溫度對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

樊廷海

（單縣高老家鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 菏澤 274319）

玉米是喜歡溫暖和光照的農(nóng)作物，品種多樣，在不同的生長階段對溫度的需求量存在差異，同時溫度也會影響其營養(yǎng)吸收和生長。在玉米生育期內(nèi)，適合的生長溫度為25～31 ℃。溫度太低直接影響玉米健康生長，營養(yǎng)物質(zhì)積累受到影響，需要吸收和消耗大量的養(yǎng)分，可能造成停止生長；溫度過高會造成生長速度加快，消耗的養(yǎng)分也增多，會影響產(chǎn)量。

1 玉米的生長特征

玉米是重要的禾本科草本植物，在生長過程中對外界的適應(yīng)能力較強(qiáng)，適合在半濕潤半干旱的地區(qū)種植。玉米生長不受土壤酸堿度影響，只要溫度達(dá)到合理的范圍都能種植。玉米是一種喜溫的作物，在平均氣溫為18 ℃以上的地區(qū)都能種植。同時，玉米是一種短日照的作物，出苗之后如果長期處于短日照的條件下會造成發(fā)育加快，導(dǎo)致植株矮小和提前抽雄開花，影響玉米產(chǎn)量。如果處于長日照的條件下，玉米植株增高，莖葉繁茂，抽雄開花期會延遲，甚至?xí)绊懹衩组_花結(jié)實[1]。

2 玉米生長對溫度的總體要求

我國的玉米種植范圍廣泛，氣溫大于10 ℃，并且夏季平均氣溫大于18 ℃的地區(qū)很適合種植玉米。在生產(chǎn)類型上，玉米主要分為以下類型：特早熟品種，生育周期為小于85 d；早熟品種，生育周期為85～100 d；中熟品種，生育周期為100～120 d；晚熟品種，生育周期為120～140 d；特晚熟品種，生育期為140 d 以上等。不同生育期的玉米所需要的基本條件存在差異性，特早熟需要的積溫為1 900～2 100 ℃；如果是早熟品種，需要的溫度為2 100～2 400 ℃；如果是中熟品種，需要的積溫為2 400～2 700 ℃；如果是晚熟品種，需要的積溫為2 700～3 000 ℃；如果是特晚熟的品種，需要的積溫要大于3 000 ℃以上。只有滿足溫度條件，才能更好地促進(jìn)玉米生長。調(diào)查研究顯示，無論何種玉米品種，玉米生育期最低的溫度為6～10 ℃，適合玉米生長的溫度為28～31 ℃，適合玉米生長的上限溫度為40～42 ℃。

調(diào)查研究顯示，玉米在不同的生長周期對溫度的要求存在差異性，但是超過溫度的上限和下限都會造成玉米生長發(fā)育遲緩甚至停止生長。在玉米苗期，下限的溫度為6～10 ℃，適宜的生長溫度為25～30 ℃，上限溫度為35～40；在玉米拔節(jié)到抽穗期，下限溫度為10～12 ℃，適宜的溫度為26～31 ℃，上限為35～42 ℃；在玉米抽雄到開花期，上限溫度為19～21 ℃，適合的溫度為25～27 ℃，上限溫度為29～37 ℃；在灌漿到成熟期，下限溫度為15～17 ℃，適宜的溫度為22～24 ℃，上限溫度為28～30 ℃；在玉米全生育期，最低的溫度應(yīng)該控制到6～10 ℃，適合生長的溫度為28～31 ℃，最高的溫度為40～42 ℃[2]。

3 溫度對玉米各生育時期的影響

1）對發(fā)芽期的影響。春玉米種植溫度對玉米出芽率的影響比較大，是玉米播種溫度的重要指標(biāo)。應(yīng)該保證土層5 cm 厚的土壤溫度穩(wěn)定在10 ℃以上才能開始播種。通常情況下，如果播種溫度大于10 ℃以上，玉米會吸漲萌動。調(diào)查研究顯示，20～30 ℃的環(huán)境適合玉米發(fā)芽，25～30 ℃的氣溫下玉米發(fā)芽速度比較快。在適合的溫度范圍內(nèi)，玉米幼苗的生長速度快，出苗率高，斷壟情況少，能提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量[3]。

2）對苗期的影響。玉米苗期對溫度比較敏感，該時期適合幼苗生長的溫度為20～30 ℃，下限溫度為6～10 ℃，上限溫度為35～40 ℃。在適合的范圍內(nèi)，溫度越高，幼苗的生長速度越快。如果春玉米推遲播種，有利于出苗，但是在生長期較短的地區(qū)不利于灌漿成熟，很容易遭受到低溫霜害的影響。在玉米苗期，如果玉米的生長速度快，不經(jīng)過一段時間蹲苗，很容易造成玉米徒長，導(dǎo)致出現(xiàn)早衰苗，直接影響玉米抗旱和抗?jié)衬芰?，使玉米產(chǎn)量下降。為此，在玉米苗期要控制好溫度，適合的溫度能保證玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。此外，玉米苗期還要做好灌溉工作，要蹲苗一段時間[4]。

3）對拔節(jié)孕穗期的影響。玉米拔節(jié)期是玉米生長的關(guān)鍵時期，在拔節(jié)期之后幼穗開始逐漸分化。在整個拔節(jié)孕穗期生長溫度對玉米產(chǎn)量和質(zhì)量有重要影響，適合的溫度為26～31 ℃，最低的溫度范圍為10～12 ℃，最高的溫度范圍為35～42 ℃。種植實踐表明，如果該時期溫度低于10 ℃，會影響玉米的健康生長，造成生長停滯。如果在30～35 ℃的溫度下，會直接影響幼穗分化率。高溫條件會導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的積累不夠，使幼穗不能得到充足的營養(yǎng)，造成幼穗的分化數(shù)量減少，影響玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4）對抽穗開花期的影響。在玉米抽穗開花期，溫度也會影響玉米產(chǎn)量和質(zhì)量，種植實踐表明，適合玉米生長的溫度為25～27 ℃，最低的溫度為19～21 ℃，最高的溫度為29～37 ℃。如果溫度在29 ℃以上，直接影響抽穗開花，或者造成抽穗開花不良。研究顯示，如果溫度在22～25 ℃，溫度每下降1 ℃就會導(dǎo)致吐絲期延遲4 d 左右。在22～26 ℃的環(huán)境下，玉米的開花和吐絲會正常進(jìn)行，但是如果溫度降低1 ℃，會導(dǎo)致抽雄和吐絲延遲6 d 左右。如果在25～32 ℃的溫度范圍內(nèi)，每升高1 ℃，會使吐絲和抽雄縮短3 d?？偠灾谖覈煌挠衩追N植地區(qū)，溫度不同會導(dǎo)致抽穗開花期存在差異性。

5）對授粉期的影響。在玉米授粉期，適合的生長溫度為23～28 ℃，下限溫度為18～20 ℃，上限溫度為28～38 ℃。如果在23～28 ℃的條件下，溫度越高會造成玉米散粉提前。研究發(fā)現(xiàn)，如果氣溫正常，上午的9：00～11：00 是散粉的最佳時間，在每天的早晨8：00，如果氣溫能夠達(dá)到23 ℃以上，有利于玉米散粉，或使散粉時間提前。溫度低于18 ℃以下會導(dǎo)致不開花和不吐絲。溫度高于38 ℃玉米會停止開花，或者花絲接受花粉的能力受到影響，甚至造成花粉在短時間內(nèi)失去活力，影響玉米的結(jié)實率。

6）對灌漿結(jié)實期的影響。在玉米灌漿生長時期，玉米產(chǎn)量和質(zhì)量也會受到溫度的影響。種植實踐表明，玉米的生長溫度為22～24 ℃。一旦出現(xiàn)高溫干旱天氣，玉米胚乳的細(xì)胞數(shù)量明顯減少，或者淀粉粒數(shù)量下降，直接影響籽粒的灌漿速度，縮短灌漿持續(xù)的時間。一旦溫度過高，加之受到干旱等環(huán)境影響，灌漿時期玉米的籽粒養(yǎng)分供應(yīng)不足，會造成細(xì)胞分裂受到影響，干物質(zhì)積累能力下降，最終導(dǎo)致玉米籽粒重下降，產(chǎn)量和質(zhì)量受到影響。灌漿期對玉米產(chǎn)量和質(zhì)量提升非常重要。研究表明，夏玉米籽粒灌漿對溫度的要求較小，如果平均溫度為12～26.9 ℃，能正常灌漿，平均溫度在11.7～11.9 ℃，能保持一定的灌漿強(qiáng)度。灌漿時期的適合溫度為22～24 ℃，在24～30 ℃的溫度下灌漿速度下降，灌漿成熟時間縮短。在30～34 ℃的溫度下會出現(xiàn)高溫逼熱現(xiàn)象，造成玉米出現(xiàn)熱害，籽粒的淀粉和蛋白質(zhì)積累會受到影響，造成千粒重下降，影響玉米成色。一些研究表明，不同的積溫及溫度對玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的影響比較大。對3 個積溫帶的大田玉米進(jìn)行種植，通過研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同溫度環(huán)境對玉米生長的光合作用存在影響，同時存在差異。在玉米灌漿初期和后期階段，溫度對玉米光合作用有著非常顯著的影響。在灌漿時期的溫度越高，可以提高籽粒產(chǎn)量。溫度對玉米籽粒生長發(fā)育的影響比較大，是決定籽粒灌漿速度和時間的主要因素，也直接影響淀粉和蛋白質(zhì)積累。

4 高溫對玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

調(diào)查研究顯示，溫度也會影響玉米不同器官的生長，并且表現(xiàn)出明顯的差異。溫度對根系的影響比較小，適合根部生長發(fā)育的溫度為20～24 ℃，適合莖部生長的溫度為24～28 ℃，適合葉片生長的溫度為28～32 ℃。通常情況下，花粉的生命力能夠持續(xù)8 h 左右，玉米花絲授粉的能力能夠持續(xù)6 d 左右。如果在玉米授粉期間出現(xiàn)高溫天氣，會產(chǎn)生嚴(yán)重的熱害，苗期36 ℃會出現(xiàn)中度熱害，生長期為32 ℃，成熟期為28 ℃。輕度熱害溫度為29～32 ℃，造成玉米減產(chǎn)10%左右，中度熱害的溫度為32～33 ℃，玉米可以減產(chǎn)50%左右。出現(xiàn)36 ℃以上的天氣，有些地區(qū)會出現(xiàn)絕產(chǎn)和絕收的現(xiàn)象，產(chǎn)量下降明顯。高溫玉米熱害產(chǎn)生的影響包括以下幾方面。

4.1 對玉米生育期和灌漿期的影響

高溫會抑制花藥開裂，影響散粉，造成花粉萌發(fā)能力下降或失去萌發(fā)能力。在高溫環(huán)境下，玉米花絲枯萎，同時授粉受到影響，影響玉米結(jié)實率。灌漿時期是作物利用光合作用產(chǎn)生淀粉和蛋白質(zhì)的關(guān)鍵時期，灌漿速度和灌漿期的長短也會影響籽粒能量積累。溫度提高，有利于灌漿，增加灌漿速度。溫度過高，會縮短灌漿期。通過研究實踐表明，高溫條件下造成玉米減產(chǎn)主要是因為灌漿期縮短。

4.2 高溫對光合作用的影響

光合作用會影響玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，溫度對光合作用起著重要作用。在高溫的環(huán)境下，葉綠素的含量降低，葉綠體膜系統(tǒng)遭到破壞，影響光合作用。在高溫環(huán)境下，玉米的含水量下降，凈光合速率下降，造成葉綠體膜和內(nèi)囊體損傷。高溫環(huán)境下，一些酶活性會受到抑制。

4.3 高溫對玉米體內(nèi)代謝物的影響

在高溫的影響下，農(nóng)作物會出現(xiàn)一系列反應(yīng)，造成植物體內(nèi)的氧化劑含量升高，如玉米在高溫環(huán)境下，積累丙二醇，說明脫脂發(fā)生過氧化反應(yīng)。為了減少活性氧帶來的損失，需要調(diào)控氧化劑的合成來清除活性氧。高溫還會導(dǎo)致植物的衰老速度加快，主要是因為植物體內(nèi)的植物激素含量變化。

4.4 高溫對玉米籽粒淀粉的影響

如果玉米的籽粒灌漿期出現(xiàn)高溫天氣，會直接造成淀粉含量下降。此外，玉米籽粒灌漿期遇到高溫之后會影響淀粉的積累，造成粒重下降，還會增加蛋白質(zhì)含量，影響淀粉的黏性和熱力性質(zhì)。對某些玉米品種進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)，出苗后的28 d 左右，一旦出現(xiàn)高溫天氣，對玉米的產(chǎn)量影響不顯著；在出苗之后的80 d 左右，如果遇到高溫天氣，導(dǎo)致玉米淀粉的含量下降，從而影響玉米產(chǎn)量。綜上所述，在高溫環(huán)境下，玉米花絲和花藥發(fā)育都會受到影響，導(dǎo)致玉米結(jié)實率、產(chǎn)量下降。高溫還會影響玉米灌漿期和淀粉的含量，造成玉米的代謝過程紊亂，產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，使玉米營養(yǎng)吸收和生長受到抑制，最終造成產(chǎn)量和品質(zhì)降低。

4.5 應(yīng)對高溫危害的措施

第一，科學(xué)栽培。要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件適當(dāng)提前或者推后播種時間，或通過覆蓋地膜的方式增溫保水，在玉米花粒期錯開高溫天氣。有研究指出，加強(qiáng)田間管理和科學(xué)施肥能抵御高溫帶來的不利影響，例如改變傳統(tǒng)的耕作方式、合理密植等。

第二，科學(xué)育種。加強(qiáng)對高溫耐旱玉米品種的研究。要加大對科研機(jī)構(gòu)的扶持力度，包括資金和技術(shù)的扶持，研發(fā)出適合本地區(qū)生長、具備較高抗旱耐旱能力的玉米品種，減少干旱造成的不利影響。隨著極端天氣的頻繁出現(xiàn)，高溫干旱天氣是當(dāng)前玉米生長中的挑戰(zhàn)，會影響玉米正常生長發(fā)育，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

第三，應(yīng)加強(qiáng)對高溫致災(zāi)機(jī)理的研究，研究出現(xiàn)高溫天氣之后玉米的生理變化情況，加強(qiáng)對耐高溫玉米品種的選擇，篩選出優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源并且做好改良工作，培育高溫耐旱的新品種。

第四，加強(qiáng)田間的栽培管理，通過人為調(diào)控等方式來降低玉米高溫危害的影響。

5 低溫對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

5.1 冷害對玉米的影響

玉米在生長過程中遇到低溫環(huán)境會導(dǎo)致生命活力受到影響，甚至死亡。冷害癥狀不明顯，要經(jīng)過一段時間之后才能顯現(xiàn)，主要的癥狀為葉片變黃或者枯萎。低溫環(huán)境會導(dǎo)致水分代謝能力失調(diào)，造成玉米正常物質(zhì)的代謝能力下降，影響蛋白質(zhì)和氨基酸形成。為了抵抗寒冷的天氣，玉米會消耗大量養(yǎng)分。在灌漿期遇到低溫天氣會導(dǎo)致淀粉粒破裂，降低粒重，造成玉米減產(chǎn)。研究表明，一旦出現(xiàn)低溫天氣，玉米的抽雄開花期會受到影響，造成灌漿天數(shù)延遲，直接影響玉米籽粒的成熟度，導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和質(zhì)量下降。

5.2 凍害對玉米產(chǎn)量的影響

凍害會造成植株或籽粒結(jié)冰，甚至死亡。凍害主要是因為溫度降到0 ℃以下之后自由水分結(jié)冰，破壞了組織細(xì)胞，造成植株死亡。在播種期，如果氣溫降低，將影響正常播種，導(dǎo)致播種期延遲。如果在苗期遇到凍害，會影響幼苗正常生長，甚至停止生長。在灌漿期遇到凍害會造成玉米產(chǎn)量下降。種子含水量高時遭到凍害會導(dǎo)致種子的發(fā)芽率下降。

5.3 霜對玉米產(chǎn)量和質(zhì)量的影響

空氣干燥，大氣中的水汽還達(dá)不到飽和狀態(tài)，不會形成霜，直接危害玉米生長?？諝庵械乃勘容^豐富，夜間氣溫下降之后會形成白霜。低溫凍害會引起霜害，如果出現(xiàn)早霜天氣，要盡快收獲玉米，不會受到太大影響。遇到晚霜天氣，可能導(dǎo)致播種延遲，影響玉米的發(fā)芽率，造成玉米爛種或者出苗率受到影響[5]。

6 結(jié)論

溫度會影響玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，造成穗數(shù)和穗粒數(shù)下降。溫度會影響玉米植株制造充足的營養(yǎng)物質(zhì)滿足果穗生長。如果出現(xiàn)低溫和高溫天氣，植株營養(yǎng)不充足，會增加空稈率。穗粒數(shù)的多少受溫度變化影響，不適合的溫度條件會影響小花分化，造成玉米結(jié)實率下降。在玉米拔節(jié)期開始形成穗粒，該時期溫度應(yīng)有利于穗粒數(shù)分化，保證玉米產(chǎn)量。如果溫度適合和營養(yǎng)充足，玉米會形成大籽粒，并且籽粒飽滿，可以提高玉米產(chǎn)量。玉米抽雄前是營養(yǎng)生長的主要時期，該時期有助于營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸和積累，如果溫度過高和過低都會影響干物質(zhì)積累。抽雄開花期到成熟期是玉米生長的關(guān)鍵時期，該時期穗數(shù)和穗粒數(shù)會受到溫度變化影響。在玉米整個生長周期，溫度都會影響營養(yǎng)吸收和生長，從而影響產(chǎn)量。