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地膜玉米霜冻后发育期变化

2018-04-08杨文海梁继忠张学艺陆萍王桂芳

甘肃农业 2018年3期
关键词:发育期霜冻果穗

■杨文海,梁继忠※,张学艺,陆萍,王桂芳

(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室,宁夏 银川 750002;2.宁夏气象防灾减灾重点实验室,宁夏 银川 750002;3.固原市气象局,宁夏 固原 756000)

固原市位于宁夏南部,属温带半干旱区,以旱作物为主,易受霜冻影响,每年都有不同程度的霜冻发生,霜冻是固原地区主要农业气象灾害之一,在气候变暖背景下,霜冻灾害发生不但没有减轻反而有加重趋势[1],经常给农业造成巨大损失[2,3]。张磊[2]、唐晶[4]、张晓煜[5,6]等学者对宁夏霜冻指标、区域特征等问题也开展过研究,区内外学者对关于霜冻对玉米的影响做了一些研究[5-10],但是对霜冻发生后对玉米各个发育期的影响方面研究较少。本文以地膜玉米苗期受霜冻影响后发育期变化为研究对象,2016年在固原市气象局长城梁生态与农业气象实验示范基地开展玉米霜冻后发育期观测对比试验,以期进一步分析霜冻对玉米各个发育期的影响。

一、材料与方法

(一)试验时间、地点及材料

试验于2016年5月6日至2016年10月10日在宁夏固原市气象局长城梁生态与农业气象实验示范基地(以下简称“示范基地”)开展观测试验。示范基地经度为106°16′,纬度36°00′,拔海高度为1830m,土壤质地为黄壤土,土质疏松,土壤肥力均匀。玉米品种为“长城7号”。

平整土地,选择土壤墒情好,无外界(如人、畜等)破坏的地段,覆膜后点播种植的玉米。

气象观测资料为固原国家基准气候站观测资料,以日最低气温≤0℃作为霜冻指标,以日最低气温>0℃且≤3℃作为轻霜冻指标。

(二)试验方法

示范基地玉米于2016年4月23日播种,5月6日出苗,5月10日进入三叶期始期,5月14日进入三叶普遍期,6月16日进入玉米七叶普遍期。玉米出苗至七叶期轻霜冻天气共出现三次,霜冻天气未出现(表1)。

表1 2016年玉米苗期三次霜冻

根据大田观测显示,5月12日、14日轻霜冻出现后地面最低气温≥3℃,玉米苗可正常生长,15日轻霜冻出现后地面最低气温-2.2℃,玉米受冻表现明显,叶片出现冻伤、冻死现象。15日玉米受冻后,选取10组20株玉米进行跟踪观测,选取时每组两株玉米苗处于同一发育期,其中一株具有明显受冻表现(下称受冻玉米),一株无受冻表现(下称未受冻玉米)。

作物观测:发育期,株高,茎粗等,玉米观测与计算方法遵循中国气象局《农业气象观测规范》。

(三)试验结果与分析

图1 受冻10株玉米平均株高和未受冻10株玉米平均株高

1.玉米株高对比分析。将2016年5月21至10月9日玉米株高观测结果,按照10株受冻玉米植株(下称受冻组)、10株未受冻玉米植株(下称未受冻组)分别求平均(图1),并计算各次观测受冻组平均株高和未受冻组平均株高之差(图2)。据图1、图2分析:玉米三叶期5月21日与6月4日两次观测结果显示,受冻组株高增长速度比未受冻组株高增长速度快,未受冻组平均株高比受冻组平均株高高;在玉米七叶期与拔节期,6月26日、7月9日、7月20日三次观测结果显示,受冻组株高增长速度比未受冻组株高增长速度快,三次观测受冻组平均株高均比未受冻组平均株高高;玉米抽雄期开始至玉米乳熟期观测结果显示,在7月20日至8月13日这段时间,未受冻组株高增长速度比受冻组株高增长速度快,且8月13日及后期观测中未受冻组平均株高比受冻组平均株高高。

图2 受冻10株玉米平均株高和未受冻10株玉米平均株高之差

2.玉米乳熟期产量因素观测结果对比分析。玉米产量因素观测项目包括茎粗、果穗长、果穗粗、双穗率。2016年跟踪观测的20株玉米双穗株中小穗均无产量,因此本文不分析双穗率,下面将对2016年9月10玉米乳熟期茎粗、果穗长、果穗粗、观测结果分别进行分析:

一是玉米茎粗。观测结果表明,地膜玉米苗期受轻霜冻影响后,有明显受冻表现的玉米生育后期茎粗比无明显受冻表现的玉米茎粗略短,但差别较小。

二是玉米果穗长、果穗粗。10株受冻玉米平均果穗长为32cm、平均果穗粗为5.6cm,10株未受冻玉米平均果穗长为32.7cm、平均果穗粗为5.5cm。此次观测结果表明:地膜玉米苗期受轻霜冻影响后,对玉米发育后期玉米穗果穗长有较明显影响,地膜玉米苗期受轻霜冻对玉米穗果穗粗无明显影响。

三是玉米产量分析。未受冻组平均子粒重为151.71g,受冻组平均子粒重为150.71g,此次观测结果表明地膜玉米苗期受轻霜冻影响后,如果玉米叶片出现冻伤、冻死现象,单株玉米平均子粒重减产1g,会使得玉米产量有较明显减产。

三、结论与讨论

跟踪实验观测结果表明,地膜玉米苗期受轻霜冻影响后,如果玉米叶片出现冻伤、冻死现象,对玉米发育期后期茎粗及果穗粗无明显影响,但对玉米果穗长影响较为明显。

由于研究时间短,结论有待进一步研究。可在霜箱或小气候室条件下,研究不同发育期受不同级别霜冻对玉米后续发育期以及后续产量结果及产量的影响,结合不同气候变化背景下固原霜冻发生趋势及程度情况,开展霜冻对未来玉米产业发展的影响并提出相应的应对措施,为脱贫富民等粮食安全提供科学支撑。

参考文献:

[1]李红英,张晓煜.宁夏霜冻致灾因子指标特征及危险性分析[J].中国农业气象,2013,34,(4):474-479.

[2]张磊,杨洋.近50年宁夏霜冻日数基本特征及变化趋势[J].中国农学通报,2015,31,(5):214-219.

[3]董永祥,周仲显.宁夏气候与农业[M].银川:宁夏人民出版社,1986:59.

[4]唐晶,张文煜.宁夏近44年霜冻的气候特征和变化规律分析[J].沙漠与绿洲气象,2008,2,(2):15-18.

[5]张晓煜,马玉平.宁夏主要作物霜冻实验研究[J].干旱区资源与环境,2001,15,(2):50-54.

[6]张晓煜,陈豫英.宁夏主要作物霜冻遥感监测研究[J].遥感技术与应用,2001,16,(1):32-36.

[7]马树庆,王琪.地膜覆盖栽培防御东北玉米冷害和霜冻试验[J].自然灾害学报,2004,13,(3):133-137.

[8]陈凯奇,米娜.辽宁省玉米低温冷害和霜冻灾害风险评估[J]气象与环境学报,2016,32,(1):89-94.

[9]王海梅,侯琼.基于生理指标确定河套灌区玉米春霜冻的气象指标[J].干旱地区农业研究,2015,33,(6):172-177.

[10]马玉平,王石立.基于作物生长模型的玉米生殖期冷害致灾因子研究[J].作物学报,2011,37,(9):1642-1649.

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