这篇文档属于类型a，是一篇关于夏玉米籽粒品质对播种期和气象因素响应的原创性研究报告。以下是针对该研究的学术报告：
一、作者与发表信息
本研究由Weiwei Sun（第一作者，中国农业大学资源与环境学院）、Qijin He（通讯作者，中国农业大学/南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心）、Guangsheng Zhou和Yanling Song（均来自中国气象科学研究院/南京信息工程大学）合作完成，发表于Industrial Crops & Products期刊2025年第231卷，文章编号121210。
二、学术背景
研究领域与动机
玉米（*Zea mays L.*）是全球重要的粮食作物，其籽粒富含淀粉（70%）、蛋白质（10%）、油脂（4%）和纤维素（2%），是食品、饲料和工业原料的关键来源。黄淮海平原是中国夏玉米主产区，占全国总产量的三分之一。然而，气候变化导致播种期波动，可能通过影响玉米生长发育动态（如叶面积指数LAI、地上生物量AGB）进而改变籽粒品质。以往研究多关注产量，而品质形成与关键生育期的关系尚不明确。
科学问题与目标
本研究旨在：
1. 明确不同播种期下夏玉米生长动态（LAI、AGB、生育期长度GPD）与籽粒品质（蛋白质、淀粉、油脂、纤维素含量及产量）的定量关系；
2. 解析气象因素（积温、辐射、昼夜温差等）如何通过调控生长动态间接影响品质；
3. 提出优化播种期以提高籽粒品质的栽培策略。
三、研究流程与方法
1. 试验设计与数据采集
- 试验地点与时间：2018–2021年在河北固城站（温带半湿润气候）和2019–2021年在安徽宿州站（亚热带季风气候）进行田间试验。
- 播种处理：设4个播种期——常规播期（S2）、提前10天（S1）、延迟10天（S3）、延迟20天（S4）。
- 品种选择：固城站选用“联玉1号”，宿州站选用“郑单958”，密度为6株/m²，氮磷钾施肥比例为26:14:5。
2. 生长动态监测
- 生育期划分：按农业气象观测标准记录播种、拔节、抽雄、灌浆、成熟期。
- 叶面积指数（LAI）：通过测量叶片长宽，采用校正系数法计算单株叶面积，再换算为LAI（公式：( S = \sum (l_i \times d_i \times 0.75) )）。
- 地上生物量（AGB）：分拔节、抽雄、灌浆、成熟期取样，105℃杀青后80℃烘干至恒重，测定单株干重（不含雌穗）。
3. 籽粒品质分析
- 淀粉含量：酸水解法（GB/T 5009.9–2016）；
- 蛋白质含量：凯氏定氮法（GB/T 5009.5–2016）；
- 油脂含量：索氏提取法（GB/T 5009.6–2016）；
- 纤维素含量：滤袋法（GB/T 6434–2006）。
- 品质产量：通过品质含量与籽粒产量的乘积计算（公式：( \text{品质产量} = \frac{\text{品质含量}}{100} \times \text{籽粒产量} )）。
4. 气象数据与统计分析
- 气象要素：记录每日最高/最低温度、降水、辐射，计算有效积温（GDDs，基温10℃）。
- 数据分析：
- 路径分析（Path Model）：量化生长指标（GPD、LAI、AGB）对品质的直接/间接效应；
- 逐步多元回归：筛选关键生长阶段及指标；
- Z-score标准化：消除量纲差异，增强数据可比性。
四、主要研究结果
1. 播种期对生长动态的影响
- 生育期长度：延迟播种缩短播种-拔节期（S-J阶段），但延长灌浆-成熟期。宿州站S1至S4的全生育期差异达10.3天（图3a–b）。
- LAI与AGB：提前播种（S1）显著提高LAI（固城站最大差异1.25）和AGB（宿州站差异超30 g/株），延迟播种导致叶片早衰（图3c–f）。
2. 生长动态与籽粒品质的关系
- 蛋白质含量（GPC）：与拔节前LAI呈显著正相关（( R^2=0.36 )），LAI每增加1单位，GPC提升0.53%（图6a）。
- 淀粉含量（GSC）：受S-J阶段LAI正向驱动（( R^2=0.44 )），但随GPD延长而降低（系数-0.36），可能与碳分配竞争有关（图5a, 6b）。
- 纤维素含量（GCC）：灌浆期AGB抑制GCC（( R^2=0.64 )，系数-0.95），而拔节前AGB促进其积累（图6d）。
- 品质产量：蛋白质、淀粉、油脂产量均与S-J阶段GPD和灌浆期AGB正相关（( R^2=0.60 )），其中GPD每延长1天，蛋白质产量增加0.51%（图6e–g）。
3. 气象因素的调控作用
- 热量与辐射：S-J阶段有效积温（AT）和辐射（RAD）与GPD、LAI、AGB正相关（( r=0.54–0.66 )），但最低温度（Tmin）升高缩短生育期（( r=-0.60 )）（图8）。
- 昼夜温差（TD）：灌浆期TD增大促进AGB积累（( r=0.49 )），间接提升品质产量（图9e）。
五、结论与价值
科学意义
- 关键生育期识别：揭示播种-拔节期是调控籽粒品质的核心阶段，其LAI和GPD通过碳氮代谢影响后续物质分配。
- 气象-生长-品质耦合机制：明确最低温度和辐射是导致播种期效应差异的主因，为气候适应性栽培提供理论依据。
应用价值
- 栽培优化：建议在黄淮海平原适当提前播种（如早于常规播期10天），延长S-J阶段以提升LAI和AGB，从而提高蛋白质和淀粉产量。
- 品种选育：针对灌浆期AGB与纤维素负相关的特性，可筛选低纤维素合成敏感型品种。
六、研究亮点
- 多阶段动态解析：首次将路径分析应用于玉米品质形成过程，量化各生育期生长指标的贡献率。
- 气象-生长-品质链式模型：集成田间试验与数理统计，建立气象因子→生长动态→品质的级联响应方程。
- 实践指导性：提出“早播延长期”策略，兼顾产量与品质，适用于气候变化背景下的玉米生产。
七、其他价值
- 方法学创新：开发基于Z-score标准化的多站点数据整合方法，解决了区域异质性导致的偏差问题。
- 数据开放性：研究数据可通过请求获取，为后续Meta分析提供基础（DOI:10.1016/j.indcrop.2025.121210）。