張光武，何瓊＃，陳志輝，馮達(dá)奇

(1湘潭縣易俗河鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 湘潭 411228；2湖南省作物研究所，湖南 長沙 410125；3湘潭縣中路鋪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 湘潭 411232)

玉米是我國的主要糧食作物，對(duì)保障糧食安全具有重要作用。玉米生產(chǎn)中制約因素較多，而玉米生產(chǎn)效率受國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注[1－3]。為進(jìn)一步挖掘玉米生產(chǎn)潛力，提高玉米產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入，本研究針對(duì)湖南省及我國西南玉米區(qū)對(duì)春玉米氣候生態(tài)及自然資源利用形成機(jī)制、關(guān)鍵期生長發(fā)育生理及籽粒主要品質(zhì)指標(biāo)的發(fā)育機(jī)制研究薄弱的現(xiàn)狀，開展春玉米關(guān)鍵生育階段與氣象因子的匹配關(guān)系研究，為建立本區(qū)域春玉米綠色豐產(chǎn)的技術(shù)方案提供支撐。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于湘潭縣易俗河鎮(zhèn)黃竹村(27.77°N，112.95°E，海拔32 m)。該地屬亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫17.6℃，年均降水量1 200 mm，土壤類型為黃紅土。玉米播種前取0～20 cm土樣，送湖南省農(nóng)化檢測中心檢測，試驗(yàn)地土壤pH值8.16，有機(jī)質(zhì)含量27.7 g/kg，全氮1.84 g/kg，全磷0.63 g/kg，全鉀15.7 g/kg，堿解氮152 mg/kg，有效磷21.3 mg/kg，速效鉀183 mg/kg。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

選擇湖南省大面積推廣的9個(gè)玉米雜交種為試驗(yàn)品種，研究不同類型春玉米品種產(chǎn)量形成、光、溫、水分利用效率的差異。其中雙玉919、湘康玉7號(hào)、渝單58為中晚熟、非耐密類型；正昊玉108、中玉335、正大999(CK)為中熟、較耐密類型；渝單121、灃玉1號(hào)、浚單1668為早熟或早熟偏遲、耐密類型。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積20 m2(行長6 m和寬3.33 m)，3次重復(fù)。行距66.6 cm，株距20 cm，折合種植密度為75 000株/hm2，施肥量參照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)最佳施肥量。

2.2 測定項(xiàng)目與方法

土壤養(yǎng)分。玉米播種前，采用5點(diǎn)取樣法用土鉆采集土樣(0～20 cm)，混勻后分別測定土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮磷鉀、全量氮磷鉀等指標(biāo)。

逐日收集玉米生育期主要?dú)庀髷?shù)據(jù)。收集玉米生育期內(nèi)的溫度、降水量、日照時(shí)數(shù)。

植株干物質(zhì)積累。每小區(qū)每個(gè)品種取6株代表性植株，緊貼地面將其砍下，放入烘箱105℃殺青30 min，然后80℃下烘干至恒重，稱干物質(zhì)量并記錄結(jié)果。

產(chǎn)量及構(gòu)成性狀。玉米成熟后，對(duì)各品種進(jìn)行實(shí)收測產(chǎn)，收獲前調(diào)查空稈率、雙穗率和有效穗數(shù)(少于20個(gè)籽粒即視為無效穗)；實(shí)收全部果穗稱重，按平均穗重法選取20個(gè)樣穗，自然風(fēng)干后室內(nèi)考種:記錄穗長、穗粗、禿尖長、穗行數(shù)、行粒數(shù)，稱取20個(gè)樣穗風(fēng)干后，脫粒測籽粒質(zhì)量以及籽粒水分含量，數(shù)百粒稱重，并折算成含水量為14%的百粒質(zhì)量。

資源利用效率:

光能利用效率(g/MJ)＝成熟期生物干質(zhì)量(g/m2)/成熟期冠層截獲的光合有效輻射(MJ/m2)；

熱量利用效率(g/plant·℃·d):HUE＝單株干物質(zhì)量(g)/玉米生育期的生長度(℃·d)；

降水量生產(chǎn)效率(kg/hm2·mm):WUE＝單位面積產(chǎn)量(kg/hm2)/玉米整個(gè)生育期內(nèi)的降水量(mm)；

數(shù)據(jù)處理。采用Excel 2010匯總試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用SASV9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2.3 試驗(yàn)實(shí)施

播種期:2021年4月30日；定苗期:5月28日；收獲期:8月15日。基肥每公頃施45%氮、磷、鉀復(fù)合肥750 kg；第一次追肥于定苗后(5月28日)每公頃施尿素150 kg，第二次追肥于拔節(jié)孕穗期(7月2日)每公頃施尿素150 kg。

雜草防控:播后用芽前除草劑金都爾60 mL兌水均勻噴撒封閉土面，定苗后5葉期每公頃用煙嘧磺隆類4%懸浮劑900～1 500 mL，兌水450～600 kg定向噴霧除草。

3 結(jié)果與分析

3.1 玉米生育期主要?dú)庀髷?shù)據(jù)

試驗(yàn)期間，主要?dú)庀笄闆r見表1。通過與當(dāng)?shù)貧v年氣象數(shù)據(jù)對(duì)比，2021年度日平均氣溫6月較歷年高1.52℃，7月高0.61℃；4月陰雨天較多，日照時(shí)長顯著小于歷年；5月降水較歷年顯著增多，增加233.1 mm，6—7月降水較少，較歷年少122.1 mm，其他因素與歷年大致相當(dāng)。

表1 2021年玉米生育期內(nèi)湘潭縣主要?dú)庀笠豑able 1 Main meteorological elements during the growing period of maize in 2021 in Xiangtan County

3.2 不同玉米品種產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素差異

由表2可知，參試品種生育期在109～117 d，灃玉1號(hào)、浚單1668和湘康玉7號(hào)生育期較短在109—113 d，其他品種在115—117 d；參試品種平均產(chǎn)量為7 522.5 kg/hm2，變異范圍為7 308.0～7 722.0 kg/hm2，其中雙玉919、渝單58和湘康玉7號(hào)比對(duì)照增產(chǎn)達(dá)顯著水平。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，參試品種平均穗長為17.1 cm，變異范圍為15.7～18.7 cm，其中渝單121穗長最長；參試品種平均穗粗為4.8 cm，變異范圍為4.5～5.1 cm，其中雙玉919穗粗最粗；參試品種平均禿尖長為1.3 cm，變異范圍為1.0～2.0 cm，其中渝單58禿尖最短；參試品種平均穗行數(shù)為17.0行，變異范圍為15.2～18.6行，其中雙玉919穗行數(shù)最多；參試品種平均行粒數(shù)為36.4粒，變異范圍為30.8～38.6粒，其中雙玉919行粒數(shù)最多；參試品種平均百粒質(zhì)量為27 g，變異范圍為25～29 g，其中渝單58百粒質(zhì)量最重。

表2 參試玉米品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 2 Yield and yield components of maize varieties tested

3.3 不同玉米品種溫光水利用效率差異

由表3可知，參試品種平均光能利用效率為1.84 g/MJ，變異范圍為1.72～1.95 g/MJ，其中中玉335和渝單58的光能利用效率較高，均大于1.9 g/MJ；參試品種平均熱量利用效率為0.22 g/plant·℃·d，變異范圍為0.21～0.24 g/plant·℃·d，其中中玉335和渝單58的熱量利用效率較高；參試品種平均降水量生產(chǎn)效率為9.43 kg/hm2·mm，變異范圍為9.15～9.63 kg/hm2·mm，其中湘康玉7號(hào)、渝單58和雙玉919的降水量生產(chǎn)效率較高，均大于9.6 kg/hm2·mm。

表3 各玉米品種光溫水資源利用效率比較Table 3 Comparison of light，temperature and water use efficiency of different maize varieties

4 結(jié)論與討論

受氣候和生產(chǎn)條件的影響，我國旱地種植模式多為兩熟及多熟制，傳統(tǒng)種植模式或光溫資源配置不合理，造成資源浪費(fèi)，或抗災(zāi)能力弱等，從而導(dǎo)致產(chǎn)量及資源效率下降[4]。近年來，為充分發(fā)揮玉米高光效優(yōu)勢(shì)，長江中游地區(qū)建立了春玉米＋大豆(或甘薯)、春玉米—晚稻及冬油菜—夏玉米等新型高產(chǎn)高效種植模式。然而，由于品種選擇的科學(xué)性不足、季節(jié)間品種搭配不合理等因素限制了兩季種植模式產(chǎn)量和資源利用效率[5－6]。

不同類型玉米品種對(duì)光、溫、水資源利用效率有明顯差異，通過對(duì)不同種植模式、季節(jié)和密度調(diào)節(jié)，可有效提高品種對(duì)光溫資源的利用效率[7－8]。本研究結(jié)果表明:湘康玉7號(hào)、渝單58和雙玉919等中晚熟、非耐密類型品種產(chǎn)量較高，平均產(chǎn)量均高于7 650.0 kg/hm2。渝單58和中玉335的光能利用效率和熱量利用效率較高。說明生育期長的中大穗高產(chǎn)玉米雜交種能充分利用光、溫、水資源，適宜單作或與大豆、甘薯等作物套種利用。

正昊玉108、中玉335、正大999等中熟、較耐密類型玉米品種，光能和熱量利用效率較低，但可與大豆、甘薯等作物間作；而渝單121、灃玉1號(hào)、浚單1668等早熟或早熟偏遲耐密類型品種，由于生育期較短，可作為季節(jié)較緊張的玉米—晚稻模式利用，通過增加種植密度，來提高產(chǎn)量和資源利用效率。