中早熟玉米品種在晉南高海拔冷涼區(qū)的適應(yīng)性研究

張 晶 趙云娟 張定一 段 峰 李民祥

（1 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，臨汾 041000；2 山西省臨汾市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，臨汾 041000；3 山西省臨汾市蒲縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，蒲縣 041000）

作物生長發(fā)育除了要求適宜的溫度范圍外，對熱量的總量也有一定的要求[1-2]，有效積溫是衡量農(nóng)業(yè)氣候資源的主要指標(biāo)，是決定玉米產(chǎn)量高低和玉米品種能否在某個(gè)地區(qū)安全種植的首要生態(tài)因素[3]。白彩云等[4]研究表明，同一品種在不同熱量資源生態(tài)區(qū)表現(xiàn)出極顯著的積溫需求差異，這種差異歸于玉米品種對外界溫度資源條件的自我生理調(diào)節(jié)。董桂芳等[5]研究指出，不同熟期品種因其各自生育階段所處的溫光條件不同，其物質(zhì)積累與分配特性有所不同，干物質(zhì)積累進(jìn)而直接影響玉米產(chǎn)量。目前晉南高海拔冷涼區(qū)推廣種植的品種多為春播中晚熟玉米，從播種到成熟需要2700～2750℃的有效積溫。該地區(qū)早霜凍是主要的氣象災(zāi)害之一，早霜凍發(fā)生正值玉米生長進(jìn)入乳熟階段，此時(shí)玉米的耐寒能力較弱，一旦遭受冷害，主要表現(xiàn)在后期所需有效積溫不足，玉米穗粒不能正常成熟，灌漿不飽滿，玉米產(chǎn)量較低，產(chǎn)量損失通常占20%～30%，最嚴(yán)重時(shí)達(dá)50%以上。因此，低溫冷害已經(jīng)成為玉米生產(chǎn)過程中主要制約因素，與玉米后期的產(chǎn)量有著緊密聯(lián)系[6]。如何利用現(xiàn)有自然條件，最大限度地提高玉米對光溫資源的利用來提高其產(chǎn)量，成為亟待解決的問題[7]。本研究在晉南蒲縣氣候寒冷潮濕區(qū)6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開展中早熟玉米品種的適應(yīng)性研究，調(diào)查早霜凍來臨時(shí)玉米成熟程度、穗部性狀及產(chǎn)量，旨在提高晉南高海拔冷涼區(qū)玉米品種與光熱資源的吻合度，大幅度提高玉米產(chǎn)量和抗低溫能力，對保障山西省低溫冷涼區(qū)糧食穩(wěn)中增產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2022 年在蒲縣氣候寒冷潮濕區(qū)（蒲縣東部和東南部的中山地帶）進(jìn)行，此區(qū)年均氣溫6.7～7.3℃，≥10℃的有效積溫2547℃，年降水量為600～650mm，無霜期157d 左右。以2 個(gè)中早熟品種和育187（2450℃）、迪卡1563（2500℃）為試驗(yàn)材料，試驗(yàn)地點(diǎn)分別為黑龍關(guān)鎮(zhèn)岔上村（海拔1292.0m）、西坪垣鄉(xiāng)瓷窯河村（海拔1399.3m）、喬家灣鄉(xiāng)木掌村（海拔1340.4m）、太林鄉(xiāng)夏家?guī)X村（海拔1350.5m）、克城鎮(zhèn)后溝村（海拔1382.8m）和克城鎮(zhèn)上柳村（海拔1480.6m），以每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)戶種植品種為對照，并按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植方式及田間管理進(jìn)行，9 月25 日（早霜凍發(fā)生后）進(jìn)行調(diào)查。

1.2 測定項(xiàng)目與方法調(diào)查各試驗(yàn)點(diǎn)每個(gè)品種穗數(shù)，選取中間3 行，隨機(jī)收獲連續(xù)30 株玉米的果穗，待風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，測定穗長、穗粗、禿尖長、軸粗、軸重等穗部性狀以及穗行數(shù)（果穗中部的籽粒行數(shù)）、行粒數(shù)（所測果穗1 個(gè)中等長度行的粒數(shù)）和百粒重（隨機(jī)取籽粒100 粒稱重，3 次重復(fù)，重復(fù)間差異小于0.5g）。籽粒產(chǎn)量按14%含水量計(jì)算折合產(chǎn)量。玉米灌漿程度調(diào)查分別取具代表性的果穗5 穗，各果穗取中部30 粒混勻，用游標(biāo)卡尺測量乳線比例。

乳線比例（%）=乳線下移量/籽粒長×100

1.3 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用Excel 2016 和DPS 15.10軟件進(jìn)行分析數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種產(chǎn)量及其構(gòu)成由表1知，岔上村中早熟品種與農(nóng)戶品種（覆膜）穗數(shù)無顯著差異，穗粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量在3 個(gè)品種間差異均達(dá)到了顯著水平，其中和育187 百粒重和產(chǎn)量均較高，迪卡1563 產(chǎn)量次之，增產(chǎn)主要與穗粒數(shù)有關(guān)，農(nóng)戶品種（覆膜）穗粒數(shù)和產(chǎn)量均最低。中早熟品種較農(nóng)戶品種（覆膜）產(chǎn)量分別提高41.19%、25.23%。瓷窯河村各品種穗數(shù)無顯著差異，穗粒數(shù)差異顯著，迪卡1563 穗粒數(shù)最高，農(nóng)戶品種次之，百粒重以和育187 最高，迪卡1563 和農(nóng)戶品種百粒重差異不顯著，產(chǎn)量以和育187 和迪卡1563 較高，二者差異不顯著，較農(nóng)戶品種分別提高21.42%、20.05%。木掌村各參試品種的穗數(shù)無顯著差異，3個(gè)品種間穗粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，產(chǎn)量以和育187 最高，迪卡1563 次之，中早熟品種較農(nóng)戶品種產(chǎn)量分別提高44.90%、33.53%。夏家?guī)X村和育187 穗數(shù)最高，與其余品種差異達(dá)顯著水平，穗粒數(shù)則以農(nóng)戶品種（覆膜）最高，迪卡1563 次之，二者差異不顯著，和育187 和迪卡1563 百粒重較高，二者與農(nóng)戶品種以及農(nóng)戶品種（覆膜）差異顯著，品種間產(chǎn)量達(dá)顯著水平，表現(xiàn)為和育187＞迪卡1563＞農(nóng)戶品種（覆膜）＞農(nóng)戶品種；其中和育187較農(nóng)戶品種未覆膜及覆膜產(chǎn)量分別提高91.73%、27.08%，迪卡1563 則分別提高60.99%、6.70%。后溝村中早熟品種與農(nóng)戶品種（覆膜）穗數(shù)無顯著差異，和育187 和迪卡1563 穗粒數(shù)較高，二者差異不顯著，百粒重和產(chǎn)量均以農(nóng)戶品種（覆膜）最高，且與中早熟品種差異顯著，中早熟品種產(chǎn)量分別減產(chǎn)23.92%、24.74%。上柳村中早熟品種與農(nóng)戶品種（覆膜）穗數(shù)無顯著差異，穗粒數(shù)差異顯著，百粒重及產(chǎn)量均表現(xiàn)為和育187＞迪卡1563＞農(nóng)戶品種（覆膜），三者間差異顯著，和育187 和迪卡1563 較農(nóng)戶品種（覆膜）產(chǎn)量分別提高13.61%、5.28%。

表1 不同試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種產(chǎn)量及其構(gòu)成

表2 不同試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種穗部性狀

2.2 不同試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種穗部性狀6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)為和育187 穗長最長，為24.3～26.0cm，除夏家?guī)X試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)戶品種（覆膜）禿尖長為1.0cm 外，其余試驗(yàn)地均表現(xiàn)為農(nóng)戶品種或農(nóng)戶品種（覆膜）禿尖長較長，為1.8～4.0cm。岔上村和育187 穗粗、軸粗、軸重均最高，禿尖長最短，3 個(gè)品種軸粗無顯著差異，軸重和禿尖長差異達(dá)顯著水平。瓷窯河村3個(gè)品種穗長、穗粗和軸重差異均達(dá)顯著水平，迪卡1563 穗粗和軸粗均最高，軸重以農(nóng)戶品種最高，和育187 和迪卡1563 禿尖長顯著低于農(nóng)戶品種。木掌村和育187 和迪卡1563 穗長、穗粗及禿尖長差異不顯著，軸粗以迪卡1563 最高，與其余二者差異顯著，3 個(gè)品種間軸重差異顯著，和育187 最高。夏家?guī)X村和育187 和迪卡1563 穗長、穗粗和軸粗均無顯著差異，品種間軸重差異達(dá)顯著水平，農(nóng)戶品種最高，和育187 禿尖長最短，與迪卡1563 和農(nóng)戶品種差異顯著。后溝村和育187 和迪卡1563 穗長差異不顯著，農(nóng)戶品種（覆膜）穗粗和軸粗均較高，軸重最低，且與其余2 個(gè)品種差異達(dá)顯著水平，迪卡1563 禿尖長最短，與其余品種差異顯著。上柳村3 個(gè)品種穗長、軸重及禿尖長差異達(dá)顯著水平，迪卡1563 穗粗和軸粗最高，顯著高于和育187，和育187軸重最高，禿尖長最短。

2.3 不同試驗(yàn)點(diǎn)玉米品種乳線比例比較乳線是判定玉米籽粒成熟較好的指示物。由表3 可知，6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中岔上村、瓷窯河村及木掌村乳線比例均表現(xiàn)為和育187＞迪卡1563＞農(nóng)戶品種或農(nóng)戶品種（覆膜），且差異達(dá)顯著水平。夏家?guī)X村乳線比例為和育187＞農(nóng)戶品種（覆膜）＞迪卡1563＞農(nóng)戶品種，且差異達(dá)顯著水平。后溝村乳線比例則表現(xiàn)為農(nóng)戶品種（覆膜）＞和育187＞迪卡1563，且差異達(dá)顯著水平。上柳村乳線比例為和育187＞農(nóng)戶品種（覆膜）＞迪卡1563，迪卡1563 和農(nóng)戶品種（覆膜）乳線比例差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

高海拔冷涼區(qū)傳統(tǒng)的種植模式是通過地膜覆蓋解決積溫不足和玉米生育期長的問題[8-10]，胡宇等[9]研究表明，覆膜可顯著增加玉米產(chǎn)量，該結(jié)論在夏家?guī)X試驗(yàn)點(diǎn)得到了證實(shí)，但本研究中除后溝村農(nóng)戶品種（覆膜）產(chǎn)量高于中早熟品種外，其余試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)為中早熟品種產(chǎn)量顯著高于農(nóng)戶品種（覆膜）。同時(shí)前人研究表明，地膜覆蓋導(dǎo)致土壤導(dǎo)熱性差和不透氣，長時(shí)間覆蓋地膜會使土壤溫度過高，透氣不良，根系呼吸受阻，造成作物在生長發(fā)育中后期出現(xiàn)不同程度的早衰，直接影響其產(chǎn)量提高[11-12]。因此通過地膜覆蓋彌補(bǔ)自然積溫不足而種植中晚熟品種不是該區(qū)域的最佳選擇。

玉米授粉后，籽粒頂部淀粉會沉積、失水成為固體，形成了籽粒頂部為固體、中下部為乳液的固液交界線（乳線）[13]。通常乳線消失、籽粒水分降至30%～35%時(shí)達(dá)到生理成熟[14]。周穎等[15]研究表明不同熟期玉米品種間乳線比例存在明顯差異，中晚熟品種籽粒乳線比例大于晚熟品種，本研究結(jié)果與其一致，播種區(qū)域生態(tài)條件以及種植模式（是否覆膜）不同，籽粒淀粉積累程度不同。本研究中，岔上村、瓷窯河村、木掌村及夏家?guī)X村氣溫偏高，降雨多，中早熟品種顯著增產(chǎn)；上柳村在6 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中海拔最高，氣溫偏低，中早熟品種和育187 在收獲期乳線比例為88.14%，粒重潛力未充分發(fā)揮，導(dǎo)致產(chǎn)量增幅較?。缓鬁洗宸柿Σ钋业蜏厣儆?，低溫延遲生育期，減緩發(fā)育速度，中早熟品種和育187 在收獲期成熟度差，乳線比例僅為58.24%，使產(chǎn)量顯著降低，百粒重為主要限制因素。

高海拔冷涼區(qū)生態(tài)類型復(fù)雜，在同一地區(qū)存在不同的生態(tài)氣候類型，品種適應(yīng)性的好壞直接影響品種本身的推廣價(jià)值和效益[16-17]。生育期不同的玉米品種對生態(tài)條件反應(yīng)不同[18]。已有研究指出，明確不同生態(tài)類型區(qū)域的氣候變化規(guī)律，有利于在生產(chǎn)上合理選用產(chǎn)量潛力更大的品種、充分利用當(dāng)?shù)毓鉁刭Y源和有效規(guī)避自然風(fēng)險(xiǎn)[19-20]。晉南高海拔冷涼區(qū)玉米品種減產(chǎn)的主要原因是：單位面積有效穗數(shù)少、禿尖長，灌漿不充分，個(gè)別品種收獲期僅為灌漿期的1/2，導(dǎo)致百粒重成為提高產(chǎn)量的限制因素。和育187 品種生育期短，籽粒乳線下移快，粒重更早達(dá)到最大值，在氣溫偏高、降雨多的區(qū)域收獲時(shí)基本達(dá)到生理成熟，產(chǎn)量品質(zhì)有保障，具有很好的適應(yīng)性，而在海拔較高、氣溫偏低的區(qū)域適宜的玉米品種有待進(jìn)一步篩選。