楊小敏，郝明德,1b，王忠有，黃耀明，張 濤

(1 西北農(nóng)林科技大學 a 資源環(huán)境學院，b 水土保持研究所，陜西 楊凌712100；2 渭南市農(nóng)機推廣站，陜西 渭南 714000；3 寶雞市農(nóng)機管理中心，陜西 寶雞 721000；4 咸陽市農(nóng)機管理中心，陜西 咸陽 712000)

玉米是我國三大糧食作物之一，是優(yōu)良的飼料和重要的工業(yè)原料，其種植面積占全國糧食作物面積的1/4[1]。在玉米生產(chǎn)中，確定適宜的收獲期是提高籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的保證。但關(guān)于玉米成熟并沒有統(tǒng)一定量標準，通常人們以苞葉發(fā)白干枯、籽粒變硬為成熟標準。但有研究提出，玉米籽粒乳線消失是成熟的定量指標[2]。還有研究表明，玉米籽?；亢谏珜有纬墒浅墒斓臉酥綶3]。孟慶平等[4]研究發(fā)現(xiàn)，玉米具有“假熟性”，果穗苞葉白皮時乳線基本在籽粒的1/2～2/3 處。大量研究則顯示，在籽粒 2/3 乳線期到黑色層出現(xiàn)時期，收獲玉米可獲得最高的干物質(zhì)產(chǎn)量[5-6]。因此，當玉米苞葉變白時收獲，千粒質(zhì)量僅為完熟期的85%～90%，此時收獲籽粒產(chǎn)量會減少10%～15%[7-8]。陜西關(guān)中地區(qū)夏玉米種植區(qū)普遍在玉米苞葉變白時收獲，有的甚至在玉米苞葉沒有完全變白時就開始收獲，造成玉米減產(chǎn)，后期光熱資源也被大量浪費。同時，夏玉米早收促使冬小麥早播1周左右，而統(tǒng)計結(jié)果顯示，近10余年來冬季氣溫明顯提高，小麥早播易旺長，抗寒能力下降，易受凍害[9]。針對陜西關(guān)中地區(qū)夏玉米收獲時間普遍偏早的實際問題，本試驗分析了該區(qū)不同收獲時期夏玉米的千粒質(zhì)量、籽粒產(chǎn)量，以及植株地上部分各器官的養(yǎng)分變化，旨在為夏玉米適時延收增產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

陜西關(guān)中地區(qū)土壤肥沃，光照充足，農(nóng)業(yè)歷史悠久。該區(qū)年平均氣溫為12～13.6 ℃，屬暖溫帶。四季分明，冬夏較長，春秋氣溫升降急驟，夏有伏旱，秋多連陰雨。年平均降雨量604 mm，且主要集中在 7-9 月。關(guān)中盆地為棕壤-褐土地帶，農(nóng)業(yè)土壤類型主要為壚土，是褐土剖面上具有覆蓋層的亞類。本試驗選擇了渭南市臨渭區(qū)下吉鎮(zhèn)示范基地、咸陽市農(nóng)科所試驗基地、楊凌水保所試驗基地、寶雞市陳倉區(qū)慕儀鎮(zhèn)五星村作為夏玉米延遲收獲試驗場地。其中以渭南為關(guān)中夏玉米東部地區(qū)代表，楊凌和咸陽為中部地區(qū)代表，寶雞為西部地區(qū)代表。供試夏玉米品種為鄭單958和先玉335，播種密度為 60 000 株/hm2。

1.2 試驗方法與測定項目

試驗區(qū)夏玉米在生育期要保證水肥需求，不同品種的肥料施用量相同，管理措施同一般高產(chǎn)大田。楊凌試驗區(qū)夏玉米于2012-06-12播種，在玉米吐絲盛期，選擇吐絲時間及長勢一致的玉米掛牌標記，從09-26開始，每隔3 d取掛牌標記的玉米樣3株，至9 d后每隔5 d取1次樣，延收24 d(10-20)。其他3個試驗區(qū)的取樣方法同楊凌試驗區(qū)：渭南試驗區(qū)夏玉米于2012-06-11播種，從09-26開始，每隔4 d取1次樣，延收12 d(10-08)；咸陽試驗區(qū)夏玉米于2012-06-09播種，從10-02開始，每隔5 d取1次樣，延收10 d(10-12)；寶雞試驗區(qū)夏玉米于2012-06-14播種，從10-07開始，每隔5 d取1次樣，延收10 d(10-17)。環(huán)剝各收獲期玉米穗中部籽粒200粒，烘干后統(tǒng)計每次收獲的千粒質(zhì)量，同時記錄各收獲期的籽粒產(chǎn)量。

植株養(yǎng)分含量測定：分別測定每個收獲期玉米葉片、莖稈、穗軸、籽粒的氮、磷、鉀含量(楊凌、渭南試驗區(qū)選擇第1次收獲期、中間1次收獲期以及最后1次收獲期的樣品進行分析)。分析各樣品養(yǎng)分含量時，先將風干后粉粹的樣品用 H2SO4-H2O2消煮，氮含量用凱氏定氮法測定，磷含量用釩鉬黃比色法測定，鉀含量用火焰光度計測定[10]。測定結(jié)果均以風干基表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2007進行試驗數(shù)據(jù)的基本運算以及制圖，用SPSS17.0進行各處理之間數(shù)據(jù)的方差分析和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 延遲收獲時間對夏玉米籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的影響

由圖1～4可知，隨著收獲時間的延遲，楊凌、渭南不同品種夏玉米籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量均呈增加趨勢，但不同地區(qū)不同品種增加幅度有差異。在楊凌試驗區(qū)，鄭單958籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為延收前9 d(10-05)增幅較大，9 d后增幅較小，延收9 d籽粒產(chǎn)量較第1次收獲(09-26)增加了20.8%；延收24 d(10-20)籽粒產(chǎn)量較第1次收獲增加了23.6%，平均日增產(chǎn)104.6 kg/hm2。先玉335籽粒產(chǎn)量增長率在延收19 d(10-15)時達到最大值，增幅為26.6%，平均日增產(chǎn)143.6 kg/hm2，之后籽粒產(chǎn)量增幅較小。鄭單958和先玉335千粒質(zhì)量增長率則均在延收14 d (10-10)時達到最高，增幅分別為40.9%和 13.3%，平均日增加9.0和3.5 g。

由圖3和圖4可知，在渭南試驗區(qū)，延遲收獲對不同品種夏玉米籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量影響明顯。鄭單958和先玉335的籽粒產(chǎn)量增長率均在延收8 d(10-04)時達到最大值，8 d后增幅變小，其中鄭單958延收8 d籽粒產(chǎn)量較第1次收獲(09-26)增加了 17.5%，先玉335延收8 d時籽粒產(chǎn)量較第1次收獲增加了18.6%，平均日增產(chǎn)分別為233.5和 250.4 kg/hm2。 千粒質(zhì)量增長率均在延收4 d(09-30)時最大，增幅分別為10.5%和7.9%，平均日增加8.9和7.3 g。

圖 1 延遲收獲時間對陜西楊凌夏玉米籽粒產(chǎn)量的影響

圖 3 延遲收獲時間對陜西渭南夏玉米籽粒產(chǎn)量的影響

表1顯示，在咸陽試驗區(qū)，收獲時間的延長能明顯提高不同品種夏玉米的籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量。延收10 d(10-12)時，鄭單958和先玉335籽粒產(chǎn)量分別較第1次收獲(10-02)增加了23.9%和33.3%，平均日增產(chǎn)246.73和325.48 kg/hm2；千粒質(zhì)量增幅分別為23.5%和18.6%，平均日增加7.3和5.9 g。

表1顯示，在寶雞試驗區(qū)，延長收獲時間對不同品種夏玉米籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的影響趨勢與咸陽試驗區(qū)相同。延收10 d(10-17)，鄭單958籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的增幅分別為12.0%和15.8%，平均日增產(chǎn)10.93 kg/hm2，日增千粒質(zhì)量4.5 g；先玉335籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的增幅分別為18.8%和18.6%，平均日增產(chǎn)192.38 kg/hm2，日增千粒質(zhì)量5.4 g。

表 1 延遲收獲時間對咸陽、寶雞試驗區(qū)夏玉米籽粒產(chǎn)量和千粒質(zhì)量的影響

2.2 延遲收獲時間對夏玉米不同器官養(yǎng)分含量的影響

2.2.1 氮素含量 表2顯示，延遲收獲時間對夏玉米植株不同器官中氮素分配的影響不同。在4個試驗區(qū)，隨著收獲時間的推遲，鄭單958和先玉335葉片、莖稈和穗軸中的氮含量逐漸減少，而籽粒中的氮含量逐漸增加。在楊凌試驗區(qū)，延收24 d時，鄭單958葉片、莖稈、穗軸中的氮含量分別較第1次收獲時減少了28.4%，4.9%和25.6%，而籽粒中的氮含量增加了7.7%；先玉335葉片、莖稈、穗軸中的氮含量分別較第1次收獲時減少了11.1%，30.9%和23.3%，而籽粒中的氮含量增加了23.8%。因此，延遲收獲能夠促進不同品種夏玉米葉片、莖稈、穗軸中的氮素向籽粒轉(zhuǎn)移，從而提高了玉米籽粒品質(zhì)。

表 2 延遲收獲時間對陜西關(guān)中地區(qū)夏玉米不同器官氮含量的影響

2.2.2 磷素含量 表3顯示，延遲收獲時間對夏玉米植株不同器官中磷素分配趨勢的影響與氮素相同。在4個試驗區(qū)，隨著收獲時間的推遲，鄭單958和先玉335葉片、莖稈、穗軸中的磷含量減少，而籽粒中的磷含量增加。在楊凌試驗區(qū)，延遲收獲24 d時，鄭單958葉片、莖稈、穗軸中的磷含量分別較第1次收獲時減少了20.9%，27.3%和30.3%，而籽粒磷含量增加了12.7%；先玉335葉片、莖稈、穗軸中的磷含量分別較第1次收獲時減少了19.5%，42.6%和50.0%，而籽粒磷含量增加了17.4%。因此，延遲收獲同樣有利于籽粒中磷素的累積，并且籽粒中磷素的大部分增加量來源于玉米葉片、莖稈、穗軸等器官。

表 3 延遲收獲時間對陜西關(guān)中地區(qū)夏玉米不同器官磷含量的影響

2.2.3 鉀素含量 表4顯示，延遲收獲時間對夏玉米植株不同器官鉀含量的影響有一定差異。在4個試驗區(qū)，收獲時間的推遲有利于夏玉米莖稈鉀含量的增加，相應地降低了其他器官(葉片、穗軸和籽粒)的鉀含量。在楊凌試驗區(qū)，延遲收獲24 d時，鄭單958莖稈鉀含量較第1次收獲時增加了57.1%，而葉片、穗軸、籽粒中鉀含量則分別減少了23.1%，18.4% 和20.9%；先玉335莖稈鉀含量較第1次收獲時增加了49.3%，而葉片、穗軸、籽粒中鉀含量則分別減少了29.8%，20.6%和 18.1%。上述結(jié)果與鉀素在作物中的分布是一致的。鉀素主要分布在作物莖稈中，其功能是促進作物光合作用，提高CO2的同化率。延長收獲時間，玉米仍要維持利用光溫資源的能力，因此其他組織的鉀素就會向莖稈轉(zhuǎn)移，以確保該組織所需鉀素的濃度。

2.3 不同收獲時間對夏玉米生育期積溫利用的影響

夏玉米整個生育期需要0 ℃以上積溫為 2 600～2 800 ℃，有效積溫(≥10 ℃)為 1 400～1 600 ℃，抽穗到灌漿期日平均氣溫穩(wěn)定在 24～26 ℃以上，光照時數(shù)在 800～1 000 h以上[11]。根據(jù)小麥栽培學要求，陜西關(guān)中灌區(qū)冬小麥合理的播期取決于小麥越冬前積溫(越冬前0 ℃以上積溫在 550～600 ℃)。表5列出了2008-2012年陜西關(guān)中地區(qū)不同試驗區(qū)延遲收獲條件下夏玉米生育期平均積溫以及冬小麥越冬前平均積溫。據(jù)調(diào)查，2008-2012年，渭南夏玉米習慣收獲時間基本在9月底，楊凌和咸陽在10-01左右，寶雞在10-05-10-10。

從滿足夏玉米生育期所需積溫和冬小麥越冬前積溫的條件(表6)可以看出，楊凌和咸陽地區(qū)夏玉米可推遲10 d左右收獲，即該區(qū)玉米可于10-10左右收獲，同時冬小麥于10-10左右種植為宜；渭南地區(qū)夏玉米收獲時間可推遲10～15 d，即夏玉米收獲時間在10-10之后，同時保證冬小麥于10-15之前種植為宜；而寶雞地區(qū)則難以同時滿足夏玉米生育期積溫和冬小麥越冬前積溫的條件，因為該地區(qū)不具備夏玉米延遲收獲的積溫因素，夏玉米最晚應于10-10之前收獲，要保證冬小麥于10-10之前播種。

表 5 2008-2012年陜西關(guān)中地區(qū)不同試驗區(qū)延遲收獲條件下夏玉米的生育期積溫和冬小麥越冬前積溫

3 討論與結(jié)論

近年來大量研究結(jié)果表明，玉米延遲收獲有明顯的增產(chǎn)效果。路海東等[12]的研究表明，不同密度、灌水和施氮措施下，收獲期與玉米千粒質(zhì)量和產(chǎn)量呈線性相關(guān)關(guān)系，收獲期每推遲1 d，產(chǎn)量增加174.71～232.33 kg/hm2。陳現(xiàn)平[13]在淮北地區(qū)的延遲收獲試驗表明，收獲推遲10～ 17 d，夏玉米可增產(chǎn)17.7%～24.1%。卜俊周等[14]在河北省的研究表明，收獲期延遲20 d左右，夏玉米籽粒產(chǎn)量增加了22.5%。本試驗中， 陜西關(guān)中地區(qū)夏玉米在目前的產(chǎn)量水平下，不需增加任何投入，延遲收獲 10～24 d，籽粒產(chǎn)量的增幅為17.5%～33.3%，平均日增產(chǎn)104.6～325.38 kg/hm2，平均日增千粒質(zhì)量3.5～9.0 g；同時，隨著收獲時間的推遲，夏玉米地上部分植株器官養(yǎng)分含量的變化趨勢表現(xiàn)為，氮、磷在葉片、莖稈、穗軸中的累積量減少，在籽粒中的累積量增加，從而提高了籽粒品質(zhì)，鉀素則表現(xiàn)為在莖稈中的累積量增加，在葉片、籽粒、穗軸的累積量減少。

光溫是玉米生長的關(guān)鍵氣象因子，玉米產(chǎn)量與生育期的積溫、日照等氣象因子呈極顯著相關(guān)，其中積溫的直接效應最大[15-17]。因此可以認為，延遲收獲的增產(chǎn)原因主要是提高了玉米籽粒對積溫的利用。李月華等[18]在河北省的延遲收獲試驗表明，夏玉米千粒質(zhì)量的增加與全生育期的積溫呈極顯著正相關(guān)，同時長期缺光影響千粒質(zhì)量的增加。鮑艷杰等[19]在黃土高原區(qū)對春玉米的試驗表明，玉米延遲收獲增加了籽粒對光溫資源的利用，有利于籽粒灌漿，提高千粒質(zhì)量，是產(chǎn)量增加的主要原因。

陜西關(guān)中地區(qū)光熱資源豐富，為夏玉米的生長提供了優(yōu)厚的條件，但是該地區(qū)夏玉米收獲時間都普遍偏早，關(guān)中中東部一般都在9月底收獲，造成了光熱資源的極大浪費。本試驗結(jié)果表明，關(guān)中東部地區(qū)夏玉米延遲收獲10～15 d，可多利用的積溫為 173.1～254.3 ℃，關(guān)中中部地區(qū)延遲收獲5～10 d，可多利用的積溫為83.8～160.2 ℃。根據(jù)近幾年關(guān)中地區(qū)夏玉米生育期平均積溫以及冬小麥越冬前平均積溫，可以確定關(guān)中東部地區(qū)夏玉米收獲時間可在當?shù)剞r(nóng)民習慣收獲的基礎(chǔ)上推遲10～15 d，即收獲日期以10-10-10-15為宜；中部地區(qū)推遲10 d左右，收獲時間在10-10左右為宜；西部地區(qū)則應確保在10-10之前完成夏玉米收獲。

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