本文是由孔凡磊、王兴龙、李强、张頔、豆攀、朱敏、程秋博和袁继超等作者共同完成的研究论文,发表于《华北农学报》2016年第31卷增刊。该研究由四川农业大学农学院和农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室共同完成,得到了国家“十二五”科技支撑计划项目、四川省科技支撑计划项目以及四川省玉米产业技术体系岗位专家项目的资助。
玉米是川中丘陵地区主要的粮食作物之一,长期以来以春播为主。然而,随着农业种植制度的发展,夏播玉米的种植面积逐渐增加。播期是影响玉米生长发育和产量的重要因素,不同播期会导致光、热、水等生态因子的变化,进而影响玉米的生长进程、干物质积累和最终产量。尽管在华北、东北和西北等地区已有大量关于播期对玉米影响的研究,但主要集中在夏玉米或春玉米的小跨度播期研究上,而关于春播和夏播玉米之间的对比研究较少。因此,本研究旨在通过对比川中丘陵地区春播和夏播玉米的生长、干物质积累和产量差异,为该地区玉米的高产栽培提供理论依据。
研究选取了川中丘陵地区大面积推广的10个玉米品种,包括成单30、川单418、川单428、长玉19、正红2号、正红311、正红505、正红532、正红6号和中单808。试验于2012年在四川省简阳市芦葭镇进行,采用播期(春播和夏播)×品种的两因素裂区试验设计,播期为主区,品种为副区,共60个小区,每个小区面积为18平方米,种植密度为50,000株/公顷。
试验中,春播时间为3月31日,夏播时间为5月13日。田间管理按照当地高产栽培标准进行,底肥施用复合肥,追肥在大喇叭口期施用碳酸氢铵。研究测定了玉米的生育进程、株高、穗位高、叶面积指数、干物质积累、产量及其构成因素等指标。数据处理采用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0软件进行统计分析。
生育期与生育时期:夏播玉米的生育期较春播玉米缩短了18.6天,其中播种至吐丝期缩短了10.9天,吐丝至成熟期缩短了7.7天。这表明夏播玉米的生长发育速度较快,各生育时期的持续时间较短。
株高、穗位高和叶面积指数:夏播玉米的株高、穗位高和穗高系数分别比春播玉米提高了5.90%、28.36%和22.28%。此外,夏播玉米的吐丝期叶面积指数显著高于春播玉米,表明播期推迟有利于提高玉米的光合面积和生产能力。
干物质积累:拔节期春播玉米的干物质积累显著高于夏播玉米,而成熟期夏播玉米的干物质积累显著高于春播玉米。吐丝前的干物质积累率春播玉米(40.74%)显著高于夏播玉米(37.72%),而吐丝后的干物质积累率夏播玉米(62.28%)显著高于春播玉米(59.25%)。
产量及其构成因素:春播玉米的百粒质量和收获指数显著高于夏播玉米,春播玉米的平均产量为5,636.4 kg/hm²,比夏播玉米提高了7.09%。品种间的穗部性状和产量存在显著差异,春播玉米产量以川单428、正红505和正红311最高,夏播玉米产量以川单418最高。
研究表明,川中丘陵地区春播和夏播玉米在生育进程、植株形态、干物质积累和产量上存在显著差异。夏播玉米由于播期推迟,生育期缩短,株高、穗位高和叶面积指数显著提高,最终干物质积累量也显著高于春播玉米。然而,春播玉米通过提高百粒质量和收获指数,最终产量显著高于夏播玉米。
研究还发现,玉米品种间在植株形态、干物质积累和产量上也存在显著差异,但春播和夏播间的表现不同。春播玉米高产的关键在于提高叶面积指数和促进干物质积累,而夏播玉米高产的关键是促进物质向籽粒分配,提高收获指数。因此,春播玉米适宜选择叶面积和生物量大的品种,夏播玉米则应在保证较高干物质生产能力的同时选择收获指数较高的品种。
该研究不仅丰富了玉米播期效应的理论体系,还为川中丘陵地区玉米的高产栽培提供了实践指导。通过优化播期和品种选择,可以有效提高玉米的产量和资源利用效率,对保障粮食安全和促进农业可持续发展具有重要意义。