氣候條件對平頂山市夏玉米生產的影響

白家惠　張俊麗　李　戈　李學欣　劉海波　崔樹林

摘要以平頂山市多年氣象資料中的光、溫、水為分析依據,分析了氣候條件對平頂山夏玉米生產的影響,結果表明,玉米生育期天數主要受降水和日照的影響,近年來有逐步延長的趨勢;單株籽粒重和莖稈重2個生物學要素與降水、日照時數關系密切;單產主要受降水和日照時數變化的影響,溫度無論是對玉米生育期、玉米各生物學要素或者玉米單產影響都非常小,甚至沒有任何關系,其原因可能是平頂山地區(qū)溫度條件能充分滿足玉米生長發(fā)育的需要,以至于無法得出其影響結果。

關鍵詞氣象條件;夏玉米生產;影響;河南平頂山

中圖分類號S162.5文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)15-0293-01

玉米又名玉蜀黍、包谷,原產墨西哥,漢朝引入我國。全國大部分地方均可種植。玉米適應性比較廣泛,從北緯55°至南緯40°之間,低緯度海拔高度達3 636m,凡大于10℃積溫在1 900℃以上,夏季平均氣溫在18℃以上的地區(qū)都可種植。中國南起海南島(北緯18°),北至黑龍江的黑河(北緯50°),東至臺灣,西至新疆及西藏均有種植。

1平頂山市玉米生產與氣候條件情況

平頂山市玉米連片種植較多。多數年份種植面積在6.70萬公頃,總產量5~7萬噸,最多的1970年達7.82萬公頃,總產9.65萬噸。目前,在平頂山地區(qū)表現良好的品種有:緊湊型的掖單4號、新黃單85-1、平展型的單玉13、沈丹7等。

平頂山市地處北亞熱帶與暖溫帶氣候的過渡地帶,具有明顯的過渡性特征,屬于暖溫帶大陸性季風氣候。春季氣溫回升快,少雨多風;夏季高溫多雨,降水量集中且不穩(wěn)定,年際變化大;秋季風高地燥,晝夜溫差大;冬季雨雪偏少,干冷多風。年平均日照2 068.8～2 334.9h,日照率47%～53%,年太陽輻射總量468.66～507.63kJ/cm²,年平均氣溫14.2～14.9℃,有效積溫5 345℃,無霜期225d,年平均降水量810 mm。光、熱、水農業(yè)生產3要素適應于農作物一年兩熟的要求,對農林生產比較有利,特別有利于玉米的種植。平頂山一帶冷暖空氣交匯頻繁,季風氣候特別明顯。雖然四季分明,但也易出現旱、澇和大風、暴雨、冰雹以及霜冰等多種自然災害。

2玉米生長發(fā)育對氣候條件的要求

2.1溫度

玉米為喜溫作物,生育期間生物學溫度為10℃。種子在6~7℃開始發(fā)芽,但生長極緩慢,并易感菌霉爛。10~12℃發(fā)芽正常。最適發(fā)芽溫度為25~28℃。種子由播種到出苗的間隔時間與溫度關系密切,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℃以上幼苗生長較快,30~32℃時最快。抽穗開花時期適宜溫度為25~28℃,氣溫低于18℃或高于38℃不開花,當氣溫高于30℃,空氣濕度小于60%開花甚少,氣溫高于32℃(有的品種在35℃)花粉粒1~2h即喪失生活力。在籽粒灌漿、成熟時期要求日平均溫度保持在20~24℃,有利于有機物質合成和向果穗籽粒運轉。籽粒成熟期日平均氣溫超過25℃或低于16℃均影響酶活動,不利于養(yǎng)分積累和運轉,日平均氣溫13℃左右玉米灌漿仍可很緩慢進行。成熟后期遇-3℃低溫,易使含水量高的籽粒喪失發(fā)芽力。夏玉米出現葉片數與其間積溫有極顯著的冪函數關系,在籽粒灌漿過程中,籽粒增重與積溫呈指數曲線關系。全生育期間平均氣溫在20℃以下時,每降低0.5℃,玉米達到成熟時的生育期要延長10~20d。

2.2水分

玉米是一種水分利用較高的作物,蒸騰系數(植物形成1g干物質蒸騰的水分克數)為250~300?？偤乃吭缡炱贩N為300~400mm、中熟品種為500~800mm。根系活動時田間持水量60%~80%為宜。但生育期內至少要有250mm,且分布均勻。玉米苗期較耐干旱,拔節(jié)、抽穗、開花期需水最多,后期偏少。由拔節(jié)至灌漿約占全生育期需水量的50%,抽穗前10d至開花后20d是對水分敏感的臨界期,特別是吐絲期和散粉期更為敏感。此時期平均每晝夜耗水6~8mm,土壤水分不足,會嚴重影響產量。苗期和成熟后期,缺水對產量影響較小。在干旱條件下,玉米適時灌水可加快發(fā)育速度,有利于物質向生殖器官運輸,加速籽粒灌漿過程,可提早5~6d成熟。產量亦隨水分供應量增加而提高,水分利用率也隨之提高。

2.3光照

玉米為短日性植物,一般早熟、中熟品種對日照長度反應不敏感,晚熟品種則較敏感。日照時間過長能延長玉米的正常發(fā)育和成熟。在高溫、短日照下,生育期會顯著縮短。因此,同一品種不同播種期,生育期長短不同。玉米抽穗開花期要求每天有4~5h日照,20℃以下光合作用急速下降,在水分保證的情況下,20~33℃范圍內光合速率隨溫度增加而增加。在相同的太陽能輻射條件下,光合速率隨日長增加而增加,太陽輻射對產量影響較大,尤其在籽粒灌漿階段對產量形成更為重要。光質也影響玉米的光合作用和物質形成。在紅光下光合強度最大,植株生產效率(干物質)高,合成碳水化合物多;在藍光下光合強度較弱,但合成蛋白質多。

3氣候變化對玉米產量的影響

3.1玉米播種期與產量

玉米提早播種是爭取玉米高產的重要措施。從氣候變化的分析來看,平頂山市的夏季平均氣溫有逐步降低的趨勢,雖然不很顯著,但能使玉米生育期間的熱量減少。播種過晚、熱量不足,都將使玉米發(fā)育期推遲,籽粒灌漿期間遇低溫的可能性大大增加,不利于籽粒飽滿和確保增產。而玉米早播的關鍵在于小麥收獲前后的土壤水分能否保證玉米播種后順利出苗。統(tǒng)計資料顯示,小滿芒種期間(5月21日至6月21日)降水總量超過112mm的年份,玉米產量將高于前5年的平均產量,而且降水越多增產的幅度也更大、更穩(wěn)定;降水總量不足,減產的可能性很大,即使降水分布的時機較好,玉米增產的幅度也較低。

3.2氣溫對玉米產量的影響

7月下旬至8月上旬正是一年中最熱的時候,也是平頂山市玉米開花授粉期,如遇高溫、干旱天氣,花粉易失去生命力,花絲容易枯萎,造成禿尖、缺粒現象。從平頂山市的氣象資料分析來看,如果夏季極端最高氣溫低于36℃,玉米單產高于前5年平均產量;夏季極端最高氣溫高于39℃,玉米單產比前5年平均產量降低25%以上。但是在氣候變暖趨勢越來越明顯的背景下,平頂山市的夏季氣溫卻有降低的趨勢,尤其是極端最高氣溫的降低最為明顯:1953～1972年夏季的極端最高氣溫只有2年在37.0℃左右,其余年份都在38.0℃以上;從1973年至今每年夏季的極端最高氣溫都沒有超過40.0℃;從1993年至今每年夏季的極端最高氣溫都沒有超過39.0℃,超過38.0℃的年份也只有2年。夏季極端最高氣溫明顯降低對玉米增產十分有利。