致 富 经 验 Z Zi if fu uj ji in ng gy ya an n花期高温热害对周口市夏玉米种植的影响及管理对策贾相春 杨志强 贾朝阳周口市位于河南省豫东平原, 是玉米优势主产区黄淮海夏玉米区的豫东平原区部,属亚热带季风气候和暖温带季风气候区 , 无霜期 185~220d, 年均降水量 689~8l6mm, 多数集中在 6 月下旬至 9月上旬,光、热、水资源比较丰富,生态条件非常适合夏玉米的生长[1] 。 近年来,极端天气频发, 2016 年和 2017 年的高温热害造成周口夏玉米花粉发育不良,雄穗散粉困难,花粉失活快,造成玉米结实率低,给玉米生产带来了严重影响。 合理利用光热资源,减少高温热害给夏玉米造成损失, 为周口市的夏玉米种植提出栽培管理建议。1 、 2016 年和 2017 年周口夏玉米生长期间气候情况周口市 2016 年和 2017 年的 7 月下旬,均有 35 度以上连续 6天以上的高温,而此时的夏玉米正处于抽雄吐丝期,也就是玉米生长中对高温最敏感的时候,给玉米造成不同程度的减产。从表 1 可知: 2017 年 7 月下旬,最高温度超过 35℃ 的天数有 6天,高温持续时间最长达 8h ,并且无降雨。
周口市夏播玉米此时正处于抽雄吐丝的关键时间,极端高温造成夏玉米散粉困难,花粉活力下降,个别品种花药不开裂。 2017 年在 7 月 3 日和 4 日、 8 日、 10日、17日、18 日均已经出现了高于 35℃ 的高温天气,在该时期,周口夏玉米处于拔节期,此时的高温对雌雌穗分化造成一定影响。与 2017 年相比, 2016 年周口市遇到的高温持续时间长,见表2,从7 月 22 日到 8 月 1 日,持续 11 天。 高温持续天数多,日高温时间长,并且无有效降雨。 夏玉米处于抽雄吐丝期,是对高温最敏感,给 2016 年的夏播玉米造成严重影响,局部减产达 50% 。2 、花期高温热害症状及原因2.1 花期高温热害对玉米营养器官的伤害高温热害对玉米营养器官的伤害首先表现在叶片。一般来说,高温伴着干旱,高温带来的干旱导致养分和水分的吸收受阻,叶片光合作用和养分运输能力下降。高温条件下,光合蛋白酶的活性降低,叶绿体结构遭到破坏,引起气孔关闭,同时玉米叶片内叶绿素a 、叶绿素 b 、叶绿素总量、类胡萝卜素含量皆会随着胁迫温度和时间的增加而减小。光合作用过程中,绝大部分过程有酶参与合成植物体内叶绿素的生物过程, 高温胁迫下酶的活性降低的同时抑制叶绿素的生成,造成光合作用显著降低。
光合产物是籽粒灌浆的主要碳源之一 , 没有长时间高强度的光合产物提供, 高产就不能实现。花期前后高温胁迫显著降玉米根系活力, 导致玉米根系衰老和死亡加速。 在高温条件下呼吸作用增强,呼吸消耗明显增多,干物质积累量明显下降。2.2 花期高温热害对玉米生殖器官的伤害玉米整个生育期间,花期是对高温最敏感的时期。穗粒数是构成产量的关键因素之一,花粉活性是影响穗粒数的重要原因之一。高温对花粉的影响大于雌小穗。 持续的高温热害对花粉发育和活性均造成影响。高温胁迫对花粉粒发育影响较大。 高温胁迫下药隔维管组织受到很大程度破坏,维管束细胞形状异常,排列紊乱,木质部和韧皮部界限不清,从而引起输导功能障碍,使花粉粒得不到充足的物质供应,导致花粉败育。 高温影响雄穗散粉和花粉活力,从而影响玉米结实。 雄穗开花的适宜温度为 25℃ ,短时间极端高温和长时间持续高温下玉米花粉活力显著下降。 降志兵等研究了常温至38℃ 花粉的活性,受精和玉米的结实情况,发现随着温度升高花粉活力降低迅速, 持续时间都不足 1h , 38℃ 则显著降低了花粉的育性。 开花散粉时如果温度高于 30℃ ,相对湿度较低则开花很少;温度高于 38℃ 时,雄穗不开花。
玉米花粉含水量只有 60% ,且保水力弱,在高温干燥环境下容易失水干瘪,一般散粉后 1~2h ,花粉粒迅速失水,丧失活力而不能授粉。 高温缩短玉米散粉期。 正在散粉期的玉米雄穗在 38℃ 高温下胁迫 3d 后便完全停止散粉,而在正常温度下,玉米植株开始散粉后第 3 天进入盛期,第 5 天达到高峰,且单株雄穗开始散粉后 2~5d 散粉量最大。花期高温热害对雌穗的影响主要表现在花丝。 花粉落在玉米花丝的任何部分后 , 花粉管萌发,完成受精过程,进而发育成籽粒。玉米雌花的生活力与温度相关 , 气温越高寿命越短 , 气温越低寿命越长。 在气温 20~26℃ 条件下花丝的寿命达 168h,而34~37℃ 下花丝的寿命只有 72h 。 高温影响玉米雌穗的发育 , 使雌穗吐丝困难或果穗各部位花丝吐出较为紊乱 , 延缓雌穗吐丝或吐丝不协调 , 造成授粉不好。 高温热害发生时,花丝失水枯萎 , 表面无粘液 , 丧失生活力 , 寿命缩短 , 引起玉米授粉不好;或者花粉管萌发后,花丝表面不能供给充足的水分,导致花粉管到达子房的速度减慢 , 授粉后仅有少量受精 , 最后结实率不高。3 、 2018 年周口市夏玉米种植建议意见和管理措施3.1 选择推广耐热品种不同品种对环境变化敏感程度不同, 根据不同玉米品种的特点,选择推广耐热耐旱能力强的品种。
目前黄淮海推广的玉米品种主要有郑单 958 和先玉 335 两大类型品种, 2016 和 2017 年先玉335 类型品种均出现了高温胁迫导致的畸形穗和结实性差的问题;而雄穗分枝较多、花粉量大的郑单 958 类型的品种畸形穗的发生比率较小。3.2 加强田间管理玉米抽雄吐丝期对水分最敏感,期间一旦遇到高温干旱,应立即浇水,降低田间温度,降低高温热害带来的影响,促进正常抽雄吐丝散粉受精,提高结实率。 同时,遇到 38℃ 的高温天气,有条件的情况下,可以人工辅助授粉。一般在上午 8 : 00 — 10 : 00 采集新鲜花粉,用自制授粉器给花丝授粉,通过人工辅助授粉,提高结实率;也可以在上午 10 时左右,用竹竿等工具轻敲玉米植株上部,促使花粉提早散落,提高结实率,增加籽粒形成数量,减轻高温干旱对穗粒数的影响。 还可以叶面喷施磷酸二氢钾、腐殖酸、尿素等水溶性肥料,既可补充营养,又降低植株温度,对高温热害缓解效果十分明显。 追施攻粒肥可以提高千粒重;割除严重受害植株,改善田间小气候,减轻病虫害发生。3.3 调整播种时间和方式周口市 2016 年和 2017 年的高温热害出现在 7 月下旬至8 月上旬,而夏播玉米一般是在 6 月 5-20 日播种,抽雄吐丝期在 7月 25 日 -8 月 10 日,抽雄吐丝期和高温重合,造成花粉败育,花药不开裂等,严重影响了玉米产量和品种。
可以通过调整前茬作物的成熟时间, 提早进行玉米播种, 或者可以在 6 月下旬播种鲜食玉米,错开高温时期,减少高温热害。 周口市夏玉米区以等行距种植60cm 为主, 70cm 宽行、 50cm 窄行的宽窄行种植不仅有利于田间肥水管理等技术实施,更有利于群体通风透光散热,在一定程度能够缓解玉米花期高温热害。3.4 适时晚收,增产增收玉米黑层的形成是玉米完熟的标志。 玉米生育后期完全成熟后再收,延长籽粒的灌浆时间,增加粒重,提高产量。(作者单位:475400 河南省周口市商水县舒庄乡农业服务中心、周口市川汇区气象局、周口市农业科学院)55万方数据