春旱條件下玉米播期延遲與生長發(fā)育及有效積溫的關(guān)系

春旱條件下玉米播期延遲與生長發(fā)育及有效積溫的關(guān)系

近年來，中國北方干旱頻繁發(fā)生。嚴(yán)重的情況下，種子無法按時播種，幼苗生長緩慢，難以生根。2011年長治春季2、3、4月份降水量(37.5mm)為歷年同期降水量的62.2%。4月30日調(diào)查結(jié)果為未播種面積占47.6%,播種在干土層上等待降雨出苗的占50.5%(當(dāng)?shù)剡m播期4月20~30日)。在一定的生態(tài)環(huán)境中,播期是影響作物生產(chǎn)最主要的栽培因素之一,適宜的播期是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的必要條件。播期對玉米的影響是與生長發(fā)育期間光、熱、水和土壤等生態(tài)因子綜合作用的結(jié)果。目前,大多數(shù)學(xué)者對播期的研究多集中在產(chǎn)量影響方面[3~5],對玉米播期與生長發(fā)育及有效積溫的關(guān)系研究較少。為應(yīng)對氣候異常,針對近年來本地區(qū)玉米生產(chǎn)遭受不同程度的干旱等自然災(zāi)害而難以適時播種的問題,通過設(shè)置播期試驗(yàn),探討春玉米生長發(fā)育與有效積溫的關(guān)系,以尋求規(guī)避自然災(zāi)害的適宜播期,為春旱條件下玉米推遲播期提供參考依據(jù)。1材料和方法1.1種植密度2.供試品種為先玉335、鄭單958和浚單20,種植密度6萬株/hm2。設(shè)5月6日、5月16日、5月23日、5月27日、6月1日、6月3日和6月7日共7個播期處理。1.2調(diào)查全生育期葉片數(shù)各處理在田間掛牌標(biāo)記長勢一致的植株3株,觀察不同播期植株生長發(fā)育進(jìn)程;進(jìn)行葉片標(biāo)記,調(diào)查全生育期葉片數(shù);收獲時測量株高、穗位高,收取標(biāo)記植株的果穗,選取果穗中部子粒5粒,測量粒長、粒寬及成熟期胚乳線位置;室內(nèi)考種測定穗長、穗粗、禿尖長、千粒重及容重。1.3氣象資料發(fā)布方法溫度資料來源于長治市氣象局2011年發(fā)布的氣象資料,包括從播種到收獲整個生育過程每天的最高氣溫、最低氣溫和平均氣溫,有效溫度為≥10℃。1.4處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析采用MicrosoftExcel軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/平均值×100%;穩(wěn)定系數(shù)=1/變異系數(shù)×100%。2結(jié)果與分析2.1出苗至抽雄天數(shù)玉米作為短日照作物,隨播期的推遲,光照時間縮短,各階段生育進(jìn)程加快,在生長過程中受溫度、水分、養(yǎng)分等多方面因素的影響。由表1可知,隨播期的推遲,氣溫逐漸升高,玉米各生育階段持續(xù)時間均有所縮短,苗期受溫度影響不大,穗期和花粒期受播期影響較大。播期推遲30d,播種至出苗天數(shù)縮短4d;出苗至抽雄天數(shù)各品種間表現(xiàn)不同,先玉335縮短11d,鄭單958縮短8d,浚單20縮短3d,先玉335在遲播條件下快速生長發(fā)育為后期灌漿爭取相對較長的時間。3個品種在同一播期下出苗時間相同;先玉335出苗至抽雄天數(shù)長于鄭單958和浚單20,但抽雄至成熟天數(shù)短于鄭單958和浚單20。說明先玉335的營養(yǎng)生長和生殖生長時間相對較長,更有利于營養(yǎng)物質(zhì)積累和幼穗分化,提高玉米產(chǎn)量,同時也證明了先玉335后期子粒脫水快的特點(diǎn)。2.2整株葉片數(shù)測定玉米拔節(jié)期對3個品種不同播期的葉片(第10片葉)進(jìn)行標(biāo)記,測定整株葉片數(shù)。推遲播期對品種的整株葉片數(shù)和穗上葉片數(shù)無影響;株高和穗位高隨播期的推遲逐漸增高(表2),原因是隨播種的延后,氣溫升高、光照充足,促進(jìn)植株加快生長發(fā)育。2.3穗粗和穗行數(shù)對各品種遺傳穩(wěn)定性的影響不同播期3個品種的穗長、穗粗和穗行數(shù)變化均不大,因?yàn)楦髌贩N的穗分化相對穩(wěn)定,穗長、穗粗和穗行數(shù)對各品種而言遺傳性相對比較穩(wěn)定;禿尖長隨播期的推遲而增長,行粒數(shù)隨播期的推遲而減少(表3),可能由于穗分化期隨播期推遲恰遇高溫干旱天氣,分化速度加快,小花數(shù)減少,且播期推遲使玉米灌漿期縮短,子粒得不到充分灌漿,穗頂端敗育子粒明顯增多。2.4玉米子粒寬度6月7日播種隨播期推遲子粒長度逐漸減小,減小幅度為14.2%~21.4%,子粒寬度無變化。成熟期胚乳線逐漸向頂部移動,6月7日播種的玉米在收獲時胚乳線尚未出現(xiàn),不能按時成熟。從粒色和子粒飽滿程度看,5月27日播種的玉米子粒仍能較好地完成灌漿(表4)。2.5播期對主題產(chǎn)量的影響隨播種期的推遲,各玉米生育進(jìn)程均縮短,影響子粒成熟度。由表5可知,受播期影響,3個品種的千粒重整體趨于減小,這與播期推遲情況下適宜灌漿的時期逐漸縮短、后期干物質(zhì)積累不夠充分、成熟度降低有關(guān)。產(chǎn)量受播期的影響,整體趨勢逐漸降低。隨播期推遲,3個品種都出現(xiàn)了產(chǎn)量急劇下降的拐點(diǎn),浚單20出現(xiàn)在5月16日,先玉335出現(xiàn)在5月23日,鄭單958出現(xiàn)在5月27日。2.6變異系數(shù)浚單20對3個品種千粒重、產(chǎn)量的變異系數(shù)和穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行分析(表6),兩者趨勢一致,變異系數(shù)浚單20>先玉335>鄭單958;穩(wěn)定系數(shù)浚單20<先玉335<鄭單958。千粒重、產(chǎn)量與生長期間有效積溫的相關(guān)性分析表明,浚單20的千粒重、產(chǎn)量與有效積溫的相關(guān)系數(shù)最大,其次是先玉335,鄭單958最小。3播期對玉米產(chǎn)量的影響玉米的生長發(fā)育對氣溫高低的反應(yīng)十分敏感,較高溫度條件下生長發(fā)育快,全生育期縮短。一般認(rèn)為,氣溫和光照是影響生育時期長短的主要生態(tài)因子。玉米子粒灌漿的臨界溫度為15℃,當(dāng)日平均氣溫低于15℃玉米子粒基本停止灌漿。本試驗(yàn)表明,隨播期的推遲和氣溫的逐漸升高,玉米各生育階段均有所縮短,播種期推遲30d,播種至出苗天數(shù)縮短4d;出苗至抽雄天數(shù)品種間表現(xiàn)不同,先玉335在遲播條件下的快速生長發(fā)育,為其后期灌漿爭取了相對較長的時間。隨播期推遲,株高和穗位高增高,總?cè)~片數(shù)和穗上葉片數(shù)不變;穗長、穗粗和穗行數(shù)變化很小,行粒數(shù)減少,禿尖增長;子粒長度減小,寬度不變,成熟度下降,千粒重減小,品質(zhì)降低。千粒重、產(chǎn)量的變異系數(shù)和穩(wěn)定系數(shù)分析表明,鄭單958的千粒重和產(chǎn)量受播期影響最小,其次為先玉335,浚單20受播期影響最大,穩(wěn)定性差;千粒重、產(chǎn)量與玉米生長期間有效積溫呈正相關(guān),浚單20的相關(guān)系數(shù)最大,其次是先玉335,鄭單958最小。說明推遲播期鄭單958適應(yīng)性相對較強(qiáng),穩(wěn)定性較好;其次是先玉335;浚單20對于播期的調(diào)整相對比較敏感,受環(huán)境溫度變化影響較大。從產(chǎn)量結(jié)果分析,浚單20在5月16日(有效積溫2752.9℃·d)出現(xiàn)產(chǎn)量拐點(diǎn);先玉335的產(chǎn)量在5月23日(有效積溫2624.4℃·d)形成一個較大的拐點(diǎn);鄭單958的產(chǎn)量拐點(diǎn)出現(xiàn)在5月27日(有效積溫2560.9℃·d)。因此,可以認(rèn)為長治地區(qū)春播玉米如遇春旱需要遲播,浚單20可推遲至5月16日(需有效積溫值≥2752.9℃·d)播種;先玉335可推遲至5月23日(需有效積溫值≥2624.4℃·d)播種;鄭單958可最遲至5月27日(需有效積溫值≥2560.9℃·d播種,以保證玉米能夠正常成熟且獲得較理想的產(chǎn)量。播期是影響玉米產(chǎn)量的重要因素之一,玉米生育期所