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JIA | 中国农科院李少昆研究员团队揭示玉米播种后3天滴水出苗黄金窗口期,精准滴灌破解夏玉米高密度种植整齐度难题

已有 548 次阅读 2026-9-30 17:15 |个人分类:论文|系统分类:论文交流

玉米作为全球重要的粮食和饲料作物,也是我国第一大谷物作物,提高种植密度是增产的有效途径,但高密度种植下群体整齐度对最终产量影响显著。夏玉米生育期常面临降雨分布不均导致的短期干旱,播后灌溉是保障出苗的关键措施。传统漫灌、喷灌易造成土壤温湿度分布不均,影响出苗一致性,进而加剧群体内资源竞争,限制产量潜力发挥。滴灌技术具有节水、保墒、提升水分利用效率等优势,但目前关于播后滴灌时机对玉米群体整齐度及产量影响的系统研究较为缺乏。

近期,中国农业科学院作物科学研究所李少昆研究员团队完成的题为“Enhancing maize high-density population uniformity and yield through timely drip irrigation after sowing”的研究在Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》,JIA)2026年9期发表。针对以上问题,该团队明确了夏玉米播后滴灌的关键窗口期,揭示了及时滴灌通过提升群体整齐度促进高产的生理机制,为玉米高密度种植条件下的滴灌管理提供了理论依据和技术支撑。

试验于2022—2024年在河南省漯河市中国农业科学院漯河试验基地开展,供试品种为黄淮海地区主栽品种京农科728,种植密度为90095株/公顷,每年6月5-6日播种,10月1-5日收获。试验采用裂区设计,设置6种处理:播后0天滴灌(DAS0)、播后3天滴灌(DAS3)、播后6天滴灌(DAS6)、播后9天滴灌(DAS9)、播后12天滴灌(DAS12)及播后0天喷灌(SI)。在关键生育期测定出苗率、叶面积指数(LAI)、干物质积累量、株高、穗位高、穗长、单穗粒重、收获穗数及产量等指标,采用变异系数倒数表征群体整齐度,通过相关性分析和通径分析揭示各指标与产量的关联。

主要发现如下:

播后及时滴灌显著提升出苗率和收获穗数

滴灌处理的玉米出苗率普遍高于喷灌,其中DAS0和DAS3处理出苗率均超90%,最高达97.90%,较SI处理显著提高9.57%;收获穗数趋势与出苗率一致,DAS0和DAS3处理较SI处理平均增加11.65%和9.42%。随着滴灌延迟,出苗率和收获穗数逐步下降,每延迟1天滴灌,出苗率平均降低0.97%,每公顷收获穗数平均减少83.34穗,DAS12处理出苗率较DAS0-3处理显著降低15.05%。

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图1 不同灌溉方式对出苗率和成穗率的影响

滴灌时机影响果穗性状及整齐度

播后3天内滴灌(DAS0-3)可显著优化果穗性状,较SI处理穗长平均增加13.50%,单穗粒重平均提高24.85%,其中DAS0处理单穗粒重增幅达29.62%。延迟滴灌导致果穗性状整齐度下降,DAS0-3处理穗长整齐度(UF=13.59-17.69)和单穗粒重整齐度(UF=9.31-12.52)显著高于DAS6-12处理,每延迟1天滴灌,单穗粒重平均减少4.20克。

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图2 不同灌溉方式对穗部性状的影响

及时滴灌提升群体生长整齐度

吐丝期DAS0-3处理株高变异范围为252.48-304.38cm,穗位高变异范围为85.77-116.34cm,均小于DAS6-12处理和喷灌处理;群体整齐度分析显示,DAS0-3处理株高(UF=14.06-55.76)和穗位高(UF=13.59-16.41)整齐度显著高于延迟滴灌处理。干物质积累和叶面积指数的整齐度随滴灌延迟同样下降,收获期DAS0-3处理干物质积累整齐度较DAS6-9处理高28.24%,叶面积指数整齐度高41.83%。

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图3 不同灌溉方式对株高和穗位高的影响

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图4 不同灌溉方式对干物质积累和LAI的影响

产量与群体整齐度高度相关

DAS0-3 处理产量较SI处理显著提高23.71%,平均增幅分别达25.21%(DAS0)和22.21%(DAS3);而DAS6-12处理产量较DAS0-3处理降低13.18%-23.97%,与喷灌处理无显著差异。相关性分析表明,产量与出苗率相关性最高(r=0.97**),与干物质积累、叶面积指数、单穗粒重及收获穗数均呈极显著正相关;通径分析显示,DAS0-3处理中收获穗数对产量的直接通径系数(0.78)高于DAS6-12处理,而延迟滴灌处理中单穗粒重的贡献更为突出(0.51)。

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图5 不同灌溉方式对玉米产量的影响

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图6 各指标及其整齐度的相关性分析

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图7 收获穗数、单穗粒重与产量关系的通径分析

滴灌窗口期效应明确

滴灌窗口期效应明确:播后3天是滴灌提质增产的关键窗口期,超过3天后每延迟1天滴灌,产量平均减少0.32吨/公顷。错过窗口期将导致滴灌的增产潜力无法充分发挥。

综上,夏玉米播后3天内实施滴灌出苗,可通过显著提高出苗率和群体整齐度,增加收获穗数和单穗粒重,充分发挥高密度种植的增产潜力。该研究明确了播后及时滴灌是提升玉米群体质量和产量的关键技术措施,为黄淮海地区及类似生态区夏玉米节水高效栽培提供了重要技术参考,对保障玉米高产稳产具有重要实践意义。

中国农业科学院作物科学研究所李少昆研究员为该论文的通讯作者,博士研究生闫振华(已毕业)为第一作者。

Cite the article: Zhenhua Yan, Yi Liu, Shang Gao, Hongye Yang, Dayun Feng, Kexin Gao, Yuan Lu, Bo Ming, Keru Wang, Zhiguo Zhou, Ruizhi Xie, Shaokun Li. 2026. Enhancing maize high-density population uniformity and yield through timely drip irrigation after sowing. Journal of Integrative Agriculture, 25(9): 3629-3638.

Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报(英文)》, JIA)由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。



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