日照和GDD介导的粒重变化驱动中国北方不同经度地区玉米产量差异形成

【作者】 杨清龙； 邵玺文； 吕艳杰； 曹玉军； 王永军； 王立春；

【机构】 吉林省农业科学院农业资源与环境研究所/玉米国家工程实验室； 吉林农业大学农学院；

【摘要】 【研究背景】我国玉米种植区域分布广,区域生态条件等差异极大,使得玉米种植密度在各个区域内差异巨大。生态条件尤其是气候因子是影响玉米生长发育的主要因素,同时玉米也通过自身调节来适应生态环境的变化。【材料与方法】为了研究经度引起的不同环境条件下玉米产量形成过程对气候因素响应的差异,我们于2018年至2019年在位于中国春季玉米地区的新疆(44°39′N,84°37′E)、宁夏(38°08′N,105°49′E)、吉林(44°37′N,123°21′E)选用中国广泛种植的品种先玉335(XY335)在90000株hm-2密度下进行了试验研究。【结果与分析】结果表明,随经度增加春玉米单株产量和单株生物量逐渐下降,每增加10°分别下降12.39 g、21.05g,单株穗粒重是导致产量下降的主要原因。随经度增加穗粒数差异不显著,千粒重呈下降趋势,每增加10°,千粒重减少16.79 g。粒重降低主要是由于随经度的增加灌浆速率最大时的时间推迟,且灌浆速率最大时生长量和灌浆活跃期下降导致的。吐丝至成熟的天数、日照时数和GDD是影响粒重的主要气候因素,呈显著正相关关系。吐丝至成熟和播种至成熟的阶段,经度每增加10°,生育天数分别降低2.43 d和1.66 d。播种至成熟的生育阶段,经度每增加10°,日照时数和GDD分别减少100.28 h和86.1℃.d。【结论】综上,影响千粒重的主要因素一是吐丝到成熟期的生育天数和日照时数,二是生育期间的温度。随经度增加,为了确保玉米的高产和稳定,需适当延长玉米收获时间,以适应中国北方地区有限的热量资源,尤其是在经度较高的区域。更多还原