镇安春播玉米在不同温度下对产量和质量影响的试验分析

摘要：玉米的产量和品质受多种因素的共同影响，包括遗传特性、土壤状况、农业技术及气候环境，而温度对这些因素具有显著的调节作用。本研究通过实证分析探究镇安县玉米在不同温度下的产量与质量变化，旨在为提高该地区玉米种植效益提供科学策略。关键词：玉米；温度；产量；质量1引言玉米对温暖气候有着明显的偏好，并对温度的波动表现出较高的敏感性。不同的温度条件下，玉米的营养生长与生殖生长也反映出不同的干物质累积结果。玉米播种时，需要日平均气温稳定在8℃以上，10～12℃时可保障玉米发芽正常。幼苗期日平均气温宜低于18℃，有利于“蹲苗”。玉米在生长后期需要适当的高温，抽穗开花期的适宜温度为25～27℃；籽粒灌浆、成熟阶段，日平均气温应保持在22～24℃，有利于有机物质的合成。如籽粒成熟期的日平均气温处于16～25℃，有利于养分积累和运转。玉米全生育期下限温度为6～10℃，最适宜生长的温度为28～31℃，上限温度为40～42℃，这是玉米的三基点温度[1]。具体如表1所示：镇安县位于陕西省东南部，秦岭南麓，山大岭多，层峦叠嶂，耕地少，河沟密布，水资源丰富，是一个“九山半水半分田”的土石山区县。玉米是该县主要的粮食和饲料作物，提高玉米的产量和质量对于促进畜牧业发展、提高群众收入、巩固脱贫成果有着重要的现实意义。为此，笔者协同农业技术推广部门于2022年在该县中温区进行了区域试验，试验采用了3个品种1个对照，对玉米的生长发育进程进行了观察记载，在此基础上参考前人试验分析结果，分析了不同温度条件对玉米产量和质量的影响程度，并提出工作建议，为全县的玉米发展提供有利保障。2材料与方法2.1基本概况2.1.1地理及温度概况镇安县坐落于秦岭山脉的南坡中段，地势从西北向东南逐渐降低。该县的最高点位于木王镇的鹰嘴石，海拔高度达到2601.6米；而最低点则是青铜关镇旬河村的河谷地带，海拔为344米，两者之间的高度差为2257.6米。镇安县属于长江流域的汉江支流区域，气候属于亚热带半湿润型，年均降水量为804.4毫米，年均温度约为12.2℃。由于地形的垂直变化明显，该地区的气候呈现出显著的垂直分层特征，不同高度的气候条件差异较大。按地形和温差可分为低热区（海拔在340～800米之间）、中温区（海拔在700～1200米之间）、高寒区（地处高山沟垴，海拔在1100～1600米之间）和老高山区（海拔在1500～2601米之间）。四季的气温划分：低热区10.2～20.8℃，中温区6.9～17.2℃，高寒区3.8～13.8℃，老高山区2.2～11.9℃为春季；低热区25.7～26.7℃，中温区21.6～23.0℃，高寒区17.7～19.4℃，老高山区15.6～17.6℃为夏季；低热区9.9～21.1℃，中温区6.3～17.6℃，高寒区2.7～14.1℃，老高山区0.9～12.3℃为秋季；低热区3.1～4.9℃，中温区-0.6～-1.7℃，高寒区-1.5～-4.1℃，老高山区-3～-6℃为冬季。四季的时间划分：通常是公历3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月至次年2月为冬季。四季天数相比，春、秋季多于冬、夏季。海拔越高，冬季天数越长，夏季天数越短；海拔越低，冬季天数越短，夏、秋季天数越长[2]。2.1.2试验概况（1）试验区设计：试验区选取的是中温区，中温区是该县耕地主要分布区，农耕地占全县总耕地面积的54.4%，地形复杂，河谷、丘陵、坡地皆有，适种玉米、小麦、红薯等粮食作物，亦适于发展林牧生产。年平均气温12℃，最热月平均气温23.9℃，最冷月平均气温-0.6℃;≥0℃的积温4485.3℃，≥10℃的积温3744℃；年平均降水量872.1毫米；无霜期195～214天，≥10℃间日194天。试验具体地点位于永乐街道办栗园村，海拔720米，地力中等，灌溉条件便利，总面积15亩。（2）参试品种：分别为农科大8号、宝单1号、敦玉518等3个品种，用在全县推广面积较大的正大999作为对照。上述品种均为国家或省（区）审定通过的品种。（3）试验设计：按当地群众种植习惯播种执行，密度为3000株/亩，从种到收进行详细观察记载。（4）试验管理：每一试验点选择地势地力、灌溉条件相当，采取播种时间、施肥量、施肥方法、密度定苗和中耕锄草“五统一”。（5）试验收获：成熟后按实际种植密度随机取样进行室内播种推算亩产。2.2测定项目及方法记录玉米播种期、出苗期、抽穗期等整个生育期的日期和温度情况，并对照其株高、穗粒数及百粒重等主要性状进行记载和对比，在成熟期采摘后晒干测定玉米产量，换算成亩产量，见表2。3结果与分析3.1低温对玉米产质量的影响低温会对玉米植株、籽粒产生冷害、冻害、霜害。玉米植株遇到0℃以上的低温，生命活动受阻或死亡，称为冷害。在灌浆期遇低温会使淀粉粒破裂变形或融合，降低粒重而减产[3]。有关科学调查显示，玉米种子一般在6～7℃时就可发芽，但发芽极为缓慢；当气温维持在10～12℃时，玉米种子18～20天可以发芽；若气温在15～18℃之间，发芽时间会缩短至8～10天。如果气温上升到20℃，那么五六天内就可以看到玉米苗破土而出。玉米幼苗在出土后，会随着气温的逐步升高而迅速生长。当平均气温超过18℃时，玉米苗的生长速度会达到最快。从镇安县的地理区域和近7年间3～4月份的气温条件看（见表3），镇安县3月平均最低气温为2～6℃，4月份平均最低气温为8～11℃。结合玉米生长周期及镇安县农作物种植结构来分析，春玉米的最佳播种时间通常在4月的上半月。如果播种时间过早，早春气温波动较大，种子在萌发后可能会遭受冻害，导致其失去生长能力，从而降低发芽率。此外，低温条件下，玉米种子的发芽时间会延长，这增加了种子受到土壤中有害微生物侵害的风险，可能会导致种子发霉和腐烂，引起缺苗现象。而播种时间过晚，玉米生长周期可能会延长，导致成熟期推迟，如遇到霜冻，可能会影响产量[4]。3.2高温对玉米产质量的影响玉米的光合作用受到影响。光合蛋白酶的活性在高温条件下会下降，从而导致叶绿体的结构被破坏，使气孔出现关闭问题，从而抑制光合作用的进行。与此同时，植物在高温条件情况下加强了其呼吸作用，消耗的能量增加，干物质的累积也相对下降。一般在38～39℃的高温条件下，这样的情况越长，植株的被受害程度也就越大，其恢复的过程也会越慢。缩短玉米生育时间。高温加速玉米生育进程中生理生化反应，导致各个生育阶段时间缩短。例如，雌穗分化时间缩短，雌穗小花分化数量减少，进而导致果穗体积减小。玉米在生育后期时出现植株过早的死苗或者提前进入成熟期的情况都是高温条件下形成的，灌浆时间减少，干物质的累积量也会随之降低，这对玉米的千粒重、容重、质量或产量都会产生一定的影响。对雄、雌穗的伤害。一般情况下温度持续在35℃左右时，就会对花粉的形成产生影响，使开花散粉受到阻碍，一般表现为雄穗的分支数量降低，分支也变小，小花退化，花药也出现干瘪的情况，花粉的活力也会有所下降。高温的持续时间逐渐延长，雄、雌穗的受害程度也就越大。诱发玉米病害。高温可能增加真菌孢子的萌发率和侵染力，导致如锈病、叶斑病等病害的发生。这些病害会损害叶片，减少光合作用的有效面积，降低光能的转换效率，最终影响玉米的生物量积累。同时，高温还可能导致细菌性病害的加剧，如细菌性枯萎病，这类病害通过堵塞植物的输导组织，影响水分和养分的运输，进一步削弱植株的生长势。此外，病毒性病害在高温下也可能更为活跃，病毒通过昆虫媒介传播，感染玉米植株后，会引起叶片变形、颜色变化等症状，严重时可导致植株死亡。这些病害的发生不仅直接影响玉米的生长发育，还可能通过降低植株的抗病能力，使植株更容易受到其他环境压力的影响。从镇安县7～8月份最高平均温度为34～38℃的温度统计可以看出，镇安县春玉米种植区很容易出现轻度至重度不同程度的热害。以2022年的试验为例，玉米雄穗较多、花期耐高温的品种结实相对要好，参试的宝单1号、敦玉518就表现出了较强的抗热性，产量、质量均表现良好。4建议4.1温度控制建议春季播种期间，若遇到频繁降雨或低温环境，玉米的产量和质量均可能遭受负面影响。因此，采取适宜的温度调控措施显得尤为重要。一般而言，在播种阶段，应选择日平均气温达到10℃的条件，以确保种子顺利萌发。而在幼苗期、抽穗开花以及灌浆成熟等关键生长阶段，温度的控制分别应为15～18℃、25～28℃、20～24℃，以促进有机物质的合成，增加玉米的产量和质量。为了缓解高温或低温带来的不利影响，还需采取以下控制措施：首先，在播种期的确定上，针对春季低温的影响，建议将4月上中旬作为适宜的播种期。其次，通过人工覆膜技术，提高地温、保持土壤湿度，促进土壤中微生物的活动和营养元素的分解，改善土壤结构，抑制杂草生长，增加田间光照强度，从而促进作物的生长发育和早熟。此外，在抽穗期，为防止高温对植株造成的伤害，适时灌溉是必要的，以达到保湿和降温的目的。在扬花期，若遇到持续的高温干旱，可能会影响正常的授粉过程。因此，适时的灌溉工作对于改善田间小气候至关重要。除此之外，为了进一步提高玉米的产量，适当延长收获期也是一种有效的策略，一般推荐延后5～7天进行收获，以确保玉米籽粒充分成熟。通过这些综合管理措施，可以在一定程度上减轻不利气候条件对玉米生产的影响，保障玉米的产量和品质。4.2水肥管理有效策略在玉米的肥料管理策略中，增加有机肥的使用量是提高土壤肥力和作物生长质量的关键。有机肥的施用不仅能够改善土壤结构，还能提供丰富的有机质和提高微生物的活性，促进作物根系的早期发展。在施肥策略上，应重点普及基肥的使用，以促进作物早期的快速生长。同时，微量元素的补充也是不可忽视的，它们在玉米生长发育中起着至关重要的作用。在玉米出苗后，适时施用苗肥，以促进植株茎秆的健壮生长。在大喇叭口期至抽雄前，重点施用穗肥，以增大穗的体积和重量，从而提高产量。此外，结合灌溉措施，采用以水调肥的方法，可以加速肥料的溶解和吸收，提高肥效的发挥，改善植株的营养状况，并增强其抗旱能力。在高温季节，叶面喷肥是一种有效的补充策略。这种方法不仅可以通过降低叶面温度和增加空气湿度来缓解高温对植株的不利影响，而且还能直接为玉米提供生长发育所需的水分和营养。叶面喷肥的实施有助于维持植株的正常生理功能，促进光合作用的进行，从而在一定程