播期对玉米产量及品质的影响研究进展
2018-03-23邹原东韩振芹
邹原东 韩振芹
摘要 选择适宜的播期是玉米取得高产优质的重要栽培手段。本文综述了播期对玉米生长发育、产量和品质的研究进展,得出结论:播期对玉米生长发育、产量和籽粒品质有显著影响,随着播期的推迟,玉米生育期缩短,产量构成因素中的百粒重和穗粒数逐渐降低,产量降低,品质中的蛋白质含量和脂肪含量降低,淀粉含量有升高的趋势。
关键词 玉米;播期;产量;品质;研究进展
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)04-0007-02
Abstract Choosing the suitable sowing date is an important cultural mean for maize to achieve high yield and quality. The research progress of growth,yield and quality of maize in sowing stage were reviewed. We could draw a conclusion that sowing date had significant effect on growth,yield and quality of maize. With the sowing date′s delay,growing period would shorten,100-seed weight,grain number per spike and yield were gradually decreased,protein and fat content were reduced,the content of starch will increase gradually.
Key words maize;sowing date;yield;quality;research progress
玉米是我国重要的粮食作物,同时又可作饲用和工业原材料;种植面积居全国粮食作物之首,已跃居成为我国第一大粮食作物,其产量的高低和品质的优劣对维护粮食安全有着重要的意义[1-3]。玉米产量的提高和品质的提升除与高产潜力品种密切相关外,也依赖于栽培技术、环境条件,三者相辅相成,互相促进。而从栽培生理上寻求构建高产群体形态,如何从技术手段上将玉米品种内在优良基因与栽培手段、环境因素紧密结合,以达到提高产量和品质的目的,一直是相关领域专家研究的重要内容。
玉米全生育期主要由播种、出苗、拔节、抽雄、成熟等生长发育时期组成[4]。不同的品种都有适合自身生长的区域,也有较为适合的播种期。适宜的播种期不仅会使玉米在生长阶段充分利用光、温、水、肥等条件,为生长发育创造良好的外界环境,而且还会使玉米在产量形成的关键时期避开主要病害的高发期,提高适应逆境环境的能力,获得较高的产量。很多研究也表明,播期的不同会使玉米的品质出现不同的变化趋势[5]。本文综述了播期对玉米生长发育、产量及其构成因素和品质的影响。
1 播期对玉米生长发育的影响
很多研究发现,随着播期的推迟,玉米的全生育期缩短。刘 明等[6]通过对春玉米的生育期研究发现,相比早播,晚播会使春玉米播种期至拔节期、拔节期至大喇叭口期、开花期至蜡熟期分别缩短6、2、4 d。而氣象条件的变化是使生育期随着播期的推迟而缩短的主要因素。李文科等[7]利用2年时间研究播期对春玉米生长发育的影响,结果显示,春玉米的播期每延迟1 d,全生育期平均缩短0.8 d,播种至抽雄时间缩短显著。生育期的缩短,会在一定程度上使植物群体利用光能的效率下降,引起植株内部生理指标的变化,减少光合产物的形成。薛庆禹等[8]、刘战东等[9]、王廷利等[10]研究发现,推迟播期会使玉米最大叶面积指数、群体光合势等生理指标相应地降低,叶面积指数最大值出现的时间延后,播种期至吐丝期的生育天数逐渐减少,生育前期进程加快。延期播种还会影响玉米生育后期籽粒的物质存储,降低大喇叭口期之后直至成熟期的干物质量[11],延长玉米灌浆期的时间,使灌浆后期温度降低,最终影响群体干物质积累[12]。
与推迟播期形成一定的对比,适时早播有利于玉米的生长发育。选择适宜的时间早播可以延长生育期,有利于改善灌浆期的整体光合生态条件[13-15],增加光能生产潜力,使叶片接受到整个生长季全年最大光辐射,促进生育后期叶片光合能力,延长其接受光合能力的时间,增加光合作用产物,提高光合利用效率。任丽伟等[16]、豆 攀等[11]、孙亚玲等[17]研究发现,适时早播可以延长干物质积累时间,提高灌浆后期的温度,有利于生育后期干物质的积累与分配。配合深松、培土等精细耕作方式,可促进叶片扩展,提高生育后期叶面积指数,使叶绿素相对含量处于较高的水平,有利于籽粒灌浆[14,18]。玉米吐丝前后的气象条件尤其是日平均温度影响玉米生长期间的有效积温,而适时早播可以使整个玉米生育期的日平均温度升高,增加有效积温的天数,以便于玉米灌浆期的时间充足,提高生育后期有效积温资源的利用,增加籽粒饱满度和成熟度,提高产量[19-21]。但是对于中晚熟品种,如果提早播种,生育后期光温资源得不到有效利用,反而不利于灌浆期的干物质积累,使籽粒成熟度降低,影响产量[22]。另外,史振声等[23]研究发现,不同播期对玉米产量、籽粒品质几乎无影响,这可能与试验所设置的播期处在临界范围内、待测品种所处区域的气候条件、病害发生年份及作物自身生理生态变化有关。因此,应该结合当地气象条件,选择适合本地区种植的品种,才能充分利用水肥和光热条件,协调群体间的内在特性及配合力,最终获得较高产量。同时应结合品种的生育期长短和种植模式,选择适宜的播期及收获期来优化产量性状、降低粗缩病、玉米螟等玉米主要病虫害的发生程度,提高产量及经济效益[24-25]。
2 播期对玉米产量及产量构成因素的影响
玉米的产量构成因素中影响产量的主要因素有百粒重、穗粒数和穗重。随着播期推迟,玉米的百粒重、穗数、穗粒数减少,穗部性状中穗长、穗粗、穗行数、行粒数呈下降趋势,株高、穗位高随播期的延后而增加[26-28]。陈 辰等[29]研究显示,播期每推迟1 d产量减少0.7%~1.7%,百粒重、穗粒数、穗长等产量构成因素是影响产量的主要因素,生育期积温、生育后期特别是抽雄至成熟期的均温对产量影响较大。曹庆军等[30]、李文科等[7]研究发现,不同播期对产量构成因素的影响存在差异,百粒重、穗粒数受播期的影响波动较大,是影响玉米产量的主要因素,日照时数、积温以及降雨量既影响玉米产量,也会影响玉米的品质。玉米灌浆期间积温 <1 232.5 ℃,百粒重降低较为明显。穗粒数与开花后降水多少成显著负相关,降水少则穗粒数增加。吕丽华等[31]研究显示,开花授粉期间适宜的温湿度有利于提高花粉的活力,促进授粉,增加穗粒数,选择与播期相适宜的收获期更易获得较高的产量。邓日烈等[32]研究认为,不同播期间甜玉米穗位高、生育期、株高和叶片等生育性状存在差异,而这种差异是由遗传基础和生态条件所决定的。但也有学者研究发现,晚播会增加春玉米各生育时期的叶面积指数、干物质积累量以及產量,穗粒数在影响产量的构成因素中最为显著,干物质积累与穗粒数存在相互作用关系,主要是由于晚播使干物质积累充足,利于穗粒数的增加[33]。因此,在处理玉米不同播期与产量之间的关系时,要注意营养生长期间光资源的充分利用,保证较合适的积温,相应地提高玉米产量的主要构成因素;处理好播期与栽培模式、栽培技术之间的关系,强化玉米的优良生长性状;协调好品种与地域之间的关系、遗传性与环境的关系、施肥水平和密度之间的关系,以最终达到提高产量的目的。
3 播期对玉米籽粒品质的影响
长期以来,玉米的单位面积产量一直是人们追求的目标,围绕着提高产量的栽培及育种方式大行其道。但是随着资源节约和环境友好型社会理念的建立,人们开始越来越关注玉米品质的提高和效益的提升,因此高效、优质、生态、安全成为未来玉米栽培的研究主流方向[34]。评价玉米的品质指标很多,其中有蛋白质、油分、赖氨酸、脂肪、淀粉等[35]。现针对蛋白质、脂肪、淀粉综述播期对玉米品质的影响。
许多研究表明,不同播期对玉米籽粒蛋白质有显著影响。玉米籽粒蛋白质含量随着播期的推迟而降低[36-37],这可能与播期的变化引起灌浆期温度、光照的变化有关。郝科星等[38]研究发现,推迟播期,玉米淀粉含量升高,蛋白质和脂肪含量降低。籽粒3种营养品质之间反映出一定的相关性,蛋白质含量与脂肪含量成显著正相关,与淀粉含量成显著负相关。冯颖竹等[39]通过研究不同播种期对秋播糯玉米品质的影响时发现,玉米灌浆期间的气象条件对玉米品质有显著影响,授粉后10 ℃以上的有效积温有利于蛋白质含量的积累。刘淑云等[40]研究显示,推迟播期会引起开花后日积温和日均光照的差异性变化,进而引起了玉米籽粒蛋白质含量的变化。
早播有助于提升高油玉米的籽粒灌浆速率,有利于提高产量和品质[41]。张 胜等[42]研究发现,早播籽粒的蛋白质含量、脂肪含量显著高于晚播。但也有研究发现,随着播期的推迟,玉米籽粒品质相应提高;浑友兰等[43]研究显示,适当推迟夏播掖单系列品种的收获期,使之趋于正常成熟,有助于提升籽粒蛋白质含量。杨成栋等[44]研究发现,适当推迟播期有利于提高春玉米籽粒蛋白质和淀粉含量,随着播期的推迟,玉米籽粒脂肪含量升高。吴建宇等[45]对不同熟期的玉米品种的收获期进行研究时发现,随着收获期推迟,玉米籽粒蛋白质含量下降,脂肪含量逐渐提高。不同播期下选择不同的收获期,也可以影响玉米籽粒品质。可见,玉米品质不但与所选择的品种有关,还与当地所处的纬度、气象条件及品种对当地的适应性有关,而且不同的气候条件、年份之间的差异性[46]对玉米籽粒品质也有一定的影响;另外,优化栽培管理方式[47-48]以及选择适宜的采收期[49]有助于提高玉米籽粒中营养成分积累的几率,从而影响玉米品质。
4 结语
播期的变化会引起光照、温度、水分等外界气象因子的变化,充足的光照、适宜的温度以及便利的灌溉水源有利于促进玉米产量的增加和籽粒品质的提高。但不同品种由于自身生理特性所致,对当地生态条件的适应性不同,因而产量和品质也会相应的产生变化。不同地区应发挥自身的区域生态优势和气象条件优势,选择适宜本地区种植的高品质优良品种,并结合品种自身的特性选择适宜的播期和收获期,以实现增加产量和提高品质的目的。
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