播期是影响玉米产量和品质的重要栽培因素之一[3⇓⇓-6]，也是利用气候资源避免极端天气不利影响达到增产的重要手段[7]。适期早播能够加快出叶速度，增加根长和株高，增大叶面积指数，从而促进叶片的光合能力，促进干物质积累[6-7]。川中丘陵区于5月中旬播种玉米，可降低生育期水分亏缺的风险[8]；模型分析研究[9]表明，辽西地区旱年春播玉米推迟播种，干旱灾损程度加重，减产率可高达46%~84%。长江下游地区6月初播种可避开开花期多雨及灌浆期高温天气，增大光合作用速率，从而提高玉米产量[10]。黄淮海地区可以适当早播，因为播种过迟容易导致生育期延后，易遭遇低温，严重影响产量[5]。夏玉米是江淮中部主要粮食作物，夏玉米生长季节受6月下旬梅雨和8月初高温影响，易遭受苗期渍害和穗期高温干旱，造成玉米减产。研究[11]表明，为减轻穗期高温干旱影响，将夏玉米的播期调至6月20-30日，夏玉米开花授粉期可避开7-8月份的高温阶段，有利于夏玉米高产稳产。然而，6月20日以后播种可能会遭受梅雨导致的芽涝[12]。因此，为保证江淮地区玉米丰产稳产，基于区域气候特点，合理调整播期对于区域防灾减灾、稳产增产具有重要意义。本试验设置不同播期处理，明确不同播期对玉米产量及其构成因素的影响，为玉米高产高效栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2018-2019年在安徽省农业科学院合肥岗集基地（117°11' E，31°57' N）进行。供试土壤类型为黄褐黏磐土，2018-2019年全年平均气温16.8 ℃，降水量1285 mm。0~20 cm土层pH 6.7、有机质19.1 g/kg、水解氮127.1 mg/kg、速效钾235.8 mg/kg、速效磷18.6 mg/kg。
1.2 试验设计
供试夏玉米品种为庐玉9105，设6月5日、6月15日、6月25日、7月5日共4个播期处理，4次重复。种植密度为6.0×104株/hm2，行距60 cm，小区面积24.1 m2（6.7 m×3.6 m）。全生育期N、P2O5和K2O总施用量分别为240.0、112.5和112.5 kg/hm2，各小区于播种前撒施地表后旋耕入土。病虫害及杂草防除同当地田间管理。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 气候资料
平均气温等气象资料从国家气象数据中心获取。
1.3.2 生育进程及有效积温
玉米播种后及时观察记录吐丝期和生理成熟期的时间。吐丝期以吐丝长1 cm左右、同一处理下出现60%的吐丝植株的日期为准；生理成熟期以果穗中下部籽粒乳线消失、黑层出现的日期为准。有效积温计算方法如下，AT=Σ(T-10)，式中，AT（℃·d）为吐丝后至生理成熟期有效积温，T为日平均气温[13]。
1.3.3 产量及其构成因素
成熟期在每个小区中间3行取30穗收获，测定产量及其构成因素，即穗粒数和百粒重。所有籽粒风干，用谷物水分测定仪（PM-8188-A）测定籽粒含水量。以我国玉米储藏或销售标准（GB/T 29890-2013）14%水分计算产量[14]。
产量（kg/hm2）=a×b×c×(1−D)/[106×(1−14%)]，式中，a为收获穗数（穗/hm2）；b为穗粒数；c为千粒重（g）；D为试样含水率（%）。
1.3.4 籽粒灌浆参数
以吐丝授粉后天数（t）为自变量，每次测得的百粒干物质量（W）为因变量，采用Logistic方程y=K/(1+eA+Bt)拟合百粒重（y）随开花后天数（t）的变化规律[15]，式中，K为百粒重潜力值，A和B为参数。根据Logistic方程和该方程的一级和二级导数，推导出灌浆高峰期起始（t1）和结束时间（t2）、灌浆终期（t3即y达99%K的时间）、籽粒灌浆渐增期（T1）、快增期（T2）和缓增期（T3）持续时间，灌浆持续天数（T）和籽粒平均灌浆速率（Va），籽粒灌浆渐增期、快增期和缓增期的灌浆速率（V1、V2、V3）及各时期籽粒灌浆的积累量（W1、W2、W3）。
t1=[A-ln(2+1.732)]/(-B)，t2=[A+ln(2+1.732)]/ (-B)，t3=-(4.59512+A)/B；
T1=t1，T2=t2-t1，T3=t3-t2，T=t3；
W1=K/(1+eA+Bt1)，W2=K[1/(1+eA+Bt2)-1/(1+eA+Bt1)]，W3=K[1/(1+eA+Bt3)-1/(1+eA+Bt2)]；
V1=W1/T1，V2=W2/T2，V3=W3/T3，Va=K/t3。
1.4 数据处理
采用SPSS 13.0进行单因素方差分析和相关性分析，采用DPS进行灌浆动态模拟，采用SigmaPlot 10.0绘图。
2 结果与分析
2.1 不同播期对夏玉米生育进程及有效积温的影响
不同播期夏玉米关键生育期与有效积温如表1所示。随播期的推迟，玉米生育期、吐丝期至生理成熟期的天数逐渐延长，而AT逐渐降低，播种到吐丝期天数逐渐缩短。播期每推迟10 d，播种到吐丝期天数平均缩短3.3 d，吐丝期到生理成熟期天数平均延长5.4 d；播期从6月5日推迟到7月5日，播种日期推迟30 d，玉米吐丝到生理成熟期天数延长16 d，全生育期共延长6 d。
表1 不同播期玉米对生育时期与有效积温的影响（≥10 ℃）
Table 1
| 播期（月-日） Sowingdate (month-day) | 吐丝期（月-日） Silkingstage (month-day) | 生理成熟期（月-日） Physiologicalmaturity stage (month-day) | 播种―吐丝期天数 Days from sowing to silking stage (d) | 吐丝―生理成熟期天数 Days from silking tophysiological maturitystage (d) | 生育期 Growth period (d) | AT (℃·d) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 06-05 | 07-28 | 09-16 | 53 | 50 | 103 | 919.72 |
| 06-15 | 08-05 | 09-29 | 51 | 55 | 106 | 912.78 |
| 06-25 | 08-12 | 10-14 | 48 | 64 | 112 | 910.28 |
| 07-05 | 08-17 | 10-22 | 43 | 66 | 109 | 858.67 |
2.2 不同播期对产量及其构成因素的影响
由表2可知，随播期推迟，玉米产量整体呈下降趋势，2018年6月5日产量最高，达7946.83 kg/hm2；2019年6月15日产量最高，达9094.96 kg/hm2；2年产量均为7月5日最低。方差分析结果表明，2年中6月5日和6月15日播期产量均无显著差异，但均显著高于7月5日播期；2年6月5日播期产量较6月25日和7月5日播期分别提高3.2%、28.6%，6月15日播期分别提高6.7%、32.8%。对不同播期2年产量变异系数进行计算，4个播期产量变异系数分别为5.5%、8.2%、7.0%和18.5%，6月5日产量变异系数最小，7月25日最大。
表2 不同播期夏玉米产量及其构成因子
Table 2
| 年份 Year | 播期（月-日） Sowing date (month-day) | 产量 Yield (kg/hm2) | 百粒重 100-grain weight (g) | 穗粒数 Grains per ear |
|---|---|---|---|---|
| 2018 | 06-05 | 7946.83±165.71a | 29.99±0.24ab | 505.47±1.04a |
| 06-15 | 7848.44±12.88a | 27.32±0.88bc | 510.80±5.98a | |
| 06-25 | 7700.99±134.14a | 33.14±0.61a | 430.73±13.17b | |
| 07-05 | 5383.93±135.93b | 25.74±0.21c | 404.80±26.95b | |
| 2019 | 06-05 | 8455.20±159.91a | 28.52±0.39b | 581.60±15.20a |
| 06-15 | 9094.96±83.32a | 31.53±0.72a | 548.20±8.84ab | |
| 06-25 | 8185.20±283.80ab | 28.08±0.23b | 542.40±1.15ab | |
| 07-05 | 7371.84±261.91b | 26.51±0.15b | 515.00±4.71b |
不同小写字母表示相同年份不同处理间差异显著（P < 0.05）。
Different lowercase letters indicated significantly different (P < 0.05) among different treatments in the same year.
播期显著影响穗粒数和百粒重。随播期推迟，穗粒数整体呈降低趋势，2年7月5日穗粒数均为最低，2018年较其他3个播期分别下降24.9%、26.2%、6.4%，2019年较其他3个播期分别下降12.9%、6.4%、5.3%，播期每推迟10 d，穗粒数平均降低2.9%。随播期推迟，百粒重呈先升高后降低趋势，2年分别于6月15日和6月25日达到最高，7月5日播期百粒重最低，播期每推迟10 d，百粒重平均降低8.2%。
2.3 产量及其构成因素相关关系
对产量和穗粒数、百粒重进行相关性分析，结果（图1）表明，穗粒数和百粒重均与产量呈显著正相关关系。产量（y）与穗粒数（x1）、百粒重（x2）之间均呈线性相关，产量随穗粒数和百粒重的增大而增大。多元线性回归方程为y=11.53x1+ 213.93x2-4243.6（R2=0.654），对穗粒数与百粒重对产量贡献率进行计算，结果表明穗粒数对产量贡献率为56.1%，百粒重对产量贡献率为43.9%。
图1
2.4 不同播期对夏玉米籽粒灌浆动态的影响
吐丝后玉米籽粒百粒重可用Logistic方程y= K/(1+eA+Bt)较好地拟合（R2=0.9623~0.9890）（图2a）。不同播期下，6月25日百粒重潜力值（K）最高，较6月5日、6月15日和7月5日分别提高8.4%、5.2%和11.9%。
图2
图2
播期对苗期夏玉米百粒重和籽粒灌浆速率的影响
Fig.2
Effects of sowing dates on 100-grain weight and grain-filling rates of summer maize at seedling stage
玉米籽粒灌浆速率随生育进程的推进呈单峰曲线（图2b），于开花后23~26 d达到最大值。玉米灌浆持续期（T）表现为随着播期推迟呈延长趋势（表3），6月5日最短，7月5日最长，播期推迟主要表现为T1相对缩短，而T2和T3相对延长，6月5日T1达17.41 d，较其他播期分别延长26.9%、34.9%和20.2%；T2较其他3个播期分别降低11.8%、14.8%、11.8%，T3较其他3个播期分别降低11.9%、14.8%、11.8%。Tm表现为随播期推迟呈缩短的趋势，但7月5日Tm大于6月15日和6月25日，但晚于6月5日。Vm随播期推迟逐渐降低，6月5日Vm达1.04 g/d，7月5日最低，为0.90 g/d；Va在6月15日最高，达0.52 g/d，较其他3个播期分别提高6.1%、4.0%和13.0%。
表3 播期对夏玉米籽粒灌浆特征参数的影响
Table 3
| 播期 Sowing date | 模拟方程 Simulative equation | R2 | K (g) | Tm (d) | Vm (g/d) | T (d) | Va (g/d) | T1 (d) | T2 (d) | T3 (d) | V1 (g/d) | V2 (g/d) | V3 (g/d) | W1 (g) | W2 (g) | W3 (g) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 06-05 | y=28.0860/(1+e(3.8991-0.148305t)) | 0.9965 | 28.09 | 26.29 | 1.04 | 57.28 | 0.49 | 17.41 | 17.76 | 22.10 | 0.34 | 0.91 | 0.52 | 5.94 | 16.22 | 11.59 |
| 06-15 | y=28.9510/(1+e(3.1371-0.132631t)) | 0.9889 | 28.95 | 23.65 | 0.96 | 58.30 | 0.50 | 13.72 | 19.86 | 24.72 | 0.45 | 0.84 | 0.48 | 6.12 | 16.71 | 11.95 |
| 06-25 | y=30.4424/(1+e(2.9852-0.129219t)) | 0.9912 | 30.44 | 23.10 | 0.98 | 58.66 | 0.52 | 12.91 | 20.38 | 25.37 | 0.50 | 0.86 | 0.50 | 6.43 | 17.58 | 12.56 |
| 07-05 | y=27.2024/(1+e(3.2392-0.132685t)) | 0.9878 | 27.20 | 24.41 | 0.90 | 59.04 | 0.46 | 14.49 | 19.85 | 24.71 | 0.40 | 0.79 | 0.45 | 5.75 | 15.71 | 11.23 |
| CV (%) | 4.81 | 5.71 | 5.92 | 1.30 | 4.88 | 13.40 | 5.97 | 5.97 | 16.01 | 5.92 | 5.92 | 4.81 | 4.81 | 4.81 |
3 讨论
江淮中部光温水资源充足，耕地面积大，属粮食多元化两熟区，是我国重要的粮食生产基地和净调出区域。夏玉米生长季节雨热同季，一方面时空分布不均衡导致自然资源配置不合理，极易发生苗期渍害和穗期高温干旱；另一方面栽培措施不当导致玉米产量低且不稳[1,16]。调整播期有利于玉米生育时期有更为适宜的雨热条件，使产量达到最佳[17]。前人[18-19]研究表明，玉米产量、干物质积累量与生育期在一定范围内呈正相关关系，适当早播使生育期相对延长，有利于干物质积累，从而达到高产。黄淮海小麦―玉米一年两熟制区域可通过适期早播、选用中晚熟品种来增加吐丝后期的有效积温，以保证玉米生育后期充足的有效积温和籽粒灌浆时间[20]。陈静等[4]研究表明，不同玉米品种产量与有效积温呈正相关，且与吐丝至生理成熟期有效积温的关系更为密切。本研究表明，播期推迟会加快吐丝前生长发育，播期每推迟10 d，播种到吐丝期天数平均减少3.3 d，该结果与黄开健等[21]研究结果相同。该区域随着播期推迟，吐丝到生理成熟期天数平均延长5.3 d，总生育天数平均延迟2.0 d。推迟播期使玉米生长发育速度减缓，主要体现在吐丝期后的营养生长及与生殖生长的并进阶段，全生育周期表现出随播期推迟而延长，导致7月5日播期的玉米成熟期推迟至10月22日，可能会影响下茬作物播种。
本试验表明，播期显著影响玉米产量，不同播期间玉米产量、穗粒数和百粒重存在显著差异。6月5日与6月15日播期产量无显著差异，但播期推迟至7月5日，产量显著降低，这与Zhou等[22]在河南新乡6月10日播期玉米产量最高结果一致。本研究表明，不同播期间产量差异主要是由于6月15日前播种较晚播处理提高穗粒数，尤其是2018年6月25日以后，穗粒数较早播玉米穗粒数下降幅度较大，这可能是由于该年度6月25日至8月15日这一时段≥32 ℃最高温度达到46 d，高温胁迫降低了夏玉米叶面积指数，显著降低叶片光合速率和干物质生产性能[23]；同时，雌雄穗分化期是玉米穗粒数奠定基础的关键时期，开花授粉决定了玉米的穗粒数，随着播期的推迟，可能加重了玉米开花授粉时期的高温热害，降低了玉米结实率，穗粒数减少[24]。百粒重表现为6月25日播期最高，这可能是由于穗粒数下降导致，根据源库流的关系可知穗粒数减少，百粒重则增大，即库的数量减少，每个库就能收到更多的同化物，表现出籽粒灌浆干物质积累量增大，粒型较大。7月5日播期百粒重最低，可能是由于该播期吐丝到成熟期内积温不足（858.67 ℃/d）导致。
播期推迟获得了较大的百粒重和较少的穗粒数，但穗粒数对产量的贡献率达56.1%，百粒重对产量的贡献率为43.9%。播期推迟提高百粒重对产量带来的效应低于早播提高穗粒数对产量的贡献率，即播期推迟，百粒重增大，穗粒数下降，百粒重增大的幅度并不能弥补由于穗粒数下降导致产量下降的影响，玉米6月25日后播种产量低于早播。综合考虑，江淮中部麦玉轮作种植模式下，应考虑夏玉米与前茬作物的关系，于前茬收获后抢时早播，避免后期气象因子异常对籽粒结实和灌浆造成不利的影响。同时该玉米产区积温充足，夏播玉米抢时早播有利于获得更高产量，玉米品种可选择种植中晚熟、灌浆速率高、活跃灌浆期适中、产量水平较高的品种，如庐玉9105，6月15日前播种可实现玉米稳产高产。
4 结论
江淮中部夏玉米推迟播种延长夏玉米生育期，主要是延长吐丝至成熟期天数。播期显著降低玉米籽粒产量和穗粒数，穗粒数降低是晚播玉米产量下降的主要因子。江淮中部夏玉米适宜播期为6月15日之前。
参考文献
Improvement of climate resource utilization efficiency to enhance maize yield through adjusting planting density
Yield and yield stability of single cropping maize under different sowing dates and the corresponding changing trends of climatic variables
Maize grain yield and dry matter production responses to variations in weather conditions
Impact of high temperatures in maize: Phenology and yield components
