气候条件对平顶山市夏玉米生产的影响

白家惠　张俊丽　李　戈　李学欣　刘海波　崔树林

摘要以平顶山市多年气象资料中的光、温、水为分析依据,分析了气候条件对平顶山夏玉米生产的影响,结果表明,玉米生育期天数主要受降水和日照的影响,近年来有逐步延长的趋势;单株籽粒重和茎秆重2个生物学要素与降水、日照时数关系密切;单产主要受降水和日照时数变化的影响,温度无论是对玉米生育期、玉米各生物学要素或者玉米单产影响都非常小,甚至没有任何关系,其原因可能是平顶山地区温度条件能充分满足玉米生长发育的需要,以至于无法得出其影响结果。

关键词气象条件;夏玉米生产;影响;河南平顶山

中图分类号S162.5文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)15-0293-01

玉米又名玉蜀黍、包谷,原产墨西哥,汉朝引入我国。全国大部分地方均可种植。玉米适应性比较广泛,从北纬55°至南纬40°之间,低纬度海拔高度达3 636m,凡大于10℃积温在1 900℃以上,夏季平均气温在18℃以上的地区都可种植。中国南起海南岛(北纬18°),北至黑龙江的黑河(北纬50°),东至台湾,西至新疆及西藏均有种植。

1平顶山市玉米生产与气候条件情况

平顶山市玉米连片种植较多。多数年份种植面积在6.70万公顷,总产量5~7万吨,最多的1970年达7.82万公顷,总产9.65万吨。目前,在平顶山地区表现良好的品种有:紧凑型的掖单4号、新黄单85-1、平展型的单玉13、沈丹7等。

平顶山市地处北亚热带与暖温带气候的过渡地带,具有明显的过渡性特征,属于暖温带大陆性季风气候。春季气温回升快,少雨多风;夏季高温多雨,降水量集中且不稳定,年际变化大;秋季风高地燥,昼夜温差大;冬季雨雪偏少,干冷多风。年平均日照2 068.8～2 334.9h,日照率47%～53%,年太阳辐射总量468.66～507.63kJ/cm²,年平均气温14.2～14.9℃,有效积温5 345℃,无霜期225d,年平均降水量810 mm。光、热、水农业生产3要素适应于农作物一年两熟的要求,对农林生产比较有利,特别有利于玉米的种植。平顶山一带冷暖空气交汇频繁,季风气候特别明显。虽然四季分明,但也易出现旱、涝和大风、暴雨、冰雹以及霜冰等多种自然灾害。

2玉米生长发育对气候条件的要求

2.1温度

玉米为喜温作物,生育期间生物学温度为10℃。种子在6~7℃开始发芽,但生长极缓慢,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18~20d出苗,15~18℃需8~10d出苗,大于20℃ 5~6d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℃)花粉粒1~2h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籽粒运转。籽粒成熟期日平均气温超过25℃或低于16℃均影响酶活动,不利于养分积累和运转,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,易使含水量高的籽粒丧失发芽力。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,籽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℃,玉米达到成熟时的生育期要延长10~20d。

2.2水分

玉米是一种水分利用较高的作物,蒸腾系数(植物形成1g干物质蒸腾的水分克数)为250~300。总耗水量早熟品种为300~400mm、中熟品种为500~800mm。根系活动时田间持水量60%~80%为宜。但生育期内至少要有250mm,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。由拔节至灌浆约占全生育期需水量的50%,抽穗前10d至开花后20d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6~8mm,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。在干旱条件下,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,加速籽粒灌浆过程,可提早5~6d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。

2.3光照

玉米为短日性植物,一般早熟、中熟品种对日照长度反应不敏感,晚熟品种则较敏感。日照时间过长能延长玉米的正常发育和成熟。在高温、短日照下,生育期会显著缩短。因此,同一品种不同播种期,生育期长短不同。玉米抽穗开花期要求每天有4~5h日照,20℃以下光合作用急速下降,在水分保证的情况下,20~33℃范围内光合速率随温度增加而增加。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。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)高,合成碳水化合物多;在蓝光下光合强度较弱,但合成蛋白质多。

3气候变化对玉米产量的影响

3.1玉米播种期与产量

玉米提早播种是争取玉米高产的重要措施。从气候变化的分析来看,平顶山市的夏季平均气温有逐步降低的趋势,虽然不很显著,但能使玉米生育期间的热量减少。播种过晚、热量不足,都将使玉米发育期推迟,籽粒灌浆期间遇低温的可能性大大增加,不利于籽粒饱满和确保增产。而玉米早播的关键在于小麦收获前后的土壤水分能否保证玉米播种后顺利出苗。统计资料显示,小满芒种期间(5月21日至6月21日)降水总量超过112mm的年份,玉米产量将高于前5年的平均产量,而且降水越多增产的幅度也更大、更稳定;降水总量不足,减产的可能性很大,即使降水分布的时机较好,玉米增产的幅度也较低。

3.2气温对玉米产量的影响

7月下旬至8月上旬正是一年中最热的时候,也是平顶山市玉米开花授粉期,如遇高温、干旱天气,花粉易失去生命力,花丝容易枯萎,造成秃尖、缺粒现象。从平顶山市的气象资料分析来看,如果夏季极端最高气温低于36℃,玉米单产高于前5年平均产量;夏季极端最高气温高于39℃,玉米单产比前5年平均产量降低25%以上。但是在气候变暖趋势越来越明显的背景下,平顶山市的夏季气温却有降低的趋势,尤其是极端最高气温的降低最为明显:1953～1972年夏季的极端最高气温只有2年在37.0℃左右,其余年份都在38.0℃以上;从1973年至今每年夏季的极端最高气温都没有超过40.0℃;从1993年至今每年夏季的极端最高气温都没有超过39.0℃,超过38.0℃的年份也只有2年。夏季极端最高气温明显降低对玉米增产十分有利。