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玉米气象(meteotology  of  maize)

 
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  玉米气象 (meteotology  of  maize)玉米生长发育、产量形成与气象条件的相互关系。

  分布与气候 玉米气候适应性比较广泛,凡大于10℃积温在1900℃以上,夏季平均气温在18℃以上的地区均可种植。从55°N到40°S之间,低纬度海拔高度达3636米,都可种植玉米。中国南起海南岛崖县(18°N),北至黑龙江省的黑河(50°N),东至台湾西至新疆的喀什地区以及西藏(西藏东南的察隅、墨脱等地)均有玉米种植。根据自然条件及种植制度的地域差异,全国可分为五个气候特征不同的产区:①北方春播玉米区。日平均气温10℃以上的日数120~170天。夏季平均气温在20℃以上,大于10℃积温在2000~3600℃之间,年降水量500毫米左右,为一年一熟春玉米区。本区除春旱外,夏季雨水较多,温度适宜,日照充足,有利于玉米高产。②黄淮平原春、夏播玉米区。是中国种植玉米面积最大的区域。大于10℃日数为200~240天左右,大于10℃积温在4000~4600℃左右,年降水量400~900毫米,主要集中在夏季。因降水季节分配不均匀,有春旱、夏涝及秋旱现象。日照充足,年日照时数为2400~2800小时左右,以一年二熟的夏玉米为主要形式。北部尚有二年三熟的春、夏玉米种植。③西南山地丘陵玉米区,4~10月平均气温均在15℃以上,10℃以上日数250天以上,高山区150天以上。年降水量在1000毫米以上,分布均匀。玉米主要分布在山区、丘陵地。④南方丘陵玉米区。3~10月平均气温在20℃以上,10℃以上日数250天以上,年降水量一般在1000毫米以上,夏涝秋旱。以秋播玉米较多。海南岛部分地区有冬播玉米。⑤西北内陆灌溉玉米区。本区生育期125~180天。大于10℃积温大部地区在2000~4000℃之间。年降水量不足150~300毫米,干旱少雨。主要以一年一熟春玉米为主。另外,西藏东南海拔较低的温暖河谷地区以及青海东部农业区部分地区(如民和、循化、贵德、西宁等地),5~9月平均气温10℃以上,10℃以上日数120~140天以上,大于10℃积温1900℃以上,为一年一熟的早熟或极早熟春玉米区。

  生长发育与气象

  温度 玉米为喜温作物,生育期间生物学零度为10℃。种子在6~7℃开始发芽,但极缓慢,并易感菌霉烂。10~12℃发芽正常。最适发芽温度为25~28℃。种子由播种到出苗的间隔时间与温度关系密切、10~12℃需18~20天出苗,15~18℃需8~10天出苗,大于20℃5~6天即可出苗。玉米在18℃以上幼苗生长较快,30~32℃时最快。抽穗开花时期适宜温度为25~28℃,气温低于18℃或高于38℃不开花,当气温高于30℃,空气湿度小于60%开花甚少,气温高于32℃(有的品种在35℃以上)花粉粒1~2小时即丧失生活力。在籽粒灌浆、成熟时期要求日平均温度保持在20~24℃,有利于有机物质合成和向果穗子粒运转。籽粒成熟期日平均气温超过25℃或低于16℃均影响酶活动,不利养分积累和运转,日平均气温13℃左右玉米灌浆仍可很缓慢进行。成熟后期遇-3℃低温,易使含水量高的子粒丧失发芽力。夏玉米出现叶片数与其间积温有极显著的幂函数关系,在籽粒灌浆过程中,子粒增重与积温呈指数曲线关系。全生育期间平均气温在20℃以下时,每降低0.5℃,玉米达到成熟时生育期要延长10~20天。中国玉米品种对热量的要求见表1。同一品种玉米套种后,其生育期比平作玉米要长3~6天所需积温相应约多50~100℃。

   

  水分 玉米是一种水分利用效率较高的作物,蒸腾系数约为250~350,相对需水量低于麦、棉等作物。玉米是高秆作物,全生育期又处在高温时期,需水较多。总耗水量早熟种约为300~400毫米,中熟品种约500~800毫米。玉米全生育期需水量因地域、品种、栽培条件不同而异。根系活动以田间持水量60~80%为适宜。适宜生长的年降水量为500~1000毫米。但生育期内至少要有250毫米,且分布均匀。

  玉米苗期 较耐干旱,拔节、抽穗、开花期需水最多,后期偏少。由拔节到灌浆约占全生育期需水量的50%,抽穗前10天至开花后20天是对水分敏感的临界期,特别是吐丝期和散粉期更为敏感。此时期平均每昼夜耗水6~8毫米,土壤水分不足,会严重影响产量。苗期和成熟后期,缺水对产量影响较小。

  在干旱条件卡,玉米适时灌水可加快发育速度,有利于物质向生殖器官运输,加速子粒灌浆过程,可提早5~6天成熟。产量亦随水分供应量增加而提高,水分利用率也随之提高(表2)。

   

 光照 玉米为短日性植物,一般早熟种不如晚熟种对日照长短反应敏感,日照时间过长能延长玉米的正常发育和成熟。玉米光饱和点为7~8万勒克斯(单株),光补偿点为1500勒克斯(群体)。自然光范围内,玉米群体达不到光饱和点。CO2补偿点为4~6ppm。玉米为C4作物,在低光照度;低C02浓度下仍可继续光合作用,单叶最大光合效率为60一80毫克C02·分米-2·时-1。光合作用的最适温度是30~40℃,20℃以下光合作用急速下降(图2)。玉米籽粒干物质累积过程中,至少需要3.0~3.7万勒克斯,才能满足要求。同时,在相同的太阳能辐射条件下,光合速率随日长增加而增加,太阳辐射对产量影响较大,尤其在籽粒灌浆阶段对产量形成更为重要。作物下层增加反射光,可增加籽粒产量,切除玉米顶部遮荫的雄花可提高籽粒产量4~12%。

     

  光质对玉米也有影响。在相同光照度下,红光的光合效率高,但在蓝光和白光下,玉米雌穗发育最快,在红光下迟缓。雄穗在绿光下生长发育减慢,在红光下不减慢。全天接受直射光在6小时左右,则雌穗发育受影响。光质也影响玉米的光合作用和物质形成。在红光下光合强度最大,植株生产效率(干物质量)高,.合成碳水化合物多。在蓝紫光下光合强度较弱,但合成蛋白质多。

   在生殖生长和籽粒灌浆期的水分供应、光周期、夜间温度和灌浆期的太阳辐射是影响玉米产量的四个重要气候参数。玉米大田实际产量与太阳辐射、夜间温度、日照长度关系密切,其关系式为:

    Y=-9848.98-1.463R-27.829T十17.787D

  式中Y为玉米产量,(公斤/公顷);R为太阳辐射(焦·厘米-2·日-1);T为夜间温度(°F);D为日照长度(分)。

   生产与气象

  播种期适宜播种期与气候条件关系密切,要考虑生育期总热量和各生育阶段的农业气象条件。此外,华北地区春玉米播种期还要考虑玉米水分临界期与雨季的配合问题。东北、西北地区还需注意干粒成熟期的低温危害影响。广东海南岛冬播玉米则要注意避开1~2月的花期低温不实。套种玉米的播种期应考虑小麦、玉米共生期的长短,一般北方地区有25天左右的共生期为宜,南方可略短些。其次要保证麦收时玉米能进入穗分化阶段,否则会影响玉米的产量。同时,还要使玉米生长后期有足够的温度,保证其正常成熟。

  低温冷害及旱涝害低温使玉米根系活动降低,根伤流量急剧减少,同时,破坏玉米矿物质营养代谢,降低光合及物质运输能力。苗期遇低温,降低呼吸强度,减少了玉米生长能源。乳熟期受低温影响,玉米鲜样本呼吸强度可从1.492毫克·克-1·小时-1降至0.887毫克·克-1·小时-1。呼吸减弱是造成玉米减产的重要生理原因。冷害的气象原因是气温年际变化大,造成生育期热量不足或秋季降温过早,或两者同时发生;品种选用不当,或播种期过迟危害更为严重。防御措施有:①确定玉米冷害农业气候指标,做好中长期预报,适时播种,北方寒冷地区适时早播。②选用耐冷、早熟、高产杂交品种。欧洲选用抗寒品种,使籽粒用玉米北界达52°N,青饲玉米扩展到55°N,提高了产量。加拿大玉米也向北扩展了150公里。③合理施肥,提高玉米苗期抗寒性,加速玉米生育。

  玉米苗期需水少,而不耐涝。在低洼易涝地区的夏季,雨水过多或地表面积水,土壤湿度达田间持水量的90%,夏播玉米幼苗易受涝害。超过90%,幼苗停止生长,甚至死亡。在这些地区,生产上一般采用套种,提前播种。避免夏播幼苗太小,雨季到来易遭涝害。

  玉米抽雄前后,若长期无雨,土壤湿度小于10%(壤质土),叶片调萎,持续半个月就遭受“卡脖旱”,造成雄雌穗间隔期长,花期不遇,或雌穗抽不出来,严重时可减产达50%以上。

  玉米引种 玉米感温性强,感光性较弱,只要满足生育期对水热的要求,一般可以在不同地区生长,同一品种可春播或夏播。但南方培育的品种感光性强于北方品种,其生育期受温度和日照的双重影响,而北方培育的品种,对日照反应不敏感,生育期主要受温度的影响。因此,由低海拔向高海拔,由南向北引种,生育期延长;反之,生育期缩短。通常,北方培育的品种南引效果好,南方的品种北引常因低温和长日影响,延迟发育,雌雄花期不遇,造成空秆多,果穗小,产量低。

  玉米品种的抗性与育种地生育期间的气候条件关系密切。干旱地区培育的品种,一般抗大小斑病及抗涝力差,中国西北地区培育的品种,不适应华北、东北地区的夏季多雨少日照条件。因此,玉米引种必须考虑原产地及引种地的气候条件。并根据农业气候相似原理进行)

 

资料来源:天津农业气象信息网

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华中农业大学气象教研室

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