杨 涛,杨艳斌,2,朱 霞,格桑德吉,格 桑,古桑卓玛,米玛次仁,胡朝霞,达娃桑珠
(1.西藏山南市农业技术推广中心,西藏 山南 856000;2.湖北省现代农业展示中心,湖北 武汉 430345)
玉米的产量受遗传因素和环境条件的双重影响,适宜的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[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[4-7]。所以,使玉米生长发育关键时期处于最适的气象条件有利于发挥玉米高产潜力。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[8-13],但未见在西藏的相关研究。西藏地处青藏高原,较低的年均温、较少的积温和春季干旱成为限制西藏玉米发展的重要因子[14]。受无霜期短和有效积温低的限制,西藏玉米播种主要集中在4、5 月。为探究不同播种时期对西藏山南地区玉米生长发育和产量形成的影响,以极早熟玉米“先达103”为材料进行不同播期试验,旨在为西藏山南地区玉米品种的推广应用及高产稳产栽培技术提供理论依据。
试验地位于西藏自治区山南市乃东区昌珠镇克麦社区(29°10′11″N,91°45′53″E),海拔3 580 m,年均降水量370 mm 左右,太阳辐射强度较大,空气相对湿度较小,蒸发强烈。试验区土壤质地为砂壤土,前茬作物为油菜。
供试玉米品种为“先达103”(国审玉20190047),为极早熟春玉米品种。试验采用单因素随机区组设计,设置5 个不同播期处理:SD1(4 月15 日播种)、SD2(4 月25 日播种)、SD3(5 月5 日播种)、SD4(5月15日播种)、SD5(5月25日播种),每处理3次重复,共15个小区。小区面积26.6 m2(6 m×4.44 m),平畦地膜覆盖后采用小型播种器点播,种植密度9 万株/hm2,每小区种植8 行,行距55 cm。底肥用量为三元复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)600 kg/hm2、尿素150 kg/hm2、商品有机肥6 000 kg/hm2,拔节期追施尿素150 kg/hm2。
根据NY/T 1209—2006《农作物品种试验技术操作规程 玉米》中要求,详细观察记载各处理生育期及农艺性状。成熟期各小区第3 行连续取样20 株,测定株高、穗位高、茎粗、总叶片数、穗上叶数,并将第1 果穗和第2 果穗分别收获晾干后测定穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数、穗粒质量、百粒质量、容重等性状。各小区取中间6 行统计双穗率并收获计算小区籽粒产量。
采用Excel软件处理数据并制图,DPS 7.05软件进行统计分析,用最小显著差异(LSD)进行多重比较。
根据玉米发育期可知,5 个播期中的SD1~SD4均顺利成熟,全生育期136~147 d,其中SD1 生育期最长,SD3生育期最短,SD5未能成熟。随着播种日期的推迟,玉米播种到出苗的天数减少,出苗到吐丝天数先减后增,吐丝到成熟的天数增加(见表1)。
由表2可知,玉米的株高在243.13~267.75 cm,穗位高在64.50~75.13 cm,茎粗在2.14~2.52 cm,总叶片数16.25~17.25 片,穗上叶片数5.5~6.0 片。株高和穗上叶片数随着播期的推迟呈下降趋势,其他性状变化趋势不明显,不同播期下各性状差异显著(p<0.05)。
表2 播期对玉米农艺性状的影响
由表3 可以看出,不同播期下玉米的双穗率为89.90%~92.67%,并无显著差异。播期对果穗性状的影响主要表现为:对第1 穗穗长无显著影响而对第2 穗穗长的影响达到显著水平(p<0.05),且第2穗穗长随播期的推迟而下降;播期对穗粗的影响达到显著水平(p<0.05),且第2 穗穗粗随播期的推迟而下降;播期对秃尖长度的影响达到显著水平(p<0.05),SD5 显著高于其他处理,说明过晚播种增加秃尖的长度;播期对穗行数无显著影响;播期对行粒数的影响达到显著水平(p<0.05),且第2穗的行粒数随播期的推迟而下降。
第1 穗穗粒质量70.67~139.13 g,第2 穗穗粒质量33.80~89.97 g,穗粒质量随播期的推迟而降低,且差异显著(p<0.05)。第1 穗百粒质量14.53~27.53 g,第2穗百粒质量11.53~22.73 g,百粒质量随播期推迟而降低,且差异达显著水平(p<0.05)。第1 穗容重为670.17~811.67 kg/m3,第2 穗容重为647.0~813.33 kg/m3,容重随播期的推迟而降低,且差异显著(p<0.05)。不同播期条件下籽粒产 量8 438.33~16 341.67 kg/hm2,其中SD2 产量最高,为16 341.67 kg/hm2,其次为SD1 和SD3,分别为15 371.67 kg/hm2和15 361.67 kg/hm2,三者产量差异不显著。SD4产量为14 371.67 kg/hm2,排名第四,与SD2 达到显著差异(p<0.05)。SD5 产量最低,为8 438 kg/hm2,显著低于其他4个处理。
图1 播期对玉米穗粒质量、百粒质量、容重及产量的影响
过早播种虽然可以将玉米置于较长的生育期内,但温度较低影响其前期的生长发育;过晚播种使得生育期缩短,灌浆后温度较低,籽粒发育减缓,干物质积累速率较慢;适宜的播期可以有效避免这些情况[15]。本研究中,随着播期的推迟,气温逐渐上升,玉米播种到出苗的天数变少。由于5 月下旬至6 月上旬气温出现一个峰值,营养生长天数呈现先减后增的趋势。8 月下旬气温开始逐渐下降,导致后期生殖生长天数呈逐渐增加的趋势。而当年的4 月中下旬、5 月上旬、10 月中旬均出现低于0 ℃的气温,导致SD1 苗期受到晚霜冻害(幼苗叶片受冻但未导致幼苗冻死),SD5 成熟期受早霜冻害(乳熟至蜡熟期植株脱水干枯,未能完全成熟)。说明试验区的气候条件下过早或过晚播种均容易遭受冻害影响玉米生长。播期对玉米的农艺性状影响显著,但不同的研究结果不一。陈辰[16]研究发现,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;魏雯雯[17]认为播期的延迟会导致玉米株高和穗位高降低;卢庭启[18]认为随播期推迟,穗位高、株高呈先升后降的趋势。本研究结果表明,随着播期的推迟,玉米株高和茎粗表现为降低趋势,而穗位高度变化趋势不明显,与前人研究结果不尽相同,这主要因试验区的气候条件差异导致。
多个研究证实,玉米穗粒的性状受播期的影响。穗行数、行粒数和百粒质量会随播期推迟而不断减少[19]。但如果适当提前播种日期,会对籽粒质量有正面影响,可以增加百粒质量[20-21]。本试验中,随着播期推延,玉米穗粗和行粒数呈下降趋势,且差异显著,而对穗行数影响不显著。对穗长的影响主要体现在第2 穗上,对秃尖长的影响主要体现在SD5 上。产量随着播期推迟呈现先上升后下降的趋势,SD2 产量最高,SD5 最低,SD5 产量显著低于SD1~SD4,不同播期的产量表现与其生育期内有效积温呈正相关。而孙宏勇[22]、刘淑云[23]通过对黄淮海地区气候的分析,也认为平均气温与日较差是玉米产量的主要影响因子。
提前播种可以将玉米置于较长的生育期内,可以有效提高干物质量及产量,但过早播种苗期易遭受冻害;过晚播种使苗期生长较快,但灌浆后温度较低,籽粒发育减缓,干物质积累速率较慢,影响成熟。试验结果显示:4 月15 日播种出苗期遇到晚霜,幼苗叶片受冻较重,播种过早不利于培育壮苗;4月25日播种综合表现最优,全生育期内未遭受霜冻,产量最高,为16 341.67 kg/hm2;5月25日播种成熟前遭遇早霜,未能完全成熟,产量显著低于其他处理。表明“先达103”在该区域的最佳播种期在4月25 日前后,安全播种期以4 月25 日至5 月15 日为宜。由于本研究结果仅是根据1 年数据得到的,实际生产中确定适宜播期时还应考虑当年气候的影响。