张光武，何琼＃，陈志辉，冯达奇

(1湘潭县易俗河镇农业综合服务中心，湖南 湘潭 411228；2湖南省作物研究所，湖南 长沙 410125；3湘潭县中路铺镇农业综合服务中心，湖南 湘潭 411232)

玉米是我国的主要粮食作物，对保障粮食安全具有重要作用。玉米生产中制约因素较多，而玉米生产效率受国内外学者广泛关注[1－3]。为进一步挖掘玉米生产潜力，提高玉米产量，增加农民收入，本研究针对湖南省及我国西南玉米区对春玉米气候生态及自然资源利用形成机制、关键期生长发育生理及籽粒主要品质指标的发育机制研究薄弱的现状，开展春玉米关键生育阶段与气象因子的匹配关系研究，为建立本区域春玉米绿色丰产的技术方案提供支撑。

1 试验地点

试验地点位于湘潭县易俗河镇黄竹村(27.77°N，112.95°E，海拔32 m)。该地属亚热带季风区，年平均气温17.6℃，年均降水量1 200 mm，土壤类型为黄红土。玉米播种前取0～20 cm土样，送湖南省农化检测中心检测，试验地土壤pH值8.16，有机质含量27.7 g/kg，全氮1.84 g/kg，全磷0.63 g/kg，全钾15.7 g/kg，碱解氮152 mg/kg，有效磷21.3 mg/kg，速效钾183 mg/kg。

2 试验设计与实施

2.1 试验材料与设计

选择湖南省大面积推广的9个玉米杂交种为试验品种，研究不同类型春玉米品种产量形成、光、温、水分利用效率的差异。其中双玉919、湘康玉7号、渝单58为中晚熟、非耐密类型；正昊玉108、中玉335、正大999(CK)为中熟、较耐密类型；渝单121、沣玉1号、浚单1668为早熟或早熟偏迟、耐密类型。

试验采用随机区组设计，小区面积20 m2(行长6 m和宽3.33 m)，3次重复。行距66.6 cm，株距20 cm，折合种植密度为75 000株/hm2，施肥量参照当地常规最佳施肥量。

2.2 测定项目与方法

土壤养分。玉米播种前，采用5点取样法用土钻采集土样(0～20 cm)，混匀后分别测定土壤有机质、速效氮磷钾、全量氮磷钾等指标。

逐日收集玉米生育期主要气象数据。收集玉米生育期内的温度、降水量、日照时数。

植株干物质积累。每小区每个品种取6株代表性植株，紧贴地面将其砍下，放入烘箱105℃杀青30 min，然后80℃下烘干至恒重，称干物质量并记录结果。

产量及构成性状。玉米成熟后，对各品种进行实收测产，收获前调查空秆率、双穗率和有效穗数(少于20个籽粒即视为无效穗)；实收全部果穗称重，按平均穗重法选取20个样穗，自然风干后室内考种:记录穗长、穗粗、秃尖长、穗行数、行粒数，称取20个样穗风干后，脱粒测籽粒质量以及籽粒水分含量，数百粒称重，并折算成含水量为14%的百粒质量。

资源利用效率:

光能利用效率(g/MJ)＝成熟期生物干质量(g/m2)/成熟期冠层截获的光合有效辐射(MJ/m2)；

热量利用效率(g/plant·℃·d):HUE＝单株干物质量(g)/玉米生育期的生长度(℃·d)；

降水量生产效率(kg/hm2·mm):WUE＝单位面积产量(kg/hm2)/玉米整个生育期内的降水量(mm)；

数据处理。采用Excel 2010汇总试验数据，并用SASV9.0软件进行数据统计分析。

2.3 试验实施

播种期:2021年4月30日；定苗期:5月28日；收获期:8月15日。基肥每公顷施45%氮、磷、钾复合肥750 kg；第一次追肥于定苗后(5月28日)每公顷施尿素150 kg，第二次追肥于拔节孕穗期(7月2日)每公顷施尿素150 kg。

杂草防控:播后用芽前除草剂金都尔60 mL兑水均匀喷撒封闭土面，定苗后5叶期每公顷用烟嘧磺隆类4%悬浮剂900～1 500 mL，兑水450～600 kg定向喷雾除草。

3 结果与分析

3.1 玉米生育期主要气象数据

试验期间，主要气象情况见表1。通过与当地历年气象数据对比，2021年度日平均气温6月较历年高1.52℃，7月高0.61℃；4月阴雨天较多，日照时长显著小于历年；5月降水较历年显著增多，增加233.1 mm，6—7月降水较少，较历年少122.1 mm，其他因素与历年大致相当。

表1 2021年玉米生育期内湘潭县主要气象要素Table 1 Main meteorological elements during the growing period of maize in 2021 in Xiangtan County

3.2 不同玉米品种产量、产量构成因素差异

由表2可知，参试品种生育期在109～117 d，沣玉1号、浚单1668和湘康玉7号生育期较短在109—113 d，其他品种在115—117 d；参试品种平均产量为7 522.5 kg/hm2，变异范围为7 308.0～7 722.0 kg/hm2，其中双玉919、渝单58和湘康玉7号比对照增产达显著水平。在产量构成因素中，参试品种平均穗长为17.1 cm，变异范围为15.7～18.7 cm，其中渝单121穗长最长；参试品种平均穗粗为4.8 cm，变异范围为4.5～5.1 cm，其中双玉919穗粗最粗；参试品种平均秃尖长为1.3 cm，变异范围为1.0～2.0 cm，其中渝单58秃尖最短；参试品种平均穗行数为17.0行，变异范围为15.2～18.6行，其中双玉919穗行数最多；参试品种平均行粒数为36.4粒，变异范围为30.8～38.6粒，其中双玉919行粒数最多；参试品种平均百粒质量为27 g，变异范围为25～29 g，其中渝单58百粒质量最重。

表2 参试玉米品种产量及产量构成因素Table 2 Yield and yield components of maize varieties tested

3.3 不同玉米品种温光水利用效率差异

由表3可知，参试品种平均光能利用效率为1.84 g/MJ，变异范围为1.72～1.95 g/MJ，其中中玉335和渝单58的光能利用效率较高，均大于1.9 g/MJ；参试品种平均热量利用效率为0.22 g/plant·℃·d，变异范围为0.21～0.24 g/plant·℃·d，其中中玉335和渝单58的热量利用效率较高；参试品种平均降水量生产效率为9.43 kg/hm2·mm，变异范围为9.15～9.63 kg/hm2·mm，其中湘康玉7号、渝单58和双玉919的降水量生产效率较高，均大于9.6 kg/hm2·mm。

表3 各玉米品种光温水资源利用效率比较Table 3 Comparison of light，temperature and water use efficiency of different maize varieties

4 结论与讨论

受气候和生产条件的影响，我国旱地种植模式多为两熟及多熟制，传统种植模式或光温资源配置不合理，造成资源浪费，或抗灾能力弱等，从而导致产量及资源效率下降[4]。近年来，为充分发挥玉米高光效优势，长江中游地区建立了春玉米＋大豆(或甘薯)、春玉米—晚稻及冬油菜—夏玉米等新型高产高效种植模式。然而，由于品种选择的科学性不足、季节间品种搭配不合理等因素限制了两季种植模式产量和资源利用效率[5－6]。

不同类型玉米品种对光、温、水资源利用效率有明显差异，通过对不同种植模式、季节和密度调节，可有效提高品种对光温资源的利用效率[7－8]。本研究结果表明:湘康玉7号、渝单58和双玉919等中晚熟、非耐密类型品种产量较高，平均产量均高于7 650.0 kg/hm2。渝单58和中玉335的光能利用效率和热量利用效率较高。说明生育期长的中大穗高产玉米杂交种能充分利用光、温、水资源，适宜单作或与大豆、甘薯等作物套种利用。

正昊玉108、中玉335、正大999等中熟、较耐密类型玉米品种，光能和热量利用效率较低，但可与大豆、甘薯等作物间作；而渝单121、沣玉1号、浚单1668等早熟或早熟偏迟耐密类型品种，由于生育期较短，可作为季节较紧张的玉米—晚稻模式利用，通过增加种植密度，来提高产量和资源利用效率。