气象条件对玉米灌浆速度的影响分析

于海 张洪伟 隋丹

[摘 要] 在吉林省榆树市开展玉米分期播种试验，采用4个不同播期，结合玉米灌浆期气温、光照等气候因素，分析气象条件对玉米灌浆速度的影响，探讨气温、日照时间与玉米籽粒灌浆期不同时段总鲜质量、总干质量及百粒干质量的关系，为合理开展玉米种植提供参考。

[关键词] 玉米;气温;日照时间;灌浆速度;质量

[中图分类号] S513 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）17-106-2

温度对玉米穗粒数和千粒重均有一定影响，可导致穗粒数减少。灌浆期温度过高或过低，灌浆速度均会明显下降，如果遇到16 ℃以下持续低温，玉米基本停止灌浆而不能正常成熟，导致粒质量低[1]。玉米是吉林省榆树市主要粮食作物之一，以中熟或中晚熟品种为主，玉米播种至成熟整个生长发育过程对温度、光照等气象条件要求较高。本文选取4个不同玉米播种期进行试验，通过分析玉米灌浆期温度、光照等气候因素对不同发育期玉米籽粒总鲜质量、总干质量及百粒干质量的影响，以找出榆树市玉米最佳播种期，提高玉米种植效益。

1 研究资料与方法

此次玉米试验共分为4个播期，自4月21日开始播种，每隔10 d播种一次，5月21日结束。第1播期在7月21日进入开花期，第2、3、4播期分别在7月23、26、31日进入开花期。

调查方法为当各播期玉米开花后，在各观测区内选取同一天开花且植株生长发育状况基本一致的果穗进行标定，从各播种期开花后第10天开始取样，每次取2穗，取下籽粒，统计每穗总颗粒数，称总鲜质量。称后在恒温100 ℃条件下烘干达到质量稳定，称重总干质量。并从每个果穗中各取100粒共200粒称质量，按照上述方法每5 d取样一次，至果穗完全成熟[2]。各播期玉米生长期气温、降水和日照时间观测数据由榆树市气象局观测记录。

2 结果与分析

2.1 全生育期气温条件

试验结果表明，玉米从播种至完全成熟，4个播期全生育期依次分别为151、143、139、131 d。播种期较晚，玉米灌浆成熟后期温度相对下降，因此成熟期相对推迟。第1、2、3、4播期乳熟至完全成熟期日平均气温分别为17.9、17.4、16.6、16.4 ℃，日平均气温随着播期延后而下降，第2、3、4播期玉米成熟期相应较第1播期推迟2、8、10 d。第1播期玉米自7月21日灌浆开始，于9月18日结束，灌浆期共60 d，期间日平均气温保持在9.2～27.9 ℃，60 d平均气温为20.4 ℃;第2播期玉米灌浆期7月22日至9月20日，共61 d，期间日平均气温为9.2～27.9 ℃，61 d平均气温为20.0 ℃;第3播期玉米自7月25日灌浆开始，9月26日结束，灌浆期共64 d，期间日平均气温在9.2～27.9 ℃，64 d平均气温为19.2 ℃;第4播期玉米自7月30日灌浆开始，于9月28日结束，灌浆期共61 d，期间日平均气温9.2～25.7 ℃，61 d平均气温为18.8 ℃。

2.2 温度条件对玉米灌浆速度的影响

玉米果穗从开始受精至最终形成是一个累积增质量的生物学过程，期间会受到外界条件影响，排除其他因素影响，由于播期不同，玉米籽粒灌浆期所处气候环境条件不一样，因此对灌浆增质量过程有一定影响。依据玉米生物学特性，玉米籽粒形成期对气温条件要求较高，吐丝后2周左右处于籽粒形成期，该时期籽粒增大速度较快，总鲜质量快速增加[3]。随着灌浆速度的加快，对较高气温需求加大，日平均气温在22 ℃以上为宜，如果日平均气温低于18 ℃，会延长玉米发育期，不利于籽粒及时进入快速灌浆期。

由图1可知，4个播期玉米开花后10 d，总粒质量以第4播期最高，第2播期和第3播期基本一致，第1播期相对较低。对应时段内日平均气温第3播期最高，为24.9 ℃;第4播期最低，为23.5 ℃，但相比其他播期，第4播期玉米开花后10 d虽然日平均气温相对最低，但是前期积温偏多，因此这一时段内总鲜质量最高。随后第2播期在开花后35 d前总鲜质量增加显著;开花后40～50 d，第3播期总鲜质量增长迅速。开花后50 d，第2播期总鲜质量最重，其次是第3播期，而第4播期最低。该时段内日平均气温除第1播期在20.0 ℃以上外，其他3个播期日平均气温均降至18.0 ℃以下，其中第4播期日平均气温为11.8 ℃，灌浆后期气温偏低不利于籽粒质量增加。

分析图2，玉米籽粒灌浆增质量过程大概可划分为3个时段：籽粒形成期（开花后10～25 d）、籽粒发育旺盛期（开花后25～40 d）及籽粒成熟期（开花后40 d后）。第一时段籽粒处于形成期，该时期内籽粒迅速由小变大但干质量增加缓慢甚至有波动;第二时段籽粒质量缓慢增加;第三时段籽粒总干质量在4个播期几乎均呈直线上升。其中玉米籽粒灌浆的第一、二时段是对最终产量形成具有重要影响的关键时段，主要在于受温度的影响。由于播期不同，4个播期籽粒灌浆时温度条件不一样，其中第1、2、3播期日平均气温均处于21.0 ℃以上，而第4播期日平均气温则为20.6 ℃，日平均气温低于22.0 ℃的有28 d，低于20.0 ℃的有13 d，气温相对偏低，积温减少，第2播期与第1、3播期相比气温略偏低，但灌浆前期积温积累偏多。4个播期玉米灌浆增质量速率变化不同，这种不同最终表现在总干质量上，第2播期总干质量最大，其次是第3播期，第4播期最小。

玉米籽粒快速增质量与时段内平均气温或最高气温呈线性关系。玉米籽粒含水量在45%以上是确保籽粒灌浆生理过程正常进行的必要条件，气温处于17.0～25.0 ℃，温度越高，玉米籽粒灌浆增重率越高;温度越低，籽粒增重率较低。玉米吐丝授粉后籽粒开始快速膨大，开花后15 d左右可达到该品种籽粒应有大小，但干粒质量增长缓慢，日平均气温在23.0～24.0 ℃时灌浆最快，此时4个播期均可达该温度范围。吐丝后15～35 d，玉米籽粒含水量不断下降，此时干物质迅速增加，该时期是决定粒质量的关键期，日平均气温在20.0～22.0 ℃最为适宜。分析4个播期在该时段的日平均气温，第1、2播期日平均气温分别为21.6、20.5 ℃，可满足玉米籽粒快速灌浆需求，第3、4播期日平均气温均在20.0 ℃以下，第4播期较第1播期偏低2.5 ℃。前期积温偏多，日平均气温偏高，有利于促进玉米籽粒结实，增加百粒干质量。在后期成熟期，第2播期玉米百粒干質量达到最大，第4播期最少（见图3）。

2.3 光照条件对玉米籽粒灌浆的影响

通过试验观测，发现光照也是影响玉米籽粒灌浆质量增加速度的重要因素，日照时间多有利于玉米进行光合作用，灌浆质量增加速度就快，反之就会变得缓慢。即使温度适宜，如果光照时长少或强度不够，玉米籽粒增质量幅度较小且缓慢。4个播期在开花后10～50 d，总日照时间随着播期推后而逐渐增多，第1播期总日照时间最少，大部分灌浆期处于8月多雨季，阴雨寡照导致日照时间偏少，仅为251.4 h;第4播期在9月降水减少，总日照时间最多，为301.6 h。玉米籽粒灌浆要求每天日照时间在8 h以上最为适宜，日照时间越长，越有利于籽粒增质量，进入9月后日照时间明显增多，如9月14—16日每天日照时间连续在11.0 h以上，第2播期处于灌浆后期，该时段内总干质量增加79.91 g。

通过分析可知，影响玉米灌浆速度的温度与光照关系密切，相互影响又相互制约，第4播期灌浆后期光照条件最好，但气温相对偏低，因此制约灌浆速度，籽粒质量增加值相对较小。

3 结论

①温度和光照是影响玉米籽粒灌浆成熟的重要气候因素，温度和光照相互影响并相互制约，只有温度和光照相匹配，才能促使灌浆速度加快，籽粒干质量值最大。

②第2播期即5月1日播种的玉米灌浆期光温条件较好，玉米籽粒总鲜质量、总干质量和百粒干质量值最大，是榆树市玉米最佳种植时期。为提高当地玉米种植效益，应适时播种。

参考文献

[1]张宏明，曲曼丽，马秀玲.温度条件对夏玉米籽粒灌浆的作用与发育速度的关系[J].中国农业气象，1979（1）：68-73.

[2]聂景芳，邓根云，李健，等.玉米灌浆过程与光热条件[J].北京农业科学，1984（5）：11-17.

[3]王硖，李霞.气象因素对运城夏玉米生产的影响[J].现代农业科技，2009（11）：201，203.