春玉米种植区一年两季鲜食玉米生长及温度利用效率的比较

俞新华，熊阔，张凯旋，武敏桦，武佳颖，黄智鸿，赵海超，卢海博

（河北北方学院/河北省农产品食品质量安全分析检测重点实验室，河北 张家口 075000）

鲜食玉米是指在乳熟期采收鲜果穗食用或加工的一类特用玉米，包括甜玉米、糯玉米和甜糯玉米[1，2]。鲜食玉米营养丰富、风味独特且易消化吸收，具有较高的保健价值，是一种优良的全谷物食品，其营养价值和公众可接受性远高于传统的粒用玉米[3，4]；而且生产周期短、市场价格高，经济效益显著[5]。2015～2016年国家先后出台相关政策提出要优化玉米种植结构，应“调减子粒玉米，扩大青贮玉米，适当发展鲜食玉米”[6]，为鲜食玉米发展带来了机遇。目前，我国鲜食玉米年种植面积为134万hm2以上。我国是全球最大的鲜食玉米生产国和消费国，合理发展鲜食玉米产业对促进区域经济发展具有重要意义[7，8]。

冀西北地区为我国北方春玉米种植区，以种植普通型玉米为主[9]。在我国对玉米种植业结构进行调整的背景下，同时也为了充分发挥当地资源优势，该区鲜食玉米产业发展较快，目前张家口万全、怀安等地已成为国家级鲜食玉米产业化生产基地[10，11]。目前春玉米区种植的鲜食玉米多为一年一季单作或收获后复种蔬菜[12]，一般在7～8月采收，后期具有较长的休闲期，而充分利用土地和光热资源可以获得较高的产量与经济效益。前人对鲜食玉米复种不同蔬菜的栽培技术进行了系统研究，在实际生产中有效提高了土地利用效率，大幅度增加了单年产值[13，14]。但截至目前，有关一年两熟鲜食玉米的研究较少。田海英等[15]研究认为，第1季鲜食玉米可在3月下旬覆膜播种，第2季最迟在7月20日播种；朱彦辉等[16]研究认为，第2季鲜食玉米要选择早熟耐热品种，否则容易造成果穗畸形。以早熟糯玉米品种万粘3号为试材，通过第1季提早覆膜播种、第2季顶茬播种栽培，分析了两季鲜食玉米的生长差异，旨为形成冀西北鲜食玉米一年两熟栽培技术，实现增产增效。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在张家口市经开区沙岭子镇（东经115°05′，北纬40°06′）进行。该区属温带大陆性季风气候，四季分明，年降水量350～450 mm且降水主要集中在6～8月，年平均气温9℃，无霜期110～150 d。

1.2 试验材料

玉米试材为早熟糯玉米品种万粘3号，生育期70d。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验地面积约0.33 hm2，采用大小垄种植玉米，大行距65 cm，小行距45 cm，株距35 cm。第1季4月8日播种，播种后全地膜覆盖；收获后，顶茬播种第2季。玉米播种量2粒/穴，播种深度2～3cm，密度5.25万株/hm2，四周设保护行。第1季，播种前结合整地基施氮肥（N）500 kg/hm2、磷肥（P2O5）300 kg/hm2和钾肥（K2O）260 kg/hm2，覆膜前使用除草剂控草，出苗后及时放苗、定苗；第2季，播种时施尿素300 kg/hm2做种肥。其他管理措施同常规。

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 玉米生育期及温度。播种后，记载玉米的主要生育期。温度数据来源于张家口市气象局[17]。计算有效积温和温度利用效率：

式中，Th为有效积温；Ti为逐日平均气温；a为生物学下限温度，鲜食玉米取9℃。

温度利用效率[18]〔kg/（hm2·℃）〕=单位面积鲜穗产量（kg/hm2）/作物生育期≥10℃有效积温（℃）

1.3.2.2 叶绿素相对含量和单叶叶面积[19]。乳熟期，用SPAD-502型手持叶绿素仪测定单株可见叶叶片中部的SPAD值，每片叶重复测定5次；用卷尺测量玉米单株可见叶的长度（L）和最大宽度（W），计算单叶面积（0.75×L伊W），3次重复。

1.3.2.3 产量及其构成因素。收获期，全小区收获鲜穗，测定产量；随机取10个果穗进行室内考种，测定鲜食玉米的行粒数、穗粒数、秃尖长、鲜百粒重和容重等。

1.3.3 数据处理与分析 利用Microsoft Excel 2016软件进行数据分析和绘图，利用SPSS 25.0软件进行指标的相关性分析。

2 结果与分析

2.1 两季鲜食玉米生育进程及生育期有效积温的比较

第1季、第2季鲜食玉米的生育期分别为78和75 d，第1季的生育期较第2季长3 d；生育期所需有效积温分别为1 075.4和1 104.6℃，其中第1季大喇叭口期之前各生育阶段所需的积温均低于第2季，大喇叭口期之后各生育阶段所需的积温均高于第2季，最终第2季所需积温较第1季增加了2.72%（表1）。从各生育阶段有效积温积累水平及其生育期时长可以看出，在一定条件下，玉米生育期随着温度的升高而缩短，所需积温随温度的升高而增加。

表1 两季鲜食玉米的生育期和≥10益有效积温Table 1 Growth period and effective accumulated temperature above 10益of fresh corn in two seasons

2.2 两季鲜食玉米叶片SPAD值的比较

第1季鲜食玉米的叶片SPAD值为45.83～65.37，平均57.17，最大值出现在第6片；第2季鲜食玉米的叶片SPAD值为33.9～49.77，平均43.77，最大值出现在第3片叶（图1）。总体来看，两季鲜食玉米的叶片SPAD值由下到上呈现先增后降的趋势，第1季的叶片SPAD值较第2季增加了30.61%。统计分析结果显示，两季鲜食玉米的单叶SPAD值在第4～7叶处存在显著差异，第1季的单叶SPAD值较第2季增加了38.86%。说明高温促进了玉米前期叶片生长，进而降低了叶片中叶绿素的累积。

图1 两季鲜食玉米的叶片SPAD值Fig.1 Leaves SPAD value of fresh corn in two seasons

2.3 两季鲜食玉米单叶叶面积的比较

第1季鲜食玉米的单叶叶面积为451.38～814.16cm2，平均679.00 cm2，最大值出现在第5片叶；第2季鲜食玉米的单叶叶面积为121.18～578.92 cm2，平均391.16 cm2，最大值出现在第6片叶（图2）。总体来看，两季鲜食玉米的单叶叶面积由下到上呈现先增后减的趋势，第1季的单叶叶面积较第2季增加了73.59%。统计分析结果显示，两季鲜食玉米的单叶叶面积均存在显著差异。说明低温有利于促进玉米叶片面积的增大。

图2 两季鲜食玉米的单叶叶面积Fig.2 Single leaf area of fresh corn in two seasons

2.4 两季鲜食玉米产量及其构成因素的比较

第1季、第2季鲜食玉米的鲜穗产量分别为9 427.60和9 029.70 kg/hm2，百粒鲜重分别为696.00和518.00 g，子粒容重分别为1 179.19和767.37 g/L，第1季的指标值均显著高于第2季，其中百粒鲜重增加了34.36%，容重增加了53.67%，产量提高了4.41%；行粒数分别为43.00和41.00粒，穗粒数分别为558.67和518.00粒，秃尖长分别为2.87和1.33 cm，指标值差异均不显著（表2）。说明第1季鲜食玉米的产量性状较优。

表2 两季鲜食玉米的产量及其构成因素Table 2 Yield and its components of fresh corn in two seasons

2.5 两季鲜食玉米温度利用效率的比较

第1季、第2季鲜食玉米的温度利用效率分别为8.77和8.17 kg/（hm2·℃），第1季的温度利用效率较第2季提高了7.34%，差异达显著水平（图3）。说明第1季鲜食玉米有效温度转化为干物质的能力明显较强。

图3 两季鲜食玉米的温度利用效率Fig.3 Temperature utilization efficiency of fresh corn in two seasons

3 结论与讨论

春玉米种植区鲜食玉米一年两季种植可以在充分利用土地及光热资源的基础上，获得较高的产量与经济效益[20]。两季鲜食玉米生育期间气候差异较大，特别是温度差异很大，在一定程度上会影响鲜食玉米的生长发育，进而影响产量与品质。王兵伟等[21]研究表明，相同玉米品种一年2个生长期的表现差异较大。本研究结果表明，第1季鲜食玉米的生育期较第2季长3 d，所需有效积温较第2季少29.2℃，温度利用效率显著高于第2季（增幅7.34%），在一定条件下玉米生育期随着温度的增高而缩短。根据鲜食玉米生育期和所需积温可知，冀西北地区能够实现鲜食玉米一年两季种植，根据气温情况，特别是早霜和晚霜时间，鲜食玉米种植时第1季应在4月1～10日播种，第2季应在7月10～18日播种。

叶片是玉米进行光合作用的主要器官。研究表明，在一定范围内，玉米叶片叶绿素含量越高，其光合效率越强，干物质积累就越多，产量就越高[22，23]。本研究结果表明，两季鲜食玉米的叶片叶绿素相对含量与鲜穗产量呈正相关，与高永刚等[22]研究结果一致。第1季、第2季鲜食玉米的叶片SPAD峰值分别出现在第6片和第3片叶，且叶片SPAD值在第4～7叶处存在显著差异；叶面积峰值分别出现在第5片和第6片叶，由下到上呈现先增后减的趋势，这可能是由于第1季玉米生育期间前期温度低、后期温度高，第2季玉米生育期间前期温度高、后期温度低造成的。土壤养分和病虫害也是影响玉米生长的重要因素，特别是第2季鲜食玉米，应适时追肥和防治病虫害，以达到高产优质的目的。