鎮(zhèn)安春播玉米在不同溫度下對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量影響的試驗(yàn)分析

摘要：玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)受多種因素的共同影響，包括遺傳特性、土壤狀況、農(nóng)業(yè)技術(shù)及氣候環(huán)境，而溫度對(duì)這些因素具有顯著的調(diào)節(jié)作用。本研究通過實(shí)證分析探究鎮(zhèn)安縣玉米在不同溫度下的產(chǎn)量與質(zhì)量變化，旨在為提高該地區(qū)玉米種植效益提供科學(xué)策略。關(guān)鍵詞：玉米；溫度；產(chǎn)量；質(zhì)量1引言玉米對(duì)溫暖氣候有著明顯的偏好，并對(duì)溫度的波動(dòng)表現(xiàn)出較高的敏感性。不同的溫度條件下，玉米的營養(yǎng)生長與生殖生長也反映出不同的干物質(zhì)累積結(jié)果。玉米播種時(shí)，需要日平均氣溫穩(wěn)定在8℃以上，10～12℃時(shí)可保障玉米發(fā)芽正常。幼苗期日平均氣溫宜低于18℃，有利于“蹲苗”。玉米在生長后期需要適當(dāng)?shù)母邷?，抽穗開花期的適宜溫度為25～27℃；籽粒灌漿、成熟階段，日平均氣溫應(yīng)保持在22～24℃，有利于有機(jī)物質(zhì)的合成。如籽粒成熟期的日平均氣溫處于16～25℃，有利于養(yǎng)分積累和運(yùn)轉(zhuǎn)。玉米全生育期下限溫度為6～10℃，最適宜生長的溫度為28～31℃，上限溫度為40～42℃，這是玉米的三基點(diǎn)溫度[1]。具體如表1所示：鎮(zhèn)安縣位于陜西省東南部，秦嶺南麓，山大嶺多，層巒疊嶂，耕地少，河溝密布，水資源豐富，是一個(gè)“九山半水半分田”的土石山區(qū)縣。玉米是該縣主要的糧食和飼料作物，提高玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量對(duì)于促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展、提高群眾收入、鞏固脫貧成果有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，筆者協(xié)同農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門于2022年在該縣中溫區(qū)進(jìn)行了區(qū)域試驗(yàn)，試驗(yàn)采用了3個(gè)品種1個(gè)對(duì)照，對(duì)玉米的生長發(fā)育進(jìn)程進(jìn)行了觀察記載，在此基礎(chǔ)上參考前人試驗(yàn)分析結(jié)果，分析了不同溫度條件對(duì)玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的影響程度，并提出工作建議，為全縣的玉米發(fā)展提供有利保障。2材料與方法2.1基本概況2.1.1地理及溫度概況鎮(zhèn)安縣坐落于秦嶺山脈的南坡中段，地勢從西北向東南逐漸降低。該縣的最高點(diǎn)位于木王鎮(zhèn)的鷹嘴石，海拔高度達(dá)到2601.6米；而最低點(diǎn)則是青銅關(guān)鎮(zhèn)旬河村的河谷地帶，海拔為344米，兩者之間的高度差為2257.6米。鎮(zhèn)安縣屬于長江流域的漢江支流區(qū)域，氣候?qū)儆趤啛釒О霛駶櫺?，年均降水量?04.4毫米，年均溫度約為12.2℃。由于地形的垂直變化明顯，該地區(qū)的氣候呈現(xiàn)出顯著的垂直分層特征，不同高度的氣候條件差異較大。按地形和溫差可分為低熱區(qū)（海拔在340～800米之間）、中溫區(qū)（海拔在700～1200米之間）、高寒區(qū)（地處高山溝垴，海拔在1100～1600米之間）和老高山區(qū)（海拔在1500～2601米之間）。四季的氣溫劃分：低熱區(qū)10.2～20.8℃，中溫區(qū)6.9～17.2℃，高寒區(qū)3.8～13.8℃，老高山區(qū)2.2～11.9℃為春季；低熱區(qū)25.7～26.7℃，中溫區(qū)21.6～23.0℃，高寒區(qū)17.7～19.4℃，老高山區(qū)15.6～17.6℃為夏季；低熱區(qū)9.9～21.1℃，中溫區(qū)6.3～17.6℃，高寒區(qū)2.7～14.1℃，老高山區(qū)0.9～12.3℃為秋季；低熱區(qū)3.1～4.9℃，中溫區(qū)-0.6～-1.7℃，高寒區(qū)-1.5～-4.1℃，老高山區(qū)-3～-6℃為冬季。四季的時(shí)間劃分：通常是公歷3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月至次年2月為冬季。四季天數(shù)相比，春、秋季多于冬、夏季。海拔越高，冬季天數(shù)越長，夏季天數(shù)越短；海拔越低，冬季天數(shù)越短，夏、秋季天數(shù)越長[2]。2.1.2試驗(yàn)概況（1）試驗(yàn)區(qū)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)區(qū)選取的是中溫區(qū)，中溫區(qū)是該縣耕地主要分布區(qū)，農(nóng)耕地占全縣總耕地面積的54.4%，地形復(fù)雜，河谷、丘陵、坡地皆有，適種玉米、小麥、紅薯等糧食作物，亦適于發(fā)展林牧生產(chǎn)。年平均氣溫12℃，最熱月平均氣溫23.9℃，最冷月平均氣溫-0.6℃;≥0℃的積溫4485.3℃，≥10℃的積溫3744℃；年平均降水量872.1毫米；無霜期195～214天，≥10℃間日194天。試驗(yàn)具體地點(diǎn)位于永樂街道辦栗園村，海拔720米，地力中等，灌溉條件便利，總面積15畝。（2）參試品種：分別為農(nóng)科大8號(hào)、寶單1號(hào)、敦玉518等3個(gè)品種，用在全縣推廣面積較大的正大999作為對(duì)照。上述品種均為國家或省（區(qū)）審定通過的品種。（3）試驗(yàn)設(shè)計(jì)：按當(dāng)?shù)厝罕姺N植習(xí)慣播種執(zhí)行，密度為3000株/畝，從種到收進(jìn)行詳細(xì)觀察記載。（4）試驗(yàn)管理：每一試驗(yàn)點(diǎn)選擇地勢地力、灌溉條件相當(dāng)，采取播種時(shí)間、施肥量、施肥方法、密度定苗和中耕鋤草“五統(tǒng)一”。（5）試驗(yàn)收獲：成熟后按實(shí)際種植密度隨機(jī)取樣進(jìn)行室內(nèi)播種推算畝產(chǎn)。2.2測定項(xiàng)目及方法記錄玉米播種期、出苗期、抽穗期等整個(gè)生育期的日期和溫度情況，并對(duì)照其株高、穗粒數(shù)及百粒重等主要性狀進(jìn)行記載和對(duì)比，在成熟期采摘后曬干測定玉米產(chǎn)量，換算成畝產(chǎn)量，見表2。3結(jié)果與分析3.1低溫對(duì)玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響低溫會(huì)對(duì)玉米植株、籽粒產(chǎn)生冷害、凍害、霜害。玉米植株遇到0℃以上的低溫，生命活動(dòng)受阻或死亡，稱為冷害。在灌漿期遇低溫會(huì)使淀粉粒破裂變形或融合，降低粒重而減產(chǎn)[3]。有關(guān)科學(xué)調(diào)查顯示，玉米種子一般在6～7℃時(shí)就可發(fā)芽，但發(fā)芽極為緩慢；當(dāng)氣溫維持在10～12℃時(shí)，玉米種子18～20天可以發(fā)芽；若氣溫在15～18℃之間，發(fā)芽時(shí)間會(huì)縮短至8～10天。如果氣溫上升到20℃，那么五六天內(nèi)就可以看到玉米苗破土而出。玉米幼苗在出土后，會(huì)隨著氣溫的逐步升高而迅速生長。當(dāng)平均氣溫超過18℃時(shí)，玉米苗的生長速度會(huì)達(dá)到最快。從鎮(zhèn)安縣的地理區(qū)域和近7年間3～4月份的氣溫條件看（見表3），鎮(zhèn)安縣3月平均最低氣溫為2～6℃，4月份平均最低氣溫為8～11℃。結(jié)合玉米生長周期及鎮(zhèn)安縣農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)來分析，春玉米的最佳播種時(shí)間通常在4月的上半月。如果播種時(shí)間過早，早春氣溫波動(dòng)較大，種子在萌發(fā)后可能會(huì)遭受凍害，導(dǎo)致其失去生長能力，從而降低發(fā)芽率。此外，低溫條件下，玉米種子的發(fā)芽時(shí)間會(huì)延長，這增加了種子受到土壤中有害微生物侵害的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致種子發(fā)霉和腐爛，引起缺苗現(xiàn)象。而播種時(shí)間過晚，玉米生長周期可能會(huì)延長，導(dǎo)致成熟期推遲，如遇到霜凍，可能會(huì)影響產(chǎn)量[4]。3.2高溫對(duì)玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響玉米的光合作用受到影響。光合蛋白酶的活性在高溫條件下會(huì)下降，從而導(dǎo)致葉綠體的結(jié)構(gòu)被破壞，使氣孔出現(xiàn)關(guān)閉問題，從而抑制光合作用的進(jìn)行。與此同時(shí)，植物在高溫條件情況下加強(qiáng)了其呼吸作用，消耗的能量增加，干物質(zhì)的累積也相對(duì)下降。一般在38～39℃的高溫條件下，這樣的情況越長，植株的被受害程度也就越大，其恢復(fù)的過程也會(huì)越慢。縮短玉米生育時(shí)間。高溫加速玉米生育進(jìn)程中生理生化反應(yīng)，導(dǎo)致各個(gè)生育階段時(shí)間縮短。例如，雌穗分化時(shí)間縮短，雌穗小花分化數(shù)量減少，進(jìn)而導(dǎo)致果穗體積減小。玉米在生育后期時(shí)出現(xiàn)植株過早的死苗或者提前進(jìn)入成熟期的情況都是高溫條件下形成的，灌漿時(shí)間減少，干物質(zhì)的累積量也會(huì)隨之降低，這對(duì)玉米的千粒重、容重、質(zhì)量或產(chǎn)量都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。對(duì)雄、雌穗的傷害。一般情況下溫度持續(xù)在35℃左右時(shí)，就會(huì)對(duì)花粉的形成產(chǎn)生影響，使開花散粉受到阻礙，一般表現(xiàn)為雄穗的分支數(shù)量降低，分支也變小，小花退化，花藥也出現(xiàn)干癟的情況，花粉的活力也會(huì)有所下降。高溫的持續(xù)時(shí)間逐漸延長，雄、雌穗的受害程度也就越大。誘發(fā)玉米病害。高溫可能增加真菌孢子的萌發(fā)率和侵染力，導(dǎo)致如銹病、葉斑病等病害的發(fā)生。這些病害會(huì)損害葉片，減少光合作用的有效面積，降低光能的轉(zhuǎn)換效率，最終影響玉米的生物量積累。同時(shí)，高溫還可能導(dǎo)致細(xì)菌性病害的加劇，如細(xì)菌性枯萎病，這類病害通過堵塞植物的輸導(dǎo)組織，影響水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸，進(jìn)一步削弱植株的生長勢。此外，病毒性病害在高溫下也可能更為活躍，病毒通過昆蟲媒介傳播，感染玉米植株后，會(huì)引起葉片變形、顏色變化等癥狀，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致植株死亡。這些病害的發(fā)生不僅直接影響玉米的生長發(fā)育，還可能通過降低植株的抗病能力，使植株更容易受到其他環(huán)境壓力的影響。從鎮(zhèn)安縣7～8月份最高平均溫度為34～38℃的溫度統(tǒng)計(jì)可以看出，鎮(zhèn)安縣春玉米種植區(qū)很容易出現(xiàn)輕度至重度不同程度的熱害。以2022年的試驗(yàn)為例，玉米雄穗較多、花期耐高溫的品種結(jié)實(shí)相對(duì)要好，參試的寶單1號(hào)、敦玉518就表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗熱性，產(chǎn)量、質(zhì)量均表現(xiàn)良好。4建議4.1溫度控制建議春季播種期間，若遇到頻繁降雨或低溫環(huán)境，玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量均可能遭受負(fù)面影響。因此，采取適宜的溫度調(diào)控措施顯得尤為重要。一般而言，在播種階段，應(yīng)選擇日平均氣溫達(dá)到10℃的條件，以確保種子順利萌發(fā)。而在幼苗期、抽穗開花以及灌漿成熟等關(guān)鍵生長階段，溫度的控制分別應(yīng)為15～18℃、25～28℃、20～24℃，以促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的合成，增加玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。為了緩解高溫或低溫帶來的不利影響，還需采取以下控制措施：首先，在播種期的確定上，針對(duì)春季低溫的影響，建議將4月上中旬作為適宜的播種期。其次，通過人工覆膜技術(shù)，提高地溫、保持土壤濕度，促進(jìn)土壤中微生物的活動(dòng)和營養(yǎng)元素的分解，改善土壤結(jié)構(gòu)，抑制雜草生長，增加田間光照強(qiáng)度，從而促進(jìn)作物的生長發(fā)育和早熟。此外，在抽穗期，為防止高溫對(duì)植株造成的傷害，適時(shí)灌溉是必要的，以達(dá)到保濕和降溫的目的。在揚(yáng)花期，若遇到持續(xù)的高溫干旱，可能會(huì)影響正常的授粉過程。因此，適時(shí)的灌溉工作對(duì)于改善田間小氣候至關(guān)重要。除此之外，為了進(jìn)一步提高玉米的產(chǎn)量，適當(dāng)延長收獲期也是一種有效的策略，一般推薦延后5～7天進(jìn)行收獲，以確保玉米籽粒充分成熟。通過這些綜合管理措施，可以在一定程度上減輕不利氣候條件對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，保障玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。4.2水肥管理有效策略在玉米的肥料管理策略中，增加有機(jī)肥的使用量是提高土壤肥力和作物生長質(zhì)量的關(guān)鍵。有機(jī)肥的施用不僅能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，還能提供豐富的有機(jī)質(zhì)和提高微生物的活性，促進(jìn)作物根系的早期發(fā)展。在施肥策略上，應(yīng)重點(diǎn)普及基肥的使用，以促進(jìn)作物早期的快速生長。同時(shí)，微量元素的補(bǔ)充也是不可忽視的，它們在玉米生長發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用。在玉米出苗后，適時(shí)施用苗肥，以促進(jìn)植株莖稈的健壯生長。在大喇叭口期至抽雄前，重點(diǎn)施用穗肥，以增大穗的體積和重量，從而提高產(chǎn)量。此外，結(jié)合灌溉措施，采用以水調(diào)肥的方法，可以加速肥料的溶解和吸收，提高肥效的發(fā)揮，改善植株的營養(yǎng)狀況，并增強(qiáng)其抗旱能力。在高溫季節(jié)，葉面噴肥是一種有效的補(bǔ)充策略。這種方法不僅可以通過降低葉面溫度和增加空氣濕度來緩解高溫對(duì)植株的不利影響，而且還能直接為玉米提供生長發(fā)育所需的水分和營養(yǎng)。葉面噴肥的實(shí)施有助于維持植株的正常生理功能，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，從而在一定程