安徽沿江地区露地鲜食玉米适宜播期确定*

2023-10-20 06:15周登峰武文明季学勤杨太明王世济
中国农业气象 2023年10期
关键词:有效积温吐丝平均气温

张 林,周登峰,武文明,彭 晨,季学勤,杨太明,王世济**

安徽沿江地区露地鲜食玉米适宜播期确定*

张 林1,周登峰2,武文明1,彭 晨1,季学勤2,杨太明3**,王世济1**

(1.安徽省农业科学院烟草研究所/玉米研究中心,合肥 230001;2.芜湖市鸠江区白茆镇农业服务中心,芜湖 241000;3.安徽省农业气象中心,合肥 230031)

以鲜食玉米“彩甜糯100”为材料,设置4月1、16日,5月1、16、31日,6月15、30日,7月15、30日和8月14日共10个播期,研究不同播期鲜食玉米的生育期、产量和产值及其与气象因子的关系,以明确安徽省沿江地区露地播种条件下鲜食玉米的适宜播期。结果表明:(1)随播期推迟,鲜食玉米生育期呈长−短−长变化趋势,株高、秸秆鲜重及产量表现为高−低−高,穗粒数呈多−少−多变化趋势。4月1日−5月1日和7月30日播期的鲜食玉米平均产量为20026.56kg·hm−2,显著高于其他播期处理(P<0.05);7月30日播期处理直接销售鲜穗产值为70245.00元·hm−2,较其他处理显著增加68.66%~123.50%(P<0.05)。(2)5月31日−7月15日播种鲜食玉米,生育期内≥32℃日数占全生育期日数的56.25%~60.26%,高温积热较4月1日−5月1日和7月30日播期处理高47.78%~54.46%;5月31日−7月15日播种鲜食玉米生育进程加快,株高降低,物质积累减少,产量降低。8月14日播种鲜食玉米,受灌浆期低温影响,鲜食玉米无法正常成熟收获。(3)鲜食玉米生育期与播种−吐丝期日平均气温呈显著负相关关系;气象因子与鲜食玉米产量的相关系数大小依次为播种−吐丝期>10°C有效积温、降水量、日平均气温和平均气温日较差,吐丝−成熟期降水量、>10°C有效积温以及播种−吐丝期日照时数。鲜食玉米播种−吐丝期>10℃有效积温主要通过调节穗粒数影响产量。安徽省沿江地区春季4月1日−5月1日或夏季7月30日播种鲜食玉米,可延长鲜食玉米生育期,增加鲜食玉米植株物质积累,获得高产。5月31日−7月15日播种鲜食玉米存在潜在高温风险。

鲜食玉米;播期;气象因子;生育期;产量

玉米生长发育与其生育期内的光、温、水等气象因子关系密切,调整播期可适当调节光、温等气象因子利用效率[1],进而影响玉米生育进程和产量[2−3]。适期早播有利于延长玉米生育期,增加作物生育期内有效积温,促进植株干物质积累与分配,实现玉米高产[4−5]。不同环境条件下,分期播种对玉米生长发育和产量影响差异较大。钟昌松等[6]认为广西春玉米适宜在2月中旬−3月上旬播种,避免因光温升高造成玉米营养生长期缩短而减产。叶飞华等[7]研究鲜食玉米产量与平均气温呈极显著曲线回归关系,湖州春季鲜食玉米3月10−15日、秋季鲜食玉米7月15−20日为最适播期。周伟等[8]研究表明在山西地区4月26日−7月5日播种鲜食玉米,5月24日播种玉米产量最高,4月26日早播玉米生育期较短,且授粉期易受高温胁迫,影响产量。此外,播期调整可调控鲜食玉米果穗成熟收获的时间,分期播种实现鲜穗错峰上市,避免鲜果穗因长时间冷藏而导致的食味变差、品质降低[9]。

安徽省鲜食玉米自3月下旬开始露地播种,鲜果穗于7月上中旬陆续成熟[10−11]。由于采收上市时间相对集中,导致鲜食玉米丰产不丰收。通过调整栽培技术措施,调节生育期内气象资源,调控上市时间,对增加农民收入,促进鲜食玉米平稳有序发展具有重要意义。基于此,本研究在安徽沿江地区露地播种条件下,开展不同播期对鲜食玉米生长发育的影响试验,探讨不同播期下鲜食玉米产量与气象因素的关系,分析不同播期鲜食玉米经济产值,探明安徽沿江地区鲜食玉米的适宜播期,以期通过调整播期实现丰产丰收,增加经济效益,为鲜食玉米趋利避害、高效栽培提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年4−11月在安徽省芜湖市鸠江区白茆镇新园村(31°18′01″N,118°06′10″E)进行。该试验地位于沿江地区,属亚热带湿润季风气候,光照充足;降水充沛但分布不均。高温出现在7月和8月,月平均气温分别为28.8℃和28.1℃,月最高气温≥32℃日数分别为19.5d和17.9d。试验地土壤为灰潮土,0−20cm土层的土壤基本养分为pH值6.7,有机质含量13.4g·kg−1,全氮含量1.0g·kg−1,速效磷含量33.4mg·kg−1,速效钾含量207.6mg·kg−1,阳离子交换量12.70cmol·kg−1。

1991−2021年4−11月逐日气象观测资料,包含日平均气温(℃)、最高气温(℃)、最低气温(℃)、降水量(mm)和日照时数(h),来源于安徽省气象信息中心。2021年4月1日−11月30日芜湖鸠江区福渡区域自动站平均气温、最高气温、最低气温和降水量逐日变化如图1所示,7月和8月平均气温分别为28.4℃和28.0℃。

1.2 试验设计

采用不同播期的单因素田间试验设计,设4月1和16日,5月1、16和31日、6月15和30日、7月15和30日,以及8月14日,共10个播期。每个处理小区长10m,面积36m2,每个播期3次重复,共30个小区,随机区组排列。试验供试玉米品种为“彩甜糯100”,各播期分别育苗,玉米3叶期移栽至大田,移栽密度为52500株·hm−2,玉米行距0.6m。移栽前基施复合肥(N−P2O5−K2O为15−15−15)450kg·hm−2,大喇叭口期和吐丝期分别追施尿素300kg·hm−2和225kg·hm−2。玉米幼苗可见叶2~5叶时喷施甲基磺草酮类除草剂进行茎叶除草,生长期内采用诱虫灯进行诱虫处理。玉米生长期内无灌溉措施。

1.3 项目观测

1.3.1 生育期

记录鲜食玉米吐丝日期和成熟日期。当小区60%以上的植株雌穗花丝漏出苞叶时的日期为鲜食玉米吐丝日期[12];玉米乳熟末期,果穗花丝呈黑褐色、籽粒胚乳尚处于浓浆状态的日期为成熟日期[13]。

1.3.2 株高和秸秆鲜重

鲜食玉米成熟期,每个小区随机选取代表性植株3株,用米尺测量株高和穗位高;称量除去鲜穗后秸秆鲜重,根据单株所占土地面积计算秸秆鲜重产量。取3次测量的平均值为玉米秸秆鲜重。

1.3.3 产量和经济产值

鲜食玉米成熟期,每个小区随机收获2行有效穗并称鲜重,计算单穗平均鲜重,并根据2行所占面积计算鲜穗产量。在采收的2行玉米有效穗中随机取10穗进行考种处理,用游标卡尺测量穗粗,米尺测量穗长和秃尖长;计数玉米穗粒数;从玉米穗中部随机取100粒,用百分位天平称量质量作为鲜百粒重。记录各处理鲜食玉米采收期鲜穗销售价格,计算鲜食玉米经济产值。

1.3.4 生育期热量指标

(1)气温日较差

气温日较差指连续24h内最高气温与最低气温的差值[14]。

(2)生育期>10℃有效积温

参考陈杨等[15]计算鲜食玉米播种−吐丝期(BS)、吐丝−成熟期(AS)和吐丝10d内(10DAS)的有效积温Ti,即

Ti=∑(Tavg−Tbase) (1)

式中,Ti表示播种后或吐丝后的第1天−第i天的积温(℃·d);Tavg表示日平均气温(℃),Tbase为作物生物学下限温度,玉米生物学下限温度为10℃[15]。

图1 2021年4−11月芜湖福渡区域自动站气温和降水量的逐日变化过程

(3)高温积热

参考徐延红等[16]研究结果,玉米生育期内日最高温度≥32℃作为鲜食玉米轻度高温热害致灾阈值,选用≥32℃高温日数和高温积热作为玉米高温影响的评价指标。鲜食玉米生育期内日最高气温≥32℃则计为1个高温日,统计各播期处理下鲜食玉米播种−吐丝期、吐丝−成熟期高温日数;高温积热为≥32℃的温度累计值,以播种−吐丝期、吐丝−成熟期最高气温≥32℃温度累计值(℃·d)来表征高温热害发生程度。计算方法为

TH=∑Thi(2)

其中

式中,TH表示鲜食玉米生育期≥32℃的高温积热累加值(℃·d);j为鲜食玉米生育期内日数;Thi为第i个高温日的最高气温值(0或≥32℃的最高气温,℃);Tmax,j为第j日的日最高气温(℃)。

1.4 数据统计分析

利用SPSS18.0软件,采用单因素方差分析(ANOVA)和最小显著极差法(α=0.05)进行差异检验,数据为平均值±标准差(n=3)。利用Microsoft Excel 2010软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同播期鲜食玉米植株生长特征对比分析

2.1.1 生育期

由表1可见,露地播种条件下鲜食玉米生育期随播期推迟呈长−短−长的变化趋势。4月1日播期的鲜食玉米于7月8日成熟采收,吐丝−成熟期30d,生育期98d,长于其他播期处理;5月16日−7月15日不同播期鲜食玉米的生育期为78~82d,其中6月15日播期的鲜食玉米生育期最短。7月30日为播期的鲜食玉米生育期为87d。8月14日露地条件下播种鲜食玉米无法正常成熟。

2.1.2 株高及秸秆鲜重

4月1日−7月30日不同播期鲜食玉米株高、穗位高及秸秆鲜重差异显著。由表2可知,4月1日−5月1日不同播期的鲜食玉米平均株高为211.78cm,处理间株高差异不显著;5月31日播期的鲜食玉米株高为156.00cm,较播期早的鲜食玉米株高相比显著降低(P<0.05);5月31日−7月15日播期的鲜食玉米平均株高158.29cm,各播期处理间株高差异不显著;随播期推迟,株高增加,7月30日播期处理株高为172.00cm。

4月1日播期的鲜食玉米穗位高73.00cm,显著低于4月16日−5月16日播期处理穗位高(P<0.05);4月16日−7月30日播期,穗位高随播期变化与株高随播期变化规律相似。各处理鲜食玉米秸秆鲜重随播期变化规律与株高随播期变化规律相似,4月16日播期的鲜食玉米秸秆鲜重为44625.00kg·hm−2,显著高于5月1日−7月30日各播期处理(P<0.05),5月1日−7月30日播期的鲜食玉米平均秸秆鲜重为29106.25kg·hm−2;6月15日和6月30日播期处理秸秆鲜重在21087.50~25287.50kg·hm−2,显著低于除7月15日之外其他播期处理(P<0.05)。

表1 不同播期鲜食玉米吐丝和成熟日期及生育历期(2021年)

注:—表示鲜穗无法成熟。

Note: —indicate the fresh maize could not be harvested.

表2 不同播期鲜食玉米成熟期株高和秸秆鲜重比较(平均值±标准差)

注:同列小写字母表示处理间在0.05水平上的差异显著性。下同。

Note: Different letters within the same column indicate significant difference (P<0.05) between different sowing dates. The same as below.

2.2 不同播期鲜食玉米产量及其构成对比分析

2.2.1 穗部特征

由表3可知,4月1日−7月30日播期各处理,播期对鲜食玉米鲜穗的穗粗、穗长、秃尖长、穗粒数和鲜百粒重影响显著。鲜食玉米穗粗、穗长、穗粒数和鲜百粒重随播期推迟呈先减小后增大的变化趋势。4月1日和4月16日播期的鲜食玉米平均穗粗为5.25cm,5月16−31日播期的鲜食玉米穗粗显著减至4.88cm(P<0.05);随播期推迟穗粗增加,7月30日播期处理穗粗增至5.32cm,与4月1−16日播期处理差异不显著。4月1日和4月16日播期处理鲜食玉米平均穗长为20.74cm,两处理间穗长差异不显著;6月15−30日播期处理,鲜食玉米平均穗长为16.73cm,较播期早的鲜食玉米穗长显著缩短(P<0.05);随播期继续推迟,穗长显著增长(P<0.05),7月30日处理穗长为19.55cm。4月1日和4月16日播期的鲜食玉米平均穗粒数为491.2粒,两处理间差异不显著;5月31日−6月30日播期处理鲜食玉米的平均穗粒数为372.9粒,较播期早的鲜食玉米穗粒数显著减少(P<0.05);随播期推迟鲜食玉米穗粒数显著增加(P<0.05),7月30日播期的鲜食玉米穗粒数为443.7粒。4月1−16日与7月30日播期的鲜食玉米鲜百粒重差异不显著,平均鲜百粒重为42.60g,显著高于5月1日−7月15日播期处理(P<0.05)。4月1日−5月16日播期的鲜食玉米平均秃尖长2.18cm,处理间差异不显著;5月31日播期的鲜食玉米秃尖长为3.78cm,较播期早的各处理显著增大(P<0.05);6月15日−7月30日播期处理鲜食玉米平均秃尖长为2.59cm,显著小于5月31日播期处理(P<0.05)。可见,4月1日、4月16日和7月30日播期鲜食玉米穗部特征表现较好;而5月31日−7月15日播期的鲜食玉米穗长缩短,秃尖长度增大,穗粒数显著减少,鲜百粒重降低,穗部特征表现较差。

表3 不同播期鲜食玉米穗部特征比较(平均值±标准差)

2.2.2 鲜穗产量和产值

由表4可知,在4月1日−7月30日各处理,播期对鲜食玉米的单穗鲜重(含苞叶)、产量和产值影响显著。4月1日−5月1日播期处理,鲜食玉米平均单穗鲜重和产量分别为385g、20197.92kg·hm−2,显著高于除7月30日播期外其他处理(P<0.05);6月15−30日各播期处理,鲜食玉米平均单穗鲜重和产量分别为276g、14507.50kg·hm−2,较播期早的各处理单穗鲜重和产量显著降低(P<0.05);随播期继续推迟,单穗鲜重和产量显著增加(P<0.05),7月30日播期处理鲜食玉米单穗鲜重和产量分别为372g、19512.50kg·hm−2。

不同播期鲜食玉米鲜穗上市时间不同,价格差异明显。4月1日播期处理鲜穗上市价格为2.00元·kg−1,4月16日−5月1日各处理价格降至1.6~1.8元·kg−1;此后随播期推迟,鲜穗价格升高,7月30日播期处理鲜穗价格升至3.60元·kg−1。7月30播期鲜食玉米的产值最高,为70245.00元·hm−2,较其他处理产值显著增高68.66%~123.50%(P<0.05);其次为4月1日播期处理;4月16日−5月16日播期的鲜穗产值较低,其中5月1日播期的鲜食玉米产值为31430.00元·hm−2,显著低于其他处理(P<0.05)。

2.3 影响鲜食玉米产量的气象因子分析

2.3.1 不同处理气象因子变化分析

由表5可见,随播期推迟,各处理鲜食玉米播种−吐丝期日平均气温、>10℃有效积温和降水量均呈先升高后降低的变化趋势,4月1日播期处理分别为20.6℃、805.8℃·d和221.4mm;6月30日播期处理达到最高,分别为28.2℃、1035.8℃·d和681.3mm;7月30日播期处理分别降低至27.5℃、964.4℃·d和182.0mm。由表还可知,鲜食玉米播种−吐丝期平均气温日较差和日照时数随播期推迟呈先降低后升高的变化趋势,4月1日播期的鲜食玉米播种−吐丝期平均气温日较差和日照时数分别为9.2℃和333.9h,7月15日播期处理播种−吐丝期平均气温日较差最低(6.4℃),5月16日播期处理播种−吐丝期日照时数最低(246.0h);7月30日播期处理鲜食玉米播种−吐丝期平均气温日较差和日照时数分别升高至7.0℃和322.7h。

表5表明,随播期推迟,鲜食玉米吐丝−成熟期日平均气温呈先升高后降低的变化趋势,4月1日播期处理的鲜食玉米吐丝−成熟期日平均气温为26.8℃,5月16日播期处理最高(29.1℃),7月30日播期降至21.0℃。随播期推迟,鲜食玉米吐丝−成熟期>10℃有效积温呈降低的变化趋势,4月1日−5月16日播期处理的鲜食玉米吐丝−成熟>10℃有效积温、平均气温日较差分别为496.5~517.4℃·d、7.1~7.5℃,7月30日播期的鲜食玉米吐丝−成熟期>10℃有效积温降至351.2℃·d;5月31日播期的鲜食玉米吐丝−成熟期平均气温日较差最低(5.9℃),7月15日播期处理最高(9.3℃)。随播期推迟,鲜食玉米吐丝−成熟期降水量呈先减少后增多的变化趋势,4月1日播期处理鲜食玉米吐丝−成熟期降水量为467.0mm,6月30日−7月15日各处理吐丝−成熟期降水量较少,为6.9~17.9mm,7月30日播期处理增至90.7mm。4月1日播期处理鲜食玉米吐丝−成熟期日照时数为104.4h,6月15日播期处理最低(97.8h),7月15日播期处理最高(209.0h)。

表4 不同播期鲜食玉米鲜穗产量和产值比较(平均值±标准差)

表5 不同播期鲜食玉米生育期气象要素比较

注:So-si表示播种−吐丝期,Si-ma表示吐丝-成熟期,10DAS表示吐丝10d内。

Note: So-si is sowing to silking stage, Si-ma is silking to mature stage, 10DAS is in 10 days after silking.

由表5还可知,4月1日−7月30日播期的鲜食玉米吐丝10d内平均>10℃有效积温为172.4℃·d,变异系数为7.64%;而8月14日播期的鲜食玉米吐丝10d>内10℃有效积温明显降低,仅56.3℃·d。

2.3.2 不同处理高温热害指标分析

由图2可见,4月1日−7月30日,随播期推迟,鲜食玉米生育期≥32℃高温日数和高温积热呈先增多后减少的变化趋势。4月1日播期处理鲜食玉米生育期≥32℃高温日数为21d,占全生育期日数的21.43%;高温积热最低,为707.10℃·d。5月31日−7月 15 日播期鲜食玉米生育期≥32℃高温日数为45~47d,占全生育期日数的56.25%~60.26%;高温积热为1525.50~1594.30℃·d,较4月1日−5月1日和7月30日播期处理平均高温积热高47.78%~54.46%;高温积热主要源于鲜食玉米播种−吐丝期,播种−吐丝期高温积热占全生育期高温积热的67.74%~82.33%。

图2 不同播期鲜食玉米生育期高温日数(a)和高温积热(b)比较

2.3.3 气象因子与产量的相关性分析

对播种−吐丝期、吐丝−成熟期和吐丝10d内>10℃有效积温、日平均气温、平均气温日较差、降水量和日照时数与玉米生长及产量要素进行相关性分析(表6)。结果表明,鲜食玉米生育期、株高、秸秆鲜重、穗粒数、鲜百粒重、产量与播种−吐丝期5个气象因子均呈显著或极显著相关关系,其中与平均气温日较差和日照时数呈正相关,与>10℃有效积温、日平均气温和降水量呈负相关。在吐丝−成熟期,除鲜百粒重外各玉米生长及产量要素与>10℃有效积温和降水量均呈显著或极显著正相关关系;吐丝10d内,株高与降水量呈极显著正相关,穗粒数、鲜百粒重和产量均与气温日较差呈显著正相关。

表6 不同时段气象因子与玉米生长和产量指标间的相关系数

注:*、**分别表示相关系数通过0.05、0.01水平的显著性检验。Tea、Tdm和Tdr分别表示>10℃有效积温、日平均气温和平均气温日较差,R为降水量,S为日照时数。下同。

Note:*is P<0.05,**is P<0.01. Tea, Tdmand Tdrrepresents effective accumulated temperature >10℃, daily mean temperature and average daily temperature range, respectively. R is precipitation, S is sunshine hours. The same as below.

可见,气象因子对鲜食玉米产量的影响程度不同,按相关系数绝对值排序,播种−吐丝期>10℃有效积温与产量相关性最大,其次分别为播种−吐丝期降水量和日平均气温等,说明播种−吐丝期气象因子对产量影响较大。鲜食玉米产量与播种−吐丝期>10℃有效积温呈线性负相关关系,在一定范围内鲜食玉米产量随播种−吐丝期>10℃有效积温升高而降低(图3a);而鲜食玉米产量与吐丝−成熟期>10℃有效积温呈二次型曲线关系(图3f),随吐丝−成熟期>10℃有效积温升高,产量呈先降低后增加的变化趋势。表明吐丝前后>10℃有效积温比值越低,产量越高。鲜食玉米产量与播种−吐丝期日平均气温呈二次型曲线关系(图3b),吐丝−成熟期日平均气温对产量无显著影响,表明在不影响玉米生长的前提下,提早移栽相对较低的吐丝前日平均气温,能获得较高的产量。播种−吐丝期及吐丝10d内平均气温日较差与鲜食玉米产量呈显著正相关,均呈二次型曲线关系(图3c和图3h),表明该期间较高的平均气温日较差,有利于干物质积累,提高鲜食玉米产量。鲜食玉米产量与播种−吐丝期降水量显著负相关,与播种−吐丝期日照时数、吐丝−成熟期降水量呈显著正相关,均呈二次型曲线关系(图3d、图3e和图3g)。表明吐丝前相对较长的日照时数,较少的降水量,可以促进玉米植株生长发育;吐丝−成熟期相对较多的降水量,增湿降温,促进灌浆,进而提高鲜食玉米产量。

图3 玉米鲜穗产量与不同时期气象因子间拟合曲线

3 结论与讨论

3.1 讨论

玉米为喜温短日照作物,其生育期随播期变化而产生变化[17],在一定范围内玉米产量与生育期呈正相关[18]。本试验结果表明露地栽培条件下播期从4月1日推迟至7月30日,鲜食玉米生育期随播期的推迟呈长−短−长的变化趋势;鲜食玉米生育期与播种−吐丝期平均气温呈显著负相关关系,与李明等[19]研究结果一致。玉米生育期间温度较高时,达到鲜食玉米生长发育所需有效积温的天数较少,鲜食玉米生育期缩短;反之则生育期延长[20],表明播期改变后所带来的温度变化是影响玉米生育期长短的主要原因。4月1日播期较4月16日,鲜食玉米提前播种15d,但鲜食玉米成熟期仅提前7d。4月初播种鲜食玉米要提早成熟上市,需采取垄作栽培、地膜覆盖等增温措施,通过增加地温,促进玉米生长,缩短生育期。8月14日播期处理,虽然鲜食玉米播种−吐丝期>10℃有效积温与其他播期的鲜食玉米播种−吐丝期>10℃有效积温差异不大,但鲜食玉米吐丝10d内平均气温仅为15.6℃,明显低于其他播期的鲜食玉米吐丝10d内平均气温27.3℃;11月8日平均气温降至6.4℃,连续8d最低气温<10℃。当籽粒灌浆期温度<16℃时玉米灌浆基本停止[21]。因此,8月14日播种鲜食玉米在露地条件下无法正常灌浆成熟,露地播种条件下鲜食玉米最晚安全播期有待进一步研究。

不同播期对玉米生长及产量形成的影响与当地的气候条件,尤其是光热条件关系密切[1,22−23]。本试验结果表明4月1日−7月30日不同播期的鲜食玉米株高、秸秆鲜重和产量随播期推迟呈先降低后升高的变化趋势,其中5月31日−7月15日播期鲜食玉米平均产量为15382.50kg·hm−2,显著低于4月1日−5月1日和7月30日播期的鲜食玉米产量(P<0.05)。温度通过影响玉米生育期,影响光合有效辐射截获率和玉米生长发育,最终影响玉米产量[24]。Hou 等[25]研究表明,有效积温是影响玉米平均叶面积指数最重要的生态因子。本试验中不同播期的鲜食玉米株高、秸秆鲜重和产量与播种−吐丝期>10℃有效积温、日平均气温和降水量均显著负相关;鲜食玉米株高、秸秆鲜重和产量与播种−吐丝期平均气温日较差和日照时数、吐丝−成熟期>10℃有效积温和降水量均呈显著正相关。气象因子与鲜食玉米产量相关系数大小依次为播种−吐丝期>10℃有效积温、降水量、平均气温、平均气温日较差等。表明在不影响玉米正常生长的前提下,生产上可通过春季适期早播,鲜食玉米吐丝前平均气温和降水量相对较低(少),气温日较差和日照时数相对较高(长),光热资源有利于鲜食玉米植株生长,鲜食玉米物质积累增加,从而获得高产,这与胡达家[26]研究结果一致。5月31日−7月15日各播期处理鲜食玉米播种−吐丝期日平均气温明显升高,鲜食玉米生育期内≥32℃的高温日数占全生育期日数的56.25%~60.26%,高温积热为1525.50~1594.30℃·d,其中播种−吐丝期高温积热占全生育期高温积热的67.74%~82.33%,较高的花前有效积温源于较高的平均气温,对植株生长产生抑制作用,鲜食玉米生育进程加快,平均叶面积指数和平均净同化率降低[1],不利于植株生长与物质积累。此外,鲜食玉米雌雄穗分化与生长、抽雄扬花等过程处于7月中下旬−8月上旬的高温阶段,高温抑制了鲜食玉米雌雄穗的生长发育,造成鲜食玉米雄穗散粉、雌穗吐丝延迟、雌雄间隔时期变长及花粉活力急剧降低,花粉管到达子房受阻,结实率降低[27−31],鲜食玉米穗粒数显著减少,致使产量降低。因此,5月31日−7月15日是鲜食玉米种植潜在风险期,应慎重播种,减少高温对鲜食玉米生长产生的不利影响。7月30日播期的鲜食玉米在吐丝−成熟平均气温明显降低,降水量增多,促进鲜食玉米吐丝后生长和籽粒灌浆,吐丝−成熟日数延长,鲜食玉米百粒重显著增加,进而增加鲜食玉米产量。

鲜食玉米经济效益受鲜穗上市时间影响[32]。本试验中7月30日播期的鲜食玉米鲜穗在10月25日成熟,市场上鲜穗少、价格高,鲜食玉米产值最高,比其他处理鲜食玉米产值显著提高68.66%~123.50%(P<0.05)。4月16日−5月16日各播期处理,鲜穗产量较高,但鲜穗在7月中旬−8月上旬集中上市,市场价格较低,鲜食玉米产值为31430.00~36225.00元·hm−2,鲜穗可通过加工后销售,以增加经济效益。因此,通过不同播期,趋利避害,辅以加工等措施,可实现鲜食玉米均衡上市,增加经济效益。

本试验仅开展了一年,但对安徽省沿江地区影响玉米生长关键气象因子分析表明,该区域常年高温出现在7月和8月,7月和8月平均气温分别为28.8℃和28.1℃,最高气温≥32℃的日数分别为19.5d和17.9d;2021年7月和8月平均气温分别为28.4℃和28.0℃,最高气温≥32℃的日数分别为20d和19d。2021年7−8月气温与常年持平,表明研究时期属于正常年份,具有代表性,研究结果具有确定性。

3.2 结论

(1)安徽沿江地区露地鲜食玉米在4月1日−7月30日不同播期下,玉米生育期随播期推迟呈长−短−长变化,株高、秸秆鲜重及产量随播期推迟呈高−低−高变化,穗粒数随播期推迟呈多−少−多变化。7月30日播期处理鲜食玉米经济产值最高。

(2)4月1日−7月30日不同播期鲜食玉米生育期与播种−吐丝期平均气温呈显著负相关关系;鲜食玉米产量、穗粒数、株高和秸秆鲜重与播种−吐丝期>10℃有效积温、平均气温和降水量呈显著负相关关系,鲜食玉米产量、穗粒数、株高和秸秆鲜重与播种−吐丝期平均气温日较差和日照时数、吐丝−成熟期>10℃有效积温和降水量呈显著正相关关系。播种−吐丝期>10℃有效积温通过调节穗粒数影响产量。播期改变后,鲜食玉米生育期平均气温、降水量和日照时数等气象因子变化对鲜食玉米生长发育和产量均有影响。

(3)春季4月1日−5月1日,或夏季7月30日播种鲜食玉米,光热资源有利于鲜食玉米生长,生育期延长,产量较高;5月31日−7月15日播种,受播种−吐丝期高温影响,鲜食玉米生育进程加快,物质积累减少,产量较低;8月14日播种鲜食玉米无法正常成熟收获。

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Determination of the Suitable Sowing Date of Fresh Maize Along the Yangtze River of Anhui Province

ZHANG Lin1, ZHOU Deng-feng2, WU Wen-ming1, PENG Chen1, JI Xue-qin2, YANG Tai-ming3, WANG Shi-ji1

(1. Tobacco Research Institute/Maize Research Centre, Anhui Academy of Agricultural Sciences Hefei 230001, China; 2.Baimao Agricultural Service Center of Jiujiang District, Wuhu 241000; 3.Agricultural Meteorological Center of Anhui Province, Hefei 230031)

A field trial was carried out along the Yangtze river in Anhui province to clarify the relationship between growth, yield of fresh maize and meteorological factors under different sowing dates, which would provide a reference to the suitable sowing date of fresh maize. In the study, the fresh maize cultivar “Caitiannuo 100” was used. The treatments consisted of ten sowing dates: April-1, April-16, May-1, May-16, May-31, June-15, June-30, July-15, July-30, and August-14. The growth period, yield, yield component and production value of fresh maize were analyzed. The results showed that the growth duration was shortened when delaying the sowing date from April-1 to June-15. When the sowing date was from June-15 to July-30, the growth duration was extended. The yield was decreased when delaying the sowing date from April-1 to June-30, and the yield was increased. The mean grain yield of fresh ear in the sowing date from April-1 to May-1 and July-30 was 20026.56kg·ha−1, which was significantly higher than that of other sowing dates (P<0.05). The production value of fresh ear planted in July-30 was 70245.00yuan·ha−1, which was significantly increased by 68.66%−123.50% compared with other sowing dates (P<0.05). When the fresh maize was sowed during May-31 to July-15, the days of high temperature ≥32℃ accounted for 56.25%−60.26% in the whole growth duration of the plant, and the accumulation of temperature ≥32℃ increased by 47.78%-54.46% than that of sowing dates from April-1 to May-1 and July-30, which accelerated the fresh maize growing process, shortened the plant height, declined the matter accumulation, ultimately decreased the yield. The fresh maize could not be harvested with the sowing date of August-14 due to the lower temperature during the grain filling stage. The growth duration of maize was negatively correlated with daily mean temperature before silking. The ranking of the correlation coefficients between meteorological factors and fresh maize yield from high to low were effective accumulated temperature >10℃before silking, precipitation before silking, daily mean temperature before silking, average daily temperature range before silking, precipitation after silking, effective accumulated temperature >10℃after silking, and sunshine hours before silking. The effective accumulated temperature >10℃ before silking stage mainly influenced the yield by regulating the kernel number per ear. In conclusion, the fresh maize sowed during April-1 to May-1 or July-30 could be prone to extend growth period, increase matter accumulation, and obtain high yield, while might be in danger in the risk of high temperature stress with the sowing date from May-31 to July-15 along the Yangtze river.

Fresh maize;Sowing date; Meteorological factor; Growth period; Yield

10.3969/j.issn.1000-6362.2023.10.004

收稿日期:2022−12−01

芜湖市重点研发项目(2021yf36);合肥市关键共性技术研发项目(2021GJ084);安徽省农业科学院人才项目(QNYC-202116);安徽省玉米产业体系

通讯作者:杨太明,正高级工程师,主要从事农业气象灾害评估及农业信息化工作,E-mail:ytm0305@126.com;王世济,研究员,主要从事玉米栽培生理与育种研究,E-mail:wangshijiym@163.com

张林,E-mail:zhanglin00@163.com

张林,周登峰,武文明,等.安徽沿江地区露地鲜食玉米适宜播期确定[J].中国农业气象,2023,44(10):903-915

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