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基于品種生育期有效積溫確定夏玉米適宜播期

2021-09-18 06:22陳靜任佰朝趙斌劉鵬楊今勝張吉旺
中國農業科學 2021年17期
關鍵詞:有效積溫結實率全生育期

陳靜,任佰朝,趙斌,劉鵬,楊今勝,張吉旺

基于品種生育期有效積溫確定夏玉米適宜播期

1山東農業大學農學院/作物生物學國家重點實驗室,山東泰安 271018;2山東登海種業股份有限公司/山東省玉米育種與栽培技術重點實驗室,山東萊州 261448

【】在當前氣候變化和夏玉米品種更替的背景下,如何調整品種和播種期以適應當地有效積溫的變化對夏玉米的生產具有重要的意義。本研究通過分析不同熟期夏玉米品種產量形成對播期的響應,以期為當地適宜播期和品種的選擇提供理論依據。2017—2019年,共選用3個中早熟夏玉米品種登海518(DH518)、京農科728(JNK728)、登海618(DH618),3個中晚熟品種鄭單958(ZD958)、登海605(DH605)、先玉335(XY335)作為試驗材料,并設置6月5日(E)、6月15日(N)、6月25日(L)3個播期,探討播期對不同熟期夏玉米授粉結實和產量形成等的影響。播期推遲至6月25日,各品種千粒重增加,單位面積穗數、穗粒數顯著降低,產量下降。與6月25日播種中晚熟品種相比,6月5日播種,產量和有效積溫生產效率分別增加28.81%和16.24%;與6月25日播種中早熟品種相比,6月15日播種,產量和有效積溫生產效率分別增加18.92%和14.66%。隨播期推遲,不同品種全生育期有效積溫降低1.21%—10.62%,中晚熟品種的降幅大于中早熟品種;中早熟品種總結實率降低6.25%—19.94%,中晚熟品種總結實率降低8.11%—27.32%,中晚熟品種的降幅大于中早熟品種;不同品種空稈率增高1.42%—14.72%,與品種熟期無關;中早熟品種收獲指數先升高后降低,變幅在15.91%—20.23%,中晚熟品種收獲指數降幅在2.36%—27.69%。不同品種產量與有效積溫呈正相關,且吐絲期—成熟期有效積溫與產量的關系更密切;有效積溫、收獲指數、總結實率、全生育期天數4個因素中,中早熟品種的產量與收獲指數、總結實率的關系更密切,而中晚熟品種的產量與有效積溫、收獲指數的相關性更強;中早熟品種的有效積溫與全生育期天數的相關性強于其與總結實率、收獲指數和產量的相關性,而中晚熟品種的有效積溫與產量的相關性強于其與收獲指數、總結實率和全生育期天數的相關性。中早熟品種產量受有效積溫限制較小,1 700℃·d左右的全生育期有效積溫更有利于保證其較高的結實率和收獲指數,進而獲得高產;中晚熟品種產量受有效積溫限制較大,1 800℃·d以上的有效積溫更有利于其產量的增加。在當地氣候條件下,6月5日左右播種中晚熟品種、6月15日左右播種中早熟品種,有利于獲得較高產量且提高有效積溫生產效率。

夏玉米;播期;產量;有效積溫;授粉結實

0 引言

【研究意義】近年來,隨全球變暖、溫度升高[1-2],在黃淮海夏玉米生產區,玉米生長季后延,部分緩解了麥套改夏直播后玉米生長季有效積溫不足的現狀[3-4]。但該區主推品種生育期仍偏長,收獲時難以達到生理成熟,嚴重影響產量。因此,選種不同熟期夏玉米品種并配合調整播種期,是促進當地氣候資源高效利用,冬小麥-夏玉米種植模式可持續發展的必然趨勢[5]?!厩叭搜芯窟M展】播期主要通過影響生育期有效積溫調控夏玉米的生長發育和產量形成[4,6-7]。夏玉米的生育進程主要受有效積溫的調控[8-10],溫度的變化會增加或減少玉米完成生育進程的時間,進而影響各生育階段光、熱、降雨等氣候資源的分配。趙先麗等[11]和韓慧敏等[12]研究表明,隨播種日期推遲,夏玉米花前溫度逐漸升高,生育進程加快,全生育期縮短;但過晚播種,生育后期溫度降低,全生育期又會延長,晚熟品種最終甚至不能完熟[7,13]。不同品種的玉米生育期天數變化幅度存在差異,播種每推遲1 d,全生育期縮短0.35—5 d[14-17]。同時,夏玉米播種過早,開花期易遭遇高溫脅迫,影響授粉結實[18-23];播種過晚,生育后期有效積溫顯著降低,影響籽粒發育[7]。播期的改變也會影響夏玉米干物質的積累與分配,過晚播種,不利于養分向籽粒運輸,易造成植株營養生長過剩,收獲指數下降[19,24]。結實率和干物質積累與分配的改變影響夏玉米單位面積穗數、穗粒數和千粒重,最終對夏玉米產量造成影響[20,25]。韓慧敏等[12]研究表明,隨播種日期的推遲,夏玉米產量逐漸降低,單位面積穗數、穗粒數和千粒重與其產量的變化趨勢相似[16]。但Zhou[18]和Tian等[19]研究表明,隨播種日期推遲,夏玉米產量呈現先升高后降低的趨勢,單位面積穗數、千粒重、穗粒數逐漸降低或與播期無顯著相關?!颈狙芯壳腥朦c】在黃淮海地區冬小麥-夏玉米周年輪作模式下,隨氣候變化和品種更替,夏玉米生育期內有效積溫發生變化,不同熟期夏玉米的適宜播期有待進一步確定?!緮M解決的關鍵問題】本研究旨在探究調整播期條件下,不同熟期夏玉米各生育時期的有效積溫及其對生育進程、授粉結實、干物質積累與分配和產量的影響,以期為當地夏玉米播期和品種熟期的選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

2017—2019年,試驗在山東農業大學試驗農場(36.09°N,117.09°E)進行,本地處于溫帶大陸性季風氣候區,試驗期間日均溫23.57℃,總降雨411.87 mm。土壤類型為棕壤土,試驗前土壤表層0—20 cm養分含量為全氮1.22 g·kg-1,有機質12.08 g·kg-1,速效磷44.12 mg·kg-1,速效鉀85.22 mg·kg-1,堿解氮116.51 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

采用裂區設計,其中播期為主區,品種為副區。2017—2019年選用玉米品種見表1。設置6月5日(E)、6月15日(N)、6月25日(L)3個播期,小區面積為36 m2(6 m×6 m),每處理重復3次,隨機排列。種植密度為67 500株/hm2。按12 000 kg·hm-2的產量水平施用肥料(N 210 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2、KCl 150 kg·hm-2),氮肥于拔節期(V6)施入40%,大喇叭口期(V12)施入60%,磷肥和鉀肥于V6期一次性施入,參照高產田管理方式進行田間管理。

表1 選用玉米品種及其生育期(2017—2019)

VE:出苗期;R6:成熟期。下同 VE: Emergence stage; R6: Maturity stage. The same as below

1.3 測定項目及方法

1.3.1 氣象數據 2017—2019年氣象數據由試驗地附近氣象站提供(圖1)。

1.3.2 生育進程及積溫 詳細記錄夏玉米的生育進程,計算各生育階段所需天數及相應積溫。播種后觀察出苗情況,記錄各處理出苗期(VE)。出苗后,記錄各處理拔節期(V6)、大喇叭口期(V12)、抽雄期(VT)、吐絲期(R1)、成熟期(R6)的生育進程,以小區內50%植株到達某生育時期為標準記錄生育進程。

參照Meng等[26]方法計算有效積溫。第天積累的有效積溫:

有效積溫生產效率=單位面積籽粒產量/生長季有效積溫總量[27]。

圖1 試驗期間溫度和降雨量的變化(2017-2019)

Fig. 1 Climate data for temperature and precipitation during the experimental period from 2017 to 2019

1.3.3 雌、雄穗授粉結實特性

1.3.3.1 雌穗特性 玉米吐絲前選取有代表性的植株標記,記錄吐絲時間,授粉完成后,每處理摘取5個果穗,用單面刀片從苞葉的頂端切掉吐出苞葉的花絲,剝去苞葉,分為3部分計數:萎縮的花絲數(受精小花數);基部新鮮的花絲數(未受精小花數);未抽絲的退化小花數。3部分合計為雌穗總小花數。計數雌穗總小花數、正常受精小花數、未受精小花數、穗粒數,計算小花受精率、小花敗育率、小花結實率、籽粒敗育率、總結實率、總敗育率。

小花受精率(%)=(受精小花數/總小花數)×100;

小花敗育率(%)=(總小花數-受精小花數)/總小花數×100;

小花結實率(%)=(穗粒數/受精小花數)×100;

籽粒敗育率(%)=(受精小花數-穗粒數)/受精小花數×100;

總結實率(%)=(穗粒數/總小花數)×100;

總敗育率(%)=(總小花數-穗粒數)/總小花數×100。

1.3.3.2 雄穗特性 在雄穗散粉之前,選取生長良好、整齊一致且有代表性的植株10株,記錄各處理雄穗的分支數、總小花數和有效小花數,并計算雄穗小花敗育率,雄穗小花敗育率(%)=(總小花數-有效小花數)/總小花數×100。

1.3.4 干物質積累與分配 于V6、V12、VT、乳熟期(R3)和R6時期取樣,每個處理選取有代表性的玉米5株,V12、VT時期分為莖、葉2部分,R3、R6時期植株分為莖、葉、穗軸和籽粒4部分,置烘箱內105℃殺青30 min后,80℃烘干至恒量,稱重。

1.3.5 收獲、考種和測產 每小區選取中間3行,隨機收獲連續30株玉米的果穗,自然風干用于室內考種,80℃烘干后,按14%含水量折算千粒重,計算理論產量。單位面積穗數為田間調查的有效畝穗數換算所得。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 23軟件進行數據統計和分析。利用SigmaPlot 10.0軟件作圖。

2 結果

2.1 播期對不同熟期夏玉米產量及其構成因素的影響

2017—2019年,不同熟期夏玉米品種的產量差異顯著,中晚熟品種產量高于中早熟品種,3年總產量平均高出9.15%。該產量差異主要源于穗粒數的差異,中晚熟品種3年平均穗粒數較中早熟品種高10.24%。隨播期推遲,中早熟品種產量先增加后降低,中晚熟品種產量逐漸降低(2018年ZD958除外,該處理后期出現倒伏),中早熟和中晚熟品種分別在N和E處理達到產量最大值,較L處理,兩者3年的平均增產分別為18.92%和28.81%。同時,不同熟期品種的單位面積穗數、穗粒數均下降,千粒重增加。以2019年為例,較N處理,中早熟品種JNK728、DH618的產量在E或L處理分別下降6.78%、18.95%或7.89%、11.83%;較E處理,中晚熟品種ZD958、XY335的產量在N或L處理分別下降10.59%、11.83%或15.05%、30.09%。JNK728、DH618、ZD958、XY335 4個品種L處理的千粒重均增加,較E處理分別增加17.31%、11.29%、15.50%、10.96%;單位面積穗數和穗粒數均降低,較E處理分別減少14.38%、7.29%、23.15%、27.95%和13.44%、7.23%、4.79%、12.55%(表2)。

表2 播期對不同熟期夏玉米產量及其構成因素的影響

同列標以不同小寫字母的值達5%差異顯著,ns表示差異不顯著,**表示在0.01水平下差異顯著,*表示在0.05水平下差異顯著。下同

Values followed by different letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level. ns, no signi?cance.*, signi?cant at 0.05 probability level. **, signi?cant at 0.01 probability level. The same as below

2.2 播期對不同熟期夏玉米生育進程的影響

播期對不同熟期夏玉米生育進程的影響存在差異,對播種—拔節期的影響不顯著,對拔節—吐絲期的影響顯著,對吐絲—成熟期的影響與品種熟期有關。以2019年為例,各處理播種—出苗需4—5 d,出苗—拔節期需16—18 d,L處理的播種—出苗所需時間比E、N處理減少1 d,不同品種之間差異不顯著;E處理拔節—吐絲期的天數比N、L處理增加3—5 d,后兩者所需時間相近;隨播期推遲,中晚熟品種吐絲—成熟期的天數增加5—14 d,多于中早熟品種的2—3 d(表3)。

表3 播期對不同熟期夏玉米生育進程的影響

V6:拔節期;VT:抽雄期;R1:吐絲期;SD:播種。下同

V6: Six-leaf stage; VT: Tassel stage; R1: Silking stage; SD: Seeding. The same as below

2.3 播期對不同熟期夏玉米有效積溫的影響

播期影響不同熟期夏玉米各生育期有效積溫。E處理的出苗—吐絲期有效積溫高于N、L處理,后兩者差異不顯著,該階段中晚熟品種有效積溫比中早熟品種高50—80℃·d。隨播期推遲,中晚熟品種吐絲—成熟期的有效積溫較中早熟品種顯著降低,全生育期有效積溫變幅與吐絲—成熟期的相似。以2019年為例,JNK728、DH618、ZD958、XY335 4個品種L處理的全生育期積溫,較E處理的分別降低9.78%、9.47%、9.12%、9.79%;較N處理分別降低6.11%、6.49%、8.01%、8.65%。中早熟和中晚熟品種的有效積溫生產效率,分別在N和E處理達到最高值(2018年ZD958除外,該處理后期出現倒伏)。中早熟品種JNK728和DH618 2年有效積溫生產效率變化幅度差異顯著,與2018年相比,2019年3個播期處理平均增加3.57%和28.55%(表4)。

2.4 播期對不同熟期夏玉米穗部性狀的影響

2.4.1 雄穗發育特性 播期對雄穗分枝數、總小花數、不育小花數、小花敗育率均有影響。2年間,3個播期雄穗分支數的變幅在0—28.57%,而不同品種之間的差異為0—380.00%;雄穗總小花數對播期的響應無明顯規律,不同品種之間雄穗總小花數差異顯著,最大可達219.43%;除2018年DH618品種外,其他處理均表現為L處理的小花敗育率最高;2018年ZD958 3個播期的小花敗育率變幅最大,達8.22%(表5)。

表4 播期對不同熟期夏玉米有效積溫的影響

表5 不同熟期夏玉米品種的雄穗發育特性

2.4.2 雌穗發育特性 播期對不同熟期夏玉米開花期雌穗影響顯著。中晚熟品種總小花數較中早熟品種總小花數平均高25.26%,小花受精率平均高3.17%,小花結實率平均低12.66%,總結實率平均低9.91%。以2019年為例,隨播期推遲,4個品種均表現為總結實率、小花結實率和小花受精率降低,其中以XY335的總結實率、小花結實率,JNK728的小花受精率降低最顯著,最大降幅分別為27.21%、20.11%、17.90%(表6)。

2.4.3 果穗穗部性狀 播期對不同熟期夏玉米品種的穗長、穗粗、禿頂長、空稈率、畸形率均有影響。隨播期推遲,各品種穗粗均增大,E和N處理的穗粗差異不顯著,在2.33%—5.16%范圍內;L處理的穗粗與前2個播期,尤其是E處理的差異顯著,中早熟和中晚熟品種的最大差異分別為10.61%、9.93%,兩者相近;中晚熟品種有效穗長顯著降低,最大降幅為26.05%,中早熟品種禿尖比先增加后減少;不同品種空稈率均顯著升高,以JNK728增長最顯著,最大增長值為14.72%;中早熟品種畸形率下降0.05%—13.46%,中晚熟品種畸形率先降低后增大,以XY335變幅更顯著,較E處理,N處理的畸形率降低9.70%,L處理增加11.74%(表7)。

2.5 播期對不同熟期夏玉米干物質積累與分配的影響

播期對不同熟期夏玉米品種干物重積累的影響與品種熟期和年份有關。中早熟和中晚熟品種E和N處理的成熟期干物重均無明顯規律,中晚熟品種L處理的成熟期干物重最小,較前2個播期2年平均降低21.32%,而中早熟品種L處理的成熟期干物重,2018年平均降低19.78%,2019年平均增長11.15%(圖2)。隨播期推遲,不同品種收獲指數均下降,最大降幅為27.69%。2019年3個播期收獲指數較2018年分別增長13.57%、4.97%、-2.43%(圖3)。

表6 不同熟期夏玉米品種雌穗小花和穗粒數

2.6 不同熟期夏玉米品種的相關性分析

相關性分析表明,不同熟期夏玉米品種的產量均與全生育期有效積溫呈正相關,中早熟品種的產量比中晚熟品種受收獲指數和總結實率的影響更顯著,中晚熟品種的產量受有效積溫影響更顯著(表8)。JNK728和ZD958吐絲前后有效積溫和產量的相關性分析表明,吐絲—成熟期的有效積溫與產量的關系比播種—吐絲期的更密切(圖4)。

3 討論

3.1 播期對不同熟期夏玉米品種有效積溫、穗部性狀、授粉結實和干物質積累與分配的影響

生育期內充足的有效積溫是保證夏玉米生長發育和產量形成的關鍵因素[28]。萬澤花等[9]研究表明,夏玉米全生育期所需有效積溫約為1 700—1 800℃·d。本試驗表明,6月5日和6月15日2個播期,能充分保證中早熟品種所需有效積溫,基本滿足中晚熟品種的積溫需求;6月25日播種,灌漿后期溫度下降顯著(圖1),不能滿足兩類品種的積溫需求。因此,為保證兩類品種全生育期所需有效積溫,當地應選在6月25日之前進行播種。

不同小寫字母表示同一生育時期不同播期間在5%水平顯著差異。E:6月5日播期;N:6月15日播期;L:6月25日播期。V6:拔節期;V12:大喇叭口期;VT:抽雄期;R3:乳熟期;R6:成熟期。下同

孟佳佳等[29]研究表明,品種特性對雌穗總小花數的影響大于栽培措施及環境條件。而于康珂等[30]研究發現,玉米的穗發育受溫度影響較大。本試驗表明,隨播期推遲,不同熟期夏玉米雌穗總小花數的變化無統一規律,而總結實率均降低。全生育期有效積溫基本滿足時,不同品種的總結實率隨出苗—吐絲期有效積溫的增加而增加。此時,較高的花前(吐絲前)有效積溫源于較長的花前累積天數,日均溫度更適宜穗發育(圖1),有利于小花結實率的提高。比較2018和2019年的總結實率和積溫數據,2018年不同熟期品種花前有效積溫均高于2019年,但中早熟品種2019年總結實率高于2018年,中晚熟品種則相反,表明過高的花前有效積溫不利于中早熟品種總結實率的提高,而中晚熟品種對花前有效積溫的需求高于中早熟品種。

干物質積累與分配是影響作物產量形成的重要因素[31]。呂新等[32]研究表明,適當早播能增加夏玉米干物質積累的速度,延長積累的持續時間,有利于干物質向籽粒中運輸,促進籽粒增重[33],提高收獲指數。本試驗表明,花后有效積溫影響不同熟期夏玉米品種干物質的積累與分配,但播期對收獲指數的影響與品種熟期有關。全生育期有效積溫基本滿足時,中早熟品種的收獲指數隨吐絲—成熟期有效積溫的增加而降低。與6月5日播種相比,6月15日播種,中早熟品種花后有效積溫略有降低,但花后天數增加,此時,灌漿后期有效積溫仍能滿足灌漿所需,灌漿天數增加,有利于粒重增加,收獲指數提高。張巽等[34]研究表明,灌漿期低溫,灌漿速率降低,不利于光合產物向籽粒中運輸。6月15日播種,中晚熟品種雖通過延長花后天數,增加了花后有效積溫,但灌漿后期均溫不足,其收獲指數仍降低。

表7 播期對不同熟期夏玉米穗部性狀的影響(2019)

表8 不同熟期夏玉米品種的相關性分析

*表示在0.05水平下差異顯著 *, signi?cant at 0.05 probability level

3.2 播期對不同熟期夏玉米品種產量形成的影響

播期對產量形成的影響與品種熟期及當地的氣候條件,尤其是光熱條件關系密切[35-37]。相關性分析表明,中早熟品種產量與收獲指數呈顯著正相關,與總結實率呈正相關,有效積溫對其的影響與品種及年份有關。6月15日播種,2個中早熟品種花前、花后有效積溫相對適宜,收獲指數和總結實率均較高,能保證較高的穗粒數和后期籽粒的增重,夏玉米產量增加。而中晚熟品種的產量與全生育期有效積溫和收獲指數呈顯著正相關,總結實率對其影響較小。全生育期有效積溫降低時,其花前有效積溫降低,總結實率和收獲指數下降,單位面積穗數和單穗重降低,產量降低。中晚熟品種總小花數較多,在較低的結實率下仍能保證較高的穗粒數,這可能是其產量受總結實率影響較小的主要原因。過晚播種,不同熟期品種花前天數顯著減少,全生育期有效積溫顯著下降,導致收獲指數和結實率顯著降低,產量下降。根據品種特性和當地氣候條件調整播期,能夠合理地分配花前和花后有效積溫,從而有效地提高結實率和收獲指數,進而提高產量。在本試驗條件下,6月5日左右是中晚熟夏玉米品種的適宜播期,中早熟品種則適宜在6月15日左右播種。

4 結論

中早熟品種產量受有效積溫限制較小,1 700℃·d左右的全生育期有效積溫更有利于保證其較高的結實率和收獲指數,進而獲得高產;中晚熟品種產量受有效積溫限制較大,1 800℃·d以上的有效積溫更有利于其產量的增加。在當地氣候條件下,6月5日左右播種中晚熟品種、6月15日左右播種中早熟品種,有利于提高有效積溫生產效率,且獲得較高產量。

[1] CHEN X X, WANG L C, NIU Z G, ZHANG M, LI C A, LI J R. The effects of projected climate change and extreme climate on maize and rice in the Yangtze River Basin, China. Agricultural and Forest Meteorology, 2020, 282-283: 107867.

[2] IPCC WGI AR5. Working Group I Contribution to the IPCC Fifth Assessment Report Climate Change 2013: The physical science basis. summary for policymakers//Twelfth Session of Working Group I. Cambridge University Press, 2013.

[3] SUN H, ZHANG X, CHEN S, PEI D, LIU C. Effects of harvest and sowing time on the performance of the rotation of winter wheat-summer maize in the North China Plain. Industrial Crops and Products, 2006, 25(3): 239-247.

[4] 任佰朝, 高飛, 魏玉君, 董樹亭, 趙斌, 劉鵬, 張吉旺. 冬小麥-夏玉米周年生產條件下夏玉米的適宜熟期與積溫需求特性. 作物學報, 2018, 44(1): 137-143.

REN B Z, GAO F, WEI Y J, DONG S T, ZHAO B, LIU P, ZHANG J W. Suitable maturity period and accumulated temperature of summer maize in wheat-maize double cropping system. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(1): 137-143. (in Chinese)

[5] 趙斌, 李宗新, 李勇, 劉鵬, 張吉旺, 任佰朝, 高英波, 王旭清, 張賓, 劉開昌, 王法宏. 冬小麥-夏玉米周年光溫資源高效利用. 中國農業科學, 2020, 53(19): 3893-3899.

ZHAO B, LI Z X, LI Y, LIU P, ZHANG J W, REN B Z, GAO Y B, WANG X Q, ZHANG B, LIU K C, WANG F H. Annual high efficiency utilization of solar and heat resources of winter wheat and summer maize in double cropping system. Scientia Agricultura Sinica, 2020, 53(19): 3893-3899. (in Chinese)

[6] MUHAMMAD A, BASIT A, MISBAHULLAH. Effect of climatic zones and sowing dates on maize emergence and leaf parameters. Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(6): 461-466.

[7] NIELSEN R L, THOMISON P R, BROWN G A. Delayed planting effects on flowering and grain maturation of dent corn. Agronomy Journal, 2002, 94(3): 549-558.

[8] 武文明, 陳洪儉, 張林, 陳翔, 彭晨, 竟麗麗, 王世濟. 淮北平原宜子粒機收夏玉米品種的播期與收獲期分析. 玉米科學, 2020, 28(5): 124-130.

WU W M, CHEN H J, ZHANG L, CHEN X, PENG C, JING L L, WANG S J. Establishment of planting and harvesting dates of summer maize suitable for mechanical harvesting in Huaibei plain. Journal of Maize Sciences, 2020, 28(5): 124-130. (in Chinese)

[9] 萬澤花, 任佰朝, 趙斌, 劉鵬, 董樹亭, 張吉旺. 不同熟期夏玉米品種籽粒灌漿與脫水特性及其密度效應. 作物學報, 2018, 44(10): 1517-1526.

WAN Z H, REN B Z, ZHAO B, LIU P, DONG S T, ZHANG J W. Grain filling and dehydration characteristics of summer maize hybrids differing in maturities and effect of plant density. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(10): 1517-1526. (in Chinese)

[10] HE H, HU Q, LI R, PAN X. Regional gap in maize production, climate and resource utilization in China. Field Crops Research, 2020, 254: 107830.

[11] 趙先麗, 李麗光, 蔡福, 王宏博, 趙梓淇, 丁抗抗. 播期對遼南地區春玉米生育進程及產量影響的試驗研究. 氣象與環境學報, 2017, 33(6): 66-72.

ZHAO X L, LI L G, CAI F, WANG H B, ZHAO Z Q, DING K K. Effects of different sowing dates on growth process and yield of spring maize in southern Liaoning. Journal of Meteorology and Environment, 2017, 33(6): 66-72. (in Chinese)

[12] 韓慧敏, 張磊, 孫淼, 李健, 常曉, 郭志軍, 王小博, 楊兆生, 梁文科. 黃淮海不同夏玉米品種生長發育及產量對播期的響應. 玉米科學, 2020, 28(2): 106-114.

HAN H M, ZHANG L, SUN M, LI J, CHANG X, GUO Z J, WANG X B, YANG Z S, LIANG W K. Response of growth, development and yeld of different summer maize cultivars to sowing date in Huang-Huai-Hai plain. Journal of Maize Sciences, 2020, 28(2): 106-114. (in Chinese)

[13] 紀春學, 何長安, 劉興焱, 楊耿斌, 王輝, 張恒, 周恪馳, 于海林. 黑龍江省早熟區播期對不同熟期玉米品種生育進程及產量的影響. 黑龍江農業科學, 2020(7): 29-33.

JI C X, HE C A, LIU X Y, YANG G B, WANG H, ZHANG H, ZHOU K C, YU H L. Effects of sowing date on growth process and yield of maize varieties at different maturity stages in early maturity region of Heilongjiang province. Heilongjiang Agricultural Sciences, 2020(7): 29-33. (in Chinese)

[14] 王韻翔, 吳裕如, 王承, 楊友才. 播期對夏玉米生長發育及產量的影響. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2019, 45(5): 461-465.

WANG Y X, WU Y R, WANG C, YANG Y C. Effects of sowing dates on the growth and yield for summer maize varieties. Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences), 2019, 45(5): 461-465. (in Chinese)

[15] 魏雯雯, 胡楠, 胡文河, 谷巖, 曹玉軍, 吳楊, 姚凡云, 呂艷杰, 譚國波. 播期對吉林省不同品種玉米生長發育及產量的影響. 玉米科學, 2017, 25(6): 95-100.

WEI W W, HU N, HU W H, GU Y, CAO Y J, WU Y, YAO F Y, Lü Y J, TAN G B. Effects of sowing date on growth, development and yield of different maize hybrids in Jilin province. Journal of Maize Sciences, 2017, 25(6): 95-100. (in Chinese)

[16] 陳辰, 李楠, 薛曉萍, 李鴻怡, 李曼華, 張繼波, 董智強, 李文科. 播期對山東夏玉米生長發育和產量形成的影響. 江蘇農業科學, 2017, 45(12): 52-55.

CHEN C, LI N, XUE X P, LI H Y, LI M H, ZHANG J B, DONG Z Q, LI W K. Effects of sowing date on growth and yield formation of summer maize in Shandong. Jiangsu Agricultural Sciences, 2017, 45(12): 52-55. (in Chinese)

[17] 豆攀. 播期對川中丘區玉米生長發育及產量形成的影響[D]. 雅安: 四川農業大學, 2017.

DOU P. Effect of sowing date on growth and yield formation of maize in the hilly area of Sichuan[D]. Yaan: Sichuan Agriculture University, 2017. (in Chinese)

[18] ZHOU B Y, YUE Y, SUN X, WANG X, WANG Z, MA W, ZHAO M. Maize grain yield and dry matter production responses to variations in weather conditions. Agronomy Journal, 2016, 108(1): 196-204.

[19] TIAN B, ZHU J, NIE Y, XU C, WANG P. Mitigating heat and chilling stress by adjusting the sowing date of maize in the North China Plain. Journal of Agronomy and Crop Science, 2019, 205(1): 77-87.

[20] CICCHINO M, EDREIRA J I, OTEGUI M E. Heat stress during late vegetative growth of maize: effects on phenology and assessment of optimum temperature. Crop science, 2010, 50(4): 1431-1437.

[21] HERRERO M P, JOHNSON R R. High temperature stress and pollen viability of maize. Crop science, 1980, 20(6): 796-800.

[22] KINIRY J R, RITCHIE J T. Shade-sensitive interval of kernel number of maize. Agronomy Journal, 1985, 77(5): 711-715.

[23] BORRAS L, SLAFER G A, OTEGUI M E. Seed dry weight response to source-sink manipulations in wheat, maize and soybean: a quantitative reappraisal. Field Crops Research, 2004, 86(2/3): 131-146.

[24] TSIMBA R, EDMEADES G O, MILLNER J P, PETER D K. The effect of planting date on maize grain yields and yield components. Field Crops Research, 2013, 150: 135-144.

[25] 劉少坤. 播期和密度對登海618高產機理影響的研究[D]. 泰安: 山東農業大學, 2017.

LIU S K. The study on the effect of sowing date and density on the high yield mechanism of Denghai 618[D]. Taian: Shandong Agriculture University, 2017. (in Chinese)

[26] MENG Q F, WANG H F, YAN P, PAN J X, LU D J, CUI Z L, ZHANG F S, CHEN X P. Designing a new cropping system for high productivity and sustainable water usage under climate change. Scientific Reports, 2017, 7(1): 41587.

[27] 周寶元, 馬瑋, 孫雪芳, 丁在松, 李從鋒, 趙明. 冬小麥-夏玉米高產模式周年氣候資源分配與利用特征研究. 作物學報, 2019, 45(4):589-600.

ZHOU B Y, MA W, SUN X F, DING Z S, LI C F, ZHAO M. Characteristics of annual climate resource distribution and utilization in high-yielding winter wheat-summer maize double cropping system. Acta Agronomica Sinica, 2019, 45(4): 589-600. (in Chinese)

[28] GAO J Q, YANG X G, ZHENG B Y, LIU Z J, ZHAO J, SUN S. Does precipitation keep pace with temperature in the marginal double- cropping area of northern China? European Journal of Agronomy, 2020, 120: 126126.

[29] 孟佳佳, 董樹亭, 石德楊, 張海燕. 玉米雌穗分化與籽粒發育及敗育的關系. 作物學報, 2013, 39(5): 912-918.

MENG J J, DONG S T, SHI D Y, ZHANG H Y. Relationship of ear differentiation with kernel development and barrenness in maize (L.). Acta Agronomica Sinica, 2013, 39(5): 912-918. (in Chinese)

[30] 于康珂, 孫寧寧, 詹靜, 顧海靖, 劉剛, 潘利文, 劉天學. 高溫脅迫對不同熱敏型玉米品種雌雄穗生理特性的影響. 玉米科學, 2017, 25(4): 84-91.

YU K K, SUN N N, ZHAN J, GU H J, LIU G, PAN L W, LIU T X. Effect of high temperature stress on physiological characteristics of tassel and ear in different maize varieties. Journal of Maize Sciences, 2017, 25(4): 84-91. (in Chinese)

[31] 周偉, 崔福柱, 段宏凱, 郝國花, 楊慧, 劉芮芮. 不同播期與品種對糯玉米干物質積累的影響. 山西農業科學, 2019, 47(12): 2090-2093.

ZHOU W, CUI F Z, DUAN H K, HAO G H, YANG H, LIU R R. Effects of different sowing dates and varieties on dry matter accumulation of waxy corn. Journal of Shanxi Agricultural Sciences, 2019, 47(12): 2090-2093. (in Chinese)

[32] 呂新, 白萍, 張偉, 朱玉. 不同播期對玉米干物質積累的影響及分析. 石河子大學學報(自然科學版), 2004(4): 285-288.

Lü X, BAI P, ZHANG W, ZHU Y. Analysis on effects of ecological factors on maize dry weight accumulation in different sowing periods. Journal of Shihezi University (Natural Science), 2004(4): 285-288. (in Chinese)

[33] 于吉琳, 聶林雪, 鄭洪兵, 張衛建, 宋振偉, 唐建華, 林志強, 齊華.播期與密度對玉米物質生產及產量形成的影響. 玉米科學, 2013, 21(5): 76-80.

YU J L, NIE L X, ZHENG H B, ZHANG W J, SONG Z W, TANG J H, LIN Z Q, QI H. Effect of matter production and yield formation on sowing date and density in maize. Journal of Maize Sciences, 2013, 21(5): 76-80. (in Chinese)

[34] 張巽, 郝建平, 王璞, 張萍, 陳璐潔. 灌漿期低溫對離體培養玉米強弱勢粒發育的影響. 中國農業科學, 2018, 51(12): 2263-2273.

ZHANG X, HAO J P, WANG P, ZHANG P, CHEN L J. Effects of low temperature on maize superior and inferior kernels development during grain filling in vitro. Scientia Agricultura Sinica, 2018, 51(12): 2263-2273. (in Chinese)

[35] YAN P, CHEN Y, SUI P, ALISON V, ZHANG X P. Effect of maize plant morphology on the formation of apical kernels at different sowing dates and under different plant densities. Field Crops Research, 2018, 223: 83-92.

[36] 李向嶺, 李從鋒, 侯玉虹, 葛均筑, 侯海鵬, 趙明. 不同播期夏玉米產量性能動態指標及其生態效應. 中國農業科學, 2012, 45(6): 1074-1083.

LI X L, LI C F, HOU Y H, GE J Z, HOU H P, ZHAO M. Dynamic characteristics of summer maize yield performance in different planting dates and its effect of ecological factors. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(6): 1074-1083. (in Chinese)

[37] 李潔, 晉凡生, 張冬梅, 梁改梅, 張小寧. 播期對不同熟期玉米品種生育期及產量的影響. 農學學報, 2016, 6(12): 1-7.

LI J, JIN F S, ZHANG D M, LIANG G M, ZHANG X N. Effects of sowing dates on growth stage and yield of maize varieties with different maturity periods. Journal of Agriculture, 2016, 6(12): 1-7. (in Chinese)

Determination on Suitable Sowing Date of Summer Maize Hybrids Based on Effective Accumulated Temperature in Growth Period

1College of Agronomy, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Taian 271018, Shangdong;2Denghai Seed Co., Ltd. of Shandong Province/Key Laboratory of Corn Breeding and Cultivation Technology, Laizhou 261448, Shandong

【】As the climate change and summer maize hybrids transition, it is of great significance to study how to adjust the summer maize hybrids and sowing date to adapt the effective accumulated temperature. This study was expected to explore the influence of sowing date on the yield formation of summer maize hybrids differing in maturities, so as to provide theoretical references for the local suitable sowing date and selection of maize hybrids.【】The medium early maturing hybrids, including Denghai 518 (DH518), Jingnongke 728 (JNK728), Denghai 618 (DH618), and medium late maturing hybrids, including Zhengdan 958 (ZD958), Denghai 605 (DH605), Xianyu 335 (XY335), were selected as test materials from 2017 to 2019, and three sowing dates were set up on June 5th (E), June 15th (N) and June 25th (L). Then, the effects of sowing date on the seed setting rate and yield formation of summer maize hybrids differing in maturities were investigated.【】Compared with sowing on June 25th, the yield of the medium late maturing hybrids sowing on June 5th and the medium early maturing hybrids on June 15th was increased by 28.81% and 18.92%, respectively; the production efficiency of the effective accumulated temperature (EAT) was increased by 16.24% and 14.66%, respectively. Under the delayed the sowing date to June 25th, the 1000-kernel weights of all hybrids increased, while the kernels per ear and harvest ear number reduced, which led to the yield losses. With sowing date delayed, the EAT of all hybrids decreased by 1.21%-10.62%, and the decrease of middle late maturing hybrids was greater than that in the middle early. Besides, the total seed setting rate reduced 6.25%-19.94% in the middle early maturing hybrids, while the middle late hybrids decreased by 8.11%-27.32%, which was higher than that in the middle early hybrids. The rate of empty shot increased by 1.42%-14.72%, which was unconcerned with the maturity of hybrids. The harvest index of middle early maturing hybrids first increased and next decreased, with the range of 15.91%-20.23% when the middle late hybrids decreased by 2.36%-27.69%. The yield of different hybrids was positively correlated with EAT, while the effect of EAT from silking to maturing stage was more significant. Among the four factors of EAT, harvest index, total seed rate and the whole growth period days, the yield of middle early maturing hybrids was closely related to harvest index and total seed rate, while the yield of middle late maturing hybrids had stronger correlation with EAT and harvest index. The correlation between EAT and the whole growth period days was greater than that of total seed rate, harvest index and yield in medium early maturing hybrids, while the correlation between EAT and yield was stronger than that of harvest index, total seed rate and the whole growth period days in medium late maturing hybrids.【】The yield of middle early maturing hybrids was less limited by the effective accumulated temperature. Higher harvest index and total seed setting rate could be available when the effective accumulated temperature was about 1 700℃·d in the whole growth period. The yield of middle late hybrids was limited by the effective accumulated temperature more. Above 1 800℃·d was more conductive to the increase of yield. Therefore, sowing medium late maturing hybrids around June 5th and medium early maturing hybrids around June 15th were beneficial to obtain higher yield and improve the production efficiency of effective accumulated temperature for local summer maize.

summer maize; sowing date; yield; effective accumulated temperature; seed setting rate

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.17.007

2020-11-16;

2021-04-08

國家現代農業產業技術體系(CARS-02-18)、國家自然科學基金(31671629)、山東省玉米育種與栽培技術重點實驗室開放課題、山東省中央引導地方科技發展資金項目(YDZX20203700002548)

陳靜,E-mail:15650451831@163.com。通信作者張吉旺,E-mail:jwzhang@sdau.edu.cn

(責任編輯 楊鑫浩)

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