气象灾害对玉米生产的影响及其预防对策探析

摘 要：干旱、洪涝、极端高温和低温等气象灾害会对玉米的生长发育、产量和品质产生不利影响。对此，从玉米生长发育对气象条件的要求出发，分析了干旱、洪涝和极端温度对玉米生产的影响，并从选育抗逆玉米品种、优化玉米种植技术和加强气象灾害监测预警3个方面，探讨了预防和减轻气象灾害对玉米生产影响的对策，旨在为玉米生产提供助力。

关键词：气象灾害；玉米生产；预防对策

中图分类号：S513 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）08–0-03

在玉米生产过程中，受干旱、洪涝、极端高温和低温等气象灾害的影响，玉米产量和品质下降，给农民带来巨大的经济损失。因此，深入分析气象灾害对玉米生产的影响，探索预防和减轻气象灾害影响的对策，对于提高玉米生产抗灾减灾能力，实现玉米的高产优产和农业可持续发展具有重要意义。

1 玉米生长发育对气象条件的要求

玉米在生长发育过程中，对温度、水分、光照等气象因素有着特定的需求。玉米属于喜温作物，其生长发育的适宜温度范围为10～32 ℃。在玉米的不同生长阶段，温度的影响各不相同。例如，在玉米的发芽阶段，适宜的温度范围为10～35 ℃；而在玉米的抽雄开花阶段，适宜的温度范围为20～28 ℃。温度过高或过低都会对玉米的生长发育产生不利影响，出现玉米生长缓慢、叶片发黄、花粉活力下降等问题，最终影响玉米的产量和品质[1]。

除温度以外，水分条件也是影响玉米生长发育的重要因素。玉米在生长发育过程中对水分的需求量较大，尤其是在拔节、抽雄、开花、灌浆等关键时期，缺水会严重影响玉米的生长发育和产量。最适宜玉米生长的土壤含水量为田间持水量的60%～80%，过多或过少的水分供应都会对玉米的生长发育产生不利影响。例如，水分过多会导致玉米根系缺氧，影响养分吸收；而水分过少则会导致玉米叶片卷曲、提前衰老，严重影响玉米的光合作用和产量[2]。

玉米属于短日照植物，其生长发育对光照时间和强度有着特定的要求。玉米生长发育过程中，光照时间一般需要在10～14 h，光照强度需要在30 000～

60 000勒克斯[3]。充足的光照条件可以促进玉米的光合作用，提高玉米的干物质积累和产量。反之，如果光照时间过短或光照强度不足，就会影响玉米的正常生长发育，出现玉米植株徒长、叶片变黄、花粉活力下降等问题，最终影响玉米的产量和品质。

2 气象灾害对玉米生产的影响

2.1 干旱对玉米生产的影响

干旱是影响玉米生产的主要气象灾害之一，其对玉米的生长发育和产量的影响不容忽视。玉米在生长发育过程中，特别是在拔节、抽雄、开花、灌浆等关键时期，对水分的需求量较大。如果在这些时期遭遇干旱，玉米的生长发育将受到严重影响。干旱条件下，玉米植株会出现叶片卷曲、叶尖焦枯等症状，光合作用能力下降，同时根系因发育受阻，对养分和水分的吸收能力减弱。干旱还会影响玉米的雌雄穗分化和花粉活力，导致玉米穗位下降、结实率降低，进而影响玉米的产量。有研究表明，在玉米生长发育的关键时期，如果遭遇严重干旱，玉米的产量损失可能高达30%～50%[4]。

干旱胁迫会导致玉米植株体内水分亏缺，细胞膨压降低，进而影响细胞的生长和分裂。同时，干旱还会胁迫引起玉米体内脱落酸（ABA）等激素水平的变化，导致气孔关闭，蒸腾作用受到抑制，最终影响玉米的光合作用效率。干旱胁迫还会导致玉米体内活性氧水平升高，引发膜脂过氧化等问题，对玉米植株产生毒害作用。这些问题将直接导致玉米植株生长缓慢、发育不良，最终影响玉米的产量和品质。干旱还会通过影响土壤环境，间接影响玉米的生长发育。干旱条件下，土壤水分亏缺，土壤温度升高，微生物活性下降，降低玉米转化和吸收养分的能力。

干旱还会影响玉米植株体内多种酶的活性和代谢过程。例如，干旱会降低玉米体内与碳水化合物代谢相关的酶的活性，如蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）等，导致玉米籽粒淀粉积累受阻。而一些与抗旱相关的物质如脯氨酸、可溶性糖等的含量则会有所增加，这是玉米应对干旱胁迫的一种保护机制。但这些生理生化变化又会进一步影响玉米的生长发育，加剧干旱对玉米的不利影响。

干旱除了对玉米产量产生影响，还会影响玉米品质。干旱条件下，玉米籽粒灌浆不足，淀粉和蛋白质含量下降，而糖分、脂肪和矿物质含量相对升高。这些品质指标的变化将直接影响玉米的加工品质和营养价值，最终导致玉米籽粒出现皱缩、破损等问题，影响玉米的商品性和出口品质。

2.2 洪涝对玉米生产的影响

洪涝是影响玉米生产的另一种主要气象灾害，其对玉米生长发育和产量形成的影响同样不容忽视。玉米在生长发育过程中，尤其是在苗期和抽雄开花期，对土壤水分条件有着特定的要求。如果在这些时期遭遇洪涝灾害，玉米的生长发育将受到严重影响。洪涝条件下，土壤水分过多，通气性较差，溶解氧含量降低，导致玉米根系呼吸受阻，对养分的吸收能力下降。同时，洪涝还会导致土壤中有益微生物活性下降，病原菌滋生，增加玉米病害发生的风险。这些因素的综合作用将直接导致玉米植株出现生长缓慢、叶片黄化、根系腐烂等问题，最终影响玉米的产量和品质。

除了对玉米生长发育产生直接影响，洪涝还会通过影响土壤环境，间接影响玉米的生长发育。洪涝条件下，土壤中氮、磷、钾等养分大量流失，土壤肥力下降，影响玉米对养分的吸收和利用。洪涝还会导致土壤板结、透气性差，影响玉米根系的生长发育；加剧土壤侵蚀，致使土壤退化，影响土壤的可持续利用，进而影响玉米的长期生产。

洪涝对玉米产量有多方面的影响。一方面，洪涝会导致玉米植株生长发育不良，光合作用能力下降，干物质积累量减少，最终导致玉米产量下降；另一方面，洪涝还会影响玉米的授粉和受精过程，使得玉米穗位减少、结实率下降，进而影响玉米的产量。有研究表明，在玉米生长发育的关键时期，如果遭遇严重洪涝灾害，玉米的产量损失可能高达20%～40%[5]。

除了对玉米产量产生影响，洪涝还会影响玉米的品质。洪涝条件下，玉米籽粒灌浆不足，淀粉含量下降，而蛋白质、脂肪和矿物质含量相对升高，这些品质指标的变化将直接影响玉米的加工品质和营养价值。洪涝还会导致玉出现籽粒霉变、发芽等问题，影响玉米的储藏品质和食用安全。

2.3 极端温度对玉米生产的影响

2.3.1 极端高温

极端高温条件下，玉米植株体内酶活性发生变化，影响玉米体内的物质代谢和能量转换过程。高温会抑制玉米体内与光合作用相关的酶的活性，如核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）等，导致二氧化碳同化速率下降，最终影响玉米的干物质积累。同时，极端高温还会诱导玉米体内脂肪氧化、蛋白质分解等异常代谢过程，导致活性氧大量积累，从而破坏细胞膜等细胞结构。

高温对玉米生长发育的影响主要表现在以下几个方面。第一，高温会导致玉米叶片卷曲、叶面积指数下降，光合作用能力降低，干物质积累量减少。第二，高温还会影响玉米的雌雄穗分化和花粉活力，导致玉米穗位减少、结实率下降。第三，高温会加速玉米衰老进程，缩短玉米的生育期，影响玉米籽粒的灌浆和形成。第四，高温还会导致玉米植株水分蒸腾速度加快，加剧水分亏缺，进一步影响玉米的生长发育。

2.3.2 极端低温

极端低温会引起玉米体内脱落酸（ABA）、脱落酸-葡萄糖苷酯（ABA-GE）、玉米素（ZR）等内源激素水平失衡，降低玉米体内酶促反应速率，抑制玉米的光合作用、呼吸作用等代谢过程，导致玉米生长缓慢。极端低温会影响玉米的光合作用和呼吸作用，导致玉米干物质积累量减少，从而引发玉米植株生长缓慢、叶片黄化、根系发育受阻等问题。此外，低温还会延长玉米的生育期，影响玉米的成熟和收获。如果玉米在幼苗期遭遇低温冷害，容易出现植株死亡问题，农民需要进行补播或重播。

3 预防气象灾害对玉米生产影响的对策

3.1 选育抗逆玉米品种

第一，在选育抗旱玉米品种方面，主要采用常规育种和分子育种相结合的方法。通过筛选和利用有关抗旱的种质资源，如耐旱的地方品种、野生玉米等，可以为抗旱玉米品种的选育提供重要的基因源。利用现代生物技术手段，如分子标记辅助选择、基因工程等，加快抗旱基因的鉴定和利用，提高抗旱玉米品种的选育效率。选育出的抗旱玉米品种一般具有根系发达、气孔调节能力强、水分利用效率高等特点，能够在干旱条件下维持较强的光合作用，促进干物质积累，从而实现抗旱减产。

第二，在选育抗洪涝玉米品种方面，主要采用种质资源筛选、分子标记辅助选择等方法。通过评价不同玉米种质资源的抗洪涝性，筛选出抗洪涝能力较强的种质，并进行杂交组合，选育出抗洪涝玉米新品种。利用分子标记技术，对相关抗洪涝基因进行定位和克隆，为抗洪涝玉米品种的选育提供分子标记，提高选育效率。选育出的抗洪涝玉米品种一般具有通气组织发达、根系发达、耐淹能力强等特点，能够在洪涝条件下维持较高的根系活力和养分吸收能力，降低洪涝对玉米生长发育的不利影响。

第三，在选育耐高温和耐低温玉米品种方面，主要采用常规育种和分子育种相结合的方法。通过评价不同玉米种质资源的耐温性，筛选出耐高温和耐低温能力较强的种质，并进行杂交组合，选育出耐温玉米新品种。利用分子标记技术，对耐温相关基因进行定位和克隆，为耐温玉米品种的选育提供分子标记，提高选育效率。选育出的耐高温玉米品种一般具有热稳定性蛋白合成能力较强、叶片卷曲度小、花粉活力足等特点。

3.2 优化玉米种植技术

一般情况下，在春玉米产区，农民要在适宜的土壤温度和水分条件下进行播种，避免低温和干旱对玉米出苗和幼苗生长产生不利影响；在夏玉米产区，则要避免高温和强光照对玉米授粉和灌浆的不利影响。同时，农民应根据当地的气象灾害发生规律，合理调整玉米播种期，尽量避开高温、干旱、洪涝等灾害的高发期，减轻气象灾害对玉米生产的不利影响。

在灌溉和排水方面，农民要根据玉米生育期的需水特点和土壤水分状况，制定科学的灌溉和排水方案。在玉米生长发育的关键时期，如拔节期、抽雄开花期、灌浆期等，农民要为玉米生长提供充足的水分供应。对此，可以采用滴灌、微喷灌等节水灌溉技术，提高水分利用效率。在玉米生长发育的其他时期，可以采用间歇灌溉、控制灌溉等方式，避免过多的水分供应导致玉米出现徒长、倒伏等问题。

在施肥方面，农民要根据玉米生育期的需肥特点和土壤养分状况，制定科学的施肥方案。玉米在生长发育的不同时期，对氮、磷、钾等养分的需求量不同，要根据需求特点有针对性地施肥，避免过量施肥导致玉米出现徒长、倒伏、病虫害等问题。同时，农民还可采用缓释肥、控释肥等新型肥料，提高肥料利用率，在减少肥料流失的同时，降低肥料对环境的污染。

在其他栽培管理方面，农民还要采用合理的密植、深耕、中耕除草等措施，优化玉米的生长环境，提高玉米对气象灾害的抵抗力。合理的密植可以提高玉米群体光能利用效率，促进玉米干物质积累；深耕可以避免土壤板结，促进玉米根系生长发育等。

3.3 加强气象灾害监测预警

气象灾害监测预警体系的建设需要多部门、多学科的协同合作。加强气象监测站网的建设，完善气象监测设备和技术，增强气象监测的时效性、精准性，并扩大其覆盖面是做好气象灾害监测预警工作的基础。气象部门要重点加强农业气象观测站网建设，优化观测站点布局，提高观测要素的自动化和标准化水平；充分利用气象卫星、雷达、自动气象站等现代化气象观测手段，实现对玉米产区小气候环境的精细化监测。

气象部门要充分利用现代信息技术手段，加强气象灾害数据的数字化、规范化和共享化管理，提高气象灾害数据的可获取性和利用率。在数据的基础上，应加强气象灾害预警模型的研发和应用。综合利用数值天气预报、统计预测等技术，针对不同类型的气象灾害，建立完善的监测预警指标体系，开发适用于玉米生产的干旱、洪涝、高温、低温等主要气象灾害的预警模型和风险评估技术，提高气象灾害预警的准确性和精细化水平，为玉米生产提供更加精准、有效的气象灾害预警指导。

在气象灾害监测预警方面，气象部门可通过广播、电视、网络、手机等多种传播媒介，及时向农民发布气象灾害预警信息，提示可能发生的气象灾害类型、影响范围、持续时间等，引导农民采取相应的防灾减灾措施。气象部门应加强气象灾害预警信息的解读和应用，充分发挥农技推广部门、农民专业合作社等组织的作用，使其积极开展气象灾害预警信息的科普宣传和技术培训，提高农民科学利用预警信息的能力，促进农民主动采取防灾减灾措施。

气象部门应根据气象灾害预警信息，提前制定气象灾害应急预案，明确各部门、各单位的职责分工和协调机制，做好人员、物资、装备等应急资源的准备和调配工作；加强气象灾害应急演练，提高部门应急处置的组织协调和现场处置能力，最大限度地减少气象灾害带来的损失，将灾害影响降到最低。

4 结束语

预防和减轻气象灾害对玉米生产的影响，需要从选育抗逆品种、优化种植技术、加强灾害监测预警等多个角度入手，综合采取措施。这不仅需要农业科技人员在抗灾减灾品种选育、栽培技术优化等方面加强研究，还需要气象部门加强灾害监测预警和风险评估，以及农技推广部门加大抗灾减灾技术的推广力度，增强农民的防灾意识和能力。

参考文献

[1] 曹淑娟.玉米生产技术及病虫害防治[J].新农业，2023（21）： 4-5.

[2] 高宁.玉米种植农艺与农机技术结合的研究[J].中国农机装备，2023（10）：50-52.

[3] 贺晨昕.基于气候变化的农业气象灾害对春玉米产量的影响[J].种子科技，2023，41（8）：133-135.

[4] 刘畅，陈梦龙.农业气象灾害对玉米生产影响及预防对策探究[J].种子科技，2023，41（5）：130-132.

[5] 陆占东.气象灾害对玉米种植生产的影响[J].农业与技术， 2019，39（5）：151-152.