDD为温度生产效率（kg·hm−2·℃−1），PERf为降水生产效率（kg·hm−2·mm−1），GY为玉米籽粒产量（kg·hm−2），SR为太阳辐射量（MJ·m−²），GDD为玉米生育期间≥10℃有效积温（℃·d），Rf为玉米生育期降水量（mm）。

1.5 数据统计与分析

采用Excel2016进行数据整理，SPSS25.0进行方差分析，Excel2016和Origin2022b作图。

2 结果与分析

2.1 玉米干物质积累与分配变化

不同播期玉米4个关键期地上部干物质重、穗重变化如图2所示。由图2a1和2b1可知，2020年T1、T2播期、2021年T2、T3播期下玉米拔节期、开花期、灌浆期地上干物质重平均为169.3g，高于其他处理28%。灌浆−成熟期，T1播期玉米地上干物质重下降，T2、T3、T4播期地上干物质重增加，2020年T2、T3、T4播期处理平均值高出T1、T5处理平均值10.1%；2021年T2、T3、T4播期处理平均值高出T5、T6处理平均值6.0%，但差异均不显著。

图2 2020年(a)和2021年(b)不同播期玉米地上部干物质重(1)、穗重(2)的变化

注：不同小写字母代表处理间差异达到95%显著水平。下同。

Note：Different lower case indicates the different significance among different treatments. The same as below.

2020年灌浆期玉米平均穗重为25.7g，各播期处理差异不显著；成熟期玉米平均穗重为204.5g，各处理间差异不显著，T2、T3、T4播期下玉米成熟期平均穗重212.8g，高于T1、T5平均值10.8%，差异不显著（图2a2）。2021年不同播期下灌浆期玉米穗重差异显著（P<0.05），T2、T3、T4播期平均值较T5、T6播期平均值高74.4%，差异不显著（图2b2）。由此可见，T2、T3、T4播期下地上部干物质积累较高，成熟期地上部干物质较其他处理平均提高8.0%，利于向穗重分配。

两年玉米播期试验，玉米4个关键生育期地上部干物质重、穗重受到不同沟播深度影响如图3所示。由图可知，玉米成熟期地上部干物质重、穗重均表现为D2＞D1＞D0，D2、D1处理下，地上部干物质重平均比D0处理高3.1%和12.7%，D2、D1处理下穗重平均比D0处理高3.4%和10.8%，深沟条件在生物量形成方面具有一定优势，但未达到显著。

2.2 玉米产量及产量构成因素的变化

不同处理下玉米籽粒产量及产量构成因素的影响如表2所示。由表可知，2020年不同播期间籽粒产量差异显著（P＜0.05），T3播期处理产量最高，为10512.4kg·hm−2，显著高于T1产量22.3%（P＜0.05）。各播期处理间穗长、穗粗、穗粒数和百粒重差异均不显著。2021年不同播期处理穗长、穗粒数、籽粒产量差异均显著（P＜0.05），T3播期穗长比T6处理高12.4%（P＜0.05），穗粒数比T6处理高10.1%（P＜0.05），籽粒产量比T5处理高12.6%（P＜0.05），而各播期处理间穗粗、百粒重差异均不显著。

2020年各沟深处理间穗长、穗粒数、籽粒产量差异均显著（P＜0.05），而穗粗和百粒重差异不显著，D1、D2处理下产量分别为10294.6kg·hm−2、9996.0kg·hm−2，分别比D0处理高20.6%、17.1%；2021年各沟深处理间穗粗和籽粒产量差异均显著（P＜0.05），而穗长、穗粒数、百粒重差异均不显著，D1、D2处理下产量分别为14089.1kg·hm−2、14505.7kg·hm−2，比D0处理高4.6%和7.7%。

由图4可知，播期与沟深处理存在显著交互作用（P＜0.05）。2020年产量最高的3组处理为T2D1、T3D0和T5D1，2021年产量最高的3组处理为T2D1、T3D2 和 T4D2，两年试验结果均显著高于T2D0、T5D0处理（P＜0.05），可见适宜播期与沟深配置有利于玉米产量提高。

图3 2020年(a)和2021年(b)不同沟播深度玉米地上部干物质重(1)、穗重(2)变化

表2 2020年和2021年不同处理对玉米籽粒产量及产量构成因素的影响

注：T表示播期，D表示沟深，T×D表示播期和沟深交互作用，方差分析（ANOVA）为F值。Me表示各播种期不同沟深处理的平均值。EL表示穗长(cm)，ED表示穗粗(mm)，GE表示穗粒数，100W表示百粒重（g），Yield表示产量（kg·hm−2）。*表示通过0.05水平显著性检验，**表示通过0.01水平显著性检验。下同。

Note: T represents sowing date, D represents furrow depth, T×D represents the interaction between sowing date and furrow depth. ANOVA is F-value. Me is average value of different furrow depth in each sowing treatment. EL is ear diameter (mm), ED is ear diameter(mm), GE is grains per ear, 100W is 100-grain weight(g), yield’s unit is kg·ha−1.*is P<0.05,**is P<0.01. The same as below.

图4 2020年(a)和2021年(b)不同因素交互作用的玉米产量的估算边际平均值

2020年不同播期下玉米产量变异系数分别为20.3%、17.9%、9.2%、9.4%和16.0%，平均值为14.6%；2021年不同播期下玉米产量变异系数分别为10.5%、8.2%、7.1%、3.5%和3.7%，平均值为6.6%。不同播期玉米产量变异系数如图5所示，年际间T2、T3、T4和T5处理产量变异系数分别为26.3%、21.1%、21.3%和18.8%，产量平均值最高为T2处理，产量较高但变异系数较大，稳定性低于T3、T4播期处理。

图5 不同播期年际间玉米产量变异系数

2.3 土壤水分与玉米水分利用效率变化

不同播期处理下播种当日0−100cm分层土壤含水量的动态变化如图6所示。由图可知，2020年T5播期处理下播种当日处理耕层土壤含水量最低（9.3%），T1、T2、T3和T4播期处理耕层土壤含水量分别比T5处理高36.3%、21.6%、36.3%和23.6%（图6a）。2021年播种当天耕层土壤含水量以T2处理最低（12.4%），T3、T4、T5和T6播期处理耕层土壤含水量比T2分别高13.4%、17.2%、11.9%和10.8%（图6b）。

不同播期处理下，2020年玉米播种前土壤蓄水量、作物耗水量、水分利用效率如表3所示，由表可知，玉米播种前土壤蓄水量、作物耗水量、水分利用效率差异显著（P＜0.05），收获后土壤蓄水量差异不显著。T1、T2、T3、T4播期处理下，玉米播前土壤蓄水量平均值为197.4mm，比T5播期处理显著高48.7%（P＜0.05）；T1、T2、T3、T4播期处理作物耗水量平均值为480.1mm，比T5播期处理显著高19.8%（P＜0.05）；T3、T4、T5播期处理水分利用效率平均值为2.2kg·hm−2·mm−1，比T1播期处理显著高24.5%（P＜0.05）。2021年，不同播期处理间水分利用效率差异显著（P＜0.05），玉米播种前土壤蓄水量、收获后土壤蓄水量与作物耗水量差异均不显著，T2、T3播期处理下玉米水分利用效率为2.6kg·hm−2·mm−1，比T5播期处理高11.7%，差异达显著水平（P＜0.05）。2020年不同沟深处理间水分利用效率差异显著（P＜0.05），D1、D2播期处理平均为2.2kg·hm−2·mm−1和2.1kg·hm−2·mm−1，比D0播期处理下玉米水分利用效率分别高20.5%和14.7%；2021年各处理间差异均不显著。

2.4 水热资源及利用效率的变化

2020−2021年玉米生育期内太阳辐射量、≥10℃有效积温、降水量变化如表4所示，由表可知，随玉米播期推迟生育期内太阳辐射量、≥10℃有效积温、降水量呈下降趋势，2020年T1播期处理下玉米生长季内太阳辐射量、≥10℃有效积温和降水量分别为2603.9MJ·m−2、1827.5℃·d和503.7mm，T5播期处理下3个要素分别比T1处理下降低了15.6%、5.1%和3.4%。2021年，T2播期下≥10℃有效积温和降水量分别为1721.3MJ·m−2和589.6mm，T6播期处理下玉米生育期内2个要素分别比T2播期处理下降低7.2%和4.0%。相同播期下，2020年≥10℃有效积温比2021年平均高5.8%，但降水量减少15.0%。各播期对玉米生长期内的光能、温度和降水生产效率的影响如表5所示，由表可知，2020年光能、温度和降水生产效率的差异随着播期推迟均呈先增加后降低的趋势，各资源利用效率均表现为T3播期处理下最高，分别为0.44g·MJ−1、5.8kg·hm−2·℃−1和21.5kg·hm−2·mm−1，各处理间资源利用效率差异显著（P＜0.05）；T1播期下，光能、温度和降水生产效率最低，分别为0.33g·MJ−1、4.7kg·hm−2·℃−1和17.1kg·hm−2·mm−1，T3播期比T1播期的资源利用效率显著提高33.3%、23.4%和25.7%（P＜0.05）。2021年各处理温度生产效率和降水生产效率与2020年趋势相似，T3播期处理下温度生产效率和降水生产效率最高，分别为8.7kg·hm−2·℃−1和25.6g·hm−2·mm−1，T5播期处理下各资源利用效率最低，分别为7.9kg·hm−2·℃−1和23.1kg·hm−2·mm−1，T3播期比T5播期温度生产效率、降水生产效率分别显著提高10.1%和10.8%（P＜0.05）。沟深对温度生产效率和降水生产效率的影响也达到显著水平（P＜0.05），且影响程度大于播期，其中，2020年D1沟深处理下温度和降水生产效率最高，分别为5.8kg·hm−2·℃−1和20.9kg·hm−2·mm−1，比最低的D0沟深处理下显著高20.9%和20.5%（P＜0.05）。2021年则为D2沟深处理下温度生产效率和降水生产效率最高，分别为8.7kg·hm−2·℃−1和25.4kg·hm−2·mm−1，比最低的D0沟深处理下显著高7.8%和8.7%（P＜0.05）。2020年播期与沟深间对资源效率的影响还存在着显著的交互作用（P＜0.05），光能、温度和降水生产效率最高的3组处理为T3D0、T2D1、T5D1，2021年播期与沟深间对温度和降水生产效率的交互作用不显著，最高的3组处理为T2D2、T1D1、T3D2，由此可见，适宜播期与沟深合理配置有利于提高资源利用效率。

图6 2020年(a)和2021年(b)不同播期播种时0−100cm分层土壤含水量的动态变化

表3 2020年和2021年不同处理下土壤水分及水分利用效率的变化

注：BWS为播前土壤蓄水量，AWS为收获后土壤蓄水量，CWC为作物耗水量，WUE为水分利用效率。

Note: BWS is water storage capacity before sowing, AWS is water storage capacity after harvest, CWC is crop water consumption, WUE is water use efficiency.

表4 2020年和2021年不同播期气候要素变化

表5 2020年和2021年不同处理对资源利用效率的影响

注：PSR为光能生产效率，PGDD为温度生产效率，PRf为降水生产效率。

Note: PSR is production efficiency of solar radiation, PGDD is production efficiency of GDD, PRf is production efficiency of rainfall.

3 讨论与结论

3.1 讨论

作物生物产量，即群体干物质积累是获得作物高产的物质基础[30]。调整播期改变了玉米生育期内光温水环境配置，影响玉米不同阶段的光合性能和干物质积累[31−32]。曹庆军等[33]研究表明适期播种能充分协调营养生长和生殖生长的关系，利于较高物质积累速率保持。本研究发现，过早播种（T1播期）营养生长期干物质积累占优势，营养生长过旺，成熟期不利于开花后期干物质的积累和营养物质向穗的分配，生殖生长受到影响；晚播处理下（2020年T5和2021年T5、T6播期）玉米营养生长受积温、光照等条件的影响，影响开花后生殖生长阶段干物质积累和营养物质向穗的分配；T2−T4播期处理2a籽粒产量平均值高于其他处理9.9%，其中T2播期玉米产量较高但变异系数较大，T3、T4播期下（2020年、2021年），光热资源适度，利于玉米生殖生长的干物质积累，促进物质合成并向穗部转移，产量高于T1、T5、T6播期处理，该研究结果与曹庆军等[33]一致。从产量构成来看，2021年玉米穗长和穗粒数变化显著，2020年不同处理下玉米产量构成因素未达到显著差异，但产量却达到显著水平，从产量与产量构成因素的关系来看，这可能是穗粒重的显著差异造成的。目前，关于播期稳定性的研究并不多，Li等[34]对华北平原开展了相关研究，东北地区还未见相关报道，本研究发现适宜播期（T3、T4）产量较高，变异系数相对较小，产量稳定性较好，但试验周期相对较短，今后将通过多年的玉米播期试验对产量数据进行深入分析。

随着播期推迟，2020年晚播玉米的耗水量明显下降，与路海东等[35]研究结果一致，这是由于玉米耗水量由降水量和生育期土壤根层蓄水量组成，辽西地区玉米为雨养条件，降水量多寡占主导因素；2021年玉米耗水量则是先降低再增加，与裴世娟等[36]研究结果相似，两年耗水量趋势不一致，主要受年际间降水波动影响。此外，气候条件（包括太阳辐射量、降水量和温度等）不同，会直接引起叶片蒸腾和生理代谢存在差异，从而导致耗水规律迥异。

2020年各播期处理玉米播种前土壤蓄水量、作物耗水量和水分利用率均达到了显著性差异，2021年仅玉米水分利用率达到了显著性差异，这可能是由于2021年玉米生育期内降水充足，雨养条件下水分供给充足，水分不是籽粒产量形成的限制因子。2021年T6播期下玉米的耗水量明显降低，导致水分利用效率提高。梁茜等[29]研究表明，光、温、降水生产效率随播期推迟均呈现先增加后降低的趋势，该结果与本研究2020年、2021年T2−T5播期处理结果一致，这是由于播期提前或延迟导致净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降，影响作物光合特性[5]。

沟播是在整好的待耕田内，沿水平方向一次完成开沟、施肥、播种的种植方式，沟内人工播种玉米，降水至沟底处集中、下渗。李俊红等[37]研究表明，冬小麦沟播种植，返青拔节后干物质积累量迅速上升，且较平播高。开沟播种将表层的干松土壤移开，形成湿润的沟槽，沟深越大，沟底部的土壤含水量越高[38]，播种后降水沿沟集中下渗而被土壤吸收，有效地提高了降水利用率，减少地表径流，为作物提供了较为充足的养分和水分供给，增强了土壤的后续供水性能。本研究玉米灌浆期后，沟播处理下玉米干物质积累上升，且利于向穗部转移，成熟期地上部干物质及穗重均表现为D2>D1>D0，为高产奠定了基础。李俊红等研究表明，沟播耗水量较平播高10.6mm，水分利用效率高2.87%[37]。本试验中D1沟深处理下的玉米耗水量比D0沟深处理平均高0.9mm，水分利用效率比D0沟深处理平均高11.1%；D2沟深处理下的玉米耗水量比D0沟深处理平均高8.7mm，水分利用效率比D0沟深处理平均高9.9%，沟播水分利用效率有一定提高，该研究结果与李俊红等[37]的研究一致。此外，深沟处理下春玉米可能根系生长具有优势，地上部生长良好，利于气孔开放、叶片蒸腾，形成光合物质，对气候资源利用率影响显著。

目前，关于播期与沟深的共同作用对作物产量及稳产性方面尚未见报道，本研究两年结果显示，T2D1、T3D2、T4D2处理下明显提高了玉米产量且稳定性较好，通过本研究，证实了辽西地区通过播期和沟深的合理配置能够提高玉米产量。

3.2 结论

春玉米播期过早或过晚影响干物质积累向穗部分配，不利于水分利用效率、气候资源利用效率的提升；浅沟种植不利于温度生产效率与降水利用效率的提高；适宜播期（4月25日−5月2日）和深沟20cm有利于提高春玉米干物质积累并向穗部转移，有助于产量形成和资源效率提高，增加产量及其稳定性。

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Effects of Sowing Dates and Furrow Depths on Resource Utilization Efficiency and Yield of Spring Maize

XIANG Wu-yan, BAI Wei, FENG Liang-shan, CAI Qian, ZHANG Zhe, SUN Zhan-xiang, FENG Chen

（Tillage and Cultivation Research Institute, Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161/National Agricultural Experimental Station for Agricultural Environment, Fuxin 123100, China）

A two-year (2020-2021) field experiment was conducted at the National Agricultural Environmental Station for Agricultural Environment in Fuxin. The experiment was conducted in a completely randomized block design, consisting of five sowing dates with three furrow depths each year. Seeds were sown on April 11 (T1), April 18 (T2), April 25 (T3), May 2 (T4) and May 9 (T5), respectively, in 2020, and were sown on April 18 (T2), April 25 (T3), May 2 (T4), May 9 (T5) and May 16 (T6), respectively, in 2021. The furrow depths including 5cm (D0, convention planting as the control), 10cm (D1) and 20cm (D2), respectively. By measuring above-ground dry matter, grain yield and yield components, soil water content on the sowing and harvesting day, and soil water storage and maize water use efficiency were calculated, so as to explore the rule of dry matter accumulation and allocation of spring maize, and the changes in resource utilization efficiency under the influence of sowing dates and furrow depths. Both contribute to optimize the cultivation technology of spring maize by selecting suitable sowing date and furrow depth in semi-arid region. The results showed that the sowing dates from April 18 to May 2 were beneficial to the accumulation of above-ground dry matter. Compared with the average of other sowing dates, the maturity period was increased by 8.0%, and promoted the allocation of dry matter to ear weight, with an average yield 9.9% higher than other sowing dates. The water use efficiency was significantly improved. The production efficiency of solar radiation, growing degree days, and rainfall increased first and then decreased with the delay of sowing date. The above-ground dry matter and panicle ear weight were D2>D1>D0 in different furrow depth treatments at the maturity stage. The grain yield of D2 and D1 treatments was significantly higher than that of D0 (11.1% on average), and there was a significant difference in water use efficiency in 2020. Considering yield, resource utilization efficiency and variation coefficient of yield, authors concluded that suitable sowing dates(April 25-May 2) and 20cm furrow depth were the most beneficial to high yield and resource utilization efficiency of maize in semi-arid area of western Liaoning.

Sowing dates; Furrow depths; Water use efficiency; Resource utilization efficiency; Yield

10.3969/j.issn.1000-6362.2023.10.005

收稿日期：2022-11-28

辽宁省“兴辽英才计划”（XLYC2007041）；辽宁省农业科学院院长基金项目（2022QN2320；2021QN2007）；辽宁“百千万人才工程”资助项目（2021921035）；中国科学院战略性先导科技专项（XDA28090202）；辽宁省应用基础研究计划（2023JH2/101600048）

通讯作者：孙占祥，博士，研究员，主要从事旱地耕作制度研究，E-mail：sunzx67@163.com；冯晨，博士，研究员，主要从事旱地耕作制度研究，E-mail：Sandyla570521@126.com

向午燕，E-mail：xiangwy89@163.com

向午燕,白伟,冯良山,等.播期与开沟深度对春玉米产量和资源利用效率的影响[J].中国农业气象,2023,44(10):916-928