全 文 ：Vol. 29 , No. 5
pp. 775～778 　Sept. , 2003
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 29 卷 第 5 期
2003 年 9 月 　775～778 页
不同生态区及播期对玉米籽粒灌浆的影响
李绍长1 　白　萍1 　吕　新1 　刘淑云2 　董树亭2 Ξ
(1 新疆兵团绿洲生态农业重点实验室Π石河子大学新疆作物高产研究中心 ,新疆石河子 832003 ; 2 山东农业大学农学院 ,山东泰安 271018)
摘 　要 　以山东品种掖单 22 和新疆品种 Sc704 分别在新疆石河子和山东泰安两个生态区 ,分三个时期播种 (2000 年 4 月
10 日、5 月 10 日和 6 月 10 日) ,以研究生态区及播期对籽粒灌浆的影响。结果表明 ,在不同的生态区 ,分期播种对籽粒灌
浆的影响不同。在新疆石河子地区 ,随着播种期的推迟 ,玉米籽粒灌浆的进程变慢 ,持续时间延长 ,灌浆速率下降 ,粒重
减轻。在山东泰安 ,播期对粒重的影响不大。造成两地间玉米籽粒灌浆对播期反应不同的原因主要是纬度的不同而造
成的日照时数和秋季气温变化不同所致。
关键词 　玉米 ;生态区 ;播期 ;籽粒灌浆
中图分类号 : S513 　　　文献标识码 : A
Ecological and Sowing Date Effects on Maize Grain Filling
LI Shao2Chang1 　BAI Ping1 　LU Xin1 　LIU Shu2Yun2 　DONG Shu2Ting2
(1 Key Laboratory of Oasis Ecological Agriculture of Xinjiang Bintuan Π Research Center of Crop High2yield in Xinjiang , Shihezi University , Shihezi , Xinjiang
832003 ;2 Agricultural College of Shandong Agricultural University , Tai’an , Shangdong 271018 , China)
Abstract 　Two maize hybrids ( Yedan222 , Sc704) were planted in two ecological regions , Shihezi of Xinjiang(45. 3°N ,
86°E) and Tai’an of Shandong(36. 16°N ,117. 6°E) , with three sowing dates (April 10 , May 10 and June 10 in 2000) , in
order to study the effects of ecology and sowing date on grain filling. The results showed that the influence of sowing date on
grain filling was different between ecological regions. In Shihezi region , a lagged grain filling , a slower filling rate and a
lighter grain weight was found in late sowed maize. However , the effect of sowing date on grain weight was not significant
in Tai’an. The main reason of this discrepancy was the difference in day length and temperature during grain filling due to
latitude.
Key words 　Maize ; Ecological region ; Sowing date ; Grain filling
　　关于玉米生长发育对温度的要求及不同播期对
玉米产量的影响 ,前人已做过不少研究。如 ,Wiloson
等认为低温有利于延长生育期 ,较凉的生长季节能
使玉米增产[1 ] ;但多数的研究结果表明灌浆期低温
对玉米籽粒发育影响很大 ,连续 5 d 的 10 ℃处理即
可对籽粒生物膜系统产生直接伤害 ,障碍籽粒灌浆 ,
降低粒重[2 ] 。在北方玉米区 ,夏播玉米籽粒灌浆处
于秋季 ,气温逐渐降低对籽粒发育及产量有很大的
影响 ,如东先旺等发现开花至成熟阶段的温差与粒
重呈极显著负相关 ,灌浆期昼夜温差大是山东晚播
玉米减产的主要原因[3 ] 。张新等认为郑单 14 在河
南省的理想播期为 6 月 10 日前[4 ] 。以上的研究结
论多是在同一省份内不同地区种植的试验结果 ,可
基本反映玉米产量对生态区和播期的反应。但在跨
大生态区之间播期对玉米籽粒发育的影响 ,以及不
同品种在生态区间对播期反应的差异等方面的研究
并不多见。本文以山东和新疆玉米推广品种各 1
个 ,分别在山东泰安和新疆石河子两个完全不同的
生态区同时进行分期播种试验 ,研究其籽粒灌浆动
态 ,试图了解不同播期对玉米籽粒发育的影响及其
在不同生态区的反应。
1 　材料与方法
试验点设在位于新疆石河子市的石河子大学农
科系试验站 (45. 3°N ,86°E) 和位于山东泰安的山东
农业大学试验场 (36. 16°N , 117. 6°E) ,玉米生长季节
(2000 年 4 月 1 日～9 月 30 日)两地总日照时数分别Ξ作者简介 :李绍长 (1971 - ) ,男 ,农学博士 ,责任作者 ,主要从事作物栽培生理研究。
Received(收稿日期) :2002203227 , Accepted(接受日期) :2002209202.

为 1809 h 和 1310 h , 有效积温 ( ≥10 ℃) 分别为
3957 ℃和 4090 ℃,日均温分别为 21. 63 ℃和 22. 35 ℃。
试验材料选用山东高产玉米品种掖单 22 和新疆主
栽玉米品种 Sc704 ,分别于 2000 年 4 月 10 日、5 月 10
日和 6 月 10 日分 3 期在两地同时播种。小区面积
133 m2 ,3 次重复。种植密度为 75000 株·hm - 2 ,行距
66 cm。施肥水平为 542 kg·hm - 2 (N) 、225 kg·hm - 2
(P) 。于玉米抽丝期选择生长健壮一致的植株挂牌
标记 ,从抽丝后 10 d 起 ,每隔 10 d 取果穗中部籽粒
100 粒 ,烘干后称重。每次取 3 个果穗。籽粒灌浆
分析按前文方法进行[5 ] 。
表 1 不同播期玉米抽丝2成熟阶段的光温条件
Table 1 Daylength and thermal condition during the period of maize silking and mature in different sowing date (2000)
生态区
Experimental spot
播种期
Sowing date
(monthΠday) 抽丝2成熟期Silking andmature date(monthΠday) 抽丝2成熟的光温条件Day length and thermal condition during silking and mature period日均温Daily meantemperature
( ℃)
日平均最高温
Daily mean highest
temperature
( ℃)
日平均最低温
Daily mean lowest
temperature
( ℃)
日照时数
Day length
(h)
石河子
Shihezi
4Π10 6Π29 —8Π18 26. 1 33. 0 19. 4 9. 8
5Π10 7Π18 —9Π10 23. 7 31. 0 16. 1 9. 6
6Π10 8Π10 —10Π9 3 3 18. 5 26. 4 10. 7 9. 3
泰 安
Tai’an
4Π10 6Π21 —8Π10 26. 7 29. 8 24. 1 6. 4
5Π10 7Π5 —8Π28 26. 4 29. 8 23. 1 6. 8
6Π10 7Π30 —9Π18 24. 2 28. 2 18 6. 2
　　注 :气象资料由当地气象局提供。该播期玉米在 10 月 9 日尚未成熟 ,但由于气温低 ,灌浆已基本停止。
Note : Meteorological data was presented by local meteorological bureau. Maize sowed in June 10 was not mature in Oct . 9 , but grain filling was ceased due
to low temperature.
2 　结果与分析
2. 1 　同一生态区播期对籽粒灌浆的影响
2. 1. 1 　石河子地区播期对籽粒灌浆的影响
石河子是春玉米区 ,玉米播种一般在 4 月 15 日
前后。试验中以 4 月 10 日播种为对照 ,分析播期对
玉米灌浆的影响 (表 2) 。总体趋势是 ,随播期的推
迟 ,籽粒灌浆线性增长期出现时间晚 ,持续时间延
长 ,灌浆速率减慢 ,粒重减轻。5 月 10 日播种的玉
米所受影响较小 ,可能是该期玉米籽粒灌浆期间的
温光条件尚好 ,还可满足籽粒正常灌浆成熟。而 6
月 10 日播种的玉米籽粒灌浆各项指标所受影响较
大 ,可能是因为该期玉米籽粒灌浆期处于 8 月中
旬～10 月上旬 ,其间温度下降快 ,特别是夜温下降
很快 ,昼夜温差加大 ,越往后气温越低 ,虽然叶片尚
能进行光合作用 ,但温度过低不利于光合产物的转
移和分配 ,籽粒不能正常成熟。与对照相比 ,5 月 10
日和 6 月 10 日播种的掖单 22 最终粒重分别降低
817 %和 2316 % , Sc704 同期粒重下降了 6152 %和
19178 %。
2. 1. 2 　山东泰安地区播期对籽粒灌浆的影响
在山东泰安 ,玉米以夏播为主 ,试验以 6 月 10
日播种为对照 ,分析籽粒灌浆的特性 ,结果显示 2 个
品种对播期的反应略有不同 (表 3) 。就掖单 22 而言 ,
表 2 不同播期玉米籽粒灌浆特性 3 (石河子 ,2000)
Table 2 Characteristics of maize grain filling in different sowing date(Shihezi , 2000)
杂交种名
Hybrid
播种期
Sowing date
(monthΠday) 线性增长期起始时间Initial time of linear stage(d) 线性增长持续期Duration of linear stage(d) 平均灌浆速率Rate of grain filling(mg·grain - 1·d - 1) 最终籽粒干重 3 3Grain dry weight(mg·grain - 1)
掖单 22
Yedan 22
4Π10 20 21 6. 71 335. 7a
5Π10 21 20 5. 67 306. 4b
6Π10 24 22 4. 28 256. 6d
Sc704
4Π10 18 16 5. 40 270c
5Π10 18 16 4. 67 252. 4d
6Π10 22 19 3. 61 216. 6e
　　注 : 3 表中时间为抽丝后天数。3 3 数据后有相同字母表示 0. 05 水平上不显著。(表 3、表 4 同)
Notes : 3 Time in this table was presented as day after silking.3 3 Values followed by the same letter are not significantly different at the 0. 05 level of probability. (The same in Table 3 and Table 4) .
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3 个播期的各项指标中 ,除 5 月 10 日播的线性增长
持续期较长外 ,其余指标均无明显差异。Sc704 灌
浆各指标在播期间的变幅要大于掖单 22 ,特别是最
终粒重 ,播期间差异明显。两品种在泰安的不同表
现可能与品种的生态适应性有关。据调查 ,5 月 10
日播种的玉米表现出线性增长持续期延长的主要原
因是 ,在其籽粒灌浆线性增长期阴雨天气 (日照 < 5
h)的天数为 10 d ,而 4 月 10 日和 6 月 10 日播种的相
应阶段阴雨天气只有 6 d 和 4 d。
2. 2 　同一品种在不同生态区的灌浆特性
以 4 月 10 日播种的玉米为例 ,分析比较同一个
品种的灌浆特性在不同生态区的反应 (表 4) 。掖单
22 在两个生态区中籽粒灌浆线性增长期出现的时
间一样 ,但在石河子地区的持续时间长 ,灌浆速率
高 ,因而最终粒重大于泰安地区玉米。而 Sc704 的
线性增长持续时间和灌浆速率在两地间各有所长 ,
相互补偿 ,因而最终粒重在两地间无差异。
表 3 不同播期玉米籽粒灌浆特性 (泰安 ,2000)
Table 3 Characteristics of maize grain filling in different sowing date(Tai’an , 2000)
杂交种名
Hybrid
播种期 (月Π日)
Sowing date
(monthΠday) 线性增长期起始时间Initial time of linear stage(d) 线性增长持续期Duration of linear stage(d) 平均灌浆速率Rate of grain filling(mg·grain - 1·d - 1) 最终籽粒干重 3 3Grain dry weight(mg·grain - 1)
掖单 22
Yedan 22
4Π10 20 15 5. 85 292. 3a
5Π10 19 22 5. 54 299a
6Π10 19 15 6. 16 308. 1a
Sc704
4Π10 20 14 5. 53 276. 3b
5Π10 16 25 5. 64 304. 6a
6Π10 17 16 5. 07 253. 4c
表 4 不同生态区玉米籽粒灌浆特性 (播种日期 :2000 年 4 月 10 日)
Table 4 Characteristics of maize grain filling in different ecological region(Sowing date : April 10 ,2000)
品种
Hybrid
试验地点
Experimental spot
线性增长期起始时间
Initial time of linear stage
(d)
线性增长持续期
Duration of linear stage
(d)
平均灌浆速率
Rate of grain filling
(mg·grain - 1·d - 1)
最终籽粒干重 3 3
Grain dry weight
(mg·grain - 1)
掖单 22
Yedan 22
石河子 Shihezi 20 21 6. 71 335. 7a
泰安 Tai’an 20 15 5. 85 292. 3b
Sc704 石河子 Shihezi 18 16 5. 40 270c泰安 Tai’an 20 14 5. 53 276. 3c
表 5 各因子的通径系数和相关系数
Table 5 Path efficient and relative efficient of the effectors on grain weight
纬度
Latitude
播期
Sowing date
日照时数
Day length
灌浆期温度
Daily mean
temperature during
grain filling
灌浆速率
Rate of grain
filling
灌浆持续期
Duration of
grain filling
粒重
Grain weight
X1 X2 X3 X4 X5 X6 Y
通径系数 Path coefficient
X1 - ( x1 - x6) 0. 0999 0 　0. 5530 - 0. 5458 - 0. 1120 0
X2 - ( x1 - x6) 0 - 0. 3653 - 0. 0514 - 0. 7521 - 0. 3262 　0. 9453
X3 - ( x1 - x6) 　0. 0988 　0. 0336 　0. 5590 - 0. 4427 - 0. 0765 - 0. 0951
X4 - ( x1 - x6) - 0. 0533 0. 2686 - 0. 2419 　1. 0229 　0. 4499 - 0. 7140
X5 - ( x1 - x6) - 0. 0200 　0. 2129 - 0. 0764 　0. 8223 　0. 5597 - 0. 5412
X6 - ( x1 - x6) 0 - 0. 3633 - 0. 0559 - 0. 7684 - 0. 3187 　0. 9505
相关系数 Related coefficient
X1 1
X2 0 1
X3 0. 9893 3 3 - 0. 092 1
X4 - 0. 5336 - 0. 7352 - 0. 4328 1
X5 - 0. 2001 - 0. 5829 - 0. 1366 0. 8038 3 1
X6 0 0. 9944 3 3 - 0. 1001 - 0. 7512 - 0. 5693 1
Y - 0. 005 - 0. 5498 0. 0771 0. 7322 0. 9673 3 3 - 0. 5557 1
777　5 期 李绍长等 : 不同生态区及播期对玉米籽粒灌浆的影响 　　　

2. 3 　灌浆特性的通径分析
对影响玉米籽粒灌浆的生态因子 ,如 : 纬度
( X1 ) 、播期 ( X2 ) 、日照时数 ( X3 ) 、灌浆期温度 ( X4 ) ,
和生理因子 ,如灌浆速率 ( X5 ) 、灌浆持续期 ( X6 ) ,以
及粒重 ( Y) 进行通径分析 ,以了解各因子间的相互
关系及其对产量的贡献。以掖单 22 为例 ,从各因子
对粒重的直接和间接通径系数看 (表 5) ,灌浆期日
照时数和温度 ,及灌浆持续期直接影响粒重的大小 ,
其直接通径系数分别为 0. 5590、1. 0299 和 0. 9505 ,
纬度主要通过灌浆期的日照时数和温度来间接影响
粒重 , 纬度越高 , 灌浆期日照时数越长 ( r13 =
019893 3 3 ) ,温度越低 ( r14 = - 0. 5336) 。而播期主要
通过灌浆持续期和灌浆期温度间接地影响粒重 ,播
得早 ,灌浆期温度相对较高 ( r24 = - 0. 7352) ,灌浆速
度快 ,灌浆持续期短 ( r26 = 0. 9944 3 3 ) 。
3 　结论与讨论
玉米属喜温作物 ,灌浆期低温对籽粒发育的影
响很大。灌浆期 10 ℃处理 5 d 玉米籽粒中淀粉、蛋
白质大分子物质含量下降 ,籽粒灌浆受阻[2 ] 。Jones
等 (1985)指出 ,灌浆期低温 (15 ℃) 处理对胚乳细胞
数目没有影响 ,但淀粉粒合成数目减少 ,粒重降
低[6 ] 。据作者研究 ,新疆春播玉米在抽丝授粉后
12～18 d 胚乳细胞数基本确定[5 ] ,夏播 (6 月 10 日播
种)玉米抽丝至成熟阶段的日均温仍有 18. 6 ℃(表
1) ,可以满足胚乳细胞的分化。但进入 9 月后 ,夜温
迅速下降 ,使整个抽丝至成熟阶段的日平均最低气
温降至不足 11 ℃,此时正值夏播玉米的干物质积累
线性增长期 ,过低的夜温阻碍了光合产物的运输分
配和淀粉的合成 ,虽然到 9 月底时叶片仍保持绿色 ,
但已观察不到籽粒干物质的增长 ,因而粒重降低。
跨生态区种植玉米 ,造成籽粒发育差异的主要
原因是纬度不同而产生的日照时数和灌浆期温度的
变化。4 月 10 日播种的掖单 22 在石河子地区籽粒
产量高 (表 4) ,其原因是灌浆期日照充足、昼夜温差
大 (表 1) ,夜间呼吸消耗少 ,干物质积累多。6 月 10
日播种的玉米籽粒灌浆期间 ,虽然石河子地区有比
山东泰安更好光照条件 ,但其籽粒产量却低于后者。
其原因是新疆在进入 9 月后 ,温度下降快 ,特别是夜
温太低 (表 1) ,温差过大不利于干物质的生产和积
累[3 ] 。以至籽粒不能正常成熟 ,粒重大幅度降低 (表
2) 。而泰安地区纬度较石河子低 ,秋季气温下降平
缓 ,玉米籽粒能正常灌浆成熟。
　　在同一生态区 ,播期主要是通过灌浆期温度和
灌浆持续期来影响粒重。在山东泰安 ,3 个播期的
光温条件变化不大 ,籽粒发育几乎不受影响。在石
河子地区 ,春播玉米灌浆期正处于新疆的光热水同
步期 ,光照充足、温度适宜 (表 1) ,灌浆速率快 ,持续
时期短 ,粒重高 (表 2) ;随播种期推迟 ,籽粒灌浆期
的温度条件逐渐恶化 ,灌浆速率减慢 ,持续期加长 ,
粒重减轻 ,甚至 6 月 10 日播种的玉米籽粒不能正常
成熟 (表 2) 。
新疆 9 月的气温特点是夜温低 ,而白天气温下
降并不明显 ,如山东泰安夏播玉米抽丝至成熟阶段
(7 月 30 至 9 月 18 日) 的日平均和最低气温分别为
最高 28. 2 ℃和 18 ℃,石河子地区夏播玉米抽丝至成
熟阶段 (8 月 10 至 10 月 9 日) 的日平均最高和最低
气温分别为 26. 4 ℃和 10. 7 ℃(表 1) 。张毅 (1995) 等
曾在玉米灌浆期连续 5 d 用 10 ℃处理植株 ,发现籽
粒内部膜结构受到伤害 ,可溶性糖和游离氨基酸含
量增加 ,淀粉、蛋白质大分子物质含量下降 ,灌浆受
阻[2 ] 。而像石河子地区这种非连续性的低温 (白天
温度较高 ,夜温低于 10 ℃) 对玉米籽粒发育和灌浆
是如何影响的、其机理如何 ,有待进一步研究。
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