潍坊地区气候因素对夏玉米生长发育的影响

王同芹　白星焕　刘兆丽　刘世敏　张志伟　张世和　杨红光　王同刚

摘要    以4个玉米品种为试验材料，研究潍坊地区气候因素对夏玉米生长发育的影响。结果表明，有效积温与产量成极显著相关，生育期与产量之间的相关性不显著;玉米生育期内，随着有效积温的增加，产量提升显著;玉米灌浆速率受温度、降水、日照时数等多个因素的影响。

关键词    玉米;气候因素;产量;灌浆速率;山东潍坊

中图分类号    S513        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）02-0001-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Four maize varieties were used to study the effects of climate factors on the growth and development of summer maize in Weifang area.The results showed that there was a significant correlation between the effective accumulated temperature and the yield，but there was no significant correlation between the growth period and the yield.During the growth period of maize，the yield increased significantly with the increase of the effective accumulated temperature.The maize filling rate was affected by many factors，such as temperature，precipitation，sunshine hours，etc.

Key words    maize;climatic factor;yield;filling rate;Weifang Shandong

植物物候是隨着季节性环境变化而形成的生长发育节律，能够客观地反映植物对气候变化的适应性[1-2]。玉米是当前世界上广泛种植的大宗农作物，我国玉米播种地域跨度大、气候资源差异大[1-2]。潍坊市域属北温带季风区，背陆面海，受欧亚大陆和太平洋的共同影响，大陆度在50%以上，是暖温带季风型半湿润大陆性气候，气候特点为冬冷夏热，四季分明，春季风多雨少，早春冷暖无常，常有倒春寒出现，晚春回暖迅速;夏季炎热多雨，温高湿大;秋季天高气爽，晚秋多干旱。

本文利用国家玉米产业技术体系的平台优势，通过玉米物候期数据库的调查和建设，实时掌握玉米生长发育的进程，现将结果总结如下。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验于2014—2018年在山东省青州市弥河镇东桑村进行，试验地地势平坦，灌溉方便，田间管理同大田。

1.2    试验材料

参试玉米品种4个，分别为先玉335、VN1204（潍玉6号）、VN1202（潍玉18）、郑单958（黄淮海夏玉米区大面积种植的夏玉米品种）。

1.3    试验设计

试验设4个处理，即每个品种为一个处理，其中以郑单958作对照（CK）。3次重复，随机区组排列，种植密度均为6.0万株/hm2;等行距60 cm种植。播期参照当年当地的实际播种时间。

1.4    测试项目及方法

1.4.1    物候期。分别记载每个品种的播种期、出苗期、六叶期、抽雄期、吐丝期、成熟期、收获期等生育时期的准确日期。

1.4.2    籽粒灌浆速率。在各品种4片展开叶时，选择长势一致且有代表性的植株进行标记，每个小区标记100株以上。在吐丝期，对标记的植株进行套袋，统一人工授粉，在授粉后的第10天开始对标记植株的籽粒进行调查，之后每7 d调查1次，直至成熟。每个品种调查5株，取果穗中部籽粒100粒，在60 ℃条件下烘干至恒重，称重记录百粒重（灌浆前期由于籽粒较小，不易脱粒，可采用尖头镊子辅助）[3-5]。

1.4.3    产量。①理论产量：每个品种实收20 m2，记录穗数，并随机选取20穗分别脱粒，记录穗粒数和百粒重，测定籽粒含水率，记录理论产量（含水率折算为14%）[6-8]。②实际产量：将实收的20 m2所有果穗晒干后脱粒称重，计算实际产量。

1.5    数据处理

采用Microsoft Excel和IBM SPSS Statistics进行数据统计分析与做图。

2    结果与分析

2.1    不同年份玉米生育期、积温与产量的相关性分析

统计2014—2018年夏玉米不同生育期的有效积温（图1），结合5年不同品种全生育期调查及实际产量结果，有效积温与产量成极显著正相关，生育期与有效积温及产量之间不相关。随全生育期内有效积温的增加，产量增加显著。以郑单958为例，2016年生育期只有101 d，积温达到2 598 ℃，产量位于5年内第2位;2017年虽然生育期达到104 d，积温2 417 ℃，产量为5年内最低。郑单958种子包装上标明的生育期为96 d，说明生育期长短并不能很好地说明玉米是否达到成熟期，有效积温对玉米是否达到成熟期更有说服力。因此，用有效积温指导玉米生产更具有实际意义。

2.2    影响灌浆速率的气候因素

玉米籽粒产量是由单位面积的籽粒数和粒重共同决定的，其中粒重取决于灌浆持续时间和灌浆速率[9-13]。

2.2.1    气候因素对粒重的影响。由图2、3可以看出，4个品种2016年均表现为干物质积累慢，籽粒重量偏低。结合2014—2018年吐丝期—成熟期的气温、降水量及日照时数变化，2016年灌浆前期降水量偏少，日照时数偏短，不利于玉米吐丝授粉，导致干物质积累低，影响了籽粒重量，整个生殖生长期间积温相较于其他年份偏高，对后期灌浆有利，有利于提高产量。2014年籽粒重量偏高，后期灌浆速率小于其他年份，结合气候因素可以看出，2014年灌浆期的降水量均值为5年内最低，日照时数正常且稳定，灌浆后期温度突然下降，日照时数突然减少，影响了玉米籽粒的后期积累，从而影响了灌浆速率。2018年8月中下旬，受台风“摩羯”“温比亚”叠加影响，山东潍坊遭受历史罕见暴雨洪涝灾害，月降水量为1975年以来同期最大值，对玉米生长严重不利，灌浆速率较其他年份明显变缓（图4、5、6）。

2.2.2    有效积温与玉米收获期穗粒数及百粒重的相关性分析。对不同年份有效积温和穗粒数、百粒重做相关性分析，结果表明，有效积温与穗粒数、百粒重之间相关性不显著。穗粒数及百粒重的形成是一个长时间的积累过程，其影响因素偏多，不容易判定，有效积温并不是造成穗粒数及百粒重形成的单一关键因素。

2.2.3    不同年份间品种稳定性。对2014—2018年每个品种间的穗粒数、百粒重几个产量性状分别做方差分析，4个品种的穗粒数、百粒重多数年份之间差异并不显著，表明在气候因素变化不太大的正常年份，4个品种均表现稳定，在潍坊地区均可推广种植（表1）。

3    结论与讨论

作物物候期的变化是作物本身生理过程和环境条件综合作用的结果[8]。温度、光周期、日照时数、光辐射和降雨等气候条件是影响玉米生长及生育期进程的主要因素[7]。5年不同品种全生育期调查及实际产量结果显示，有效积温与产量成极显著正相关，生育期与有效积温、产量之间相关性不显著。随全生育期内有效积温的增加，产量增加显著。生育期长短并不能很好地说明玉米是否达到成熟期，有效积温对玉米是否达到成熟期更有说服力。因此，用有效积温指导玉米生产更具有实际意义。2016年4个品种均表现为干物质积累慢，籽粒重量偏低，这是由于当年灌浆前期降水量偏多，日照时数偏短，不利于玉米吐丝授粉，导致干物质积累低，影响了籽粒重量，但整个生殖生长期间积温相较于其他年份偏高，对后期灌浆有利，有利于提高产量。2018年8月中下旬，受台风“摩羯”“温比亚”叠加影响，山东潍坊遭受历史罕见暴雨洪涝灾害，月降水量为1975年以来同期最大值，对玉米生长严重不利，灌浆速率较其他年份明显变缓。通过对数据进行相关性及方差分析，差异并不显著，说明不同年份间如果气候因素变化不大，4个品种均表现比较稳定，适合潍坊地区种植推广。雷  娟等研究发现，作物播种后各生长发育阶段主要受到外界气候因子（包括气温、光照、水分条件等）的制约[3]。大量研究表明，过去几十年的气候变化对作物生长发育过程产生了重要影响[4-5]。魏凤英等研究表明，如果作物品种不变或其光温特性变化较小，生长环境温度升高可使作物提前满足积温需求，从而导致作物物候期提前[5-6]。玉米全生育期内对产量性状的影响因素很多，包括温度、降水、日照强度等，本试验中5年气候因素变化不大，不能单纯将观察到的变化归结为气候因素的影响，还需进一步研究其他影响因素。

4    参考文献

[1] 肖登峰，齐永青，王仁德，等.1981—2009年新疆小麦和玉米物候期与气候条件变化研究[J].干旱地区农业研究，2015（11）：189-202.

[2] 張作峰，张崎峰.黑龙江省黑河地区应对气候变化玉米品种筛选与种植方法探讨[J].黑龙江农业科学，2011（10）：32-34.

[3] 雷娟，黄亚萍，尚辉等.陕北旱作农区地膜玉米高产技术标准化推进模式[J].陕西农业科学，2012（6）：271-273.

[4] 方锋，黄占斌.黄土丘陵区垄沟改良措施对玉米水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究，2006，24（5）：20-24.

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[6] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：42-66.

[7] 刘月娥.玉米对区域光、温、水资源变化的相应研究[D].北京：中国农业大学，2013.

[8] 翟治芬，胡玮，严昌荣，等.中国玉米生育期变化及其影响因子研究[J].中国农业科学，2012，45（22）：4587-4603.

[9] 朱庆森，曹显祖，骆亦其，等.水稻籽粒灌浆的生长分析[J].作物学报，1988，14（3）：182-193.

[10] 顾世梁，朱庆森，杨建昌，等.不同水稻材料籽粒灌浆特性的分析[J].作物学报，2001，27（1）：7-14.

[11] 孟战赢，王育红，王向阳，等.密度对夏玉米灌浆特性及产量的影响[J].河南农业科学，2011，40（12）：48-51.

[12] 王振华.玉米自交系生理成熟后籽粒自然脱水速率差异研究[C]//中国作物学会.作物科学研究理论与实践：2000年作物科学学术研讨会文集.北京：中国作物学会，2001：3.

[13] 乔江方，李川，刘京宝，等.不同自然脱水类型玉米品种子粒含水率变化与灌浆动态的关系[J].玉米科学，2015，23（5）：96-101.