夏玉米生长发育及耗水特性探索

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夏玉米的生育进程本试验中，T1处理7月31日开始抽雄，其他处理均7月28日开始抽雄，可知T1处理推迟了夏玉米的抽雄起始日期。不同灌水定额条件下其他各生育期的起始日期均保持一致。不同灌水定额处理条件下夏玉米株高的变化株高是形成产量的基础，与抗旱性及籽粒产量密切相关（兰进好，2005年）。生育前期是夏玉米株高快速增加的阶段，灌浆期前后夏玉米的株型趋于稳定，株高生长基本停止。不同灌水定额下夏玉米的株高变化。生育期内T1处理的株高低于其他处理的，抽雄前T6处理的株高高于其他处理的，抽雄后T4和T5处理的株高最高，较T2、T3和T6处理高10cm左右，较T1处理高约30cm。可见，生育前期充足的水分供给有利于夏玉米株高的迅速增加。抽雄～灌浆阶段夏玉米的株高持续增加，但增幅有限，此阶段T6处理的株高增幅小于其他处理。不同灌水定额下夏玉米的株高增速见图2。生育期内T1处理的株高增速随生育进程的推进而持续降低，其他处理则表现出先升高后降低的变化趋势，抽雄后夏玉米各处理的株高增速均显著降低，其中T6处理的降幅最大，达77．2％。苗期T2、T5和T6处理的株高增速相近，高于其他处理的，但处理间差异较小；拔节期夏玉米的株高增速基本上表现出随灌水定额的增加而增大的变化趋势，T1处理的增速最小，为3．26cm／d，T6处理的增速最大，为7．64cm／d，T2处理的增速大于T3处理，为5．70cm／d；抽雄期T1和T6处理的株高增速均较小，低于2cm／d，其他处理均保持在2．9cm／d以上。不同灌水定额下夏玉米的茎粗不同灌水定额下夏玉米的茎粗。对比可知，夏玉米各处理的茎粗大小顺序为：T2＞T6＞T4＞T3＞T5＞T1。方差分析结果表明，T1处理与T2、T4和T6处理间差异显著，T2处理与T1、T3和T5处理间差异达极显著水平，且T5和T6处理间也存在显著差异。由此可知，灌水定额的不同势必对夏玉米茎秆的扩充生长产生影响，但处理间的趋势性变化规律不明显。不同灌水定额处理条件下夏玉米叶面积指数的变化叶面积指数（LeafAreaIndex，LAI）是与植物光合作用及蒸散发过程密切相关的，可用于作物监测、估产及病虫害评价等方面的关键生态参数之一。

不同灌水定额处理条件下，生育期内T6处理的LAI值最大，T1处理最小，但未明显地表现出随灌水定额的增大而增大的变化趋势。抽雄前T2和T5处理的LAI值大于T3和T4处理的，T3和T4处理的LAI值相近，呈同步增大的变化趋势，抽雄后T2和T5处理的LAI值仍较高，T2、T5和T4处理则出现不同程度的降低，T4处理仍保持稳定，不同于上述三处理。不同灌水定额下夏玉米的果穗性状及籽粒产量不同灌水定额处理条件下夏玉米的果穗性状及籽粒产量。从整体而言，夏玉米的穗长和穗粗值均随灌水定额的增加而变大，T1处理的果穗最短且最细，T6处理最长且最粗，其中T1、T3处理的穗长与T5、T6处理间差异显著，但均未达到极显著水平，T1、T2处理的穗粗与T6处理间差异极显著；夏玉米秃尖长的表现为：T2＞T1＞T4＞T3＞T5＞T6，其中T2处理与T5、T6处理间差异显著，而其他两两处理间差异均不显著；夏玉米的穗行数较接近，处理间差异不显著。不同灌水定额处理条件下夏玉米百粒重的表现为：T5＞T6＞T4＞T1＞T3＞T2。其中T5处理的百粒重最高，为31．9g，其他处理较T5处理分别降低了约1．07％（T6）、7．76％（T4）、11．97％（T3）、12．79％（T2）、9．19％（T1）。方差分析结果显示，T5和T6处理间差异不显著，但与其他四处理间差异均达极显著水平。夏玉米的籽粒产量随灌水定额的增加而增加，T1处理的籽粒产量最小，为6820kg／hm2，其他处理较T1处理分别增加了约1．76％（T2）、5．28％（T3）、18．18％（T4）、37．83％（T5）、45．16％（T6）。其中T5和T6处理的增幅在35％以上，T4处理的增幅也在15％以上，T3和T2处理的增幅则较小。方差分析结果显示，T5和T6处理间差异不显著，但均显著高于其他处理，T4与T3处理间差异不显著，但显著高于T1和T2处理，而T1和T2处理间不存在显著差异。由此可知，随着灌水定额的增大，夏玉米的籽粒产量呈阶梯状增大的变化。

T3和T5处理的表现可能与一次灌水持续期较长有关，T1处理则与该阶段灌水总量较低有关；抽雄期夏玉米的阶段耗水量和耗水模系数持续走低，T1处理的日耗水强度较拔节期显著提高，T2则显著降低，其他处理较拔节期的变化不大，其变幅在0．05～0．77mm／d之间，T1和T2的不同表现与该阶段的灌水处理不同有关；灌浆期夏玉米的阶段耗水量和耗水模系数较抽雄期普遍升高，其日耗水强度则较低，这主要是因为此期已处于夏玉米的生育中后期，营养生长基本停止，有效绿叶面积持续降低，且此期气候条件尤其是气温较抽雄期发生了变化。夏玉米产量与水分利用效率不同灌水定额处理条件下夏玉米的产量与水分利用效率（WUE）见表5。随着灌水定额的增大，夏玉米的耗水量和产量呈增加趋势，其WUE也出现不同程度的增加，但没有明显的趋势性变化规律。作物WUE是其籽粒产量和总耗水量共同作用的结果，反映了作物节水效益的高低。由WUE的增加率可知，T2处理的WUE最低，尽管其籽粒产量较T1处理有所提高，但总耗水量的增幅更大，不利于WUE的提高。T5处理的WUE较T1处理增幅约25．21％，为3．03kg／m3，其耗水量提高了约10．09％，产量提高了37．83％之多，可见产量水平提高是其WUE大幅提高的关键因素。T6处理的产量最大，但耗水量也最大，较T1增幅达40．80％，其WUE则提高了约3．31％。总之，T5处理是兼顾产量和节水效益的最佳处理。

本研究中，T1处理的株高和叶面积值在全生育期内均最小，拔节期其株高的增速最缓。抽雄期其他处理株高的增速均大于T6处理，这可能与其他处理的生长后效性有关。夏玉米的茎粗受灌水定额影响较大，但没有表现出明显的趋势性变化。在黄淮海地区，夏玉米的生育期恰逢雨季，正常年份基本不用灌溉（李全起，2004年）。有研究指出，干旱条件下进行适当灌溉可大幅提高玉米的产量（张建，2007年）。本研究中，夏玉米的产量、穗长和穗粗值均随灌水定额的增加而增大，其果穗的秃尖则变短。以往研究证实，玉米的产量随灌水量的增加呈抛物线变化（孙景生，1998年；刘战东，2011年），本试验则未得到完全一致的结论，可能与试验设计有关。夏玉米苗期耗水主要以棵间蒸发为主，其日耗水强度大小受播前土壤底墒和苗期灌水的影响较大，此期进行干旱锻炼的夏玉米会在拔节后出现“反弹”生长现象，耗水量迅速增加（孙景生，1999年；彭世章，2003年），而苗期与拔节期连续干旱处理则不利于夏玉米高产（李凤英，2000年）。本研究中，苗期灌水定额增加会使夏玉米的苗期耗水增加，其生长发育则未受到较大影响，不利于WUE的提高，低定额灌溉则会抑制夏玉米地上部植株的生长，这可能与此期棵间蒸发比重较大有关。灌水定额105mm处理的耗水量较灌水定额45mm处理提高了约10．09％，产量提高了37．83％之多，其WUE也最大，为3．03kg／m3，无疑是兼顾产量和节水效益的最佳处理。

作者：路振广 邱新强 杨静敬 张玉顺 孟春红 单位：河南省水利科学研究院 河南省节水灌溉工程技术研究中心