陳道培
(鶴壁市氣象局,河南鶴壁 458030)
玉米是我國(guó)重要的糧食作物之一,要提高玉米產(chǎn)量不僅要選育優(yōu)質(zhì)的玉米品種,還應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的特征氣候條件改進(jìn)相應(yīng)的栽培技術(shù)。不同夏玉米品種都有適合自身生長(zhǎng)的地域和適宜的播期。適宜的播期,既可以給玉米的生長(zhǎng)發(fā)育提供很好的環(huán)境條件,也可以提高玉米自身的抗逆性,從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目的。
播期不同將導(dǎo)致玉米生育期內(nèi)光、溫、水資源分配的不同,直接影響玉米的生長(zhǎng)。適宜的玉米播期,可使玉米在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程充分利用光、溫、水資源。前人做了很多關(guān)于播期對(duì)玉米影響的研究,但不同播期的玉米生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中在不同地區(qū)環(huán)境條件等存在明顯差異,而且由于各玉米品種的特性及玉米種植地區(qū)的不同,研究結(jié)果也不盡相同。因此,筆者結(jié)合鶴壁地區(qū)夏玉米生產(chǎn)實(shí)際開(kāi)展分期播種試驗(yàn),分析得出鶴壁地區(qū)夏玉米適宜播種期,以期為夏玉米的生產(chǎn)提供依據(jù)。
試驗(yàn)在鶴壁農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦,排灌方便,土壤為黏土,肥力均勻一致。供驗(yàn)玉米品種為鄭單958。
采用裂區(qū)試驗(yàn),設(shè)4 個(gè)播期處理,分別在5 月31 日(B1)、6 月10 日(B2)、6 月20 日(B3)、6 月30 日(B4)播種。每處理設(shè)4 個(gè)重復(fù),共計(jì)16 個(gè)小區(qū),小區(qū)面積33 m2,每小區(qū)約種植228 株,播種深度5 cm。群體密度約69 000株/hm2。玉米生育期間保證肥水需求,各品種的肥料施用量相同,其他管理措施同一般高產(chǎn)大田。
1.3.1 發(fā)育期。觀測(cè)播種、出苗、三葉、七葉、拔節(jié)、抽穗、開(kāi)花、吐絲、乳熟、成熟各發(fā)育普遍期出現(xiàn)的日期。觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》進(jìn)行。
1.3.2 植株高度。在七葉、拔節(jié)、抽雄、乳熟4 個(gè)發(fā)育普遍期測(cè)定植株高度。觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)按《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》進(jìn)行。
1.3.3 葉面積指數(shù)與干物重。葉面積指數(shù):在三葉、七葉、拔節(jié)、抽穗、乳熟、成熟普遍期測(cè)定。在葉片鮮重稱(chēng)量完成后,測(cè)定所取植株綠葉的葉面積,并求取平均值。記錄單位(cm2/株),取小數(shù)2 位,換算成葉面積指數(shù)。
干重和鮮重:在三葉、七葉、拔節(jié)、抽穗、乳熟、成熟普遍期測(cè)定。每個(gè)小區(qū)順序取3 株,將莖稈、葉鞘、葉、穗分開(kāi),分別稱(chēng)取鮮重,烘干后稱(chēng)取干重,并求取平均值。記錄單位(g/株),取小數(shù)2 位。
1.3.4 光合速率。使用Li-6400 光合作用儀在抽雄、乳熟期測(cè)定晴朗天氣自然光源下的光合速率,測(cè)定時(shí)間從日出前1 h 開(kāi)始,至日落后1 h 左右結(jié)束,每2 h 測(cè)定1 次。選擇長(zhǎng)勢(shì)健康的穗位葉測(cè)定。每處理測(cè)定3 個(gè)重復(fù)(3 片葉)。
1.3.5 灌漿速率。在玉米吐絲期,每個(gè)處理(不分小區(qū))選擇同日開(kāi)花的大小一致的30 株掛牌,并注明日期。吐絲后第10 天開(kāi)始每5 d 取樣1 次,直到成熟。每次取2 個(gè)果穗,取下籽粒,數(shù)出總粒數(shù),放入鋁盒稱(chēng)鮮重,烘干后稱(chēng)干重。求取每穗籽粒干重。記錄單位(g/穗),取小數(shù)2 位。
1.3.6 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析。在玉米成熟期測(cè)定莖粗、果穗粗、果穗長(zhǎng)、單株籽粒數(shù)、百粒重、莖稈重。在每個(gè)小區(qū)連續(xù)取5株,脫粒數(shù)出總粒數(shù)并求取株籽粒數(shù),晾曬風(fēng)干后稱(chēng)取百粒重,方法參照《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》。
使用Microsoft Excel 2003、R 語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并制圖。
播期對(duì)夏玉米的生育進(jìn)程有較大影響(圖1)。由圖1可以看出,隨著播期的推遲,全生育期逐漸縮短,其中B4處理于10 月13 日開(kāi)始日均溫低于16℃,停止灌漿收獲,同B3 處理一起收獲。播期推遲天數(shù)(X)與全生育期天數(shù)(Y)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,回歸方程為Y=121.7-0.48X(R2=0.80),即播期每推遲1 d,生育期平均縮短0.48 d。
圖1 播期對(duì)夏玉米生育進(jìn)程的影響
播種-出苗、出苗-拔節(jié)期天數(shù)隨著播期推遲差異較小,相差1~2 d;拔節(jié)-吐絲期,B1、B2 處理為26~27 d,B3、B4 處理為19~22 d,相差5~7 d,差異明顯;吐絲-成熟期差異不明顯。B1、B2、B3、B4 全生育期時(shí)間分別為120、118、115、105 d(表1),B1>B2>B3>B4,因B3、B4 處理播種-吐絲期日平均溫度高于B1、B2 處理,生育進(jìn)程加快,所以隨著播期的推遲,各播期全生育期天數(shù)呈逐漸減少的趨勢(shì)。
由圖2 可知,隨著播期的推遲,株高呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì)。高度在抽雄、乳熟期達(dá)到最大,各處理株高由大到小為B4>B3>B2>B1,B4 處理較B1 處理高出10 cm。由圖3 可知,莖粗則隨著播期的推遲呈先升高后降低的趨勢(shì),B2 處理莖粗值達(dá)到最大,B4 處理最小,B3、B4 處理明顯小于B1、B2 處理。有研究表明隨著高度的增加、莖粗的減小,玉米植株發(fā)生倒伏的風(fēng)險(xiǎn)將增大,該試驗(yàn)結(jié)果與前人研究一致,由此可見(jiàn),隨著播期的推遲倒伏發(fā)生的幾率也將增大。
圖2 播期對(duì)夏玉米植株高度的影響
圖3 播期對(duì)夏玉米莖粗的影響
2.3.1 葉面積指數(shù)。葉面積指數(shù)是反映植物群體生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo),其大小與最終產(chǎn)量高低密切相關(guān),在一定的范圍內(nèi),作物的產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增大而提高。由圖4 可知,隨生育進(jìn)程的推進(jìn),夏玉米各播期葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)基本一致,從拔節(jié)期開(kāi)始迅速增加,到抽雄、乳熟期葉面積指數(shù)達(dá)到最大值。隨著播期推遲,各生育時(shí)期的葉面積指數(shù)呈先升高后降低的趨勢(shì)。
圖4 播期對(duì)夏玉米葉面積指數(shù)的影響
在乳熟期,各播期葉面積指數(shù)從大到小依次為B2>B1>B3>B4,以B2 處理最大,B4 處理最小。由此表明,B2 處理有利于提高夏玉米的葉面積指數(shù),進(jìn)而形成高質(zhì)量群體,早播或晚播不利于保持較高的葉面積指數(shù),易造成早衰,群體質(zhì)量變差。
2.3.2 光合速率。光合速率是用來(lái)表示光合作用強(qiáng)弱的,指光合作用固定二氧化碳(或制造氧)的速度。光合速率越快光合作用就越強(qiáng),固定二氧化碳的速度也會(huì)越快,這樣產(chǎn)生的有機(jī)物也會(huì)越多。由圖5 可以看出,在抽雄、乳熟期,各播期光合速率均呈單峰形態(tài)。一日中在10:00—14:00 光合速率達(dá)到最大值,在抽穗期光合速率表現(xiàn)為B1 處理最強(qiáng),其他處理均次之。乳熟期是籽粒灌漿的重要時(shí)期,此階段光合速率由強(qiáng)到弱分別為B1>B2>B3>B4,這說(shuō)明隨著播期的推遲,在乳熟期光合速率呈逐漸降低的趨勢(shì)。
圖5 不同播期抽雄(a)、乳熟期(b)光合速率日變化趨勢(shì)
干物質(zhì)積累是玉米籽粒產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),獲得高產(chǎn)的基本途徑就是增加干物質(zhì)產(chǎn)量,并使之盡可能多地分配到籽粒中。由圖6 可以看出,在玉米三葉、七葉期隨著播期推遲干物質(zhì)質(zhì)量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì),因?yàn)榇穗A段隨著播期推遲,B3、B4 處理獲取的光溫資源較B1、B2 處理多,能更多地累積干物質(zhì)重量;在拔節(jié)期B1 處理干物質(zhì)累積重量明顯高于其他3個(gè)處理,B2、B3、B4 處理差異不明顯;抽穗期以后,隨著播期的推遲干物質(zhì)重量逐漸減少,特別是乳熟期B3、B4 處理差異明顯,主要是由于隨著播期推遲溫度逐漸降低,影響籽粒灌漿,穗重降低造成。由此可見(jiàn),干物質(zhì)重量隨著播期的推遲呈拔節(jié)前逐漸增加、拔節(jié)后逐漸降低的趨勢(shì)。
圖6 播期對(duì)不同生育期干物質(zhì)重量的影響
玉米籽粒灌漿期至成熟期是決定玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的重要階段,也是最終決定產(chǎn)量的重要時(shí)期,灌漿特性是玉米生長(zhǎng)后期影響產(chǎn)量的主要因素。由圖7 可知,在吐絲后50 d,除B2 處理外,其他處理灌漿速率均處于緩慢增長(zhǎng)階段,隨著播期的推遲灌漿速率為B2>B1>B3>B4,B2 處理明顯高于B3、B4 處理,B3、B4 處理在吐絲后50 d 后灌漿速率明顯減慢,主要是由于播期的推遲,灌漿期間氣溫、日照時(shí)數(shù)逐漸降低導(dǎo)致灌漿速率減慢。
圖7 播期對(duì)夏玉米灌漿速率的影響
由圖8 可知,隨著播期的推遲,果穗粗、單株籽粒數(shù)呈先升高后降低的趨勢(shì)且B2>B3>B1>B4,B2 處理達(dá)到最大并且明顯高于B3、B4 處理;果穗長(zhǎng)則呈現(xiàn)下降趨勢(shì),B1>B2>B3>B4;百粒重、莖稈重B1、B2 處理差異不明顯,但明顯高于B3、B4 處理,說(shuō)明B1、B2 處理干物質(zhì)重的累積明顯高于B3、B4 處理。綜上表明,隨著播期的延遲,果穗變短變細(xì)、單株籽粒數(shù)和干物質(zhì)累積量明顯下降,最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。
圖8 播期對(duì)夏玉米果穗性狀、產(chǎn)量及莖稈重量的影響
由于玉米在不同時(shí)期播種所經(jīng)歷的溫、光、水等氣候條件不相同,因此能夠通過(guò)播期試驗(yàn)較好地反映出氣候變化對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育等要素的影響情況。該試驗(yàn)研究了不同播期對(duì)夏玉米生育期、高度、莖粗、葉面積指數(shù)與光合速率、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量要素的影響。結(jié)果表明:①由于晚播處理前期發(fā)育期進(jìn)程加快,后期發(fā)育期天數(shù)差異不明顯,最終造成隨著播期的推遲,發(fā)育期天數(shù)逐漸縮短并且B4 處理在灌漿后期日均溫度低于灌漿所需溫度而停止灌漿,導(dǎo)致玉米無(wú)法完全成熟。②隨著播期推遲,高度增加、莖粗減小,增加了夏玉米倒伏的風(fēng)險(xiǎn)。③隨著播期的推遲,葉面積指數(shù)和光合速率逐漸降低,不利于保持較高的葉面積指數(shù),易造成早衰,群體質(zhì)量變差。④干物質(zhì)重量隨著播期的推遲呈拔節(jié)前逐漸增加、拔節(jié)后逐漸降低的趨勢(shì),不利于生長(zhǎng)后期干物質(zhì)的積累。⑤隨著播期的延遲,果穗變短變細(xì)、株籽粒數(shù)明顯下降,最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。
考慮鶴壁地區(qū)常年小麥?zhǔn)斋@期在6 月2—10 日,適宜播期應(yīng)在6 月2—15 日,此時(shí)播種對(duì)玉米產(chǎn)量的提高將更有利。