低溫對玉米苗期生長發(fā)育的影響及其防治措施

陳慧

摘要：本文綜述了低溫對玉米苗期種子萌發(fā)及生長發(fā)育的影響，并提出防治措施，為玉米生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：低溫；玉米苗期；生長發(fā)育；影響；防治措施

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A DOI編號：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.057

玉米是我國重要的糧食作物之一，東北地區(qū)作為我國玉米的主產(chǎn)區(qū)，其種植面積占全國玉米種植面積的1/3以上。玉米是一種短日照、喜溫的C4作物，在其生育期內(nèi)對溫度要求比較高。但由于近年極端天氣的影響及水資源的匱乏，玉米在其生育期內(nèi)容易受到極端天氣的影響而引發(fā)溫度脅迫。我國北方玉米產(chǎn)區(qū)的主要氣象災害是早春低溫和倒春寒，這也是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的主要限制因素之一，東北地區(qū)多次發(fā)生在早春時期的低溫冷害，造成了玉米大幅度減產(chǎn)，導致了嚴重的經(jīng)濟損失。本文系統(tǒng)地闡述了春季低溫對玉米生長發(fā)育的影響及其防治措施，可為玉米生產(chǎn)應用提供理論依據(jù)和參考。

1 低溫對玉米萌發(fā)的影響

玉米種子萌發(fā)前提條件是適宜的溫度、足夠的水分和充足的氧氣。龔文娟等研究發(fā)現(xiàn)，玉米種子在溫度為5℃或低于5℃時，不發(fā)芽；當溫度為6℃，種子開始發(fā)芽。在萌發(fā)過程中，前期溫度越低，對種子萌發(fā)的影響越大。吳紹驥認為，玉米種子發(fā)芽的最低溫度為6℃～7℃，當溫度過低時，不僅影響種子的萌發(fā)，降低其發(fā)芽勢和發(fā)芽率，而且還會影響幼苗的活力，延遲出苗，使種子的發(fā)芽進程減慢。史占忠等研究認為，在低溫條件下，種子的發(fā)芽率及其發(fā)芽勢會有所降低，但發(fā)芽率的下降幅度要小于發(fā)芽勢的下降幅度。溫度過低不僅影響種子的發(fā)芽率，還會影響玉米種子出苗的整齊度，降低成苗率，嚴重時使種子喪失活力，出現(xiàn)爛種及粉種等現(xiàn)象。玉米種子在播種期至出苗期遭遇低溫時，種子的發(fā)芽率及其發(fā)芽勢都會降低，并出現(xiàn)出苗過程延遲和苗弱、瘦小的現(xiàn)象。

在低溫條件下，種子吸水膨脹的時間會延長，發(fā)芽速度減緩，玉米種子中的糖類、有機酸及其蛋白質(zhì)等部分細胞營養(yǎng)組分滲出體外，及其容易受到土壤中細菌及真菌的侵害，導致種子腐爛，影響發(fā)芽率；土壤溫度越低，種子萌動的速度越慢，所需時間越長；而隨著溫度的升高，萌動的速度加快，所需萌動的時間越短。玉米發(fā)芽出苗期延長，容易造成種子的粉化或霉爛，出苗率降低，造成缺苗斷壟。

2 苗期低溫對根系生長發(fā)育的影響

根系是玉米的重要組成部分，是吸收水分及養(yǎng)分的器官，同時也影響著地上部的生長。研究發(fā)現(xiàn)，根系在土壤中的生長狀況及其分布決定了玉米植株對水分和養(yǎng)分的吸收能力，也決定了玉米對低溫脅迫的抵抗能力。曹寧等研究發(fā)現(xiàn)低溫抑制了玉米根系的生長，根系的體積及總長度明顯減少，雖然單位側(cè)根長度和數(shù)量有所增加，但根系總表面積仍低于對照。王連敏研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，玉米苗期遇到低溫冷害，會降低根冠細胞的增殖速率及呼吸活性，使玉米的生理功能受到一定的影響。羅寧等研究發(fā)現(xiàn)低溫明顯的抑制了玉米根系的生長與伸長，進而影響了根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)，根系的單位根長密度較高，從而有利于作物吸收更多的水分和養(yǎng)分。雖然不同品種間存在顯著差異性，但是當溫度在5℃時，根系幾乎都停止了生長。曹寧等研究了低溫脅迫對不同品種玉米苗期根系性狀的影響，發(fā)現(xiàn)在一定的低溫處理下，主根、側(cè)根的數(shù)量隨溫度的降低而呈遞減趨勢。對玉米幼苗進行低溫處理，發(fā)現(xiàn)低溫脅迫直接影響根系的活力，玉米根系活力隨著溫度的降低而降低，溫度過低，根際周圍活化出來的營養(yǎng)元素不能被作物及時吸收，進而影響植株對水分及其養(yǎng)分的吸收。玉米根系的狀況及其根系的活力水平高低直接影響了地上部分的生長。

3 苗期低溫對莖端生長發(fā)育的影響

王洪剛等研究發(fā)現(xiàn)，當玉米生育期在苗期時，其株高及莖粗受溫度影響較大，株高隨著溫度增加而增加，在低溫條件下，植株較小。玉米莖粗也隨著溫度的增加而有增加的趨勢，但是不同品種間對溫度的反應存在顯著差異性。玉米莖端生長發(fā)育易受低溫的影響，這種影響表現(xiàn)為溫度對光合作用，水分和養(yǎng)分吸收的直接作用及溫度對莖端和根端的形態(tài)變化過程的間接作用。在低溫條件下，根端和莖端的干物質(zhì)積累有明顯的差異性，但在適宜的條件下常表現(xiàn)不明顯。玉米在變溫處理下，葉面積生長速率對溫度下降的反應比莖端干重下降的反應更敏感。玉米苗期在低溫脅迫下，葉鞘及中胚軸變?yōu)楹稚?，更嚴重時葉片呈現(xiàn)萎蔫水漬狀，不利于幼苗的生長發(fā)育。史占忠等研究指出，苗期遭遇低溫會降低葉片的光合速率，株高降低，進而減少干物質(zhì)的積累，減緩了玉米的營養(yǎng)生長過程；當?shù)蜏爻掷m(xù)10天時，全株的干物質(zhì)顯著降低，并且干物質(zhì)積累降低的程度與低溫持續(xù)的時間成正相關(guān)。

4 防治措施

4.1 做好品種區(qū)劃。選用早熟品種。嚴禁越區(qū)種植

玉米遭受的冷害多為延遲性冷害，所以要做好品種規(guī)劃，使玉米品種所需的積溫與當?shù)乜赡艿姆e溫相協(xié)調(diào)，避免盲目選用不適合的品種。應盡量選用適合本地種植的熟期匹配的品種，無霜期為120～130天的地方選用生育期不超過120天的品種。

4.2 精細整地

土壤耕作的主要任務就是精細整地，為玉米的播種及種子萌發(fā)創(chuàng)造適宜的土壤環(huán)境。精細整地的要求是：在播種區(qū)內(nèi)地面平整，土壤松碎，土細，沒有大土塊且表土層上虛下實。這樣可以保證種子播種的深淺一致性，并將種子播在扎實而不再下沉的土層中，種子上面有一層松碎的覆蓋層，促進土壤中的毛管水不斷流向種子處，保證出苗整齊均勻。

4.3 適時早播，種子播前處理

適時早播，時期應該掌握地溫在0～5厘米處，穩(wěn)定通過7℃～8℃時開始播種，覆土3～5厘米，集中在10～15天播完，以達到縮短播期，保證出苗整齊。種子在播種前可用濃度為0.02%～0.05%的硫酸銅、氯化鋅、鉬酸銨等溶液浸種，以提高種子在低溫下的發(fā)芽力，并使玉米提前成熟，減輕冷害。

4.4 采用地膜覆蓋栽培技術(shù)

地膜覆蓋栽培技術(shù)是一項應對低溫脅迫有效的措施，主要是通過增加地溫，促進土壤微生物活動，進而提高肥料利用效率，以改善土壤理化性質(zhì)等促進根系生長，加快出苗速度，從而消除低溫脅迫對玉米造成的不利影響。然而，地膜覆蓋栽培技術(shù)存在著一些隱患，例如地膜回收率低造成的農(nóng)業(yè)污染等，因此提倡使用光降解膜和生物降解膜，以防污染。

4.5 科學使用肥料

鄒國元研究發(fā)現(xiàn)，玉米在低溫脅迫下，適當施用鉀肥有利于質(zhì)膜透性保持在較低水平，并且明顯的降低玉米的萎蔫率，增強抗性。陳兵兵等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫脅迫條件下，當?shù)实暮抗潭〞r，適量的施用磷肥，玉米中的超氧化物歧化酶的活性逐漸增強，細胞膜透性降低，干物質(zhì)量增加；當施用適量的鉀肥時，玉米中電解質(zhì)的平均滲出率降低，可溶性糖含量提高；硅肥也能提高葉片中葉綠素的含量，降低電解質(zhì)的滲出量。因此，研究發(fā)現(xiàn)不同用量的磷肥、鉀肥和硅肥對玉米抗寒起到重要的作用。科學使用肥料這項措施比較簡單、操作性高并且價格低廉，比較利于大田的廣泛使用。

4.6 加強田間前期管理

玉米出苗時，應該及時查看玉米出苗情況以及時補苗，確保苗齊、苗勻、苗壯。中耕管理應該根據(jù)天氣和土壤墑情靈活掌握。中耕松土時要求控制土壤墑情的前提下由淺到深，天旱時，底墑不足，應以保墑為中心，中耕時淺趟，避免出現(xiàn)斷壟跑墑現(xiàn)象；土壤水分大時，要早趟、深趟，降低土壤含水量，以提高地溫。