氣象條件對玉米灌漿速度的影響分析

于海 張洪偉 隋丹

[摘 要] 在吉林省榆樹市開展玉米分期播種試驗，采用4個不同播期，結(jié)合玉米灌漿期氣溫、光照等氣候因素，分析氣象條件對玉米灌漿速度的影響，探討氣溫、日照時間與玉米籽粒灌漿期不同時段總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量及百粒干質(zhì)量的關(guān)系，為合理開展玉米種植提供參考。

[關(guān)鍵詞] 玉米;氣溫;日照時間;灌漿速度;質(zhì)量

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）17-106-2

溫度對玉米穗粒數(shù)和千粒重均有一定影響，可導致穗粒數(shù)減少。灌漿期溫度過高或過低，灌漿速度均會明顯下降，如果遇到16 ℃以下持續(xù)低溫，玉米基本停止灌漿而不能正常成熟，導致粒質(zhì)量低[1]。玉米是吉林省榆樹市主要糧食作物之一，以中熟或中晚熟品種為主，玉米播種至成熟整個生長發(fā)育過程對溫度、光照等氣象條件要求較高。本文選取4個不同玉米播種期進行試驗，通過分析玉米灌漿期溫度、光照等氣候因素對不同發(fā)育期玉米籽粒總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量及百粒干質(zhì)量的影響，以找出榆樹市玉米最佳播種期，提高玉米種植效益。

1 研究資料與方法

此次玉米試驗共分為4個播期，自4月21日開始播種，每隔10 d播種一次，5月21日結(jié)束。第1播期在7月21日進入開花期，第2、3、4播期分別在7月23、26、31日進入開花期。

調(diào)查方法為當各播期玉米開花后，在各觀測區(qū)內(nèi)選取同一天開花且植株生長發(fā)育狀況基本一致的果穗進行標定，從各播種期開花后第10天開始取樣，每次取2穗，取下籽粒，統(tǒng)計每穗總顆粒數(shù)，稱總鮮質(zhì)量。稱后在恒溫100 ℃條件下烘干達到質(zhì)量穩(wěn)定，稱重總干質(zhì)量。并從每個果穗中各取100粒共200粒稱質(zhì)量，按照上述方法每5 d取樣一次，至果穗完全成熟[2]。各播期玉米生長期氣溫、降水和日照時間觀測數(shù)據(jù)由榆樹市氣象局觀測記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 全生育期氣溫條件

試驗結(jié)果表明，玉米從播種至完全成熟，4個播期全生育期依次分別為151、143、139、131 d。播種期較晚，玉米灌漿成熟后期溫度相對下降，因此成熟期相對推遲。第1、2、3、4播期乳熟至完全成熟期日平均氣溫分別為17.9、17.4、16.6、16.4 ℃，日平均氣溫隨著播期延后而下降，第2、3、4播期玉米成熟期相應較第1播期推遲2、8、10 d。第1播期玉米自7月21日灌漿開始，于9月18日結(jié)束，灌漿期共60 d，期間日平均氣溫保持在9.2～27.9 ℃，60 d平均氣溫為20.4 ℃;第2播期玉米灌漿期7月22日至9月20日，共61 d，期間日平均氣溫為9.2～27.9 ℃，61 d平均氣溫為20.0 ℃;第3播期玉米自7月25日灌漿開始，9月26日結(jié)束，灌漿期共64 d，期間日平均氣溫在9.2～27.9 ℃，64 d平均氣溫為19.2 ℃;第4播期玉米自7月30日灌漿開始，于9月28日結(jié)束，灌漿期共61 d，期間日平均氣溫9.2～25.7 ℃，61 d平均氣溫為18.8 ℃。

2.2 溫度條件對玉米灌漿速度的影響

玉米果穗從開始受精至最終形成是一個累積增質(zhì)量的生物學過程，期間會受到外界條件影響，排除其他因素影響，由于播期不同，玉米籽粒灌漿期所處氣候環(huán)境條件不一樣，因此對灌漿增質(zhì)量過程有一定影響。依據(jù)玉米生物學特性，玉米籽粒形成期對氣溫條件要求較高，吐絲后2周左右處于籽粒形成期，該時期籽粒增大速度較快，總鮮質(zhì)量快速增加[3]。隨著灌漿速度的加快，對較高氣溫需求加大，日平均氣溫在22 ℃以上為宜，如果日平均氣溫低于18 ℃，會延長玉米發(fā)育期，不利于籽粒及時進入快速灌漿期。

由圖1可知，4個播期玉米開花后10 d，總粒質(zhì)量以第4播期最高，第2播期和第3播期基本一致，第1播期相對較低。對應時段內(nèi)日平均氣溫第3播期最高，為24.9 ℃;第4播期最低，為23.5 ℃，但相比其他播期，第4播期玉米開花后10 d雖然日平均氣溫相對最低，但是前期積溫偏多，因此這一時段內(nèi)總鮮質(zhì)量最高。隨后第2播期在開花后35 d前總鮮質(zhì)量增加顯著;開花后40～50 d，第3播期總鮮質(zhì)量增長迅速。開花后50 d，第2播期總鮮質(zhì)量最重，其次是第3播期，而第4播期最低。該時段內(nèi)日平均氣溫除第1播期在20.0 ℃以上外，其他3個播期日平均氣溫均降至18.0 ℃以下，其中第4播期日平均氣溫為11.8 ℃，灌漿后期氣溫偏低不利于籽粒質(zhì)量增加。

分析圖2，玉米籽粒灌漿增質(zhì)量過程大概可劃分為3個時段：籽粒形成期（開花后10～25 d）、籽粒發(fā)育旺盛期（開花后25～40 d）及籽粒成熟期（開花后40 d后）。第一時段籽粒處于形成期，該時期內(nèi)籽粒迅速由小變大但干質(zhì)量增加緩慢甚至有波動;第二時段籽粒質(zhì)量緩慢增加;第三時段籽粒總干質(zhì)量在4個播期幾乎均呈直線上升。其中玉米籽粒灌漿的第一、二時段是對最終產(chǎn)量形成具有重要影響的關(guān)鍵時段，主要在于受溫度的影響。由于播期不同，4個播期籽粒灌漿時溫度條件不一樣，其中第1、2、3播期日平均氣溫均處于21.0 ℃以上，而第4播期日平均氣溫則為20.6 ℃，日平均氣溫低于22.0 ℃的有28 d，低于20.0 ℃的有13 d，氣溫相對偏低，積溫減少，第2播期與第1、3播期相比氣溫略偏低，但灌漿前期積溫積累偏多。4個播期玉米灌漿增質(zhì)量速率變化不同，這種不同最終表現(xiàn)在總干質(zhì)量上，第2播期總干質(zhì)量最大，其次是第3播期，第4播期最小。

玉米籽粒快速增質(zhì)量與時段內(nèi)平均氣溫或最高氣溫呈線性關(guān)系。玉米籽粒含水量在45%以上是確保籽粒灌漿生理過程正常進行的必要條件，氣溫處于17.0～25.0 ℃，溫度越高，玉米籽粒灌漿增重率越高;溫度越低，籽粒增重率較低。玉米吐絲授粉后籽粒開始快速膨大，開花后15 d左右可達到該品種籽粒應有大小，但干粒質(zhì)量增長緩慢，日平均氣溫在23.0～24.0 ℃時灌漿最快，此時4個播期均可達該溫度范圍。吐絲后15～35 d，玉米籽粒含水量不斷下降，此時干物質(zhì)迅速增加，該時期是決定粒質(zhì)量的關(guān)鍵期，日平均氣溫在20.0～22.0 ℃最為適宜。分析4個播期在該時段的日平均氣溫，第1、2播期日平均氣溫分別為21.6、20.5 ℃，可滿足玉米籽粒快速灌漿需求，第3、4播期日平均氣溫均在20.0 ℃以下，第4播期較第1播期偏低2.5 ℃。前期積溫偏多，日平均氣溫偏高，有利于促進玉米籽粒結(jié)實，增加百粒干質(zhì)量。在后期成熟期，第2播期玉米百粒干質(zhì)量達到最大，第4播期最少（見圖3）。

2.3 光照條件對玉米籽粒灌漿的影響

通過試驗觀測，發(fā)現(xiàn)光照也是影響玉米籽粒灌漿質(zhì)量增加速度的重要因素，日照時間多有利于玉米進行光合作用，灌漿質(zhì)量增加速度就快，反之就會變得緩慢。即使溫度適宜，如果光照時長少或強度不夠，玉米籽粒增質(zhì)量幅度較小且緩慢。4個播期在開花后10～50 d，總?cè)照諘r間隨著播期推后而逐漸增多，第1播期總?cè)照諘r間最少，大部分灌漿期處于8月多雨季，陰雨寡照導致日照時間偏少，僅為251.4 h;第4播期在9月降水減少，總?cè)照諘r間最多，為301.6 h。玉米籽粒灌漿要求每天日照時間在8 h以上最為適宜，日照時間越長，越有利于籽粒增質(zhì)量，進入9月后日照時間明顯增多，如9月14—16日每天日照時間連續(xù)在11.0 h以上，第2播期處于灌漿后期，該時段內(nèi)總干質(zhì)量增加79.91 g。

通過分析可知，影響玉米灌漿速度的溫度與光照關(guān)系密切，相互影響又相互制約，第4播期灌漿后期光照條件最好，但氣溫相對偏低，因此制約灌漿速度，籽粒質(zhì)量增加值相對較小。

3 結(jié)論

①溫度和光照是影響玉米籽粒灌漿成熟的重要氣候因素，溫度和光照相互影響并相互制約，只有溫度和光照相匹配，才能促使灌漿速度加快，籽粒干質(zhì)量值最大。

②第2播期即5月1日播種的玉米灌漿期光溫條件較好，玉米籽粒總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量和百粒干質(zhì)量值最大，是榆樹市玉米最佳種植時期。為提高當?shù)赜衩追N植效益，應適時播種。

參考文獻

[1]張宏明，曲曼麗，馬秀玲.溫度條件對夏玉米籽粒灌漿的作用與發(fā)育速度的關(guān)系[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，1979（1）：68-73.

[2]聶景芳，鄧根云，李健，等.玉米灌漿過程與光熱條件[J].北京農(nóng)業(yè)科學，1984（5）：11-17.

[3]王硤，李霞.氣象因素對運城夏玉米生產(chǎn)的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（11）：201，203.