播期对豫西地区不同熟期夏玉米种生长发育和产量的影响

播期对河南不同熟期夏玉米生长发育和产量的影响关键词：夏玉米；播期；生长发育；产量EffectsofSowingDatesonGrowthandYieldofSummerMaizeVarietiesDifferinginMaturitiesinHenanAbstract:InordertoexploretheeffectsofsowingdatesongrowthandyieldofsummermaizevarietiesinHenanprovince,thisexperimentswerecarriedoutbyusingearly-maturingvarieties(JNK728,DH618)andmiddle-late-maturingvarieties(XY335,ZD958).Theresultsshowedthat,atthesixstages,theearlymaturedmaizevarietiescouldmaturenormally,butmiddle-latematuredmaizevarietiescouldnotmaturewhichweresowedafterJune26.Withthedelayofthesowingtime，thetotalgrowthperiodwasprolonged.,mainlythegrainfillingperiodwhichwasprolongedby1.2dper5ddelayinsowing.Yieldofearly-maturingvarietiesincreasedfirstandthendecreased,thatwasnosignificantdifferencefromT1sowingdatetoT4sowingdate.WhileYieldofmiddle-late-maturingvarietiescontinuedtodecline,anddecreasesignificantlyafterT3sowingdate.Plantheightincreasedfirstandthendecreased,spikeheightfluctuated.Theeffectiveaccumulatedtemperaturesofearly-maturingvarietiesJNK728andDH618atmaturitywere2700-2800C.d.andthoseofMid-late-maturingvarietiesZD958andXY335atmaturitywere2800-3000C.d.Summingupanalysis,Theearlysowingofsummermaizeinthisregionisbeneficialtotheformationofhighyield,ortheyieldreductionoflatesowingreachedaverysignificantlevel.Early-maturingvarietiesaresuitableforawidesowingdate,andmiddle-latevarietiesshouldsowasearlyaspossibleKeywords:Sumermaize;Sowingdate;growth;Yield.玉米已超过水稻和小麦，成为第一大作物[1]，不仅产量潜力大，经济效益高，而且具有实用、饲用和多种工业用途。河南是全国重要的粮食主产省份之一，小麦、夏玉米一年两熟是河南省最主要的种植模式之一。玉米作为河南省的第二大粮食作物，播种面积一直持续上升，总产占全国玉米总产超过10%。在全球气候变暖的大背景下，夏玉米播种期干旱、授粉结实期高温干旱、阴雨寡照[2-3]的风险进一步加剧，严重影响了粮食生产和安全。玉米虽是C4喜温作物，但异常高温干旱条件下作物体内将发生一系列生理生化反应，最终造成植株形态的改变和产量的降低。农业生产中播种日期的调整可使作物的不同生育时期处于特定的光温条件下，实现对作物生长季内光温资源的优化配置，获得高产群体的最有效途径之一[4-5]。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[6-11]，但有关河南不同熟期夏玉米品种对播期反应鲜有报道。本研究以郑单958、先玉335、京农科728和登海618为材料，分析不同播期对不同熟期夏玉米生育进程、形态指标及其产量构成因素的影响，以期为该地区夏玉米稳产和丰产提供理论依据。1.材料与方法1.1试验区概况试验设在河南省洛阳农林科学院玉米综合试验站试验田(东经112.3°，北纬34.4°)进行，试验地灌排方便，地势平坦，肥力上中等且均匀，便于调节和管理。土质为粘土，土体深厚，质地均匀，基础肥力为有机质14.52g/kg，全氮1.16g/kg，碱解氮106.9mg/kg，速效磷21.24mg/kg，速效钾107.56mg/kg。常年平均降水量为646mm，属于半湿润偏旱区。由于受季风气候的影响，年内降雨分布不均，60%-80%的降雨集中在6-9月份。1.2试验设计试验于2018年进行。选用早熟品种：京农科728（JNK728）和登海618(DH618)；中晚熟品种先玉335(XY335)和郑单958(ZD958)为材料，设置6个播期处理，分别为6月1日（T1）、6月6日（T2）、6月11日（T3）、6月16日（T4）、6月21日（T5）和6月26日（T6）。采用裂区设计，播期为主区，品种为副区，小区面积40m2，共24个处理，区组间随机排列，每个处理设置3次重复。留苗密度：6.75×104株/hm2。播种密度=留苗密度/发芽率/0.96播种前精细整地，造墒，底肥施等量的复合肥（15-15-15）750kg/hm2。播种后立即浇灌蒙头水，T2播期雨后第二天播种，整个生育期间遇旱要及时灌水，在四叶期定苗达到设计密度；其它栽培管理措施同一般高产玉米。1.3测定项目与方法播种后及时观察并记载各处理的出苗、6展叶、9展叶、12展叶、抽雄、吐丝和籽粒生理成熟期，籽粒生理成熟依果穗中下部籽粒黑胚层出现且乳线消失的消失日期为准。在5叶期挂牌标记长势一致的植株5株，调查全生育期叶片数；于苗期、拔节期、大喇叭口期、开花期、灌浆期、成熟期取样，每个小区取玉米植3株，测定叶面积、干物质重量。用长宽系数法测量叶面积(LAI)，计算叶面积指数(LAI)；将所取样品装袋标记，于80℃恒温干燥箱中烘干至恒重，测定各器官的干物质重量。每个处理按籽粒生理成熟逐一收获，每个小区挑选中间4行进行收获测产（最后播期10月5日全部收获），风干后折算为14%含水量的籽粒产量。采用称重法选取10个果穗进行考种，测定穗行数、行粒数、百粒重等。试验期间气象数据由洛阳农林科学院试验田气象观测站提供。夏玉米生育阶段有效积温采用该生育阶段日平均温度的累计，灌浆期有效积温为该阶段大于16℃平均温度的累计。玉米生育内日均气温变化情况见图1。图1夏玉米生育日均气温变化Fig.1Thechangeofdailymeantemperatureduringthegrowthperiodofsummermaize2.结果与分析2.1播期对夏玉米生长发育进程的影响从图2上看，随着播期推迟，夏玉米生育期延长，而具体到玉米生育期各个阶段则有不同变化。在土壤湿度适宜情况下，播期对4个品种从播种-12展叶生育进程的影响大体一致：播种到出苗为5-6天，受温度影响不大；出苗-6展叶为18-22天，随播期推迟生育进程呈现加快-平稳-加快的趋势；6展叶-9展叶为8-10天，9展叶-12展叶为4-7天，这两个生育阶段略有波动变化。12展叶-抽雄为4-10天，T6比T1延长4天；该生育进程中晚熟品种ZD958和XY335比早熟品种JNK728和DH618慢，播期从T2-T5中晚熟品种ZD958和XY335呈波动性变化，早熟品种JNK728和DH618变化不大。抽雄-散粉为1-3天，呈波动性变化，说明该阶段对外界条件变化反应敏感；其中品种XY335变异较大，JNK728变异较小。授粉-成熟需要的天数随着播期推迟而增加，播期由T1推迟到T6籽粒灌浆成熟增加7天以上，即夏玉米播期每推迟5天，灌浆期延长1.2天以上；中晚熟品种ZD958和XY335灌浆天数为47-60天以上，最后一个播期未能正常成熟；早熟品种JNK728和DH618灌浆天数为46-53天，6个播期播种均能正常成熟。随着播期推迟，夏玉米营养生长阶段（播种-抽雄）变异不大，呈波动性变化；生殖生长阶段（抽雄到成熟）随播期的推迟而增加。在整个生育期内，生殖生长时间略高于营养生长，生育期随播期推迟而增加主要是延长了灌浆时间。图2不同播期条件下夏玉米的生育进程（红色代表没正常成熟）Fig.2Thegrowthperiodofsummermaizewithdifferentsowingdates（Redrepresentsimmaturemaize）2.2播期对夏玉米不同生育期积温的影响由表1看出，夏玉米完熟全生育期主要受有效积温影响，不同熟期品种所需有效积温不同。早熟品种JNK728和DH618完熟全生育期所需的有效积温为2700-2800℃.d，中晚熟品种ZD958和XY335完熟时所需的有效积温为2800-3000℃.d，播期T6由于有效积温不够不能正常成熟。从不同生育阶段分析，夏玉米播种-出苗有效积温平均为145.7℃.d，变幅为132.3-164.8℃.d；出苗-6展叶有效积温平均为550.1℃.d，播期T6有效积温显著降低，其余播期有效积温差异不显著；6展叶-12展叶平均有效积温为472.2℃.d，随着播期推迟有效积温减少生育进程加快；12展叶-抽雄所需有效积温随播期推迟先增中间平稳降低后快速增加，整体表现为中晚熟品种ZD958和XY335（平均为236.4℃.d）显著高于早熟品种JNK728和DH618（平均为172.4℃.d）；抽雄-授粉有效积温变幅为31-116.7℃.d，波动较大；授粉-成熟各品种完熟所需有效积温播期间差异不显著，品种之间存在差异，从播期T1到播期T5，JNK728、DH618和XY335灌浆期所需有效积温差异不明显分别为1326.4℃.d、1348.5℃.d和1393.7℃.d，ZD958灌浆期有效积温最多为1513.5℃.d。表1表明，夏玉米从播种-授粉各阶段生育进程随播期推迟波动性变化不仅与有效积温有关，还受其他环境条件的影响；灌浆期各品种主要受有效积温影响。表1播期对夏玉米不同生育期有效积温的影响（℃.d）Table1Theeffectsofsowingdatesoneffectiveaccumulatedtemperatureofsummermaizevarieties品种播期播种-出苗出苗-6展叶6展叶-12展叶12展叶-抽雄抽雄-授粉授粉-成熟全生育期JNK728T1136.4a558.7a518.9a157.0ab65.0a1327.4a2763.4aT2164.8b571.9a486.8b163.5a98.4b1325.5a2810.9aT3150.2c557.1a464.2bc161.7a89.9ce1324.2a2747.3aT4132.3ad559.3a460.2cd150.3b81.6d1332.1a2715.8aT5145.3ce553.8a441.5de172.2c90.5e1322.9a2726.2aT6144.9ce499.6b461.6dce277.0d62.4f1314.0a2759.5aDH618T1136.4a558.7a518.9a124.1a33.4a1353.4a2724.9aT2164.8b571.9a486.8b163.5b98.4b1344.9a2830.3aT3150.2c557.1a464.2bc161.7b89.9cf1345.1a2768.2aT4132.3ad559.3a460.2cd150.3c53.2d1347.4a2702.7aT5145.3ce553.8a441.5de148.9c60.1e1351.6a2701.2aT6144.9ce499.6b461.6dce246.0d93.4f1314.0a2759.5aXY335T1136.4a558.7a518.9a189.9a63.5a1388.5a2855.9aT2164.8b571.9a486.8b261.9be31.2be1392.2a2908.8T3150.2c557.1a464.2bc221.0c86.1c1397.5a2876.1aT4132.3ad559.3a460.2cd176.6d116.7d1396.4a2841.5aT5145.3ce553.8a441.5de262.7e32.2e1393.8a2829.3aT6144.9ce499.6b461.6dce308.4f92.5f1271.2b2778.2aZD958T1136.4a558.7a518.9a189.9a63.5a1512.3a2979.7aT2164.8b571.9a486.8b261.9b31.2be1514.4a3031.0aT3150.2c557.1a464.2bc221.0ce86.1cd1513.1a2991.7aT4132.3ad559.3a460.2cd203.5d89.8c1516.5a2961.6aT5145.3ce553.8a441.5de231.2e63.7d1511.2a2946.7aT6144.9ce499.6b461.6dce308.4f31.0e1314.0b2759.5b2.3播期对不同熟期夏玉米株高和穗位高的影响由图3可看出，随着播期推迟夏玉米株高先增高后降低，ZD958株高最高值出现在T4播期，其余3个品种株高最高值均出现在T5播期。播期对穗位高的影响呈波动性变化且各品种变化趋势各不相同：ZD958穗位高随着播期推迟先降低中间升高T4播期后降低；XY335穗位高随播期推迟先平稳波动T4播期后快速增高随后又快速减低；DH618穗位高随播期推迟先平稳增高T4播期后快速降低后又增高；JNK728穗位随着播期推迟先快速降低T3播期后呈波动性起伏变化。图3不同播期对夏玉米株高穗位高的影响Fig3Effectsofdifferentsowingdatesonplantandearheightofsummermaize2.4播期对不同熟期夏玉米产量及产量形状的影响从产量结果可以看出（表2），播期对夏玉米产量的影响明显，随着播期推迟，不同熟期的夏玉米品种变化趋势不同，T6播期产量最低，减产达极显著水平。早熟品种JNK728和DH618产量随播期推迟呈先升高后降低的趋势，中晚熟品种ZD958和XY335产量随播期推迟呈降低的趋势。各品种对播期反应不一，早熟品种JNK728产量最高出现在T2播期，T1-T5播期产量差异不显著;DH618产量最高出现在T3播期，T1-T4播期产量差异不显著，T5播期以后产量快速下降，减产量达显著或极显著水平。中晚熟品种XY335最高产量出现在T1播期，T2-T6播期减产达显著或极显著水平；ZD958T1、T2播期产量差异不显著，T3-T6播期减产达显著或极显著水平。从产量构成要素分析，T6播期所有品种百粒重下降和穗粒数减少都达到显著水平。播期T1-T5，JNK728百粒重和穗粒数差异不显著，DH618和XY335百粒重随播期呈减后增趋势，DH618穗粒数呈先增后减趋势，XY335和ZD958穗粒数呈减少趋势，ZD958百粒重呈波动性变化，差异不显著。以上分析可知，6月26日以后播种，夏玉米极显著减产；早熟品种适宜播期较广，6月16日之前播种产量差异不显著，中晚熟品种应尽量早播。表2不同播期对夏玉米产量及产量构成因素的影响品种Varieties播期Sowing百粒重（g）100-grainweight穗粒数（粒)Grainsperear产量(kg/hm2)YieldJNK728T136.3Aa462.5ab10830.9AaT236.6Aa483.2a11131.7AaT336.4Aa479.8a11088.7AaT435.8Aa477.8a10965.2AaT535.4Aa482.2a10916.8AaT631.3Bb453.1b9047.1BbDH618T136.9ACa542.3Aa12405.3AaT235.7ACab544.2Aa12559.3AaT334.7ABbd569.3Aa12738.1AaT437.3Bac485.3Bb12217.9AaT539.1Cc423.4Ccd10292.9BbT633.4Dd444.4BDd8793.8CcXY335T137.2a560.3Aa12482.4AaT236.8a535.7BEab11320.1AbT335.9ab527.8ABEb10624.5BcT436.9a491.4BCDc10501.3BcT537.4a467.6Dd9698.8BCdT634.4b490.2Ecde9018.8CeZD958T132.6a575.0Aa12403.6AaT232.6a556.4Aab12026.5AaT331.8a551.2Aab11415.7AbcT432.3a538.1ABDb10897.8BEcT531.7a495.8BCc10237.5BCdT629.7b491.5Dcd10120.5Ded注：同列中大、小写字母分别表示0.01和0.05水平差异显著性3.结论与讨论不同播期对全生育期有一定影响，本试验研究结果表明，随播期推迟夏玉米育期延长，主要延长了灌浆期。这是因为随着播期推迟，灌浆气温逐渐降低（见图1），灌浆速率减慢，灌浆期延长，播期每推迟5天，灌浆期延长1.2天以上；6月-7月平均气温28.7，略有波动变化，在土壤水分适宜情况下，播期对夏玉米营养生长阶段生育进程影响不明显（播种-抽雄），本结论与前人研究结果不一致[12-14]。李文科等研究认为，播期每推迟1天，全生育期平均缩短0.8天，播期推迟缩短播种—抽雄的时间[12]；薛庆禹等研究显示，播期推迟缩短夏玉米吐丝—成熟的天数，影响生育前期温度，造成干物质积累时间不足，最终使生育期缩短[13]。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[14]；董红芬等研究显示，随播种期推迟30d，播种至出苗天数缩短4d[10]。本试验还发现夏玉米播种期到出苗期持续天数，与播期无关，而与土壤湿度密切相关；同时，夏玉米完熟全生育期主要受有效积温影响，早熟品种JNK728和DH618完熟全生育期所需的有效积温为2700-2800℃.d，6个播期均能正常成熟；中晚熟品种ZD958和XY335完熟时所需的有效积温为2800-3000℃.d，播期T6由于有效积温不够不能正常成熟。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［15］；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［7］；陈辰等研究表明随播期推迟，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［16］。本研究结果，随播期推迟，随着播期推迟夏玉米株高先增高后降低，穗位高呈波动性变化且各品种变化趋势各不相同，与前人研究结果不尽相同。播期是影响玉米产量提高的主要栽培因子，播期对不同熟期夏玉米品种的产量影响不同［17-20］。本研究表明，中晚熟品种表现为产量随着播期推迟呈下降趋势，早熟品种产量随播期推迟呈先升高后降低，播期越晚，产量下降越显著，这与前人研究结果相同。从产量构成上分析，播期推迟主要是减少了穗粒数，百粒重变化不规律；播期越晚穗粒数减少越显著，百粒重也出现明显减低趋势。本地区夏玉米适期早播利于高产形成，过晚播种减产达极显著水平；早熟品种适宜播期较广，中晚熟品种应尽量早播。参考文献[1]赵久然，王荣焕．美国玉米持续增产的因素及其对我国的启示[J].玉米科学，2009，17(5)：156-159,163.ZhaoJR,WangRH.FactorsPromotingtheSteadyIncreaseofAmericanMaizeProductionandTheirEnlightenmentsforChinaJournalofMaizeSciences,2009，17(5)：156-159,163.[2]IPCC.Climatechange2013:Thephysicalsciencebasis//ContributionofWorkingGroupItotheFifthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange.Cambridge:CambridgeUniversityPress,2013.[3]BORRASL,GAMBINBL.Traitdissectionofmaizekernelweight:Towardsintegratinghierarchicalscalesusingaplantgrowthapproach.FieldCropsResearch,2010,118(1):1-12.[4][5］[6][8]续创业，郝建平.不同播期对不同品种玉米产量的影响[J].山西农业科学，2008，36(4)：37-38.XuCY,HaoJP.EffectoftheYieldofontheMaizeonthedifferentSowingdateandVarietiesJournalofShanxiAgriculturalSciences,2008，36(4):37-38.[9]徐田军,吕天放,赵久然，等.玉米籽粒灌浆特性对播期的响应[J].应用生态学报，2016，27（8）：2513-2519.XuTJ,LvTF,ZhaoJR,2016，27（8）：2513-2519.JournalofMaizeSciences,李月华，侯大山，刘强，等.收获期对夏玉