玉米高溫熱害預防與緩解技術探討

劉道紅+汪友元+鐘鳴

摘要：以玉米（Zea mays L.）蠡玉16號為試驗材料，設置5個不同時期進行播種，研究了高溫干旱情況下不同播種時期對玉米農藝性狀、經(jīng)濟性狀和產(chǎn)量的影響；并通過在6月14日播種的另外小區(qū)里設置5個不同處理（澆水抗旱、輔助授粉、拔去雄穗、折斷葉片、割去莖葉），研究了不同處理對玉米高溫熱害的緩解作用。結果表明，異常高溫干旱氣候條件下，不同播種期的玉米均受到了不同程度的危害，且播期越遲，危害越重，江漢平原的玉米播種期應安排在5月底以前，視茬口情況越早越好。且當玉米遇高溫干旱時，采取澆水抗旱、人工輔助授粉、折斷果穗上部一片葉等措施，可以降溫增濕，有利授粉，減少禿穗率，提高結實率，增加產(chǎn)量，緩解高溫熱害危害，其中澆水抗旱措施增產(chǎn)13.5%，效果最為顯著。

關鍵詞：玉米（Zea mays L.）；高溫熱害；預防與緩解

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）22-4234-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.006

Abstract： Corn variety Liyu 16 was used as material to study the effects of different sowing time on agronomic traits， economic traits and yield of corn under high temperature and drought conditions by setting 5 different sowing dates， and to study the mitigation effect of different treatments on heat injury of corn by setting up 5 different treatments （irrigation， artificial pollination， removing tassel， breaking leaves， cutting the cauline leaves） in another experiment sown on June 14. The results showed that in the case of abnormal high temperature and dry climate， corn with different sowing dates was affected to different degrees， and the later the sowing date， the more severe the harm. The sowing time of corn in Jianghan plain should be arranged before the end of May， and the sowing time should be as early as possible. When in high temperature and drought situation， irrigation， artificial pollination， breaking a leaf in the upper part of the ear and other measures could reduce temperature， increase humidity and promote pollination， which would be good for reducing bald rate， increasing seed setting rate， increasing production and reducing heat damage. Among those measures， irrigation was the best in increasing yield， with a yield increase of 13.5%.

Key words： corn（Zea mays L.）； high temperature heat damage； prevention and mitigation

近年來，隨著種植業(yè)結構的調整，湖北省天門市玉米（Zea mays L.）種植面積逐年擴大，對增加糧食總產(chǎn)，確保糧食安全起到了積極作用。但由于高溫熱害極端氣候事件的頻發(fā)，嚴重制約了玉米生產(chǎn)的發(fā)展[1，2]。為了進一步探討高溫熱害對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[3]，特設置了玉米不同播種期和澆水抗旱、輔助授粉、拔除雄穗、拆斷葉片、割去莖葉等試驗，旨在研究玉米高溫熱害的預防與緩解集成技術體系，為發(fā)展玉米生產(chǎn)提供防災減損技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試品種

試驗地點安排在天門市汪場鎮(zhèn)方橋村，供試品種為湖北主推品種蠡玉16號。

1.2 試驗設計

1.2.1 不同播種期對高溫熱害的預防試驗 試驗設置不同播期處理5個：即2013年5月25日、6月4日、6月14日、6月24日、7月4日，采用隨機區(qū)組排列，二次重復，小區(qū)長寬為8.00 m×1.75 m，計14.00 m2，三行單株種植，株行距0.30 m×0.58 m，密度3 833株/667 m2，每個處理取相同數(shù)量樣本調查農藝性狀和經(jīng)濟性狀，分小區(qū)單收計產(chǎn)。

1.2.2 不同措施對高溫熱害的緩解技術試驗 試驗安排在2013年6月14日播種的另外小區(qū)進行，共設處理5個：抽雄期澆水抗旱、人工輔助授粉、拔去雄穗、雌穗吐絲時折斷果穗上部1葉片、子粒乳熟后期割除果穗上部莖葉，以同期播種不處理為對照，不設重復，簡單對比，重點考測果穗禿尖率、單穗子粒重量、千粒重等相關經(jīng)濟性狀和單收計產(chǎn)。endprint

2 試驗基本情況

2.1 試驗地基本情況

試驗地前作為蔬菜，土質為壤土，肥力較高，機灌方便。

2.2 播種

采取定距點播，干旱時播種后用玉米稈覆蓋播種行并澆水保墑，3葉期單株定苗，苗期松土1次。

2.3 田間管理

2.3.1 施肥 底肥：播種前撒施55%（14∶15∶16）復合肥38 kg/667 m2后翻耕整地；苗肥：幼苗5～6葉時點施尿素5 kg/667 m2；穗肥：大喇叭口期條施尿素7 kg+氯化鉀10 kg/667 m2，干旱時施后澆水。

2.3.2 治蟲 大喇叭口期投放3%呋喃丹顆粒，按照3～4粒/株的劑量逐株放入玉米葉心（喇叭口）防治玉米螟。

2.4 玉米生長期氣候情況

玉米生長期間，天門市發(fā)生了歷史罕見的高溫干旱氣象災害。據(jù)天門市氣象站觀測分析，7月1日至8月20日，天門晴熱少雨，日最高氣溫≥35 ℃的高溫日有19 d，最高值出現(xiàn)在8月13日，為38.3 ℃，日平均氣溫為31 ℃，較歷史同期值28.5 ℃高2.5 ℃，位于歷史第一位。期間累計過程雨量122.1 mm，較歷史同期值244.7 mm少50%，特別是7月22日至8月17日，連續(xù)無降雨日數(shù)達27 d，位于歷史同期第四位（歷史第一位是1966年的7月12日至8月21日的41 d），為1977年36年以來連續(xù)無降水日數(shù)最多的一年。按高溫熱害農業(yè)氣象指標日最高氣溫>35 ℃或日平均氣溫>30℃且持續(xù)8 d以上為重度高溫災害定性，天門市7月份以來有43 d日平均氣溫>30 ℃（表1），綜合氣象干旱為特旱等級[4]。

3 試驗結果

3.1 不同播種期結果

3.1.1 生育狀況 對重復Ⅰ各處理全小區(qū)植株采取逐日調查的方法，分別記載出苗、抽雄、吐絲、成熟期株數(shù)，確定生育進程及生育期，結果見表2。

1）生育期。各處理從播種至成熟全生育期為81～88 d，因“高溫逼熟”較正常年份的95 d縮短7～14 d。其中5月25日、6月4日、6月14日、6月24日四期分別為87、85、81、81 d，比正常年份短縮8、10、14、14 d，而7月4日播種的由于9月溫度降低，灌漿期延長而生育期最長達88 d，僅縮短7 d，故秋玉米播種過晚，溫度降低，子粒則不能正常成熟。

2）生育階段。隨著溫度的升高，各處理播種至出苗、出苗至抽雄、抽雄至吐絲生育階段時間逐漸縮短，其中播種至出苗為4～3 d，抽雄至吐絲為3～2 d，相差1 d，而出苗至抽雄為44～36 d，相差8 d，說明溫度高低對營養(yǎng)生長影響大于生殖發(fā)育。

3）生育進程。見雄至終雄時間為3～4 d，相差1 d，而見絲至終絲時間為4～8 d，相差4 d。定株觀察，從見抽雄到抽雄期為2 d，從見吐絲到吐絲期為3 d，雄穗從見花到終花期為5 d，其中盛花期在第三天。根據(jù)生殖發(fā)育特性，生產(chǎn)上要注意預防和緩解不良氣候對玉米開花授粉的危害。

3.1.2 植株農藝性狀

1）農藝性狀。每個處理各連續(xù)調查10株的株高、穗位高、莖粗，平均結果表明，隨著溫度的升高和旱情的加劇，株高和穗位高變矮，莖粗變細，其中7月4日播種的表現(xiàn)最為明顯（表3）。

2）經(jīng)濟性狀。各處理穗長和穗粗分別為21.3～22.9 cm和4.6～5.2 cm，差異均較小，而禿穗長差別十分顯著，禿穗率為12.2%～32.1%，6月24日播種的最高為32.1%，其次是6月24日和7月4日播種的分別為28.1%和28.2%，較低的是5月25日和6月4日兩期，分別為12.2%、12.7%，且只有穗尖不結實，而穗尾結實較好，其他三期均出現(xiàn)禿尖和禿尾現(xiàn)象。究其原因，與散粉期間的氣候有關[3，5]。6月24日播種的散粉期間溫度最高，平均溫度比其他四期播種的高0.9～3.3 ℃，最小濕度比7月4日播種的第五期高1.8個百分點，比其他三期低6.8～12.2個百分點，受高溫熱害和干旱的影響，6月24日播種的禿穗多，子粒稀，蟲穗多（表4、表5）。

3.1.3 產(chǎn)量結果 各小區(qū)實收計產(chǎn)結果，折667 m2產(chǎn)量幅度為452.6～185.8 kg，5月25日播種的最高為452.6 kg，其次是6月4日為431.2 kg，二者相差4.9%，第3位是7月4日為266.8 kg，與第4位7月4日的252.5 kg相差5.7%，最低的是6月24日只有185.8 kg，分別比其他四期播種的減產(chǎn)58.9%、56.9%、26.4%和30.4%。產(chǎn)量結果高低與果穗結實多少密切相關，即禿穗少，結實粒多，產(chǎn)量高，反之則低（表6）。試驗結果表明，受當年異常高溫干旱的影響，不同播期玉米均受到不同程度危害，危害時期主要是雄穗開花散粉期，危害因素是高溫干旱，導致花粉花絲生活力減退，受精不良，結實少，產(chǎn)量降低。

3.2 不同緩解措施的效果

為了試驗不同措施對高溫熱害的緩解效應，特在6月14日播種的輔助區(qū)分別采取澆水抗旱、輔助授粉、拔去雄穗、折斷葉片、割去莖葉等措施，每處理取10個果穗調查經(jīng)濟性狀，并單收計產(chǎn)，以不同播種期試驗中同期播種為對照，結果澆水抗旱有顯著的緩解效應，輔助授粉、摘去葉片有一定的緩解效應，而拔去雄穗和割去莖葉反而有一定的負效應（表7）。

3.2.1 澆水抗旱 在見抽雄和開始散粉時各澆水抗旱一次，有顯著的緩解效應[6]，與不澆水對照相比，禿穗率減少7.8個百分點，穗粒重增加9.2 g，千粒重增加2.4 g，產(chǎn)量增加13.5%。玉米抽雄、散粉期間處于持續(xù)高溫干旱時期，澆水不僅補充了土壤水分，而且增加了玉米冠層濕度，降低了溫度，不僅緩解了花粉、花絲生活力的減退，而且增強了植株抗逆性和延長了生長期，防止了植株發(fā)生早衰。收獲時目測抗旱區(qū)植株葉片大部分仍呈深綠色，只是葉尖和葉緣出現(xiàn)枯黃，而未抗旱的葉片大部分枯黃，僅葉脈處呈綠色。授粉受精環(huán)境的改善，植株生長期的延長，有利授粉受精，子粒發(fā)育成熟，增產(chǎn)效果顯著。endprint

3.2.2 輔助授粉 分別在吐絲期的7月28日、30日、31日上午進行人工輔助授粉3次，結果表明，有明顯的緩解作用。與自然授粉對照相比，除千粒重因穗粒數(shù)增加降低了7.6 g外，禿穗率減少了9.9個百分點，穗粒重提高了4.5 g，產(chǎn)量增加了8.3%。但費工多，操作較難，大面積生產(chǎn)不易推廣[3]。

3.2.3 折斷葉片 在吐絲時將果穗上部一片遮蓋花絲的葉片從基部折斷，增加花絲裸露空間，讓其有機會接受更多花粉粒來提高結實率[7]。結果表明，折斷葉片有一定的緩解效應，與不折斷對照相比，禿穗率減少3.4個百分點，穗粒重增加3.3 g，產(chǎn)量增加5.4%。

3.2.4 拔除雄穗 在雄穗抽出5～10 cm時，間隔2株拔去1株雄穗，行間錯開拔雄，7月25-27日分次拔完，結果表明，拔雄措施有負作用，與不拔對照相比，禿穗率增加2.7個百分點，穗粒重減少4.8 g，而千粒重因拔雄后減少了養(yǎng)分消耗，加上結實率降低，子粒減少有利其充實而增加了6.5 g，但產(chǎn)量仍減少3.5%。究其原因，受高溫干旱影響，花粉生活力減弱，加上花粉數(shù)量減少，更不利于授粉受精，因此導致減產(chǎn)。

3.2.5 割去莖葉 8月20日，將乳熟后期玉米果穗上的莖葉全部割去，觀測其對子粒性狀和成熟期的影響。結果表明，割去莖葉處理子粒雖然提早了6 d成熟，但千粒重降低了16.6 g，產(chǎn)量減少4.4%?？梢娫诟邷馗珊灯陂g割去上部莖葉，不僅減少了光合產(chǎn)物，而且加快了乳熟和蠟熟進程，從而影響了子粒干物質的積累，因而粒重減輕，產(chǎn)量下降。但在秋玉米成熟期遇到低溫子粒不能正常成熟時，采取此措施，可以加快成熟進程，緩解低溫危害。

4 結論與建議

4.1 結論

4.1.1 適宜的播種期是預防高溫熱害的關鍵技術 本試驗在2013年異常高溫干旱氣候條件下，不同播種期均受到不同程度危害，且播期越遲，危害越重。但從常年氣候看，高溫期主要出現(xiàn)在7月下旬至8月上旬，因此生產(chǎn)上要根據(jù)品種的生育期長短來確定適宜的播種期，使抽雄散粉期避開7月下旬至8月上旬高溫時段，規(guī)避熱害風險，減輕災害損失。根據(jù)江漢平原高溫持續(xù)時段80%出現(xiàn)在7月下旬和8月上旬的概率，播種期應安排在5月底以前，視茬口情況越早越好。

4.1.2 采取不同的措施可以緩解高溫熱害危害[3，8] 在玉米抽穗、開花授粉時期，遇到高溫干旱天氣時，采取澆水抗旱、人工輔助授粉、折斷果穗上部一片葉片等措施，可以降溫增濕、有利授粉，減少禿穗率，提高結實率，增加產(chǎn)量，緩解高溫熱害危害。本年度試驗結果表明，澆水抗旱技術增產(chǎn)13.5%，效果最為顯著；人工輔助授粉技術增產(chǎn)8.3%，效果明顯；折斷葉片增加產(chǎn)量5.4%，有一定效果。

4.2 建議

4.2.1 擴大示范推廣 對試驗效果顯著的適宜播種期和試驗效果明顯的澆水抗旱技術應大力推廣，對有一定效果的人工輔助授粉，折斷莖葉技術可擴大示范，從而進一步完善大田生產(chǎn)中高溫熱害預防與緩解技術[9]。

4.2.2 繼續(xù)試驗篩選 增設耐熱耐旱品種的篩選，增施鉀肥等抗熱抗旱試驗，以形成完善的玉米預防與緩解高溫熱害危害的集成技術[10]。

參考文獻：

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