中早熟玉米品种在晋南高海拔冷凉区的适应性研究

张 晶 赵云娟 张定一 段 峰 李民祥

（1 山西农业大学小麦研究所，临汾 041000；2 山西省临汾市农业农村局，临汾 041000；3 山西省临汾市蒲县农业农村局，蒲县 041000）

作物生长发育除了要求适宜的温度范围外，对热量的总量也有一定的要求[1-2]，有效积温是衡量农业气候资源的主要指标，是决定玉米产量高低和玉米品种能否在某个地区安全种植的首要生态因素[3]。白彩云等[4]研究表明，同一品种在不同热量资源生态区表现出极显著的积温需求差异，这种差异归于玉米品种对外界温度资源条件的自我生理调节。董桂芳等[5]研究指出，不同熟期品种因其各自生育阶段所处的温光条件不同，其物质积累与分配特性有所不同，干物质积累进而直接影响玉米产量。目前晋南高海拔冷凉区推广种植的品种多为春播中晚熟玉米，从播种到成熟需要2700～2750℃的有效积温。该地区早霜冻是主要的气象灾害之一，早霜冻发生正值玉米生长进入乳熟阶段，此时玉米的耐寒能力较弱，一旦遭受冷害，主要表现在后期所需有效积温不足，玉米穗粒不能正常成熟，灌浆不饱满，玉米产量较低，产量损失通常占20%～30%，最严重时达50%以上。因此，低温冷害已经成为玉米生产过程中主要制约因素，与玉米后期的产量有着紧密联系[6]。如何利用现有自然条件，最大限度地提高玉米对光温资源的利用来提高其产量，成为亟待解决的问题[7]。本研究在晋南蒲县气候寒冷潮湿区6个试验点开展中早熟玉米品种的适应性研究，调查早霜冻来临时玉米成熟程度、穗部性状及产量，旨在提高晋南高海拔冷凉区玉米品种与光热资源的吻合度，大幅度提高玉米产量和抗低温能力，对保障山西省低温冷凉区粮食稳中增产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验设计试验于2022 年在蒲县气候寒冷潮湿区（蒲县东部和东南部的中山地带）进行，此区年均气温6.7～7.3℃，≥10℃的有效积温2547℃，年降水量为600～650mm，无霜期157d 左右。以2 个中早熟品种和育187（2450℃）、迪卡1563（2500℃）为试验材料，试验地点分别为黑龙关镇岔上村（海拔1292.0m）、西坪垣乡瓷窑河村（海拔1399.3m）、乔家湾乡木掌村（海拔1340.4m）、太林乡夏家岭村（海拔1350.5m）、克城镇后沟村（海拔1382.8m）和克城镇上柳村（海拔1480.6m），以每个试验点农户种植品种为对照，并按照当地常规种植方式及田间管理进行，9 月25 日（早霜冻发生后）进行调查。

1.2 测定项目与方法调查各试验点每个品种穗数，选取中间3 行，随机收获连续30 株玉米的果穗，待风干后进行室内考种，测定穗长、穗粗、秃尖长、轴粗、轴重等穗部性状以及穗行数（果穗中部的籽粒行数）、行粒数（所测果穗1 个中等长度行的粒数）和百粒重（随机取籽粒100 粒称重，3 次重复，重复间差异小于0.5g）。籽粒产量按14%含水量计算折合产量。玉米灌浆程度调查分别取具代表性的果穗5 穗，各果穗取中部30 粒混匀，用游标卡尺测量乳线比例。

乳线比例（%）=乳线下移量/籽粒长×100

1.3 数据处理数据采用Excel 2016 和DPS 15.10软件进行分析数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同试验点玉米品种产量及其构成由表1知，岔上村中早熟品种与农户品种（覆膜）穗数无显著差异，穗粒数、百粒重和产量在3 个品种间差异均达到了显著水平，其中和育187 百粒重和产量均较高，迪卡1563 产量次之，增产主要与穗粒数有关，农户品种（覆膜）穗粒数和产量均最低。中早熟品种较农户品种（覆膜）产量分别提高41.19%、25.23%。瓷窑河村各品种穗数无显著差异，穗粒数差异显著，迪卡1563 穗粒数最高，农户品种次之，百粒重以和育187 最高，迪卡1563 和农户品种百粒重差异不显著，产量以和育187 和迪卡1563 较高，二者差异不显著，较农户品种分别提高21.42%、20.05%。木掌村各参试品种的穗数无显著差异，3个品种间穗粒数、百粒重及产量差异均达显著水平，产量以和育187 最高，迪卡1563 次之，中早熟品种较农户品种产量分别提高44.90%、33.53%。夏家岭村和育187 穗数最高，与其余品种差异达显著水平，穗粒数则以农户品种（覆膜）最高，迪卡1563 次之，二者差异不显著，和育187 和迪卡1563 百粒重较高，二者与农户品种以及农户品种（覆膜）差异显著，品种间产量达显著水平，表现为和育187＞迪卡1563＞农户品种（覆膜）＞农户品种；其中和育187较农户品种未覆膜及覆膜产量分别提高91.73%、27.08%，迪卡1563 则分别提高60.99%、6.70%。后沟村中早熟品种与农户品种（覆膜）穗数无显著差异，和育187 和迪卡1563 穗粒数较高，二者差异不显著，百粒重和产量均以农户品种（覆膜）最高，且与中早熟品种差异显著，中早熟品种产量分别减产23.92%、24.74%。上柳村中早熟品种与农户品种（覆膜）穗数无显著差异，穗粒数差异显著，百粒重及产量均表现为和育187＞迪卡1563＞农户品种（覆膜），三者间差异显著，和育187 和迪卡1563 较农户品种（覆膜）产量分别提高13.61%、5.28%。

表1 不同试验点玉米品种产量及其构成

表2 不同试验点玉米品种穗部性状

2.2 不同试验点玉米品种穗部性状6 个试验点均表现为和育187 穗长最长，为24.3～26.0cm，除夏家岭试验点农户品种（覆膜）秃尖长为1.0cm 外，其余试验地均表现为农户品种或农户品种（覆膜）秃尖长较长，为1.8～4.0cm。岔上村和育187 穗粗、轴粗、轴重均最高，秃尖长最短，3 个品种轴粗无显著差异，轴重和秃尖长差异达显著水平。瓷窑河村3个品种穗长、穗粗和轴重差异均达显著水平，迪卡1563 穗粗和轴粗均最高，轴重以农户品种最高，和育187 和迪卡1563 秃尖长显著低于农户品种。木掌村和育187 和迪卡1563 穗长、穗粗及秃尖长差异不显著，轴粗以迪卡1563 最高，与其余二者差异显著，3 个品种间轴重差异显著，和育187 最高。夏家岭村和育187 和迪卡1563 穗长、穗粗和轴粗均无显著差异，品种间轴重差异达显著水平，农户品种最高，和育187 秃尖长最短，与迪卡1563 和农户品种差异显著。后沟村和育187 和迪卡1563 穗长差异不显著，农户品种（覆膜）穗粗和轴粗均较高，轴重最低，且与其余2 个品种差异达显著水平，迪卡1563 秃尖长最短，与其余品种差异显著。上柳村3 个品种穗长、轴重及秃尖长差异达显著水平，迪卡1563 穗粗和轴粗最高，显著高于和育187，和育187轴重最高，秃尖长最短。

2.3 不同试验点玉米品种乳线比例比较乳线是判定玉米籽粒成熟较好的指示物。由表3 可知，6 个试验点中岔上村、瓷窑河村及木掌村乳线比例均表现为和育187＞迪卡1563＞农户品种或农户品种（覆膜），且差异达显著水平。夏家岭村乳线比例为和育187＞农户品种（覆膜）＞迪卡1563＞农户品种，且差异达显著水平。后沟村乳线比例则表现为农户品种（覆膜）＞和育187＞迪卡1563，且差异达显著水平。上柳村乳线比例为和育187＞农户品种（覆膜）＞迪卡1563，迪卡1563 和农户品种（覆膜）乳线比例差异不显著。

3 结论与讨论

高海拔冷凉区传统的种植模式是通过地膜覆盖解决积温不足和玉米生育期长的问题[8-10]，胡宇等[9]研究表明，覆膜可显著增加玉米产量，该结论在夏家岭试验点得到了证实，但本研究中除后沟村农户品种（覆膜）产量高于中早熟品种外，其余试验点均表现为中早熟品种产量显著高于农户品种（覆膜）。同时前人研究表明，地膜覆盖导致土壤导热性差和不透气，长时间覆盖地膜会使土壤温度过高，透气不良，根系呼吸受阻，造成作物在生长发育中后期出现不同程度的早衰，直接影响其产量提高[11-12]。因此通过地膜覆盖弥补自然积温不足而种植中晚熟品种不是该区域的最佳选择。

玉米授粉后，籽粒顶部淀粉会沉积、失水成为固体，形成了籽粒顶部为固体、中下部为乳液的固液交界线（乳线）[13]。通常乳线消失、籽粒水分降至30%～35%时达到生理成熟[14]。周颖等[15]研究表明不同熟期玉米品种间乳线比例存在明显差异，中晚熟品种籽粒乳线比例大于晚熟品种，本研究结果与其一致，播种区域生态条件以及种植模式（是否覆膜）不同，籽粒淀粉积累程度不同。本研究中，岔上村、瓷窑河村、木掌村及夏家岭村气温偏高，降雨多，中早熟品种显著增产；上柳村在6 个试验点中海拔最高，气温偏低，中早熟品种和育187 在收获期乳线比例为88.14%，粒重潜力未充分发挥，导致产量增幅较小；后沟村肥力差且低温少雨，低温延迟生育期，减缓发育速度，中早熟品种和育187 在收获期成熟度差，乳线比例仅为58.24%，使产量显著降低，百粒重为主要限制因素。

高海拔冷凉区生态类型复杂，在同一地区存在不同的生态气候类型，品种适应性的好坏直接影响品种本身的推广价值和效益[16-17]。生育期不同的玉米品种对生态条件反应不同[18]。已有研究指出，明确不同生态类型区域的气候变化规律，有利于在生产上合理选用产量潜力更大的品种、充分利用当地光温资源和有效规避自然风险[19-20]。晋南高海拔冷凉区玉米品种减产的主要原因是：单位面积有效穗数少、秃尖长，灌浆不充分，个别品种收获期仅为灌浆期的1/2，导致百粒重成为提高产量的限制因素。和育187 品种生育期短，籽粒乳线下移快，粒重更早达到最大值，在气温偏高、降雨多的区域收获时基本达到生理成熟，产量品质有保障，具有很好的适应性，而在海拔较高、气温偏低的区域适宜的玉米品种有待进一步筛选。