李齊霞 李中青 李洪 祁麗婷 王敏 王瑞 孫萬榮 李紅梅

摘要?2014—2015年在山西省農業(yè)科學院谷子研究所試驗田選用長治地區(qū)具有代表性的玉米品種誠信6號進行分期播種。采用方差分析、相關分析和灰色關聯度分析法研究長治地區(qū)不同播期玉米生育進程和氣象條件變化，研究了播期和氣象因子對玉米產量的影響。結果表明，氣象因子對玉米產量的影響由高到低依次為日均氣溫、日照時數、降雨量，而平均氣溫和日照時數也是影響玉米生育進程的主要氣象因子，生育進程與降雨量呈負相關，但差異不顯著。2014—2015年長治地區(qū)降雨比較充足，對玉米生育進程影響不大;生產上，長治地區(qū)春播玉米4月25日—5月10日播種，可增加日照時數和平均氣溫，適當縮短玉米后期脫水時間，從而為玉米實現籽粒直收創(chuàng)造條件。

關鍵詞?播期;氣象因子;玉米;產量

中圖分類號?S?513文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2019）23-0026-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.010

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Sowing Date and Main Meteorological Factors on Maize Yield in Changzhi Area

LI Qi?xia， LI Zhong?qing， LI Hong et al

（Millet Research Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Changzhi， Shanxi 046000）

Abstract?Representative maize varieties Chengxin 6 in Changzhi area was selected as test material for stage sowing in the field of Millet Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences from 2014 to 2015. Using analysis of variance，correlation analysis and grey correlation analysis method to study maize development process and meteorological conditions change of different sowing dates in Changzhi Area. Effects of sowing date and meteorological factors on maize yield were researched. Results showed that the influence degrees of meteorological factors on maize yield were in the order of daily average temperature， sunshine time， rainfall.The average temperature and sunshine time were also the main meteorological factors affecting the process of maize growth. Reproductive process showed negative correlation with rainfall， but they showed no significant differences. Changzhi Area had adequate rainfall in 2014-2015， which had little impacts on the growth process of maize. In terms of production， maize of spring sowing in Changzhi Area was sown from April 25 to May 10. Sunshine duration and average temperature could be increased， dehydration time in later stage of maize could be shortened suitably， which created conditions for direct grain harvest of maize.

Key words?Sowing date;Meteorological factor;Maize;Yield

玉米是長治地區(qū)的主要糧食作物，每年的種植面積在20萬hm2左右。同一品種在不同地域上種植產量有差異，同一地區(qū)受氣候的影響，不同年份也存在一定的差異。優(yōu)良的品種必須在合適的外界環(huán)境下才能使其基因影響的特性完全表現出來[1]。品種的基因和栽培措施可人為控制，但氣象因素是人為因素不可影響的，氣象因素對玉米產量構成的影響較大。針對溫、光、水等氣象因子對玉米的產量和品質的影響，前人己經做了大量的科學試驗研究，并取得了豐富的研究成果。利用光、熱、水等氣候資源，發(fā)揮玉米產量潛力[2]，通過不同播期研究玉米生育期氣候條件變化對玉米產量的影響等[3-12] 。鑒于此，筆者基于田間試驗，選用長治地區(qū)具有代表性的玉米品種誠信6號，模擬不同氣象條件，研究光照、溫度、水分等氣象因子對不同播期玉米產量構成因素的影響，為探索當地玉米生產充分利用生態(tài)資源、抵御階段性不良氣象因子的脅迫、優(yōu)化玉米生產結構提供理論依據[13]。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

田間試驗于2014和2015年在山西省農業(yè)科學院試驗田（113°15′29″E，36°22′11″N）進行。試驗地土壤是砂壤土，0～20 cm土層的基礎養(yǎng)分為有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀。近10年的年均降雨量和年平均氣溫分別是531.1 mm和9.7 ℃。試驗地前茬為玉米，上年秋收后秸稈粉碎，深翻地還田，冬前旋耕時施入基肥硝酸磷肥600 kg/hm2。春播玉米后，噴施玉米專用除草劑玉田凈，中期（拔節(jié)期）追施尿素225 kg/hm2。兩年試驗均無灌水，自然降水，試驗田管理同一般試驗田相同。

1.2?材料

試驗采用玉米品種誠信6號和長單48。

1.3?方法

設置了5個播期，為2014年4月5日、4月15日、4月25日、5月5日、5月15日，分別記為b1、b2、b3、b4、b5 。為了篩選籽粒產量高的品種，4月25日播種，對長單48和誠信6號的2個玉米品種進行比較試驗，研究其產量、百粒重、單株籽粒重、穗長、穗粗。2015年選用玉米品種誠信6號，設置了3個播期，為4月26日、5月3日、5月10日，分別記為B1、B2、B3。隨機區(qū)組設計，3次重復，采用機械劃行，人工播種。小區(qū)面積為25 m2（5 m×5 m），每個品種種10行，行距為0.50 m，株距為0.33 m，密度為60 000 kg/hm2。

1.4?調查項目

田間調查記載出苗、拔節(jié)、抽雄、開花、吐絲、乳熟、成熟日期，吐絲期調查株高、穗位。收獲后每小區(qū)取中間2行，去大穗、小穗，取20穗，風干后室內考種?？挤N項目包括穗長、穗粗、禿尖、穗行數、行粒數、百粒重、小區(qū)產量。

1.5?氣象要素觀測

在玉米播種到成熟期，由長治市氣象局氣象觀測站進行常規(guī)氣象觀測日平均氣溫、降雨量、日照時數。

1.6?數據處理

采用DPS 7.05和Microsoft Excel 2007 軟件進行數據分析。

2?結果與分析

2.1?不同播期玉米的生長發(fā)育進程和氣象條件比較

2.1.1?不同播期的氣象條件變化。

試驗區(qū)屬于溫帶大陸性季風氣候。平均氣溫在9.2～11.3 ℃，降水量在417.6～6217 mm，平均日照時數為2 250.9 h，無霜期平均為183 d。受季風影響，降雨主要集中在7—9月，溫差較大，四季分明，4—10月是玉米適宜生長時期。降雨量在年際間、年內變化率較大，該地區(qū)的主要農業(yè)氣象災害是春季干旱或冰雹澇災。

從試驗年份玉米生長季節(jié)各月平均氣溫變化（圖1）可以看出，2014、2015年的玉米生長季節(jié)各月平均氣溫沒有顯著的差異。從生長季節(jié)各月降水量變化（圖2）可以看出，2014年5月份降水量明顯低于2015年，而6—9月份降水量明顯高于2015年，尤其是9月份降水兩年相差216 mm左右，而9月份大部分播期處于灌漿期，該時期氣象條件波動容易影響籽粒的發(fā)育，因此很可能會對玉米的產量產生影響。從生長季節(jié)各月日照時數變化（圖3）可以看出，2015年日照時數高于2014年，除5、6月份的日照時數相差不明顯，4、7、8、9、10月份的日照時數明顯高于2014年。

2.1.2?不同播期的生育進程和產量變化。

2014—2015年“誠信6號”不同播期生育進程及產量變化（表1）可看出，播期推遲，則生育期縮短。從各關鍵生育期看，播種-拔節(jié)期的變化波動大于灌漿期，說明氣象條件對苗期影響較大[14]。從不同播期的產量來看，2014年的產量4月25日播種處理的最高，而2015年產量是5月6日播種處理的最高，說明同一類型的品種生育期與產量關系不大。不同播期改變了玉米的生育進程，各個時期的光、熱、水氣象條件不同，使得玉米產量也不同。

2.1.3?不同播期的全生育期氣象條件變化。

從不同播期的全生育期日均氣溫變化可以看出，隨播期的推遲全生育期的日均氣溫均呈現先增大的趨勢（圖4）。

從不同播期的全生育期降水量變化（圖5）可以看出，2014年年內各播期間b1、b2、b3播期降水量差異不顯著，而b4、b5播期的降雨量明顯大于其他播期的降雨量。2015年各播期間沒有顯著差異，只是有略微下降的趨勢，但2014年降雨量明顯大于2015年。

從不同播期的全生育期日照時數變化（圖6）可以看出，各播期日照時數沒有明顯差異，2014年的b4、b5播期日照時數大于b1、b2、b3播期，由于b4、b5播期的降雨量大，陰雨天數較多，日照時數有下降的趨勢。2015年的日照時數均隨播期的推遲呈略微下降的趨勢，但差異很小。2015年光照條件好于2014年。

2.1.4?生育進程與全生育期氣象條件的關系。

生育進程與生育期氣象條件的相關性分析表明，平均氣溫和日照時數是影響玉米生育進程的主要氣象因子。其中生育期天數與日平均氣溫呈顯著負相關，而與平均日照時數呈極顯著正相關，相關系數分別為-0.83和0.78，說明全生育期低溫、長日照能延長玉米生育期長度。這是由于玉米是喜溫、短日照并且高光效的C4作物，溫度高、日照短會加快玉米的生長發(fā)育速度，從而使生育期變短。生育期與降雨量呈負相關，但不顯著，說明2014—2015年長治地區(qū)降雨量充足，能滿足玉米的生長。

2.2?不同播期對玉米產量及構成要素的影響

從表2可以看出，不同年份間不同播期引起的產量性狀變化趨勢不一樣。分析表明，玉米品種誠信6號在長治地區(qū)種植時，各播種期穗粗、穗長、穗行數差異不明顯，未達到顯著性差異水平;禿尖、行粒數、百粒重的差異顯著，造成產量性狀不同。2014年的產量中4月25日播種的最高，4月15日的產量次之，5月5日的產量排第3，和4月25日播期的產量差異不顯著。4月5日和5月15日播期的產量差異不顯著。而2015年產量中5月6日播種的最高，4月26日的產量次之，但差異顯著。

將不同播期誠信6號產量與7個影響產量的農藝性狀進行偏相關分析。結果表明，產量與穗長顯著相關，禿尖與產量呈極顯著負相關，百粒重與產量極呈顯著相關。該試驗條件下各性狀對產量的貢獻順序為百粒重>穗長>禿尖，與前人的研究結果有差異，說明其他非氣象因子對產量及其構成要素的影響也較大[15]。

氣象因子與玉米品種產量關聯度分別為0.391 2、0.268 8、0.176 8，關聯度由大到小排序為日均氣溫、日照時數、降雨量。

3?結論與討論

（1）現代植物生理學和作物學研究表明，溫度、光照和水分對植物的生長發(fā)育和形態(tài)建成起著決定性的作用[16-20]。不同播期改變了玉米的生育進程，各個時期的光、熱、水氣象條件不相同，使得玉米產量也不相同。選擇適宜的播期，可挖掘玉米生產的潛力，實現玉米產量增加。生產上，長治地區(qū)春播玉米4月25日—5月10日播種，日照時數和平均氣溫增加，適當縮短玉米后期脫水時間為玉米實現籽粒直收創(chuàng)造條件。

（2）氣溫對玉米產量的影響主要發(fā)生在玉米生育的中后期，氣溫過高或過低都將造成不同程度的減產[21]。該試驗中氣象因子對玉米產量的影響順序為日均氣溫>日照時數>降雨量，而平均氣溫和日照時數也是影響玉米生育進程的主要氣象因子，生育進程與降雨量呈負相關，但不顯著。2014—2015年長治地區(qū)降雨比較充足，對玉米生育進程影響不大。

（3）試驗僅持續(xù)了2年，受地點的限制，不能全面反應整個長治地區(qū)的氣候條件。此外，在分析氣象因子和產量的同時，還應考慮玉米脫水、干物質積累、生產和分配等方面的內容[22]，這還有待今后進行更深入的研究。

參考文獻

[1] 董鉆，沈秀瑛.作物栽培學總論[M].北京：中國農業(yè)出版社，2000.

[2] 明博，朱金城，陶洪斌，等.黑龍港流域玉米不同生育階段氣象因子對玉米產量性狀的影響[J].作物學報，2013，39（5）：919-927.

[3] 李言照，東先旺，劉光亮，等.光溫因子對玉米產量及產量構成因素值的影響[J].中國生態(tài)農業(yè)學報，2002，10（2）：86-89.

[4] 徐玉秀，蔣姍姍，周福然，等.1981—2010年錦州地區(qū)玉米生育期氣象因子變化及其與氣象產量的關系[J].氣象與環(huán)境學報，2017，33（5）：82-90.

[5] 余利，段海明，劉正，等.安徽玉米主產區(qū)氣象因子和玉米新組合的產量分析[J].安徽農業(yè)科學，2013，41（33）：12923-12924，12929.

[6] 李文陽，王長進，張子學，等.不同播期夏玉米籽粒灌漿特性及與主要氣象因子的關系[J].安徽科技學院學報，2013，27（5）：21-26.

[7] 王俊河，王宇先，劉玉濤，等.高緯度半干旱地區(qū)年際間氣象因子變化及對春玉米產量的影響[J].黑龍江農業(yè)科學，2016（12）：18-22.

[8] 李向嶺，李從鋒，侯玉虹，等.不同播期夏玉米產量性能動態(tài)指標及其生態(tài)效應[J].中國農業(yè)科學，2012，45（6）：1074-1083.

[9] 董紅芬，李洪，李愛軍，等.玉米播期推遲與生長發(fā)育、有效積溫關系研究[J].玉米科學，2012，20（5）：97-101.

[10] 安盼盼，明博，董朋飛，等.黃淮南部玉米產量對氣候生態(tài)條件的響應[J].作物學報，2018，44（3）：442-453.

[11] 馬樹慶，王琪，羅新蘭.基于分期播種的氣候變化對東北地區(qū)玉米（Zea mays L.）生長發(fā)育和產量的影響[J].生態(tài)學報，2008，28（5）：2131-2139.

[12] 何奇瑾.我國玉米種植分布與氣候關系研究[D].北京：中國氣象科學研究院，2012.

[13]黃勇，宋碧，張榮達，等.播期及主要氣象因子對黔西北春玉米產量及產量構成的影響[J].山地農業(yè)生物學報，2018，37（2）：54-61.

[14] 姚永明，陳玉琪，張啟祥，等.淮北夏玉米生育期氣候資源特點和增產栽培技術[J].中國農業(yè)氣象，2009，30（S2）：205-209.

[15] 陳懷亮，張雪芳.玉米生產農業(yè)氣象服務指南[M].北京：氣象出版社，1999：88-90.

[16] 官春云.現代作物栽培學[M].北京：高等教育出版社，2011：89-114.

[17] BOYER J S.Plant productivity and environment[J].Science，1982，218（4571）：443-448.

[18] TAIZ L，ZEIGER E.Plant physiology[M].3rd ed.Sunderland，MA，U.S.A.：Sinauer Associates，Inc.，2002：33-46.

[19]王忠.植物生理學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2009：453-458.

[20]宋志偉，張寶生.植物生產與環(huán)境（種植專業(yè)）[M].2版.北京：高等教育出版社，2006：170-192.

[21] 《氣候變化與作物產量》編寫組.氣候變化與作物產量[M].北京：中國農業(yè)科技出版社，1992.

[22] 吳榮華，莊克章，劉鵬，等.魯南地區(qū)夏玉米產量對氣象因子的響應[J].作物雜志，2018（5）：104-109.