淺析氣溫對華北地區玉米產量的影響

[摘 要] 華北平原是我國中國重要的玉米生產基地和輸出基地，玉米常在我國糧食作物和中占據著重大作用，研究如何提高玉米產量及影響玉米產量的因素又這及其重要的作用，再溫度變化較為明顯的華北平原，研究溫度對玉米產量的影響具有更加重要和實際的意義及作用。

[關鍵詞] 華北平原 產量 玉米

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] B [文章編號] 1003-1650 （2013）01-0028-02

Analysis of the temperature of corn production in North China

Abstract：The North China Plain is our important corn production base and export base， corn often occupy a significant role in our food crops and in studying how to improve corn yield and factors affecting corn yield and its important role， and then the temperature more obvious changes in the North China Plain， the effect of temperature on the yield of maize has a more important and practical significance and role.

Keywords： north yield corn

華北平原是中國第二大平原。華北平原屬暖溫帶季風氣候，四季變化明顯。平原年均溫 8～15℃ ，冬季寒冷干燥 ，農作物大多為兩年三熟，南部一年兩熟。華北平原是我國重要的玉米生產基地和輸出基地，今年華北地區（包括北京、天津、河北、山西、山東、河南）玉米播種面積占到全國播種總面積的32.4%。玉米生產在華北農業中占有舉足輕重的地位，并對我國玉米市場有較大影響，是未來我國玉米擴大種植面積的重點省份。溫度是農作物生長發育的重要因子，玉米產量的高低和各生育時期的溫度有密切關系。玉米是重要的糧食作物和畜牧飼料作物，在國家和世界糧食中占據著重要的地位。因此研究制約玉米產量的因素及提高玉米的產量都具有重大的意義。

影響玉米產量的主要因素有玉米種子的質量、土壤肥力、水肥條件、大氣質量、太陽光照及其環境溫度。因為華北平原屬暖溫帶季風氣候，四季變化明顯，所以溫度對華北平原玉米的產量影響很大。

一、持續低溫對玉米幼苗生理指標的影響

通過實驗可以證明：葉綠素的生物合成是一系列酶促反應，受溫度影響很大。最適溫度是20～30℃。溫度過高或過低均降低成速率，加速葉綠素解；生物細胞，通過細胞膜這種結構與生物體內細胞、細胞器及環境界面起著物質交換的作用，同時保持生物細胞正常生理生化過程的穩定性。當外界環境條件發生變化時 ，首先影響生物膜的物理化學性質的改變。如植物組織受到逆境傷害時，由于膜的功能受損或結構破環，而使其透性增大，細胞內的鹽類或有機物有不同程度滲出，從而影響植物的生理過程；冷敏植物低溫傷害的主要原因是冷誘導的細胞質酸化， 可能與液泡膜質子轉運系統的破壞密切相關。在我們的研究中，簡令成指出， 冷害首先是損傷細胞的膜結構，然后引起生理生化過程的破壞。鈣可能作為磷脂的磷酸根和蛋白質的羧基間聯結的橋梁， 使膜結構更為牢固， 從而提高根系活力， 也可能與細胞中的果膠酸形成果膠酸鈣， 保護中膠層結構， 降低細胞壁的降解。鈣的另一重要作用是通過鈣-鈣調素信號轉導系統誘導抗逆基因的表達， 提高抗氧化酶活性 ， 誘導滲透調節物質的合成 ， 增加細胞中煮沸穩定蛋白質的含量， 從而增強植物細胞忍耐低溫的能力；過氧化氫酶普遍存在于植物的所有組織中，其活性與植物的代謝強度及抗寒、抗病能力有一定關系。過氧化氫酶屬于血紅蛋白酶，含有鐵，它能催化過氧化氫分解為水和分子氧，在此過程中起傳遞電子的作用，可促使H2O2分解為分子氧和水細胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關鍵酶之一。在低溫的情況下，植物機體會感受到外部環境的變化從而引起了過氧化氫酶活性明顯的增加，維持體內環境的正常運行。

二、溫度過高對玉米的影響

高溫熱害是廣東春種夏收玉米生育后期和夏種秋收玉米生育前中期經常遇到的不利氣候因素。因為這時正處夏季6月、7月、8月，太陽高度角大、輻射強烈，地面吸收和累積的熱量多，因此，常出現高溫天氣。廣東7月、8月平均氣溫都超過28℃，日最高氣溫超過35℃的高溫天氣，6月下旬至9月上旬常見，內陸盆地可高達38℃42℃的高溫，對玉米生長發育和產量形成均有不利影響。

1.高溫對玉米生理生化及生長發育的影響

玉米種在高溫條件下，可降低光合酶的活性，破壞葉綠體結構和引起氣孔關閉，從而影響光合作用。更主要的是在高溫條件下呼吸強度增強，消耗明顯增多，而使凈光合積累減少。有試驗表明，當田間CO2濃度為200～300ppm時，氣溫30℃，玉米光合強度為50毫克CO2/分米2·小時，當氣溫升高至40℃時，光合強度減弱至35～40毫克/分米2·小時。即高溫比適溫的光合強度降低20～30%。 據報導，玉米受38～39℃熱害3小時之后，光合效率下降70%，受熱害1小時之后，光合效率也下降40%，在20℃的環境中經過6小時，光合效率僅能恢復至65%。說明38～39℃的高溫熱害時間越長受害越重，恢復愈難。玉當氣溫高于32～35℃時不利于開花授粉，由于花粉粒在通常情況下，其活力只能保持5～6小時；8小時以后活力顯著下降；24小時以后完全喪失活力。同時玉米花粉含水量只有60%，且保水力弱，在高溫干燥環境下容易失水干癟，散粉后1～2小時，花粉粒迅速失水，喪失活力而不能授粉。玉米種在玉米籽粒灌漿成熟期，當日平均氣溫高于25℃時，因淀粉酶的活性受影響而不利于干物質的運輸與積累。

2.玉米高溫熱害類型

延遲型危害在玉米生長發育過程中，較長時間受到不同程度的高溫危害，使光合作用受阻，酶活性減弱，致使生長發育減慢。 障礙型危害在玉米生殖器官分化期到抽穗開花期，遭受異常高溫危害，使生殖器官受到損害，造成不育或部分不育而減產。這種危害時間較短，但受害后難以恢復正常，表現為禿頂、缺粒、缺行甚至無果穗而減產較大。 生長不良型玉米在營養生長期受害后，致使高度降低，葉片數減少，粒數減少，穗變短。但成熟期沒有明顯延遲，千粒重也影響不大。主要因粒數少、生長弱而減產。清除體內的過氧化氫，從而使混合型在同一年內發生前期高溫而使生長發育不良，后期又受低溫危害造成灌漿緩慢，使玉米嚴重減產。

3.玉米熱害指標

據有關研究認為，在35℃的環境下，玉米苗期的生長高度、干物重都受到明顯影響。玉米抽雄期當溫度高于32℃，授粉將受影響；后期溫度高于25℃，如又遇干旱將出現高溫逼熟而減產。 玉米各生育階段的熱害指標以中度熱害為標準，苗期為36℃；生殖期為32℃；成熟期為28℃。 出葉速度與溫度關系（營養生長期）33℃時受高溫輕度危害，出葉速率開始下降；36℃時受中等危害，出葉速度明顯下降；39℃時受害嚴重，出葉速率嚴重下降。 輕、中、重度熱害對產量的影響以全生育期平均氣溫為標準，29℃輕度熱害，將減產10%左右；33℃中度熱害，將減產50%以上；36℃嚴重受害，將造成絕產。 玉米生育期不同，熱害指標有明顯差別，總趨勢是苗期最耐熱，生殖期次之，成熟期最不耐熱。

參考文獻

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