溫度對玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響

昝榮政

房縣公共檢驗(yàn)檢測中心農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測所 湖北十堰 442100

玉米是我國的主要糧食作物，種植面積僅次于水稻，玉米也是主要的飼料、食品加工、醫(yī)藥和工業(yè)（乙醇）加工原材料，是近年來山區(qū)農(nóng)民群眾實(shí)現(xiàn)脫貧致富的主要種植作物，不斷推出的優(yōu)良品種、先進(jìn)種植理論和生產(chǎn)技術(shù)讓玉米產(chǎn)質(zhì)量得到很大提高，但產(chǎn)量、質(zhì)量還是不能滿足玉米深加工的需要[1]。

提高玉米產(chǎn)質(zhì)量，主要通過增加穗個(gè)數(shù)，穗粒數(shù)，粒重來實(shí)現(xiàn)。除開品種、種植密度、水肥等因素外，溫度是主要影響因素，屬喜溫、短日照作物，玉米不同品種、不同生育時(shí)期所需要的適宜溫度也不同，由于適宜不同的溫度條件，營養(yǎng)生長與生殖生長也反應(yīng)出不同的干物質(zhì)累積結(jié)果。玉米一般在18℃-28℃均可以正常生長，在整個(gè)生育期間適宜的溫度在25℃-30℃之間?；顒臃e溫決定了玉米的生長和發(fā)育進(jìn)程，10℃和30℃分別是活動積溫的下限和上限閾值，玉米整個(gè)生育期需要≥10℃的活動積溫為1900℃-3000℃。

筆者于2018年在湖北房縣城關(guān)鎮(zhèn)和野人谷鎮(zhèn)通過同品種、同水肥、同管理情況下利用山區(qū)海拔下差異顯著的自然溫度下采用不同播期、不同溫度條件下對玉米產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查研究，對玉米產(chǎn)量和質(zhì)量進(jìn)行觀測，以達(dá)到在解決玉米生產(chǎn)“卡脖子旱”基礎(chǔ)上，在適宜的水肥條件下，提出適宜的溫度為提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)與結(jié)果分析

1.1 試驗(yàn)

1.1.1 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)選擇地塊2塊，分別為湖北省房縣野人谷鎮(zhèn)七里村（海拔1100m），低海拔選擇房縣城關(guān)鎮(zhèn)曉陽村（海拔430m），日均溫度差4℃。供試玉米品種為鄂玉25，金玉506，禾玉9566，是西南玉米區(qū)主栽春播品種，分別為硬粒型優(yōu)質(zhì)玉米、半馬齒性偏優(yōu)質(zhì)玉米、半馬齒型普通玉米。試驗(yàn)地塊選較為平坦向陽，中壤土，肥力中等，保水保肥能力較強(qiáng)，能排水地塊，前茬未種植作物。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在玉米整個(gè)生育期，對不一地塊，同等管理的不同播期、不同海拔的玉米進(jìn)行對比，并做好溫度記錄，每個(gè)地塊600m2，設(shè)置12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)50m2，每個(gè)播期播種3個(gè)品種，4個(gè)播期每地塊共種植12個(gè)小區(qū)，共計(jì)種植24個(gè)小區(qū)。

1.1.3 試驗(yàn)實(shí)施

播期分別為3月20日（日平均氣溫：曉陽村8.3℃，七里村4.2℃），4月1日（日平均氣溫：曉陽村19.8℃，七里村15.8℃），4月10日（日平均氣溫：曉陽村20.2℃，七里村16.2℃），4月20日（日平均氣溫：曉陽村18.1℃，七里村14.1℃）。每次播種地塊施三元（氮：磷：鉀配方為15：8：7）復(fù)混肥（100kg/667m2），每小區(qū)播種238穴（行距0.7m，株距0.3m），每穴播種2粒，成苗后每穴留健壯苗1株，確保畝成苗3180株。在整個(gè)玉米生產(chǎn)期，對不同地塊、不同播期、不同品種采取統(tǒng)一的肥料和水分管理，5-6葉結(jié)合定苗除草，追施苗肥10kg/667m2；11-13葉結(jié)合中耕除草，追施穗肥20kg/667m2。對田間生長情況進(jìn)行觀察、記錄[2]。

1.1.4 試驗(yàn)測定與方法

在玉米播種期、出苗期、苗期、拔節(jié)、開花、吐絲、灌漿、成熟等整個(gè)生育期對兩個(gè)地塊在不同播種時(shí)間播種的3種玉米對出苗時(shí)間、成苗株數(shù)、各生長期時(shí)長、抽雄時(shí)間、雌花吐絲時(shí)間、灌漿期、灌漿時(shí)長、成熟時(shí)間及倒伏株數(shù)進(jìn)行觀察記錄，氣溫采用房縣植保站提供的縣氣象局發(fā)布?xì)庀筚Y料。相同品種對照其小區(qū)產(chǎn)量，實(shí)打?qū)嵤眨瑫窀桑ê俊?4%）后測定玉米產(chǎn)量；然后按照GB1353標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量分級；最后做好兩個(gè)對比分析：分別對相同播期、不同溫度的相同品種進(jìn)行產(chǎn)量和質(zhì)量對比分析，對相同播期、相同溫度的不同品種進(jìn)行產(chǎn)量和質(zhì)量對比分析。

1.2 結(jié)果與分析

1.2.1 低溫對玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響

試驗(yàn)情況來看，土壤溫度對玉米萌發(fā)和出苗十分重要。特別是高海拔地區(qū)，低于玉米萌發(fā)臨界溫度玉米不發(fā)芽，低溫會導(dǎo)致玉米延遲播種期。西南玉米區(qū)春播玉米主要適宜播種期在4月上中旬，高山若玉米、油菜（或小麥）兩茬種植模式，春播玉米在3月下旬，就近幾年房縣春播期天氣資料來看，每年清明前后10天左右都有持續(xù)一段時(shí)間的低溫陰雨天氣，春季的降雨對增加土壤水分、緩解春旱起到一定作用，但由于地溫和氣溫比較低，一方面無法按期進(jìn)行播種，另一方面同時(shí)也影響已播種地區(qū)出苗情況。土壤溫度低、土壤含量過大或過小對出苗均有抑制作用，導(dǎo)致出苗緩慢，長時(shí)間低溫會導(dǎo)致“粉籽”、“爛籽”或“炕芽”情況，農(nóng)民就要?dú)ХN或移栽補(bǔ)苗。

在4月中下旬，在土壤、水分良好情況下，平均氣溫穩(wěn)定在10℃以上時(shí)，玉米萌發(fā)十分整齊，播后一星期就能看到萌芽；出苗后平均溫度在18℃以上時(shí)，玉米苗生長十分迅速，而苗期長時(shí)間低溫，會導(dǎo)致玉米幼苗生長遲緩，導(dǎo)致一些地塊出現(xiàn)缺素紫苗、黃苗、紅苗、畸型苗等現(xiàn)象，導(dǎo)致玉米營養(yǎng)生產(chǎn)不足，生育延遲，表現(xiàn)在抽穗推遲，灌漿期縮短，果穗短小，籽粒不飽滿，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

在玉米生殖生殖期，過低氣溫雄花不開花，不利于授粉，造成花穗，甚至空穗；玉米在灌漿期若長時(shí)間低溫，則嚴(yán)重影響營養(yǎng)物質(zhì)的積累和轉(zhuǎn)移，不利于干物質(zhì)的形成，灌漿時(shí)間延長，籽粒小、飽滿度差，影響產(chǎn)量和質(zhì)量。

1.2.2 高溫對玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明高溫對玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量同樣有不利影響，苗期溫度過高，營養(yǎng)生長過旺，玉米節(jié)間拉長，植株變高，倒伏率明顯提高，影響產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)生長期溫度過高，會造成玉米高溫?zé)岷?。過高溫度可引起氣孔關(guān)閉，呼吸增強(qiáng)，玉米的光合作用反而降低，消耗增多，相關(guān)研究證明40℃時(shí)的光合作用要比30℃時(shí)降低20%-30%。玉米全生育期生長在30C，10小時(shí)光照條件下產(chǎn)量降低49.8%。

氣溫高于38℃時(shí)，雄花不開放，不利于開花授粉；大氣溫度高于32℃，若再遇到干旱或持續(xù)干熱風(fēng)影響，花粉1-2小時(shí)就喪失水分而失去萌發(fā)力、喪失生活力，花絲容易干枯，無法受精結(jié)實(shí)。

花后高溫不僅會降低胚乳細(xì)胞分裂速度，縮短分裂持續(xù)時(shí)間，導(dǎo)致胚乳細(xì)胞數(shù)目減少；同時(shí)高溫使玉米灌漿速率加快，籽粒灌漿持續(xù)期縮短。極端高溫條件下，由于玉米灌漿速率加快速度趕不上灌漿持續(xù)期縮短速度，最終使玉米穗粒數(shù)減少，籽粒千粒重降低，產(chǎn)量和品質(zhì)均受影響[3]。

在玉米籽粒胚乳細(xì)胞分裂期，高溫不僅降低籽粒庫容量，而且影響以后灌漿速率，使玉米不能正常受粉而形成花穗或禿頂，對產(chǎn)量影響很大。一般來說，玉米籽粒生長適宜溫度是25℃，溫度每升高1℃，籽粒產(chǎn)量降低3%-4%。

生殖生長階段，產(chǎn)量影響因素一是玉米授粉階段，環(huán)境條件影響結(jié)實(shí)率，即穗粒數(shù)；二是隨后的灌漿期，養(yǎng)分從營養(yǎng)器官向果穗轉(zhuǎn)移，這時(shí)，胚珠細(xì)胞代謝旺盛，需要能量、養(yǎng)分和水的持續(xù)供給，如環(huán)境異常，則蔗糖、氨基酸等小分子化合物供給下降，影響幼胚發(fā)育和籽粒飽滿程度，即粒重。

1.2.3 結(jié)果分析

構(gòu)成玉米產(chǎn)量的因素主要有畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重，這是構(gòu)成玉米產(chǎn)量的三大要素。

玉米的畝產(chǎn)量通?？梢杂孟率奖硎荆?/p>

畝產(chǎn)量=畝穗數(shù)X穗粒數(shù)X粒重

在條件允許的范圍內(nèi)，畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重三大要素中，增加或提高其中任何一項(xiàng)，產(chǎn)量都會提高。但是，當(dāng)種植密度減少時(shí)，就要依靠增加穗粒數(shù)和粒重提高，但收獲穗數(shù)減少，當(dāng)穗粒數(shù)和粒重的增加不能彌補(bǔ)收獲穗數(shù)減少而引起的減產(chǎn)時(shí)，畝產(chǎn)量就會降低；如果種植密度過高，由于水分、養(yǎng)分、光照、通風(fēng)透光等條件的限制，玉米個(gè)體生長發(fā)育就會不良，不但穗小、粒少、粒小，品質(zhì)下降，而且空桿率也會明顯增加；當(dāng)由于穗數(shù)的增加所引起的增產(chǎn)數(shù)量小于少粒、小粒和品質(zhì)下降所造成的減產(chǎn)數(shù)量時(shí)，同樣也會造成玉米減產(chǎn)?？梢?，玉米產(chǎn)量取決于畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重的協(xié)調(diào)均衡發(fā)展。在畝穗數(shù)一定的情況下，穗粒數(shù)貢獻(xiàn)85%的產(chǎn)量；粒重貢獻(xiàn)15%的產(chǎn)量。

玉米品質(zhì)主要指營養(yǎng)品質(zhì)和商品（外觀）品質(zhì)，其與品種類型、溫度、水肥條件、栽培管理等均有密切關(guān)系。推廣栽培中熟、中晚熟的半馬齒型、半硬粒型品種，可有效利用有利的氣候因素，適當(dāng)延長玉米營養(yǎng)生長和生殖生長時(shí)間，促進(jìn)營養(yǎng)養(yǎng)分積累，從而提高玉米籽粒飽滿度，提升籽粒質(zhì)量。

溫度對玉米產(chǎn)質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在：播種期的氣溫和氣溫對玉米的出苗和成苗率至關(guān)重要，畝成苗、成穗數(shù)直接影響玉米產(chǎn)量；玉米營養(yǎng)生產(chǎn)期的溫度影響玉米長勢，溫度過高，玉米營養(yǎng)生長過旺，植株變高，易倒伏，影響成穗數(shù)和倒伏株穗粒數(shù)以及粒重和質(zhì)量，溫度過低，玉米生長期延長，對產(chǎn)量和質(zhì)量構(gòu)成影響；玉米營養(yǎng)生長和生殖生長并行期以及生殖生長時(shí)期，溫度對玉米的穗粒數(shù)、粒重形成特別重要，玉米籽粒的形成是灌漿期間莖葉里同化產(chǎn)物在籽粒中積累的過程，低溫導(dǎo)致灌漿時(shí)間延長，高溫縮短灌漿時(shí)間，灌漿速率也下降，粒重降低，品質(zhì)變差。同時(shí)低溫或高溫都可導(dǎo)致玉米雄花閉合、雄花早衰、雌花花絲干枯死亡粉不能授粉，導(dǎo)致空桿、無粒穗、花穗、禿尖等現(xiàn)象，直接影響穗粒數(shù)。

對照觀察數(shù)據(jù)，半馬齒型品種鄂玉25在不同溫度情況下，不同播期產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)最好，馬齒型品種禾玉9566在適宜的溫度條件下發(fā)芽最快，產(chǎn)量表現(xiàn)更好，但花期高溫導(dǎo)致“禿尖”、“花穗”現(xiàn)象更為明顯，后期低溫陰雨籽粒易于霉?fàn)€，造成實(shí)際產(chǎn)量下降和品質(zhì)降級；硬粒性品種金玉506低溫發(fā)芽較慢，但在4月10日以后不論是低山還是高山，地溫比較穩(wěn)定，爛種現(xiàn)象對比較輕，產(chǎn)量居中，品質(zhì)最好。

總之，溫度對玉米的生產(chǎn)發(fā)育及產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響，不論是低溫還是高溫都會造成玉米的減產(chǎn)和品質(zhì)下降，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、栽培條件，在玉米的不同生長時(shí)間需要找到最適宜玉米生產(chǎn)的溫度才能實(shí)現(xiàn)玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的提升。

2 結(jié)語

溫度對玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大影響，不管是低溫還是高溫都會造成玉米減產(chǎn)，影響玉米質(zhì)量。

玉米播種期要求日平均氣溫穩(wěn)定高于8℃，在10-12℃發(fā)芽正常，幼苗期日平均氣溫高于15℃，低于18℃，有利于“蹲苗”和壯苗。玉米生長后期要求適當(dāng)高溫，抽雄開花時(shí)期適宜溫度為25-28℃，當(dāng)氣溫低于18℃或高于38℃不開花，抽雄期氣溫在32-35℃以上時(shí)花粉粒1-2小時(shí)即喪失生活力。在籽粒灌漿、成熟期要求日平均氣溫保持在20-24℃，有利于有機(jī)物質(zhì)合成，是提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的最佳溫度。

溫度過低，播期影響出苗率和成苗率，生長期玉米生長緩慢，營養(yǎng)物質(zhì)積累受損，呼吸消耗養(yǎng)分增大，甚至停止生長；產(chǎn)量和質(zhì)量都會降低。

高溫一方面誘導(dǎo)玉米更大的水需求量，增加了植株組織的缺水脅迫，而缺水會影響雌穗花絲伸長，延緩?fù)陆z過程，導(dǎo)致花期不遇和結(jié)實(shí)率下降；另一方面溫度增加引起更大的能量消耗，玉米糖轉(zhuǎn)運(yùn)受限，莖葉組織向雌穗轉(zhuǎn)運(yùn)低分子蔗糖和氨基酸的數(shù)量下降，同時(shí)，由于果穗下部優(yōu)先積累養(yǎng)分，最終導(dǎo)致果穗上部幼胚無法獲得能量供給，導(dǎo)致果穗上部缺粒、部分空稈，玉米生育期不同，熱害指標(biāo)有很大差別，總體趨勢是苗期最耐熱，生殖生長期次之，成熟期最不耐熱。

3 提高玉米產(chǎn)質(zhì)量的建議

3.1 適時(shí)播種，解決地溫和低溫對玉米發(fā)芽影響

在低山和平原地帶，4月中旬播種時(shí)溫度比較適宜時(shí)間，氣溫基本穩(wěn)定在12℃以上，播種有利于一次齊苗。對海拔較高地區(qū)，選擇4月中、下旬播種更為適宜；若為了保障高山秋季蔬菜接茬需要，高山在3月下旬播種可以采用地膜覆蓋增溫技術(shù)，苗齊才能確保穗多[4]。

3.2 關(guān)鍵時(shí)期加強(qiáng)田間管理，通過農(nóng)業(yè)措施，解決高溫對玉米產(chǎn)質(zhì)量的不利影響

一是玉米合理密植，要根據(jù)當(dāng)?shù)叵募練鉁兀N植地灌溉條件來種植，對歷史氣象資料進(jìn)行分析，對夏季容易發(fā)生極端高溫、干旱天氣的，要適當(dāng)減小種植密度，對氣候條件適宜，灌溉設(shè)施完善的可以適當(dāng)增加種植密度，來提高每畝玉米穗數(shù)，來增加產(chǎn)量；二是采用科學(xué)栽培管理方式，可使用寬窄行、玉米與矮作物套種等摸索，改善玉米田間通風(fēng)狀況，降低干熱風(fēng)對后期玉米生長的影響；條件允許時(shí)在抽穗揚(yáng)花期及時(shí)澆水，保濕降溫，改變田間小氣候，提高授粉率，增加穗粒數(shù)[5]。

3.3 適當(dāng)推遲收獲

一是選擇耐高溫、生長期中長（有效積溫要求在2700以上）、半馬齒型的品種；二是根據(jù)玉米生長期實(shí)際狀況和天氣條件，在成熟后期溫度和降雨條件滿足的情況下，通過延遲收貨，來延長玉米干物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)移時(shí)間，增加籽粒飽滿度，提升品質(zhì)和粒重，達(dá)到提升產(chǎn)量和品質(zhì)的目的。