玉米不同生長發(fā)育期對氣溫和降水的響應

李軒，郭子晗，張鑠

（1.韶關市氣象局，廣東 韶關 512028；2.唐山市氣象局，河北 唐山 063000；3.唐山市生態(tài)氣候中心，河北 唐山 063000）

玉米作為我國主要的糧食作物和經(jīng)濟作物之一，加強對玉米生長環(huán)境的分析，可以不斷挖掘玉米產(chǎn)量、質(zhì)量提高的潛力。綜合多方面數(shù)據(jù)來看，玉米產(chǎn)量、質(zhì)量的提高會受到氣溫和降水等多方面因素的影響，未來還需要不斷優(yōu)化玉米的種植技術，找到最適合玉米種植的區(qū)域。

1 玉米不同生長發(fā)育期的特點分析

近幾年來，我國對生態(tài)化建設工作的重視程度不斷提高，作為農(nóng)業(yè)大國，我國始終致力于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機械化建設，也取得了一定的成績，但想要實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需要對其他方面進行創(chuàng)新。尤其是在過往農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，化肥、農(nóng)藥使用量過大，對土地和周圍環(huán)境都造成了嚴重的負面影響，同時也威脅到了人體健康安全。綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)理念不斷落實的過程中，創(chuàng)新發(fā)展新的植物保護技術，盡可能采用物理、生物技術，減少化學手段的應用，不僅可以提高農(nóng)業(yè)本身的經(jīng)濟效益，還從側(cè)面實現(xiàn)了環(huán)境效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。玉米作為主要的糧食作物和經(jīng)濟作物之一，在我國擁有著廣闊的種植面積，保證其產(chǎn)量、質(zhì)量是現(xiàn)階段重點。玉米這一作物在生長過程中對外界環(huán)境有著較高的要求，根據(jù)目前我國玉米的種植區(qū)域來看，所有種植區(qū)域的年降水量都在800～1500 mm，且夏季的平均氣溫＞18℃，年有效積溫≥1900℃。如果在不滿足上述氣候條件的地區(qū)種植，很可能出現(xiàn)減產(chǎn)甚至絕收的情況。玉米對溫度的變化非常敏感，在生長發(fā)育期間氣溫必須要≥10℃，且年有效積溫要在1800～2300℃，其中24℃時玉米發(fā)芽最快。若氣溫＜10℃或者＞25℃，均不適合播種，會造成播種-出苗期較長。拔節(jié)期和開花期的最佳溫度分別為20℃、25℃，其中開花期對溫度要求較高，如果氣溫＞31℃，那么很有可能導致玉米結(jié)穗率下降。另外，當氣溫＜16℃、＞25℃時，還會導致成熟期較晚，嚴重的情況下，可能會出現(xiàn)減產(chǎn)減質(zhì)的情況。綜合來看，玉米在不同生長周期中對氣溫有著嚴格要求，在氣溫20℃～25℃時整體生長效果較優(yōu)，花粉活性、淀粉酶活性都會得到保證，玉米生長發(fā)育期的養(yǎng)分得到了保證，質(zhì)量和產(chǎn)量也得到了有效提高。從降水角度來看，玉米在不同的生長發(fā)育期對降水量都有著較高的需求，耗水量直接影響到最終的產(chǎn)量[1]。根據(jù)不完全統(tǒng)計，當玉米產(chǎn)量為7500 kg/hm2時，降水量必須要達到500 mm，在這個過程中一共需要消耗水4500～5550 m3/hm2，不同生長階段對降水量的需求存在一定差異，其中播種期-出苗期的耐旱性較強，拔節(jié)期、抽穗期、開花期對水量的需求較高，根據(jù)不完全統(tǒng)計，拔節(jié)、抽穗階段需水量占全生長周期的50%，拔節(jié)期后對水量的要求較低。想要保證出苗率，就必須要確保土壤水分持水量在60%～70%，但也需要在出苗期保持必要的濕度，以此讓幼苗得到健康成長。拔節(jié)期-抽雄期需水量較高，此時土壤水分要控制在80%左右，進入乳熟期后水分需求量較低，維持在60%即可。

2 玉米不同生長發(fā)育期對氣溫和降水的影響分析

2.1 數(shù)據(jù)分析

為了更好地分析玉米產(chǎn)量和氣溫、降水條件之間的關系，選擇了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)區(qū)域深入調(diào)查分析不同生長發(fā)育周期內(nèi)氣溫、降水的情況。將玉米的生長發(fā)育分為了播種-出苗期、出苗-拔節(jié)期、抽雄-乳熟期、成熟期四個階段，對應的時間段分別為5月上旬-5月中旬、5月下旬-7月上旬、7月中旬-8月下旬、9月上旬-9月下旬。相比較而言，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)區(qū)的出苗-拔節(jié)期更長，而低產(chǎn)不穩(wěn)定區(qū)域成熟期較短、出苗期較長，因此很難保證產(chǎn)量。在高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)區(qū)域，播種-出苗期在20天左右，從具體數(shù)據(jù)來看，這一周期氣候條件正常，而在和低產(chǎn)穩(wěn)定區(qū)域的氣候條件對比分析后發(fā)現(xiàn)，出苗階段降水量和氣溫都沒有達到玉米生長的最低指標，因而導致出苗期較長，玉米產(chǎn)量受到了影響。綜合來看，播種-出苗期這一周期內(nèi)，降水量是最為主要的控制因子。進入玉米的生長中后期，氣溫對玉米產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)出負效應，降水量則和玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)出正效應。但隨著玉米的生長，這種效應會逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，當玉米進入生長末期氣溫對玉米的產(chǎn)量也會從負效應轉(zhuǎn)變?yōu)檎邓縿t從正效應變?yōu)樨撔?。綜合來看，玉米生長期間，氣候條件保持在較高氣溫、降水量較少的大環(huán)境較優(yōu)。如果出現(xiàn)低溫干旱的情況，極有可能會對玉米的生長和產(chǎn)量產(chǎn)生負面影響。玉米進入生殖生長期后，對氣溫、降水都有著一定的要求，抽雄-乳熟期是玉米生長過程中最為關鍵的時間段，氣溫對玉米產(chǎn)量具有正效應，而降水對玉米產(chǎn)量具有負效應，但隨著玉米的生長，這種正面影響會逐漸下降，進入8月中下旬后，降水量的負效應逐漸轉(zhuǎn)為正效應，而氣溫的影響會逐漸轉(zhuǎn)為負效應。隨著氣溫的升高，玉米產(chǎn)量也會逐漸減少，但如果降水量隨之增加，那么玉米產(chǎn)量也會有所回升。綜合來看，玉米在抽雄-乳熟期需要保證處于氣溫較低、降水量較多的環(huán)境。如果種植地區(qū)氣溫較高且降水量較少，那么玉米的產(chǎn)量也會受到影響。玉米生長后期，氣溫和降水量的影響再次對調(diào)，此時氣溫對玉米產(chǎn)量產(chǎn)生負效應，降水量則產(chǎn)生正效應。但需要注意的是，即便氣溫處于負效應但在不斷上升，反之降水量雖然處于正效應卻在逐漸下降，在9月下旬，氣溫和降水量的影響發(fā)生變換，此時玉米處于籽粒灌漿成熟期，生長較為緩慢，氣溫升高、降水量下降有助于玉米更好地進行光合作用，對玉米成熟具有促進作用。需要注意的是，如果降水量較少，導致玉米無法正常灌漿，那么會出現(xiàn)籽粒不飽滿的情況，玉米產(chǎn)量也會隨之下降[2]。

2.2 結(jié)果分析

綜合來看，在玉米不同生長發(fā)育期間，降水量和氣溫的影響非常關鍵，必須要為玉米提供最為合適的指標體系，根據(jù)氣象條件對玉米生長發(fā)育的影響展開動態(tài)評估，明確氣象條件對玉米產(chǎn)量的影響。從玉米整個生長周期出發(fā)，降水量是其中的主要影響因素，其次為氣溫，氣溫即便高于均值，若降水量相對合理，那么也可以達到理想的匹配狀態(tài)，但在抽雄-乳熟期，氣溫在這一階段非常關鍵，會對玉米的生長產(chǎn)生直接的影響。玉米在不同生長發(fā)育期可能會受到諸多因素的影響，出現(xiàn)發(fā)育期時間較長的情況，其中氣溫和降水量的影響最為突出。前文中以某地區(qū)玉米生長情況和氣候數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析可知，播種-出苗期對氣溫并沒有明顯的響應，敏感度較低，進入出苗-成熟期，則表現(xiàn)出了明顯的線性關系，相關系數(shù)達到了-0.80。由此判斷，在氣溫較高的情況下，玉米的生長發(fā)育期時間較短。在此基礎上進一步研究降水量對玉米不同生長發(fā)育周期產(chǎn)生的影響，從不同生長發(fā)育期來看，在出苗期降水量的影響效果并不顯著，進入出苗-拔節(jié)期降水量產(chǎn)生的影響逐漸凸顯出來，降水量較大，拔節(jié)時間較早，拔節(jié)-開花期這一周期降水越多、氣溫越高，開花越早。但如果降水量過大，開花時間則較晚，開花-成熟期這一周期和降水量有著直接的關系，降水量越大、成熟日期越早，當降水量均值大于2.5 mm時，則成熟日期會相對較晚。綜合多方信息數(shù)據(jù)來看，降水量對玉米不同生長周期影響更為顯著，在玉米不同生長發(fā)育周期內(nèi)均存在著顯著影響，氣溫較高時玉米的生長發(fā)育期較短。出苗期前后受氣溫的影響較深、拔節(jié)期前后受降水量的影響較深。除此之外，人工補水、光照時長、玉米品種等因素也會影響到最終效果[3]。

簡言之，玉米生產(chǎn)潛力會受到氣象因子的影響，在當前氣候變化情況下，氣溫和降水量是最為主要的因素，也是評價玉米生長的重要指標。在實際生產(chǎn)中，也不能夠僅針對單一的指標進行調(diào)控，要充分明確不同地區(qū)在種植玉米的過程中對氣溫、降水量的響應程度，從而制定出科學合理的玉米種植規(guī)劃，提高玉米的產(chǎn)量，保證糧食安全。經(jīng)過綜合研究可以看出，在氣候變暖的情況下，降水量成為了決定玉米產(chǎn)量高低的關鍵，但需要考慮到前期土壤溫度、水分、光照等其他因素，科學布局、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。未來，還需要展開精細的分析，以此確保玉米種植規(guī)劃的科學性。在玉米種植過程中要充分調(diào)查分析當?shù)氐臍夂?，趨利避害，形成相應的災害防御機制，避免玉米出現(xiàn)減產(chǎn)、降質(zhì)等問題，必要時可以采用人工增雨的方式，確保玉米的生長效果。在觀測到將要出現(xiàn)強降雨天氣后，要及時發(fā)布信息，安排搶墑播種，確保玉米不同生長發(fā)育周期的生長效果。除此之外，還要結(jié)合地區(qū)情況推行有機旱作栽培技術，從而采取科學合理的玉米栽培措施，降低氣溫和降水量對玉米產(chǎn)量的影響，更好地應對降水時間推遲、夏季干旱、氣溫較低等情況，從科學的角度解決氣溫和降水量對玉米生長帶來的影響，讓玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量得到提高。在實際調(diào)查分析的過程中發(fā)現(xiàn)，種植地區(qū)所處的地理位置是影響該地氣溫和降水量的主要因素，因此需要合理地規(guī)劃種植地區(qū)，在無法改變地區(qū)的情況下，推出針對性的種植技術[4]。

2.3 種植技術

由上可知，氣溫和降水量是影響玉米產(chǎn)量、質(zhì)量的關鍵，尤其是在不同的生長發(fā)育期間，對降水量和氣溫有著嚴格的要求，可以從種植技術方面進行調(diào)節(jié)，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：

2.3.1 合理選擇玉米種子

在北方地區(qū)無法避免低溫干旱的情況下，此時玉米品種的選擇非常重要，必須要充分考慮到地區(qū)的氣候特點、品種的適應范圍和具體特點，根據(jù)過往的氣候信息數(shù)據(jù)，綜合考慮所在地區(qū)的自然條件，在保證高產(chǎn)、抗旱、抗病的基礎上，選擇適應性較強的品種，配套高產(chǎn)栽培技術，可以最大程度削弱降水量和氣溫對產(chǎn)量、質(zhì)量的影響[5]。種子的適應能力較強，在不同生長周期對外部環(huán)境的需求也會相對減弱，配合其他的灌溉、施肥手段，能夠從根本上彌補外界環(huán)境的不足，如在北方旱地中應用范圍較廣的臨玉3號，通過對種子進行全面處理，配合旱作技術，能最大程度實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。但無論選擇何種玉米品種，都需要建立在不同地區(qū)的地理氣候條件基礎上，配合信息數(shù)據(jù)綜合各類氣候信息分析地區(qū)種植玉米的潛力。無論何種種植技術或者種植需求，都需要對品種進行進一步的優(yōu)化，以此提高良種的使用率。但在氣候條件相對苛刻的地區(qū)，可以選擇的玉米品種相對有限，更需要提高重視。

2.3.2 合理選擇播種時機

由上可知，各地區(qū)可以根據(jù)氣溫、氣候條件，抓住時機搶墑播種，以此保證玉米后續(xù)的生長。合適的玉米品種在實際生長過程中，具有一定的耐旱能力，但依然要保證基礎的降水和適合的氣溫，并且在雨季到來前進行玉米幼苗培養(yǎng)工作，借助造墑播種、借墑播種等方式，可以有效提高保墑效果，為玉米的質(zhì)量、產(chǎn)量提高奠定良好的基礎。如果采用旱作栽培方式，要結(jié)合當?shù)氐慕涤昶?，綜合考慮播種地區(qū)的土壤情況，確定具體的播種時間。如果在播種期的降水量無法保證，那么后續(xù)的生長也會面臨較大的困境，合適的播種時間也是提高玉米栽培質(zhì)量的關鍵。

2.3.3 科學調(diào)整土壤情況

在確定好播種時間和種子品種之后，還要對種植土壤進行全面的處理，以此有效增強土壤肥力，讓土壤水分的利用率得到充分提高。土壤內(nèi)含水量的提高，可以讓玉米在生長過程中對降水量的需求下降，保證整體的施肥效果。玉米生長對肥力有著較高的要求，需要施加15～30 t/hm2的有機肥或土雜肥，此外還需要施用復合混雜肥600～750 kg/hm2作為底肥。需要注意的是，肥料的施放要在整地深耕前進行，確認肥料施加完畢后，再進行相應的整地工作。不僅如此，在土壤的肥力較強，因此對水量也有著嚴格的要求。通過實際對比分析，在高肥田地中需要消耗的水量是普通肥力田地的4倍，因此在進行玉米種植時，要充分提高土壤水分利用率。

3 總結(jié)

綜上所述，玉米在不同生長發(fā)育周期內(nèi)對降水量和氣溫的要求各不相同，但在無法控制降水量和氣溫的情況下，地方農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門需要做出綜合性、科學性的部署規(guī)劃。新時期，需要對氣候條件展開綜合性的監(jiān)控，以此明確具體的種植需求，落實科學的種植計劃，對于潛力較弱的地區(qū)可以選擇相應的種植技術進行處理，以此確保玉米種植工作的穩(wěn)定落實，強化我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實力。