全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(9): 1628−1634 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家公益性行业科研专项(201103001)和国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD16B15)资助。
* 通讯作者(Corresponding authors): 高旺盛, E-mail: wshgao@cau.edu.cn; 隋鹏, E-mail: suipeng@cau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: tao-zhiqiang@qq.com
Received(收稿日期): 2013-01-30; Accepted(接受日期): 2013-06-04; Published online(网络出版日期): 2013-07-09.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130709.1601.015.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01628
华北低平原不同播种期春玉米的产量表现及其与气象因子的通径分析
陶志强 1 陈源泉 1 李 超 2 袁淑芬 1 师江涛 2 高旺盛 1,* 隋 鹏 1,*
1中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 100193; 2中国农业大学吴桥实验站, 河北沧州 061800
摘 要: 针对华北地区种植春玉米面临的灌浆期高温胁迫问题, 2011—2012 年在河北省吴桥县开展了 2 个春玉米品
种(郑单 958播种于 2011 年, 金海 5 号播种于 2012 年)的播期试验, 以探讨气象因子与玉米产量间的关系, 为通过调
整播种期减轻春玉米灌浆期的高温胁迫提供理论依据。结果初步表明, 不同播种期使春玉米灌浆时期发生变化, 因而
灌浆期气象因子特征表现出差异。4 月上旬播种与其他播种期处理相比, 春玉米灌浆期光水资源丰富, 降雨量增加
5.0~47.4 mm, 日照时数增多 41.0~70.0 h、气温日较差大 0.2~0.6℃, 但是, 高温胁迫严重(≥33℃天数多达 15 d, 日均
温高达 28.4 )℃ ; 5月中旬播种的玉米灌浆期高温胁迫轻(≥33℃天数仅有 8 d, 日均温平均 26.0℃), 而光水资源相对充
足; 4月中旬、4月下旬和 5月上旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对严重; 5月下旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对较
轻, 但阴雨寡照严重。两年的籽粒产量由高到低的播种期依次是, 4月上旬、5月中旬、5月上旬、4月下旬、4月中
旬、5月下旬; 郑单 958和金海 5号在 4月上旬播种的产量分别达 9912 kg hm−2和 11 046 kg hm−2, 在 5月中旬播种
的产量分别达 9906 kg hm−2和 10 852.5 kg hm−2, 其他 4个播种期的产量比前两个播种期低 6.0%~28.2%。通径分析表
明, 4 月上旬播种的玉米灌浆期气温日较差大、光照时数长, 对千粒重和穗粒数的直接正效应大, 从而缓解了高温胁
迫负效应; 5月中旬播种的玉米产量较高是因为躲避了灌浆期高温胁迫, 但气温日较差和日照时数的正效应比 4月上
旬播种期的低, 因此比 4月上旬播种的产量低; 4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月下旬各播种处理的千粒重和穗粒
数受高温胁迫或阴雨寡照影响较大, 且气温日较差和光照时数正效应较小, 产量下降明显。
关键词: 华北; 春玉米; 播种期; 产量; 温度; 光照; 降雨
Path Analysis between Yield of Spring Maize and Meteorological Factors at
Different Sowing Times in North China Low Plain
TAO Zhi-Qiang1, CHEN Yuan-Quan1, LI Chao2, YUAN Shu-Fen1, SHI Jiang-Tao2, GAO Wang-Sheng1,*, and
SUI Peng1,*
1 College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2 Wuqiao Experimental Station, China Agricultural
University, Cangzhou 061800, China
Abstract: In order to study high temperature stress problem of spring maize at grain filling stage in North China Plain, an ex-
periment was conducted using two varieties (Zhengdan 958 and Jinhai 5) sown in six sowing times in Wuqiao County, Hebei
Province. We investigated the relationship between meteorological factors and maize yield, hoping to find the evitable sowing
time to avoid high temperature stress at grain filling stage. Preliminary results showed that meteorological factors during grain
filling stage were different when the sowing time was different. Compared with other sowing time, the treatment with sowing time
of early April had more than 5.0–47.4 mm of rainfall, more than 41.0–70.0 h of sunshine, and 0.2–0.6°C of diurnal temperature ,
but the most serious high temperature stress ( ≥33°C days and mean daily temperature up to 15 d and 28.4°C respectively). Com-
pared with other sowing time, the treatment with sowing time of mid May had weak high temperature stress (≥33°C days and
mean daily temperature up to 8 d and 26.0°C respectively), but more rainfall, sunshine hours and diurnal temperature range, that
of Mid April, late April and early May had more serious high temperature stress. The sowing treatment of late May had weaker
第 9期 陶志强等: 华北低平原不同播种期春玉米的产量表现及其与气象因子的通径分析 1629
high temperature stress, but more rainfall, less sunshine hours and diurnal temperature range. The order of grain yield for different
sowing times from high to low was early April, mid May, early May, late April, mid April, late May. Yield of Zhengdan 958 and
Jinhai 5 was up to 9912.0 kg ha−1 and 11 046.0 kg ha−1 in early April respectively, 9906.0 kg ha−1 and 10 852.5 kg ha−1 in mid
May respectively. Yield of the other four sowing times was 6.0%–28.2% lower than that of early April and mid May. The result of
path analysis showed that the yield of spring maize sown in early April was the highest, due to its higher diurnal temperature
range and sunshine hours, resulting in the greater direct positive effects on 1000-grain weight and grain number per ear than those
of other sowing treatments from flowering to maturity, and relieving the negative effect of high temperature stress. The yield of
spring maize sown in mid May was higher than that of other sowing treatments (except sown in early April), because of avoiding
high temperature stress, increasing 1000-grain weight and grain number per ear, while its lower diurnal temperature range and
sunshine hours led to lower yield compared with that sown in early April. High temperature stress or cloud and drizzle had higher
negative effect on 1000-grain weight and grain number per ear, and diurnal temperature range and sunshine hours had lower posi-
tive effect on yield in other sowing date (mid April, late April, early May, and late May).
Keywords: North China; Spring maize; Sowing time; Yield; Temperature; Sunshine; Rainfall
高温是影响玉米产量的重要因子之一[1-2], 玉米
灌浆期受高温胁迫会减少穗粒数并降低粒重[3-4]。华
北平原是我国粮食主产区, 也是我国水资源紧缺地
区。传统的冬小麦复种夏玉米一年两熟制, 尤其是
冬小麦消耗大量的农业用水 [5], 导致该区的粮食生
产用水供需矛盾突出。因此, 寻求新的节水型种植
制度替代麦玉两熟的高耗水种植制度, 成为研究解
决该区水资源危机的农业技术途径之一。有研究认
为, 春玉米生长期和华北平原降水的时间分布和空
间分布耦合度最好, 生产潜力优于夏玉米[6-7], 并且
春玉米比夏玉米平均增产 1600 kg hm−2 [8]。然而, 受
灌浆期高温胁迫的制约 [9-10], 该区春玉米现实产量
与理论产量差异极大。据报道, 玉米大田生产中, 灌
浆期遇到≥33℃的高温能够减少穗粒数并且抑制灌
浆, 降低产量[11-13]。根据中国农业大学吴桥实验站
气象资料统计, 该地区≥33℃高温天发生于 6月至 8
月, 2008—2012年年均 23 d, 而传统播种期(4月 25
日前后)的春玉米灌浆期必然与高温期相遇。当前,
华北地区春玉米适宜播种期的研究虽有报道 [8,10],
但是播种期设置间隔较大(15~30 d), 并且针对播种
期所产生的春玉米关键生育期气象因子变化及其与
玉米产量结构因子的相关关系更是鲜有报道, 春玉
米适宜播种期的详细研究不足; 另外, 目前的研究
关于气象因子与产量之间关系的分析较多, 灌浆期
气象因子与千粒重和穗粒数的相关分析鲜见报道 ,
而灌浆期是形成千粒重和穗粒数的关键时期。因此,
通过调整播种期, 躲避春玉米灌浆期高温胁迫是值
得研究的技术途径之一。本研究基于田间试验, 研
究气象因子对不同播种期春玉米产量及其构成因素
的影响, 为探索华北地区春玉米高产的技术提供理
论依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间和地点
田间试验于 2011 年和 2012 年在中国农业大学
吴桥实验站(37°41′02″N, 116°37′23″E)进行。该站地
处华北平原黑龙港流域中部 , 试验地土壤是粉壤
土[14], 0~20 cm土层的基础养分情况为, 有机质 14.5
g kg−1、全氮 0.98 g kg−1、碱解氮 65.2 mg kg−1、速效
钾 124.9 mg kg−1、有效磷(Olsen-P) 15.3 mg kg−1。近
十年的年均降雨量和年均气温分别是 544 mm 和
13.1℃。
1.2 试验材料与方法
2011年选用玉米(Zea mays L.)品种郑单 958, 设
置 6 个播种期, 分别是 4 月 2 日、4 月 12 日、4 月
22日、5月 2日、5月 12日、5月 22日。为了筛选
籽粒产量较高的品种, 2011年开展了 4月 22日播种
的 2个玉米品种(郑单 958和金海 5号)比较试验, 结
果表明, 金海 5 号产量、千粒重、穗粒数较高。因
此, 2012年选用玉米品种金海 5号, 设置 6个播种期,
分别是 4月 5日、4月 15日、4月 25日、5月 5日、
5月 15日、5月 25日, 随机区组设计, 3次重复。播
种期 4 月 2 日和 4 月 5 日的处理, 为防止气温过低
影响正常出苗, 播种后用地膜覆盖。各个播种期处
理的小区面积 20 m2 (4 m × 5 m), 种植密度为 67 500
株 hm−2, 宽(80 cm)窄(40 cm)行种植, 株距 30 cm。
总施氮量 300 kg N hm−2, 分别于播前、拔节和大喇
叭口期耧施 , 比例为 2 1 2∶ ∶ ; 播前一次性施入磷
(P2O5) 90 kg hm−2, 钾(K2O) 45 kg hm−2, 磷肥和钾肥
分别采用磷二铵和硫酸钾。因两年降水均较充足 ,
各处理分别于播前 1 周和拔节后各灌水 75 mm, 播
种期 5 月 22 日和 5 月 25 日的处理只在播前 1 周灌
水 75 mm。
1630 作 物 学 报 第 39卷
玉米完熟时收获(苞叶枯黄, 乳线消失, 黑层形
成)。每个小区取中间 6 m2 (2 m × 3 m)田间测产, 测
定株数、双穗株数、空秆株数并计算穗数, 按大小
比例取 10个果穗测定穗粒数, 晒干脱粒后测千粒重
并折算产量。
气象数据从吴桥试验站的 HL10 型电子气象站
(台湾 Jauntering 公司)获得, 包括不同播种期 2 个品
种灌浆期(开花期至成熟期)的日均温、≥33℃天数、
气温日较差、降雨量、日照时数。
经试验验证, 郑单 958 和金海 5 号是热敏感性
相似的品种。将两个品种种在育苗盘中, 于三叶期
置 35 /28 (℃ ℃ 昼/夜)光温培养箱中, 保持相对湿度
75%、光周期 14 h、光合有效辐射 400 μmol m−2 s−1,
1周后观察发现 2个品种苗长势和绿叶程度相似。
1.3 统计分析
采用 SPSS13.0进行方差分析和通径分析。方差
分析采用单因素方差分析(One-Way ANOVA), 各组
均数的多重比较(Post Hoc Multiple Comparisons)选
择 Duncan’s multiple range tests (P<0.05)。通径分析
使用 SPSS 线性回归实现[15], 运用程序“Analyze—
Regression—Linear”获得通径系数(线性回归方程的
标准系数 Standardized Coefficients)和相关系数, 任
一自变量对因变量的间接通径系数=相关系数×通径
系数。分别将郑单 958 和金海 5 号的千粒重、穗粒
数设为因变量 Y1、Y2和 Y3、Y4; 分别将郑单 958 和
金海 5 号灌浆期的日均温、≥33℃天数、气温日较
差、降雨量、日照时数设为自变量 X1、X2、X3、X4、
X5和 X6、X7、X8、X9、X10。
2 结果与分析
2.1 不同播种期春玉米的生长发育进程
不同播种期处理春玉米灌浆期的气象因子存在
差异, 但 2011 年和 2012 年灌浆期气象因子在不同
播种期处理间的表现相似(表 1和表 2), 具体表现为,
播种期 4月上旬处理的玉米灌浆期光温水资源丰富,
播种期 5 月中旬处理的玉米灌浆期高温天数少、光
水资源丰富, 播种期 4月中旬、4月下旬和 5月上旬
处理的玉米灌浆期高温天数多且阴雨寡照, 播种期
5 月下旬处理的玉米灌浆期阴雨寡照。对 2 年各个
播种期处理的春玉米灌浆期气象因子作平均值比
表 1 不同处理春玉米的生长发育进程
Table 1 Spring maize growth process of different treatments (month/day)
郑单 958 Zhengdan 958 金海 5号 Jinhai 5 2011年播种期
Sowing time in
2011
拔节期
Jointing
开花期
Flowering
完熟期
Maturity
2012年播种期
Sowing time in
2012
拔节期
Jointing
开花期
Flowering
完熟期
Maturity
4/2 5/26 6/26 8/15 4/5 5/31 7/2 8/21
4/12 5/31 6/29 8/18 4/15 6/4 7/5 8/24
4/22 6/5 7/5 8/25 4/25 6/10 7/10 8/29
5/2 6/24 7/22 9/10 5/5 6/29 7/27 9/15
5/12 6/30 7/31 9/19 5/15 7/4 8/6 9/26
5/22 7/6 8/2 9/21 5/25 7/9 8/10 9/28
表 2 不同播种期春玉米灌浆期气象因子的变化
Table 2 Meteorological factors changes at different sowing time of spring maize from flowering to maturity
气象因子
Meteorological factor
气象因子
Meteorological factor
2011年播种期
Sowing time in
2011
(month/day)
X1
(d)
X2
(℃)
X3
(℃)
X4
(mm)
X5
(h)
2012年播种期
Sowing time in
2012
(month/day)
X6
(d)
X7
(℃)
X8
(℃)
X9
(mm)
X10
(h)
4/2 12 28.3 8.9 300.7 394 4/5 17 28.5 9.4 378.5 418
4/12 12 27.8 8.9 276.5 376 4/15 17 28.6 9.1 373.0 354
4/22 9 27.4 8.8 236.3 343 4/25 13 28.1 9.1 369.5 336
5/2 8 27.2 8.5 256.8 360 5/5 11 28.0 9.2 361.5 313
5/12 6 27.0 8.2 252.0 352 5/15 10 28.0 9.2 332.5 370
5/22 6 26.7 8.1 251.8 331 5/25 7 26.8 9.0 417.5 341
X1、X2、X3、X4、X5和 X6、X7、X8、X9、X10分别表示为郑单 958 和金海 5 号灌浆期的日均温、≥33℃天数、气温日较差、降雨
量、日照时数。
X1, X2, X3, X4, X5 and X6, X7, X8, X9, X10 indicate mean daily temperature, ≥33℃ days, diurnal temperature range, rainfall, sunshine
hours of Zhengdan 958 and Jinhai 5 during grain filling stage respectively.
第 9期 陶志强等: 华北低平原不同播种期春玉米的产量表现及其与气象因子的通径分析 1631
较, 结果表明, 播种期 4月上旬与播种期 4月中旬、
4月下旬、5月上旬、5月中旬、5月下旬相比, ≥33℃
天数分别多 0 d、3.5 d、5 d、6.5 d、8 d; 日均温分
别高 0.2℃、0.6℃、0.8℃、0.9℃、1.7℃; 气温日较
差分别大 0.2℃、0.2℃、0.3℃、0.5℃、0.6℃; 降雨
量分别多 14.9 mm、36.7 mm、30.5 mm、47.4 mm、
5.0 mm、日照时数分别多 41.0 h、66.5 h、69.5 h、
45.0 h、70.0 h。从以上数据可以看出, 播种期 5月
中旬与 4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月下旬相
比, ≥33℃天数少、日均温低、降雨量多、日照时数
多; 而播种期 4月中旬、4月下旬和 5月上旬分别与
播种期 5 月中旬相比, ≥33℃天数多、日均温高、
降雨量多、日照时数少; 播种期 5月下旬与播种期 5
月中旬相比, ≥33℃天数少、日均温低、气温日较
差小, 降雨量大、日照时数少。
2.2 不同播种期对产量及产量结构三要素的
影响
春玉米各播种期产量的高低序依次是, 4 月上
旬、5 月中旬、5 月上旬、4 月下旬、4 月中旬、5
月下旬。造成该产量结果的原因是各播种期春玉米
的千粒重和穗粒数的差异(表3)。2011年郑单 958播
种期 4月 2日的产量分别比播种期 4月 12日、4月
22日、5月 2日、5月 12日、5月 22日高 20.9%、
13.5%、8.1%、3.1%、28.2%; 穗数分别多 0.7%、1.0%、
0.7%、0.5%、1.0%; 千粒重分别高 7.8%、5.2%、3.0%、
0.7%、10.6%; 穗粒数分别高 12.1%、7.9%、4.8%、
2.3%、15.9%。2012 年金海 5 号播种期 4 月 5 日的
产量分别比播种期 4月 15日、4月 25日、5月 5日、
5月 15日、5月 25日高 17.7%、9.9%、6.0%、2.9%、
23.4%; 穗数分别多 0.7%、1.2%、1.0%、0.5%、1.2%;
千粒重分别高 10.3%、5.8%、3.2%、1.5%、15.2%; 穗
粒数分别高 6.5%、3.9%、2.6%、1.4%、7.1%。
2.3 千粒重和穗粒数与气象因子的通径分析
郑单 958 的千粒重和穗粒数与灌浆期气象因子
的通径分析结果表明(图 1-A, B; 表 4), 限制千粒重
和穗粒数的主要气象因子是高温(≥33℃天数和日
均温), 其次是阴雨寡照。≥33℃天数对千粒重和穗
粒数起直接负效应(−2.956和−3.262), 而≥33℃天数
与日均温 ( 0 . 9 4 6 )相关性较高 , 并且日均温通过
≥33℃天数对千粒重和穗粒数起间接负效应(−2.456
和−3.086), 说明灌浆期存在高温胁迫限制千粒重和
穗粒数。降雨量对千粒重和穗粒数起一定程度的直
接负效应(−0.685和−0.088), 降雨量与日照时数相关
性(0.908)较高, 而日照时数通过降雨量对千粒重和
穗粒数起一定程度的间接负效应(−0.622 和−0.080),
但是日照时数对千粒重和穗粒数的直接正效应
(1.500和 1.247)更大, 结合表 2和本研究的灌浆期气
象资料记载来看, 灌浆期存在阴雨寡照气候生态条
件, 说明降雨量对千粒重和穗粒数的负效应以及日
照时数通过降雨量对千粒重和穗粒数的负效应是在
降雨量较多而日照时数较少的气象生态条件下发生
的。气温日较差对千粒重和穗粒数起一定程度的直
表 3 不同播种期处理的产量表现及主要农艺性状
Table 3 Yield performance and main agronomic traits of spring maize at different sowing time
播种期
Sowing time (month/day)
产量
Yield (kg hm−2)
千粒重
1000-grain weight (g)
穗粒数
Grain number per ear
穗数
Ears (ears hm−2)
2011, 郑单 958 Zhengdan 958
4/2 10881.0±121.2 a 324.6±7.4 a 584±12 a 68167±289 a
4/12 8997.0±120.5 d 301.1±8.3 cd 521±15 cd 67667±289 a
4/22 9591.0±594.0 c 308.6±6.1 bc 541±23 bc 67500 a
5/2 10062.0±238.2 bc 315.0±5.4 ab 557±21 abc 67667±289 a
5/12 10549.5±343.0 ab 322.3±4.0 a 571±25 ab 67833±289 a
5/22 8487.0±201.8 d 293.4±2.8 d 504±17 d 67500 a
2012, 金海 5号 Jinhai 5
4/5 10981.7±70.1 a 326.9±7.5 a 587±14 a 68333±289 a
4/15 9332.5±150.3 e 305.5±10.6 cd 551±12 b 67833±289 a
4/25 9989.6±77.1 d 308.1±7.3 bc 565±11 ab 0 a
5/5 10361.8±254.9 c 315.8±6.9 ab 572±13 ab 67667±289 a
5/15 10670.4±135.9 b 321.2±8.2 ab 579±20 a 68000 a
5/25 8898.7±12.3 f 283.0±9. 0 d 548±17 b 67500 a
小写字母表示 0.05水平差异显著。Values within a column followed by different letters are mean significantly different at P < 0.05.
1632 作 物 学 报 第 39卷
接正效应(0.406和 1.244), 并且与≥33℃天数和日均
温的相关性较高(0.946和 0.897), 而≥33℃天数和日
均温通过气温日较差对千粒重和穗粒数起间接正效
应, 说明虽然高温胁迫降低千粒重和穗粒数, 但高
温又有利于形成较大气温日较差, 对千粒重和穗粒
数起一定的间接正效应。
金海 5 号的千粒重和穗粒数与灌浆期气象因子
的通径分析结果表明(图 1-C, D; 表 4), 限制千粒重
和穗粒数的主要气象因子是高温(≥33℃天数和日
均温), 其次是阴雨寡照。日均温对千粒重和穗粒数
起直接负效应 (−16.332 和 −17.760), 而日均温与
≥33℃天数相关性较高(0.906), 并且≥33℃天数通
过日均温对千粒重和穗粒数起间接负效应(−14.797
和−16.091), 说明灌浆期存在高温胁迫限制千粒重
和穗粒数。降雨量和日照时数对千粒重起一定程度
直接负效应(−6.856和−2.163), 并且降雨量与日照时
数负相关, 结合表 2来看, 2012年比 2011年播种期
的降雨量增多, 而日照时数减小, 2011年分析结果表
明阴雨寡照对千粒重和穗粒数的负效应, 而 2012年
表现的更为突出, 因而 2012年的日照时数对千粒重
和穗粒数也产生了直接负效应。气温日较差对千粒
重和穗粒数起一定程度的直接正效应 (2.059 和
2.244), 且气温日较差与≥33℃天数和日均温正相
关, 说明虽然高温胁迫降低千粒重和穗粒数, 但高
温又有利于形成较大气温日较差对千粒重和穗粒数
起间接正效应。
结合不同播种期春玉米灌浆期气象因子的变化
(表 2)分析, 2 个耐热性相似的品种两年的试验结果
一致, 即 4 月上旬播种期的春玉米灌浆期≥33℃天
数、日均温、气温日较差、降雨量、日照时数比其
他播种期的各项值高 , 并且该播种期的春玉米产
量、千粒重、穗粒数最高; 通径分析表明, 高温和阴
雨寡照是限制千粒重和穗粒数的直接作用因子; 但
较大的气温日较差和日照时数表现出较大的直接正
图 1 郑单 958的千粒重(A)、穗粒数(B)和金海 5号的千粒重(C)、穗粒数(D)与气象因子通径图
Fig. 1 Path diagram among 1000-grain weight (A), grain number per ear (B) of Zhengdan 958, 1000-grain weight (C), grain number
per ear (D) of Jinhai 5 and meteorological factors
Y1、Y2和 Y3、Y4分别表示为郑单 958和金海 5号的千粒重、穗粒数; X1、X2、X3、X4、X5和 X6、X7、X8、X9、X10分别表示为郑单 958
和金海 5号灌浆期的日均温、≥33℃天数、气温日较差、降雨量、日照时数。
Y1, Y2 and Y3, Y4 indicate 1000-grain weight, grain number per ear of Zhengdan 958 and Jinhai 5 respectively; X1, X2, X3, X4, X5 and X6, X7, X8,
X9, X10 indicate mean daily temperature, ≥33℃ days, diurnal temperature range, rainfall, sunshine hours of Zhengdan 958 and Jinhai 5 during
grain filling stage respectively.
第 9期 陶志强等: 华北低平原不同播种期春玉米的产量表现及其与气象因子的通径分析 1633
表 4 不同播种期春玉米的千粒重、穗粒数与气象因子的间接通径系数
Table 4 Indirect path coefficient among meteorological factors and 1000–grain weight, grain number per ear of spring maize during
grain filling stage in diffenent sowing time treatments
Y1 Y2 气象因子
Meteorological
factor (2011) X1 X2 X3 X4 X5
气象因子
Meteorological
factor (2011) X1 X2 X3 X4 X5
X1 −2.456 0.364 –0.551 1.380 X1 –3.086 1.116 –0.071 1.147
X2 1.606 0.384 –0.500 1.262 X2 1.294 1.177 –0.064 1.049
X3 1.523 –2.456 –0.347 1.077 X3 1.227 –3.086 –0.045 0.895
X4 1.365 –1.895 0.205 1.362 X4 1.100 –2.381 0.629 1.132
X5 1.562 –2.183 0.292 –0.622 X5 1.259 –2.743 0.893 –0.080
Y3 Y4 气象因子
Meteorological
factor (2012) X6 X7 X8 X9 X10
气象因子
Meteorological
factor (2012) X6 X7 X8 X9 X10
X6 12.556 1.268 3.956 –0.984 X6 13.504 1.382 4.202 –1.002
X7 –14.797 1.135 1.289 –1.118 X7 –16.091 1.236 1.369 –1.139
X8 –10.061 7.636 2.784 –1.531 X8 –10.940 8.213 2.957 –1.560
X9 9.424 –2.605 –0.836 0.145 X9 10.248 –2.802 –0.911 0.148
X10 –7.431 7.165 1.458 0.459 X10 –8.081 7.706 1.589 0.488
Y1、Y2和 Y3、Y4分别表示为郑单 958和金海 5号的千粒重、穗粒数; X1、X2、X3、X4、X5和 X6、X7、X8、X9、X10分别表示为郑
单 958和金海 5号灌浆期的日均温、≥33℃天数、气温日较差、降雨量、日照时数。
Y1, Y2 and Y3, Y4 indicate 1000-grain weight, grain number per ear of Zhengdan 958 and Jinhai 5 respectively; X1, X2, X3, X4, X5 and X6,
X7, X8, X9, X10 indicate mean daily temperature, ≥33℃ days, diurnal temperature range, rainfall, sunshine hours of Zhengdan 958 and Jinhai 5
during grain filling stage respectively.
效应, 保证了较高的千粒重和穗粒数。播种期 5 月
中旬与 4 月中旬、4 月下旬和 5 月上旬的春玉米灌
浆期气象条件相比, ≥33℃天数较少、日均温较低、
降雨量较多、日照时数较多; 可知, 5月中旬春玉米
千粒重和穗粒数较高的原因是, 能够躲避灌浆期高
温胁迫和阴雨寡照, 而 4月中旬、4月下旬和 5月上
旬播种期的春玉米千粒重和穗粒数较低的原因是受
高温胁迫和阴雨寡照。5月下旬播种期的春玉米灌浆
期≥33℃天数、日均温、气温日较差比其他播种期
的各项值低, 并且降雨量大、日照时数少, 可知, 5
月下旬播种期的春玉米千粒重和穗粒数受高温胁迫
的同时, 阴雨寡照影响也较大, 而气温日较差的正
效应较低, 导致该播种期的千粒重和穗粒数比其他
播种期低。
3 讨论
花后高温、阴雨寡照严重影响山东春播(4月 25
日和 5月 25日)的玉米产量[9]。李绍长等[10]报道, 山
东泰安春玉米播种期 4月 10日与 5月 10日相比, 灌
浆期日均温高, 粒重低, 而日照时数对粒重起直接
正效应(通径系数为 0.559)。刘淑云等[16]的山东泰安
和新疆石河子春玉米播种期试验表明, 新疆地区的
玉米籽粒产量高于山东, 日照时数和气温日较差是
新疆玉米高产最重要的影响因子, 气温日较差与粒
重呈显著正相关; 产量和气象因子通径分析结果表
明, 花后日均积温、光照、降水对产量起直接负效
应(−0.649、−0.865、−0.837), 而花后日均光照对产
量起直接正效应(1.935)。刘明等[17]探讨河北省吴桥
地区播种期 4 月 24 日和 5 月 15 日的春玉米穗粒数
与气象因子的相关性, 结果表明, 播种期 4 月 24 日
的春玉米开花期降雨过多导致低温寡照影响玉米授
粉受精与结实, 减少穗粒数限制产量。本研究结果
表明 , 灌浆期高温胁迫(日均温和≥33℃天数)和阴
雨寡照是限制春玉米千粒重和穗粒数的直接气候生
态因子; 4月上旬播种的春玉米产量在各播种期处理
中最高 , 原因是 , 灌浆期虽然存在高温胁迫 , 但较
高的气温日较差和较多的日照时数起了较大的直接
正效应, 有利于形成较高的千粒重和穗粒数, 缓解
高温胁迫; 5月中旬播种的春玉米比 4月中旬至 5月
下旬的产量高 , 原因是 , 灌浆期高温少 , 虽然降雨
较多, 但日照时数也较多, 受高温和阴雨寡照胁迫
轻, 千粒重和穗粒数较大, 但气温日较差和日照时
数比 4 月上旬小, 对千粒重和穗粒数正效应较小,
导致产量比 4 月上旬低; 4 月中旬、4 月下旬、5 月
上旬和 5 月下旬播种的春玉米灌浆期受高温胁迫和
阴雨寡照直接负效应影响较大, 授粉结实和灌浆期
1634 作 物 学 报 第 39卷
降雨多、阴天多、光照少、日均温高、≥33℃天数
多、但气温日较差较小, 气候生态因子对千粒重和
穗粒数的直接负效应大, 而直接正效应小, 是这 3
个播种期产量较低的主要原因。
由于本研究 2 年的试验选用的品种不同, 且年
际间的气象因子变化较大, 如何通过播种期调整利
用华北地区气候资源优势, 提高春玉米抗耐气象因
子负效应的能力 , 或者躲避不利气象因子的影响 ,
进而提高春玉米生产力, 还有待进一步研究。
4 结论
华北春玉米灌浆期高温胁迫和阴雨寡照是限制
产量的主要气候生态因子。选择适宜的播种期能够
抗耐躲避高温和阴雨寡照逆境, 提高华北地区春玉
米生产力。华北地区春玉米的适宜播种期是 4 月上
旬, 其灌浆期能够躲避阴雨寡照, 并通过较大的气
温日较差和较多的日照时数对千粒重和穗粒数起较
大的直接正效应 , 缓解高温的直接负效应(抗耐高
温), 提高春玉米产量; 较适宜的播种期是 5 月中旬,
春玉米灌浆期能够躲避高温胁迫, 并且受阴雨寡照
影响较轻, 产量比 4 月上旬的播种期产量低(原因是
气温日较差和日照时数的正效应小)。春玉米不适宜
的播种期是 4月中旬、4月下旬、5月上旬和 5月下
旬, 其灌浆期高温胁迫和阴雨寡照对千粒重和穗粒
数的负影响较大, 限制产量。
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