玉米苗期凍害的影響及預(yù)防措施探究

鄒春野

摘? ? 要：2013年5月吉林省遼源市出現(xiàn)了一次春季霜凍災(zāi)害，分析了在凍害發(fā)生前后的溫度條件及遭受凍害后的玉米苗后期生長(zhǎng)情況，對(duì)玉米苗凍害期間的溫度指標(biāo)進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)比分析法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法分析了本次凍害發(fā)生前后的溫度，調(diào)查結(jié)果顯示，在玉米苗期發(fā)生凍害時(shí)，氣溫驟降，最低可達(dá)-3.3 ℃，溫度持續(xù)低于0 ℃的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4 h，導(dǎo)致玉米苗期葉片受凍明顯但生長(zhǎng)點(diǎn)并沒(méi)有被凍死，后期可以緩慢恢復(fù)生長(zhǎng)但發(fā)育期明顯推遲;在春季升溫期中遭遇突然的降溫對(duì)玉米苗所產(chǎn)生的凍害影響不可逆轉(zhuǎn)，直接影響玉米苗中后期的營(yíng)養(yǎng)吸收，嚴(yán)重影響了玉米的產(chǎn)量。在春季氣候回暖過(guò)程中發(fā)生異常氣候，會(huì)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成明顯的影響，應(yīng)加強(qiáng)防范低溫環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的不利影響。

關(guān)鍵詞：玉米苗期;凍害;低溫影響

文章編號(hào)：1005-2690（2021）21-0009-02? ? ? ?中國(guó)圖書(shū)分類號(hào)：S513? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

吉林省遼源市屬于溫帶季風(fēng)性氣候，在春夏之交的4月底、5月初常常出現(xiàn)天氣變化無(wú)常的情況，極端天氣偶有出現(xiàn)。氣溫驟降的凍害較易發(fā)生在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，給東北春玉米生長(zhǎng)造成了較大危害。農(nóng)作物對(duì)天氣變化十分敏感，多地都曾經(jīng)發(fā)生過(guò)氣溫急劇下降導(dǎo)致凍害的情況[1]。以低溫凍害的自然氣象災(zāi)害為例，在玉米苗期遭受凍害會(huì)嚴(yán)重破壞其細(xì)胞組織，并且在細(xì)胞組織中會(huì)出現(xiàn)許多囊狀小泡，嚴(yán)重的則會(huì)導(dǎo)致玉米苗體內(nèi)的細(xì)胞壁斷裂，影響后期正常的生長(zhǎng)發(fā)育。另外，除了玉米苗內(nèi)部會(huì)受到影響外，玉米苗的形態(tài)也會(huì)受到影響，具體表現(xiàn)為玉米植株縮短變粗、總根數(shù)明顯減少，導(dǎo)致產(chǎn)生畸形玉米，而且玉米的發(fā)芽率受到凍害的影響而明顯下降[2]。

大多數(shù)學(xué)者對(duì)玉米苗的研究是在室內(nèi)開(kāi)展的，缺少玉米苗遭受凍害后體內(nèi)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到影響所產(chǎn)生的變化及受凍害的玉米在整個(gè)生長(zhǎng)周期中的外在農(nóng)藝性狀研究。為了在極端天氣出現(xiàn)前精準(zhǔn)掌握在凍害情況下玉米苗的外部農(nóng)藝性狀，為我國(guó)農(nóng)業(yè)種植玉米苗提供理論依據(jù)，本試驗(yàn)大多在室外進(jìn)行，田間的試驗(yàn)過(guò)程是定量災(zāi)害指標(biāo)的研究來(lái)源。本研究以遼源市境內(nèi)一次典型的春季霜凍為例，對(duì)自然環(huán)境下遭受凍害后的玉米苗的整個(gè)生長(zhǎng)周期以及玉米性狀進(jìn)行跟蹤調(diào)查，并且不斷進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)，對(duì)凍害玉米苗以及正常玉米苗的溫度條件進(jìn)行對(duì)比，研究極端天氣發(fā)生對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)造成的重大影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)[3]。

1? ?研究區(qū)域和資料來(lái)源概況

1.1? ?研究區(qū)域

遼源市位于吉林省中南部，地處長(zhǎng)白山余脈與松遼平原的過(guò)渡帶中。2013年5月20日遼源市出現(xiàn)了降溫霜凍天氣，其中東遼縣最低溫度達(dá)到了-3.3 ℃，東豐縣最低氣溫達(dá)到了-2.1 ℃，導(dǎo)致這兩個(gè)地區(qū)種植的玉米都受到了不同程度的凍害。發(fā)生凍害的東遼縣（北緯42°52′、東經(jīng)125°22′）、東豐縣（北緯43°14′、東經(jīng)125°50′）均位于遼源市東偏南20～30 km的位置。受災(zāi)的兩個(gè)縣地勢(shì)平坦，受凍害的玉米苗品種為“大民3307”，整個(gè)生長(zhǎng)周期約為120 d。本研究以東遼縣代表受凍害的影響地區(qū)，與遼源市氣象觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2? ?資料來(lái)源與研究方法

本研究所用到的氣溫資料全部來(lái)自吉林省遼源市氣象局觀測(cè)站，遼源市東遼縣玉米苗受凍害時(shí)氣溫變化以及降水量變化均是自動(dòng)觀測(cè)站的實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)資料，田間玉米苗的生長(zhǎng)發(fā)育情況以及產(chǎn)量情況均來(lái)自田間的實(shí)地走訪、調(diào)查、預(yù)測(cè)以及遼源市農(nóng)業(yè)局當(dāng)年記錄的玉米產(chǎn)量數(shù)據(jù)[4]。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和科學(xué)性，保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)資料的均一性，對(duì)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用雙重標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)確的控制方案進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對(duì)比。

2? ?結(jié)果分析

2.1? ?玉米苗在凍害發(fā)生后的生長(zhǎng)發(fā)育情況

凍害發(fā)生時(shí)，玉米苗的生長(zhǎng)周期正處于3片葉子、1個(gè)苗心的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的調(diào)查走訪可知，5月20日清晨，每片玉米葉子全部被凍僵，呈現(xiàn)直立狀態(tài)。太陽(yáng)出來(lái)后，經(jīng)過(guò)照射，玉米苗逐漸枯萎，呈現(xiàn)出倒垂?fàn)顟B(tài)。根據(jù)5月21日白天對(duì)玉米苗的觀察情況來(lái)看，玉米苗的3個(gè)葉片均出現(xiàn)倒伏、干枯情況，直立部位僅有地上1 cm的根莖處。但是，通過(guò)研究觀察可知，玉米苗的生長(zhǎng)點(diǎn)并無(wú)任何異常[5]。6月6日對(duì)田間玉米地進(jìn)行調(diào)查研究可知，玉米苗的生長(zhǎng)點(diǎn)沒(méi)有受到凍害影響，已經(jīng)進(jìn)入正常的發(fā)育期，也均步入3葉期，生長(zhǎng)發(fā)育狀況良好。對(duì)比同期數(shù)據(jù)可知，沒(méi)有受到凍害的同品種玉米苗已經(jīng)長(zhǎng)出7片葉子，進(jìn)入7葉期。

2.2? ?凍害發(fā)生的溫度指標(biāo)

2.2.1? ?發(fā)生凍害時(shí)期的氣溫變化

圖1是5月19日10：00 AM～20日10：00 AM東遼縣發(fā)生極端凍害情況時(shí)每個(gè)小時(shí)的氣溫變化。通過(guò)研究可知，5月19日10：00 PM氣溫是8.4 ℃，20日0：00 AM氣溫為4.3 ℃，1：00 AM時(shí)氣溫為0.4 ℃，5：00 AM時(shí)氣溫為-2.6 ℃。凍害情況發(fā)生時(shí)的極端天氣為-3.3 ℃，有持續(xù)4 h氣溫低于0 ℃。20日6：00 AM左右氣溫逐漸回升，10：00 AM時(shí)達(dá)到了16.7 ℃，4 h內(nèi)溫度迅速上升了15.5 ℃。24 h內(nèi)當(dāng)?shù)貧鉁爻霈F(xiàn)了急劇變化，對(duì)玉米的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生了較大影響[6]。

通過(guò)圖1可知，玉米苗遭受凍害的主要原因是氣溫低于0 ℃的時(shí)間較為持續(xù)，同時(shí)在凍害發(fā)生時(shí)氣溫溫差較大且溫度下降迅速。

2.2.2? ?凍害情況發(fā)生后的溫度分析

發(fā)生此次凍害前，東遼縣平均氣溫比往常偏高。發(fā)生凍害當(dāng)天（5月20日）東遼縣的平均氣溫為11.8 ℃，比往年溫度低2.6 ℃;凍害發(fā)生后直到收獲階段（5月21日—9月20日）東遼縣各個(gè)階段的平均氣溫與往年變化一致，5月下旬氣溫與往年相比高1.5 ℃。

通過(guò)分析凍害發(fā)生前后的溫度條件可知，盡管玉米苗生育期積溫與往年相比較高，但是在升溫過(guò)程中發(fā)生凍害情況，溫度驟降對(duì)玉米苗的整個(gè)生長(zhǎng)周期產(chǎn)生了較大影響[7]。

通過(guò)分析東遼縣2013年發(fā)生的凍害情況可知，遭遇凍害后的玉米苗生長(zhǎng)變得十分緩慢，出現(xiàn)了大面積推遲發(fā)育期的現(xiàn)象，產(chǎn)出的玉米產(chǎn)量低且品質(zhì)較差。這些情況與5月20日產(chǎn)生的極端凍害情況有直接關(guān)系，與凍害發(fā)生前后的溫度并無(wú)太大關(guān)系。

3? ?結(jié)論

凍害發(fā)生后對(duì)玉米苗的生長(zhǎng)情況進(jìn)行進(jìn)一步跟蹤調(diào)查，通過(guò)分析溫度條件的變化可知以下幾點(diǎn)。

（1）玉米苗期發(fā)生極端凍害情況，導(dǎo)致氣溫突降，最低氣溫是降到-3.3 ℃，并且在此過(guò)程中有長(zhǎng)達(dá)4 h的氣溫低于0 ℃，導(dǎo)致玉米苗受到了嚴(yán)重凍害但根莖處并未被凍死，在氣溫回升后仍然可以繼續(xù)生長(zhǎng)。

（2）盡管遭受凍害的玉米苗在后期能夠恢復(fù)生長(zhǎng)，但是玉米苗的產(chǎn)量和品質(zhì)都會(huì)受到不同程度的影響。在發(fā)生凍害情況較為嚴(yán)重時(shí)，可以在受害玉米旁補(bǔ)種一些極早熟的玉米品種，同時(shí)保留受凍害的玉米，根據(jù)后期玉米生長(zhǎng)情況確定留下哪些。還可以對(duì)玉米苗噴施磷酸二氫鉀，幫助受傷的玉米恢復(fù)發(fā)育，降低凍害對(duì)其產(chǎn)生的影響。

（3）當(dāng)前我國(guó)春季氣溫變化異常，尤其是高、低氣溫驟降，會(huì)直接影響農(nóng)作物的正常發(fā)育情況，產(chǎn)生較為直接的影響。在全球變暖的情況下，區(qū)域溫度會(huì)產(chǎn)生較大變化。農(nóng)作物在生長(zhǎng)周期內(nèi)遭遇極端天氣，增加了發(fā)生凍害的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)引起重視。

本次研究通過(guò)對(duì)遼源市東遼縣2013年5月19日10：00 AM～20日10：00 AM氣溫進(jìn)行分析，總結(jié)出玉米苗期發(fā)生凍害情況時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)，幫助農(nóng)作物后期盡快恢復(fù)正常生長(zhǎng)。

本次研究資料略顯不足，應(yīng)在今后的研究中加強(qiáng)資料收集和分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少昆，趙久然，董樹(shù)亭，等.中國(guó)玉米栽培研究進(jìn)展與展望[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50（11）：1941-1959.

[2]何麗娟，張艷芳，徐麗，等.氣象信息服務(wù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備，2017（7）：43.

[3]何麗娟，徐麗.建平縣玉米生產(chǎn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)分及區(qū)劃[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2015（16）：151-152.

[4]王海梅，侯瓊，楊欽宇，等.基于生理指標(biāo)確定河套灌區(qū)玉米春霜凍的氣象指標(biāo)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2015，33（6）：172-177.

[5]夏權(quán)，孫喆，吳芳蓉，等.隴中地區(qū)玉米春霜凍害等級(jí)指標(biāo)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（31）：167-171.

[6]楊文海，梁繼忠，張學(xué)藝，等.地膜玉米霜凍后發(fā)育期變化[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2018（3）：35-36.

[7]賀紅梅，高蓉，包振賢.白銀市大棚蔬菜低溫凍害預(yù)報(bào)指標(biāo)研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，64（6）：58-61.