播期对不同类型玉米品种生物学性状的影响

徐运林，周柏宇，房 浩，余海兵，程昕昕

(安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100)

玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食作物,也是养殖业重要的饲料来源,种植面积高居我国粮食作物的榜首,玉米的高产优质直接关系到我国的粮食安全。目前我国玉米产量远低于我国粮食作物的需求量，且我国玉米单产量与世界玉米最高单产量差距较大，所以提高我国玉米产量和品质对满足全国人民生存需求有着重要作用，而玉米种植面积逐渐趋于饱和，除玉米品种自身特点外，栽培管理技术和生态环境都是影响玉米性状和最终产量的主要构成因素。高效的玉米生产结构与农民的增收增产和农业可持续发展关系密切，为加快优化粮、经、饲协调发展的三元种植结构，提高农民经济收益，适当改善栽培环境已经成为当前玉米种植结构构建的重点。玉米的产量和品质受生态条件和栽培环境的共同影响，玉米播期的选择是提高玉米产量最有效的途径之一，适宜的播期是实现作物优质高产的必要条件，播期对籽粒的灌浆期有较大影响，通过播期来调节灌浆期的生态环境，增加干物质积累，从而提高玉米产量。根据用途的不同,玉米可分为籽粒玉米、青贮玉米(普通玉米)和鲜食玉米三种主要类型,不同类型的玉米品种对栽培环境有着不同的需求,研究栽培环境对不同类型玉米品种的影响对提高玉米产量和品质有着重要的指导意义[1-3]。青贮玉米的生物学产量是指其地上部分的产量,而鲜食玉米的生物学产量是指采收果穗后秸秆的产量,青贮玉米在授粉后第40天生物学产量达到最高,鲜食玉米的最佳收获时间为授粉后的第21天,统计生物学产量为授粉后的第22天[4]。

玉米的高产优质不仅取决于不同品种和栽培环境的影响,还与光、温度、水分等生态因子有关,适宜的生育周期是作物生长发育的必要保证,也是作物稳产高产的重要基础,在外界环境一定的情况下,播期对作物的生长发育具有重大的影响[5]。相关研究表明,早播和晚播不同处理间，玉米的生育周期及进程和部分农艺性状表现出较大差异。玉米采用合适的播期不仅可有效预防主要病虫害,而且可以提供优良的生长环境,使得玉米在产量、抗逆性等方面都有显著的提高[6-7]。玉米的播期推迟之后会导致玉米的全生育时期明显缩短。每个品种因其自身与种植环境的差异,播期也会有所不同,这会使玉米的品质出现不同的变化趋势[8-9]。因玉米品种、生态环境和生长期不同条件等因素,播期对玉米生长性状和生物学产量的影响也存在差异[10]。近年来,相关研究主要集中在水稻、小麦、棉花、大豆等几种饲用植物的播期研究[11],而对玉米播期的研究相对较少。因此本试验主要分析了4个不同播期对3种不同类型玉米(青贮玉米1(FY184-11×G101)、甜玉米(T269/T271)、糯玉米(万里挑一)的田间部分农艺性状的影响,以期筛选出适合当地种植的玉米播期,为玉米高产相关研究提供支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

由安徽科技学院玉米育种工程技术研究中心提供的3个玉米品种,分别为青贮玉米1(FY184-11×G101)、甜玉米(T269/T271)和糯玉米(万里挑一)。

1.2 实验设计

本实验于2019年在安徽凤阳安徽科技学院种植园(32°88′N，117°57′E)和玉米育种工程技术研究中心实验室进行。前茬作物为小麦，供试土壤为肥力良好的黄褐土，其主要理化性质为PH 6.3，有机质14.32 g/kg，有效磷18.3 mg/kg，速效钾229 mg/kg，碱解氮72.4 mg/kg。生态因子方面年均气温14.8 ℃，年降水量905 mm。从6月5日至7月5日点播,每隔10天1个播期,共设置4个播期,即6月5日、6月15日、6月25日、7月5日。试验区组设计完全随机,6行区,行长6.67 m,行距0.60 m,种植密度为60000 株/hm2。采用人工授粉,在青贮玉米1人工授粉后的第40天进行收获,在甜糯玉米人工授粉后的第22天进行收获。在田间标记长势一致的植株3株,观察不同播期的生长发育进程,收获时调查株高、穗位高等性状指标。

1.3 实验方法

记录3个不同类型玉米品种各处理时期的生育时期,在收获秸秆时割刈高度约离地面10 cm,每个品种收获中间2行进行考种。先对整株玉米进行称重,统计生物学产量,再称量所选样本的穗重,确定穗行数、行粒数、秃尖长,进行脱粒,记录穗长、穗粗、百粒重等数据并整理。

1.4 数据分析

本试验数据运用EXCEL 2007和DPS 7.05统计分析软件进行处理和统计学分析，分析比较不同类型玉米不同播期的全生育时期、株高和穗位高、生物学产量的情况，并确定本地区不同类型玉米的最适播期。

2 结果与分析

2.1 播期对不同玉米品种生育期的影响

表1反映的是青贮玉米1、T269/T271和万里挑一3个品种在不同的播期下的生育进程以及全生育期天数的变化。从总体上来看,3个品种对生育期长短的影响基本保持一致,随着播期的推迟,全生育期天数均有小幅度的缩短;品种间比较分析发现,青贮玉米1、T269/T271和万里挑一3个品种从播种期到出苗期,出苗期到吐丝期,吐丝期到收获期3个阶段差异不显著,呈逐渐缩短趋势。可以得出,随着播期的延迟,3个玉米品种各生育时期表现为缩短趋势,全生育时期缩短。

表1 不同播期对玉米生育期的影响

2.2 播期对不同品种玉米株高和穗位高的影响

图1表明,青贮玉米1和万里挑一在4个不同播期内株高和穗位高变化趋势保持一致,总体呈现下降趋势,但在6月15～25日呈现出上升状态,其中青贮玉米1在6月5日株高达到最大值,比其他3个播期分别高出12.10%、1.94%和16.67%。万里挑一在7月5日株高达到最大值2.52 m,穗位高为0.89 m,株高较其余3个播期分别高出3.70%、16.13%和0.40%,T269/T271的株高和穗位高随着播期的推迟均表现降低;其中青贮玉米1和T269/T271在不同播期的株高不存在显著差异,而万里挑一存在显著差异,3个玉米品种在不同播期的穗位高均不存在显著差异,也就是说,播期对青贮玉米1和T269、T271的株高影响较小,对万里挑一的影响较大,不同播期对3个玉米品种的穗位高影响都较小。

图1 不同播期对玉米株高、穗位高的动态分析

2.3 播期对不同玉米品种穗部性状的影响

表2呈现的是3个不同品种玉米在不同的播期下的穗长、穗粗等生长指标的统计数据,由表2可以看出,随着播期的延迟,3个玉米品种的穗长均有所增加,T269/T271和万里挑一的穗长均在6月25日达到最高;青贮玉米1和万里挑一的穗粗和穗行数变化幅度较小,T269/T271的穗粗和穗行数在播期推迟后逐渐升高;青贮玉米1的行粒数变化不明显,T269/T271和万里挑一的行粒数随着播期推迟逐渐增加。3个玉米品种的秃尖长度随着播期推迟都呈减少趋势。由此可见,播期对T269/T271的生长性状指标影响较其它两个品种大。

表2 不同播期对玉米生长性状的影响

2.4 播期对不同品种玉米生物学产量性状的影响

由表3所示,T269/T271和万里挑一随着播期的延迟,穗粒数呈现上升趋势,均在7月5日达到各自的最大值,青贮玉米1的穗粒数随着播期的推迟先上升后下降,在6月15日达到其最大值621.33;青贮玉米1和T269/T271在不同播期的鲜百粒重均不存在显著差异,万里挑一存在显著差异:随着播期的延长,青贮玉米1的生物学产量持续下降,T269/T271和万里挑一先下降再上升,并在6月25日达到各自最大值,分别为4186.67 kg/667 m2、4266.67 kg/667 m2。就生物学产量分析,青贮玉米1应早播,适宜播期在6月5日左右,T269/T271和万里挑一应适量推迟播期,最适播期在6月25日左右。

表3 不同播期对玉米产量性状的影响

3 结论与讨论

在同一生态环境条件下，播期是影响玉米部分农艺性状和最终生物学产量的重要栽培措施之一，不同的播期使玉米的生育进程发生改变，使各个生育时期的温、光、水等生态条件不相同，对植株形态特征、籽粒灌浆、产量和干物质积累均有不同程度的影响，其中穗行数、行粒数、穗长等性状受环境变化影响较小，主要由自身品种的遗传特性决定，穗重和鲜百粒重对环境的变化表现出较大差异，受生态条件的影响较大[12-14]。大多数地区夏玉米播种时期在5月下旬左右，玉米抽雄吐丝期在7月中旬，此时期正值高温频发期，易出现玉米秃尖增长、缺粒、病虫害、产量下降等现象。依据实际生产情况，适当调整播期，使玉米生育期处在最有利的光照和温度条件下，是提高玉米产量和性状的重要保障[15-16]。大量研究表明，夏播玉米籽粒产量的形成对播期比较敏感，随着播期的延长，籽粒灌浆时间缩短，灌浆时期气温过高或者过低均会造成干物质产量的减少，最终导致玉米产量的降低。玉米播期的确定应考虑到玉米吐丝后的环境条件，选择出最有利于玉米籽粒灌浆的时期，最大程度地发挥玉米的高产潜力[17-19]。不同的玉米品种都有其最适宜的播期,播期对玉米的生育期长短、生长特性、生长性状和产量及其构成因素都有一定程度的影响[20]。就提高玉米产量而言,充分的利用光热资源,使玉米籽粒得到更好的成熟,选择一个合适的播种时期非常有实用价值。本研究结果表明,随着播期的推迟,不同品种玉米的植株高度会有所降低,穗位高度也呈现降低趋势。从总体分析来看,随着播期的推迟,参试的3个玉米品种穗长都呈升高趋势,穗粗除T269/T271逐渐升高外,其余2个品种变化不明显。3个品种秃尖长在播期推迟后都有不同程度的缩短。播期的改变对产量及其构成因素也有不同的影响,随着播期的延长,青贮玉米1的产量呈下降趋势,在6月5日达到最高,T269/T271和万里挑一先下降后上升,在6月25日生物学产量最高。

研究表明,每当玉米的播期推迟1 d,全生育期缩短0.8 d,玉米播期推迟后生育时期会随之缩短[21-22],这与本试验得出结论保持一致。播期对生育期的影响主要是受温度变化的影响,延长播期会导致夏玉米从吐丝到成熟的两个生育期之间的天数缩短,进而造成生育期的缩短。选择合适的播期可以促进株高,降低穗位。有研究表明,玉米的播期如果过迟,穗长和穗粗会有减少的趋势,百粒重会降低,适当的早播对产量有正向的影响[23]。播期对玉米的产量及其相关因素有重要的影响,适宜的播期不仅可以防治相关病虫草害,也是玉米达到高产的必要条件,同样是提高玉米相关品质的重要途径[24-25]。因此,研究播期对不同品种玉米生物学产量的影响对实现玉米高产稳产具有重要意义,综合比较本试验中3个不同玉米品种在4个播期的生物学产量变化可以得出,青贮玉米1应适当早播,适宜播期在6月5～15日,T269/T271和万里挑一应适当晚播,其最适播期在6月25日左右。