汉中玉米生长生理需温状况分析

吕海波　袁皓

摘要：通过对陕南汉中地区1953～2013年每10年温度的实测数据进行分析，对4月15日、5月15日、6月15日三个阶段种植的玉米5个生长期（播种-出苗、出苗-拔节、拔节-抽雄、抽雄-授粉及授粉-成熟期）的气温条件进行了评价。研究发现，各期气温基本符合玉米要求，但都有气温限制阶段。4月15日播种的玉米拔节-抽雄期气温偏低，而后期则气温偏高；5月15日播种的玉米授粉-成熟期气温波动较大，气温偏高；6月15日播种的玉米出苗-拔节期气温偏高。4月15日播种的玉米在生长后期、5月15日播种的在玉米中期及6月15日播种的在玉米早期气温异常率偏高。不同播种时期玉米在不同阶段出现气温限制，应采取预防措施。

关键词：生理需温；玉米；气温变化

中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）19-4718-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.19.015

Abstract： To study the suitable temperature condition of corn growth in Hanzhong area， the temperature conditions of five growth period （sowing-emergence， emergence-jointing， jointing-tasseling， tasseling-maturity） for corn planted in April 15， May 15 and June 15 were evaluated by analyzing measured air-temperature data in every 10 years from 1953 to 2013. The study found that although each corn growth period was basically conform to temperature requirements， temperature-limited stage appeared. Air-temperature in the jointing-tasseling stage of corn planted in April 15 was low， while in late period was high.. Air-temperature in tasseling-maturity stage of corn planted in May 15 appeared high fluctuation and was slightly high. Air-temperature in the emergence - jointing stage of corn planted in June 15 was high. The abnormal rate of air-temperature in later growth stage of corn planted in April 15， in middle stage of corn planted in May 15， in early stage of corn planted in June 15 was high. The temperature limits of corn planted in different date appeared in different stages which needs prevention and control measures.

Key words： physiological temperature needs； corn； temperature change

根据全球地表温度的器测资料（自1850年以来），最近100年（1906～2005年）的温度线性趋势为0.74℃，气象专家根据气象模型预测，未来全球还将继续变暖[1]。全球气候变化对种植业产生巨大影响，使中国农业生产的不稳定性增加。温度是影响作物生长的关键气候因素，一方面，温度升高可增加区域的积温和活动积温，延长生长期，提高区域的气候生产潜力，促进作物的新陈代谢，加速作物的生化作用，提高作物产量[2]。另一方面，极端温度的出现频率增加，对局部地区作物的生长发育起抑制作用。本研究通过对过去60年气温分析，探讨玉米种植各阶段的温度变化情况，旨在为当地玉米生长提供参考。

1 资料来源与研究方法

1.1 数据来源

数据来源于各省、市、自治区气候资料处理部门逐月上报的《地面气象记录月报表》的信息化资料，在中国气象共享网下载[3]。

1.2 研究方法

据实际调查，汉中玉米种植时间分为早、中、晚期，大致对应于4月15日、5月15日和6月15日。玉米各生长期对气温的需求见表1。

2 研究结果

研究发现（图1），汉中地区4月15日播种的玉米在各生长期气温基本达到生理指标，播种-出苗-拔节生长阶段较5月15日、6月15日播种的玉米更接近于最适温；拔节-抽雄期气温偏低，1993年接近于生长最低温；玉米生长后期气温较另两个播种期低，其中，授粉-成熟期气温偏高，除1983年以外，各年都接近于需求上限。

5月15日播种的玉米在生长前期完全符合生理需温，但是在授粉-成熟期气温波动较大，1953年、1973年及2013年气温明显高于玉米生长最高温。

6月15日播种的玉米出苗-拔节期气温偏高，各年都接近于生理需温上限值；其他各生长阶段基本符合生长需温，与4月15日、5月15日播种的玉米相比，抽雄期以前气温偏高，而抽雄期以后则偏低，授粉-成熟期气温相差最大，但过去60年呈线性上升趋势，差距逐渐缩小。

尽管日均温符合条件，每日气温的最高值和最低值有可能超出气温需求。为反映玉米各生长期超出气温要求的天数比例，文中特引入气温异常率这个概念。

气温异常率=（日最高温高于上限的天数+日最低温低于下限的天数）/（生长期天数×2）

过去60年以来，4月15日播种的玉米生长前期异常率较低，后期逐渐增长，异常率普遍高于晚期播种的玉米；5月15日播种的玉米播种-出苗期及授粉-成熟期异常率明显高于晚期，并稍高于早期；6月15日播种的玉米出苗-拔节期异常率稍高于早、中期，其它生长期异常率不高（表2）。

3 讨论

王琪等[9]发现玉米的生长速率与温度密切相关， 平均气温每升高1 ℃，出苗速率提升17%，营养生长速率提升5%，气温下降1 ℃， 或积温减少140 ℃/d， 生育期延迟10 d，发生严重低温冷害，减产10%以上。玉米在不同的生长期对气温的要求并不相同，在适度增温条件下，玉米种子萌发将提前和加速，低温时玉米种子发芽缓慢，苗根吸收养分不足，造成发育减缓。同时，苗期低温造成植株体内在茎基部分化蘖原基，拔节期分蘖较多。开花期是玉米一生中对温度要求最高、反应最敏感的时期，温度高于32～35 ℃、大气相对湿度低于30%时，花粉粒因失水而失去活力，花柱易枯萎，难于授粉、受精。花粒期遇低于16 ℃或高于25 ℃时，影响淀粉酶活性，养分合成、转移减慢，积累减少，成熟延迟，粒重降低，造成减产。玉米成熟期如温度过低，光合作用降低，淀粉酶的活性受到抑制，影响淀粉合成、运输和积累，导致粒重降低，影响产量；而温度过高，易造成叶片灼伤，大气相对湿度降低，破坏玉米组织结构，从而影响产量。

从汉中地区气温的分析看，不同种植期玉米存在的问题不同。在4月15日播种的玉米拔节-抽雄期气温偏低，授粉-成熟期气温较高；5月15日播种的玉米授粉-成熟期气温波动大，气温偏高；6月15日播种的玉米出苗-拔节期气温偏高。早播玉米应注意拔节-抽雄期气温低的影响，采取防范措施，中播玉米成熟期、晚播玉米出苗-拔节期容易受高温影响，如遇伏旱天气，可能造成减产。另外，在数据分析过程中，尽管日均温符合生长条件，但日最高最低气温，尤其是山地，容易超出生长需温。每日出现的异常气温也可能影响玉米生长。

4 结论

在汉中地区，早播玉米应注意拔节-抽雄期气温低的影响，采取防范措施，而中播玉米成熟期、晚播玉米出苗-拔节期容易受高温影响，如遇伏旱天气，可能造成减产。

每日出现的异常气温可能影响玉米生长，本研究发现早播玉米在生长后期气温异常率较大，中播玉米的异常率则出现在生长初期和晚期，而晚播玉米则在生长初期异常率较高。

参考文献：

[1] 周 义，覃志豪，包 刚.气候变化对农业的影响及应对[J].中国农学通报，2011，27（32）：299-303

[2] 郝 楠，王延波，李月明.温度对玉米种子萌发特性的影响[J].玉米科学，2013，21（4）：59-63

[3] 中国气象科学数据共享服务网（China Meteorological Data Sharing ServiceSystem）[EB/OL].http：//cdc.cmg.gov.cn/home.do

[4] 李 伟，玉米对温度的要求[EB/OL].http：//www.farmers.org.cn/Article/ShowArticle.asp？ArticleID=56214.

[5] 王步奇，玉米各生育阶段对温度的要求[EB/OL].http：//www.farmers.org.cn/Article/ShowArticle.asp？ArticleID=243349.

[6] 玉米论坛，玉米生长发育过程对环境条件的要求[EB/OL].http：//www.feedtrade.com.cn/yumi/yumizhishi/2013-01-05/2015839_2.html.

[7]玉米基础知识[EB/OL].http：//www.360doc.com/content/10/1026/17/3091032_64223093.shtml.

[8] 玉米生长的最低温度[EB/OL].http：//zhidao.baidu.com/link？url=sIoAZyXZQyO_wFv39lyEV4ZpxhBAew_erW6vWkNSHwV1Y5LjkHxKQ6Wp-6lHYgXt9mlLqapYmCqHifXm0UgbNK.

[9] 王 琪，马树庆，郭建平，等.温度对玉米生长和产量的影响[J].生态学杂志，2009，28（2）：255-260.