温度对玉米生长发育及产量的影响

樊廷海

（单县高老家乡农业综合服务中心，山东 菏泽 274319）

玉米是喜欢温暖和光照的农作物，品种多样，在不同的生长阶段对温度的需求量存在差异，同时温度也会影响其营养吸收和生长。在玉米生育期内，适合的生长温度为25～31 ℃。温度太低直接影响玉米健康生长，营养物质积累受到影响，需要吸收和消耗大量的养分，可能造成停止生长；温度过高会造成生长速度加快，消耗的养分也增多，会影响产量。

1 玉米的生长特征

玉米是重要的禾本科草本植物，在生长过程中对外界的适应能力较强，适合在半湿润半干旱的地区种植。玉米生长不受土壤酸碱度影响，只要温度达到合理的范围都能种植。玉米是一种喜温的作物，在平均气温为18 ℃以上的地区都能种植。同时，玉米是一种短日照的作物，出苗之后如果长期处于短日照的条件下会造成发育加快，导致植株矮小和提前抽雄开花，影响玉米产量。如果处于长日照的条件下，玉米植株增高，茎叶繁茂，抽雄开花期会延迟，甚至会影响玉米开花结实[1]。

2 玉米生长对温度的总体要求

我国的玉米种植范围广泛，气温大于10 ℃，并且夏季平均气温大于18 ℃的地区很适合种植玉米。在生产类型上，玉米主要分为以下类型：特早熟品种，生育周期为小于85 d；早熟品种，生育周期为85～100 d；中熟品种，生育周期为100～120 d；晚熟品种，生育周期为120～140 d；特晚熟品种，生育期为140 d 以上等。不同生育期的玉米所需要的基本条件存在差异性，特早熟需要的积温为1 900～2 100 ℃；如果是早熟品种，需要的温度为2 100～2 400 ℃；如果是中熟品种，需要的积温为2 400～2 700 ℃；如果是晚熟品种，需要的积温为2 700～3 000 ℃；如果是特晚熟的品种，需要的积温要大于3 000 ℃以上。只有满足温度条件，才能更好地促进玉米生长。调查研究显示，无论何种玉米品种，玉米生育期最低的温度为6～10 ℃，适合玉米生长的温度为28～31 ℃，适合玉米生长的上限温度为40～42 ℃。

调查研究显示，玉米在不同的生长周期对温度的要求存在差异性，但是超过温度的上限和下限都会造成玉米生长发育迟缓甚至停止生长。在玉米苗期，下限的温度为6～10 ℃，适宜的生长温度为25～30 ℃，上限温度为35～40；在玉米拔节到抽穗期，下限温度为10～12 ℃，适宜的温度为26～31 ℃，上限为35～42 ℃；在玉米抽雄到开花期，上限温度为19～21 ℃，适合的温度为25～27 ℃，上限温度为29～37 ℃；在灌浆到成熟期，下限温度为15～17 ℃，适宜的温度为22～24 ℃，上限温度为28～30 ℃；在玉米全生育期，最低的温度应该控制到6～10 ℃，适合生长的温度为28～31 ℃，最高的温度为40～42 ℃[2]。

3 温度对玉米各生育时期的影响

1）对发芽期的影响。春玉米种植温度对玉米出芽率的影响比较大，是玉米播种温度的重要指标。应该保证土层5 cm 厚的土壤温度稳定在10 ℃以上才能开始播种。通常情况下，如果播种温度大于10 ℃以上，玉米会吸涨萌动。调查研究显示，20～30 ℃的环境适合玉米发芽，25～30 ℃的气温下玉米发芽速度比较快。在适合的温度范围内，玉米幼苗的生长速度快，出苗率高，断垄情况少，能提高玉米产量和质量[3]。

2）对苗期的影响。玉米苗期对温度比较敏感，该时期适合幼苗生长的温度为20～30 ℃，下限温度为6～10 ℃，上限温度为35～40 ℃。在适合的范围内，温度越高，幼苗的生长速度越快。如果春玉米推迟播种，有利于出苗，但是在生长期较短的地区不利于灌浆成熟，很容易遭受到低温霜害的影响。在玉米苗期，如果玉米的生长速度快，不经过一段时间蹲苗，很容易造成玉米徒长，导致出现早衰苗，直接影响玉米抗旱和抗涝能力，使玉米产量下降。为此，在玉米苗期要控制好温度，适合的温度能保证玉米的产量和质量。此外，玉米苗期还要做好灌溉工作，要蹲苗一段时间[4]。

3）对拔节孕穗期的影响。玉米拔节期是玉米生长的关键时期，在拔节期之后幼穗开始逐渐分化。在整个拔节孕穗期生长温度对玉米产量和质量有重要影响，适合的温度为26～31 ℃，最低的温度范围为10～12 ℃，最高的温度范围为35～42 ℃。种植实践表明，如果该时期温度低于10 ℃，会影响玉米的健康生长，造成生长停滞。如果在30～35 ℃的温度下，会直接影响幼穗分化率。高温条件会导致营养物质的积累不够，使幼穗不能得到充足的营养，造成幼穗的分化数量减少，影响玉米的产量和质量。

4）对抽穗开花期的影响。在玉米抽穗开花期，温度也会影响玉米产量和质量，种植实践表明，适合玉米生长的温度为25～27 ℃，最低的温度为19～21 ℃，最高的温度为29～37 ℃。如果温度在29 ℃以上，直接影响抽穗开花，或者造成抽穗开花不良。研究显示，如果温度在22～25 ℃，温度每下降1 ℃就会导致吐丝期延迟4 d 左右。在22～26 ℃的环境下，玉米的开花和吐丝会正常进行，但是如果温度降低1 ℃，会导致抽雄和吐丝延迟6 d 左右。如果在25～32 ℃的温度范围内，每升高1 ℃，会使吐丝和抽雄缩短3 d。总而言之，在我国不同的玉米种植地区，温度不同会导致抽穗开花期存在差异性。

5）对授粉期的影响。在玉米授粉期，适合的生长温度为23～28 ℃，下限温度为18～20 ℃，上限温度为28～38 ℃。如果在23～28 ℃的条件下，温度越高会造成玉米散粉提前。研究发现，如果气温正常，上午的9：00～11：00 是散粉的最佳时间，在每天的早晨8：00，如果气温能够达到23 ℃以上，有利于玉米散粉，或使散粉时间提前。温度低于18 ℃以下会导致不开花和不吐丝。温度高于38 ℃玉米会停止开花，或者花丝接受花粉的能力受到影响，甚至造成花粉在短时间内失去活力，影响玉米的结实率。

6）对灌浆结实期的影响。在玉米灌浆生长时期，玉米产量和质量也会受到温度的影响。种植实践表明，玉米的生长温度为22～24 ℃。一旦出现高温干旱天气，玉米胚乳的细胞数量明显减少，或者淀粉粒数量下降，直接影响籽粒的灌浆速度，缩短灌浆持续的时间。一旦温度过高，加之受到干旱等环境影响，灌浆时期玉米的籽粒养分供应不足，会造成细胞分裂受到影响，干物质积累能力下降，最终导致玉米籽粒重下降，产量和质量受到影响。灌浆期对玉米产量和质量提升非常重要。研究表明，夏玉米籽粒灌浆对温度的要求较小，如果平均温度为12～26.9 ℃，能正常灌浆，平均温度在11.7～11.9 ℃，能保持一定的灌浆强度。灌浆时期的适合温度为22～24 ℃，在24～30 ℃的温度下灌浆速度下降，灌浆成熟时间缩短。在30～34 ℃的温度下会出现高温逼热现象，造成玉米出现热害，籽粒的淀粉和蛋白质积累会受到影响，造成千粒重下降，影响玉米成色。一些研究表明，不同的积温及温度对玉米产量和质量的影响比较大。对3 个积温带的大田玉米进行种植，通过研究结果发现，不同温度环境对玉米生长的光合作用存在影响，同时存在差异。在玉米灌浆初期和后期阶段，温度对玉米光合作用有着非常显著的影响。在灌浆时期的温度越高，可以提高籽粒产量。温度对玉米籽粒生长发育的影响比较大，是决定籽粒灌浆速度和时间的主要因素，也直接影响淀粉和蛋白质积累。

4 高温对玉米生长发育和产量的影响

调查研究显示，温度也会影响玉米不同器官的生长，并且表现出明显的差异。温度对根系的影响比较小，适合根部生长发育的温度为20～24 ℃，适合茎部生长的温度为24～28 ℃，适合叶片生长的温度为28～32 ℃。通常情况下，花粉的生命力能够持续8 h 左右，玉米花丝授粉的能力能够持续6 d 左右。如果在玉米授粉期间出现高温天气，会产生严重的热害，苗期36 ℃会出现中度热害，生长期为32 ℃，成熟期为28 ℃。轻度热害温度为29～32 ℃，造成玉米减产10%左右，中度热害的温度为32～33 ℃，玉米可以减产50%左右。出现36 ℃以上的天气，有些地区会出现绝产和绝收的现象，产量下降明显。高温玉米热害产生的影响包括以下几方面。

4.1 对玉米生育期和灌浆期的影响

高温会抑制花药开裂，影响散粉，造成花粉萌发能力下降或失去萌发能力。在高温环境下，玉米花丝枯萎，同时授粉受到影响，影响玉米结实率。灌浆时期是作物利用光合作用产生淀粉和蛋白质的关键时期，灌浆速度和灌浆期的长短也会影响籽粒能量积累。温度提高，有利于灌浆，增加灌浆速度。温度过高，会缩短灌浆期。通过研究实践表明，高温条件下造成玉米减产主要是因为灌浆期缩短。

4.2 高温对光合作用的影响

光合作用会影响玉米的产量和质量，温度对光合作用起着重要作用。在高温的环境下，叶绿素的含量降低，叶绿体膜系统遭到破坏，影响光合作用。在高温环境下，玉米的含水量下降，净光合速率下降，造成叶绿体膜和内囊体损伤。高温环境下，一些酶活性会受到抑制。

4.3 高温对玉米体内代谢物的影响

在高温的影响下，农作物会出现一系列反应，造成植物体内的氧化剂含量升高，如玉米在高温环境下，积累丙二醇，说明脱脂发生过氧化反应。为了减少活性氧带来的损失，需要调控氧化剂的合成来清除活性氧。高温还会导致植物的衰老速度加快，主要是因为植物体内的植物激素含量变化。

4.4 高温对玉米籽粒淀粉的影响

如果玉米的籽粒灌浆期出现高温天气，会直接造成淀粉含量下降。此外，玉米籽粒灌浆期遇到高温之后会影响淀粉的积累，造成粒重下降，还会增加蛋白质含量，影响淀粉的黏性和热力性质。对某些玉米品种进行处理发现，出苗后的28 d 左右，一旦出现高温天气，对玉米的产量影响不显著；在出苗之后的80 d 左右，如果遇到高温天气，导致玉米淀粉的含量下降，从而影响玉米产量。综上所述，在高温环境下，玉米花丝和花药发育都会受到影响，导致玉米结实率、产量下降。高温还会影响玉米灌浆期和淀粉的含量，造成玉米的代谢过程紊乱，产生一些有毒物质，使玉米营养吸收和生长受到抑制，最终造成产量和品质降低。

4.5 应对高温危害的措施

第一，科学栽培。要结合当地的气候条件适当提前或者推后播种时间，或通过覆盖地膜的方式增温保水，在玉米花粒期错开高温天气。有研究指出，加强田间管理和科学施肥能抵御高温带来的不利影响，例如改变传统的耕作方式、合理密植等。

第二，科学育种。加强对高温耐旱玉米品种的研究。要加大对科研机构的扶持力度，包括资金和技术的扶持，研发出适合本地区生长、具备较高抗旱耐旱能力的玉米品种，减少干旱造成的不利影响。随着极端天气的频繁出现，高温干旱天气是当前玉米生长中的挑战，会影响玉米正常生长发育，导致玉米产量和品质下降。

第三，应加强对高温致灾机理的研究，研究出现高温天气之后玉米的生理变化情况，加强对耐高温玉米品种的选择，筛选出优质的种质资源并且做好改良工作，培育高温耐旱的新品种。

第四，加强田间的栽培管理，通过人为调控等方式来降低玉米高温危害的影响。

5 低温对玉米生长发育及产量和质量的影响

5.1 冷害对玉米的影响

玉米在生长过程中遇到低温环境会导致生命活力受到影响，甚至死亡。冷害症状不明显，要经过一段时间之后才能显现，主要的症状为叶片变黄或者枯萎。低温环境会导致水分代谢能力失调，造成玉米正常物质的代谢能力下降，影响蛋白质和氨基酸形成。为了抵抗寒冷的天气，玉米会消耗大量养分。在灌浆期遇到低温天气会导致淀粉粒破裂，降低粒重，造成玉米减产。研究表明，一旦出现低温天气，玉米的抽雄开花期会受到影响，造成灌浆天数延迟，直接影响玉米籽粒的成熟度，导致玉米产量和质量下降。

5.2 冻害对玉米产量的影响

冻害会造成植株或籽粒结冰，甚至死亡。冻害主要是因为温度降到0 ℃以下之后自由水分结冰，破坏了组织细胞，造成植株死亡。在播种期，如果气温降低，将影响正常播种，导致播种期延迟。如果在苗期遇到冻害，会影响幼苗正常生长，甚至停止生长。在灌浆期遇到冻害会造成玉米产量下降。种子含水量高时遭到冻害会导致种子的发芽率下降。

5.3 霜对玉米产量和质量的影响

空气干燥，大气中的水汽还达不到饱和状态，不会形成霜，直接危害玉米生长。空气中的水汽含量比较丰富，夜间气温下降之后会形成白霜。低温冻害会引起霜害，如果出现早霜天气，要尽快收获玉米，不会受到太大影响。遇到晚霜天气，可能导致播种延迟，影响玉米的发芽率，造成玉米烂种或者出苗率受到影响[5]。

6 结论

温度会影响玉米的产量和质量，造成穗数和穗粒数下降。温度会影响玉米植株制造充足的营养物质满足果穗生长。如果出现低温和高温天气，植株营养不充足，会增加空秆率。穗粒数的多少受温度变化影响，不适合的温度条件会影响小花分化，造成玉米结实率下降。在玉米拔节期开始形成穗粒，该时期温度应有利于穗粒数分化，保证玉米产量。如果温度适合和营养充足，玉米会形成大籽粒，并且籽粒饱满，可以提高玉米产量。玉米抽雄前是营养生长的主要时期，该时期有助于营养物质的运输和积累，如果温度过高和过低都会影响干物质积累。抽雄开花期到成熟期是玉米生长的关键时期，该时期穗数和穗粒数会受到温度变化影响。在玉米整个生长周期，温度都会影响营养吸收和生长，从而影响产量。