不同發(fā)育階段干旱脅迫對(duì)春玉米土壤溫濕度及產(chǎn)量形成的影響

任麗雯，王興濤，丁文魁，楊 華，王潤(rùn)元

(1.中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020；2．甘肅省武威市氣象局，甘肅 武威 733000)

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不同發(fā)育階段干旱脅迫對(duì)春玉米土壤溫濕度及產(chǎn)量形成的影響

任麗雯1,2，王興濤2，丁文魁2，楊 華2，王潤(rùn)元1

(1.中國(guó)氣象局蘭州干旱氣象研究所，甘肅省干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)氣象局干旱氣候變化與減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730020；2．甘肅省武威市氣象局，甘肅 武威 733000)

本試驗(yàn)設(shè)CK(整個(gè)生育期供水充足的對(duì)照處理)、DT1(從拔節(jié)期限制供水的干旱處理，即持續(xù)不灌水直至生育期結(jié)束)、DT2(從抽雄期限制供水的處理，即持續(xù)不灌水直至生育期結(jié)束)3種處理，討論水分脅迫對(duì)地溫、土壤水分含量和春玉米產(chǎn)量形成的影響。結(jié)果表明：土壤溫度的變化與控水密切相關(guān)，20 cm深度DT1和DT2處理的地溫平均值分別較CK高1.6 ℃和1.3 ℃；40 cm深度DT1和DT2處理的地溫平均值分別較CK高1.7 ℃和0.5 ℃。土壤水分貯存量和地溫在20 cm深度呈負(fù)相關(guān)，40 cm深度呈正相關(guān)，土壤水分貯存量對(duì)作物生長(zhǎng)造成影響的下限指標(biāo)是18 mm，地溫對(duì)作物生長(zhǎng)造成影響的上限指標(biāo)是19.2 ℃。DT1和DT2處理均對(duì)作物的生長(zhǎng)因子和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)造成一定影響，DT1處理下的減產(chǎn)幅度更為劇烈。

干旱脅迫；地溫；水分含量；產(chǎn)量

引 言

玉米是我國(guó)主要糧食和最重要的飼料作物，隨著我國(guó)人口增加，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品需求日益增加，而提高玉米產(chǎn)量已成為亟待解決的問(wèn)題。然而，我國(guó)特別是北方地區(qū)水資源嚴(yán)重不足，這已日漸成為限制農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，而以氣候變暖為標(biāo)志的全球變化，亦將可能加劇水資源的短缺。玉米是需水較多的作物，隨著氣候變暖和降水條件的改變，玉米種植區(qū)的氣候生態(tài)發(fā)生較明顯的變化，高溫干燥氣候易造成作物生育期水熱配置出現(xiàn)較大差異，對(duì)玉米生產(chǎn)產(chǎn)生有利或不利的影響[1-2]。玉米是河西走廊地區(qū)的第二大糧食作物，是飼料和淀粉加工業(yè)的主要原料。因此，研究干旱脅迫對(duì)河西走廊地區(qū)主要作物玉米在不同生育階段的生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)以及其產(chǎn)量的影響有重要意義，可以為制訂適應(yīng)與減緩干旱化不良影響的對(duì)策與措施提供依據(jù)。

近年來(lái)，許多學(xué)者針對(duì)干旱脅迫對(duì)玉米的影響從不同角度、不同層次進(jìn)行了許多研究工作[3-13]，如白莉萍等[3]研究了土壤水分脅迫對(duì)玉米形態(tài)發(fā)育和產(chǎn)量的影響；施關(guān)正等[4]研究了干旱脅迫下玉米雜交組合的抗旱性以及水分利用效率；遠(yuǎn)紅偉等[5]研究了玉米的生理特征對(duì)水分脅迫的感應(yīng)；譚國(guó)波等[7]研究了玉米拔節(jié)期的水分脅迫對(duì)植株性狀、光和生理及產(chǎn)量的影響。

土壤溫度作為土壤熱狀況的綜合表征指標(biāo)，受到諸多因素影響，而土壤溫度的變化與作物根系功能和光合作用等生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)有規(guī)律性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接或間接影響植物生長(zhǎng)和發(fā)育，較高的土壤溫度，可以改變根系的生長(zhǎng)、呼吸作用和養(yǎng)分吸收[14-18]。本文通過(guò)對(duì)玉米拔節(jié)期、抽雄期進(jìn)行干旱脅迫，從土壤溫度、水分變化和產(chǎn)量分析的角度討論脅迫效應(yīng)對(duì)作物的影響，以期為提高干旱地區(qū)玉米的抗旱能力、合理進(jìn)行田間管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2015年在甘肅武威荒漠生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站進(jìn)行，地點(diǎn)位于甘肅省河西走廊東端的武威市涼州區(qū)清源鎮(zhèn)發(fā)展村(37°53′ N，102°53′ E)，海拔1 534.8 m，年均氣溫8.5 ℃，年降水量171.0 mm左右。氣候特點(diǎn)為：太陽(yáng)輻射強(qiáng)、日照充足、溫差大、降水少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、空氣干燥。土壤質(zhì)地為砂壤土，呈微堿性，有機(jī)質(zhì)含量0.7%，pH值8.3，地下水位約25 m，10～50 cm 土壤容重為1.50～1.67 g·cm-3，田間持水量為19.2%～23.4%，永久萎蔫點(diǎn)為5.98%。試驗(yàn)?zāi)?015年平均氣溫8.1 ℃，較歷年略偏低，年降水總量165.6 mm，與歷年基本持平。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)品種為春玉米“科河28號(hào)”，4月14日播種，采用點(diǎn)種。試驗(yàn)設(shè)CK(整個(gè)生育期供水充足的對(duì)照處理)、DT1(從拔節(jié)期限制供水的干旱處理，持續(xù)不灌水直至生育期結(jié)束)、DT2(從抽雄期限制供水的處理，持續(xù)不灌水直至生育期結(jié)束)3種處理，每種處理設(shè)6個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)田各處理總面積分別為CK：129.4 m2，DT1：94.2 m2，DT2：117.0 m2。播種前施尿素225 kg·hm-2，磷二銨187.5 kg·hm-2，6月2日灌水時(shí)追施尿素225 kg·hm-2。4月3日澆底墑水，試驗(yàn)期間各個(gè)處理的具體灌溉記錄如表1所示。試驗(yàn)處理期間(2015年4月14日—2015年9月21日)共降雨36次，累積降雨量為124.8 mm。

表1 各個(gè)處理的灌溉記錄

1.3 土壤溫度測(cè)定方法

播種當(dāng)天分別在每個(gè)重復(fù)20 cm、40 cm土層深度玉米行間埋設(shè)以色列Fourtec公司生產(chǎn)的MicroLiet-U盤型溫度記錄儀，測(cè)量范圍為-40～80 ℃，測(cè)量精度為0.3 ℃，數(shù)據(jù)采樣頻率置為次·(15 min)-1，每小時(shí)4次連續(xù)觀測(cè)，每天96次連續(xù)記錄，日平均氣溫取96次的算術(shù)平均，逐小時(shí)溫度取每小時(shí)的4次平均值，以15 min最高和最低記錄作為最高溫度和最低溫度，全生育連續(xù)觀測(cè)，直至成熟收獲為止。

1.4 土壤濕度測(cè)定方法

本試驗(yàn)于澆底墑水、播種、成熟及每周三采用土鉆法取得土樣，每區(qū)取2 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)取50 cm，每10 cm為一土層，土壤含水率利用烘干稱重法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分處理下20 cm土壤溫度日變化特征

圖1給出作物進(jìn)入生殖生長(zhǎng)階段后20 cm的土壤溫度變化?？梢钥闯?，實(shí)施控水以前，3種灌溉模式下的土壤溫度曲線基本吻合。自6月下旬拔節(jié)期實(shí)施控水以后，DT1處理下20 cm地溫開(kāi)始逐漸高于另外2種處理，但是相對(duì)于控水時(shí)間存在一定的滯后現(xiàn)象，此時(shí)DT2與CK處理曲線依然無(wú)大的差別。接著，自7月中旬抽雄期實(shí)施控水以后，DT2處理下的地溫在一段時(shí)間后也開(kāi)始逐漸高于CK處理。8月上旬左右，DT1與 DT2處理下的地溫逐漸縮小差別，并且均高于CK處理。這種現(xiàn)象持續(xù)到9月上旬作物接近成熟后，3種處理模式下20 cm的地溫差值縮小，曲線接近吻合。自6月下旬拔節(jié)期實(shí)施控水后，DT1地溫平均值較CK高出2.1 ℃；自7月中旬抽雄期實(shí)施控水后，DT2地溫平均值較CK高出2.0 ℃；整個(gè)生殖生長(zhǎng)期20 cm地溫平均值表現(xiàn)為DT1(19.6 ℃)> DT2(19.3 ℃)>CK(18.0 ℃)。

2.2 不同水分處理下40 cm土壤溫度日變化特征

從圖2可以看出，進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期后，40 cm土壤溫度變化相對(duì)20 cm深度相對(duì)緩和，3種處理間的差異也較20 cm深度土壤溫度小。實(shí)施控水以前，3種處理的曲線基本吻合；拔節(jié)期實(shí)施控水以后，DT2與CK處理基本無(wú)差異，DT1處理的地溫開(kāi)始高于另外2種處理，曲線變化時(shí)間與20 cm深度土壤溫度基本一致，相對(duì)于控水時(shí)間其變化也存在一定的滯后現(xiàn)象；抽雄期實(shí)施控水后，DT2處理的地溫也開(kāi)始高于CK，但這種差異明顯低于20 cm深度土壤溫度。直到9月接近成熟后，3種處理低溫曲線的差異逐漸縮小。自6月下旬拔節(jié)期實(shí)施控水后，DT1地溫平均值較CK高出2.0 ℃；自7月中旬抽雄期實(shí)施控水后，DT2地溫平均值較CK高出1.8 ℃；整個(gè)生殖生長(zhǎng)期40 cm地溫平均值表現(xiàn)為DT1(19.4 ℃)> DT2(18.2 ℃)>CK(17.7 ℃)。

圖1 不同水分處理下玉米生殖生長(zhǎng)期20 cm土壤溫度日變化

圖2 不同水分處理下玉米生殖生長(zhǎng)期40 cm土壤溫度日變化

2.3 不同水分處理下土壤水分變化

圖3給出玉米進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期后土壤20 cm和40 cm的水分貯存量?？梢钥闯觯厮郧?，由于3種處理水分條件均一，曲線差異不大。拔節(jié)期控水處理后，CK和DT2的土壤水分含量大致相同，并明顯高于DT1處理，成熟末期3種處理下的土壤水分含量差異逐漸縮??；抽雄期控水處理后，CK的土壤水分貯存量明顯高于DT1和DT2處理，且DT1和DT2處理的曲線逐漸縮小差異，趨于吻合。在作物生殖生長(zhǎng)期至第一次控水處理后，0～50 cm層DT1土壤水分貯存量為8～26 mm，DT2為10～34 mm，CK為9～35 mm；第一次控水處理至第二次控水處理后，0～50 cm層DT1土壤水分貯存量為6～18 mm，DT2為7～20 mm，CK為7～33 mm，干旱脅迫效應(yīng)明顯。

2.4 不同水分處理對(duì)玉米生長(zhǎng)因子和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)影響

從表2表現(xiàn)作物生長(zhǎng)狀況的各項(xiàng)因子可以看出，玉米的受旱特征隨控水時(shí)間同步表現(xiàn)。生長(zhǎng)前期，由于各處理水分條件均一，高度、葉面積指數(shù)(LAI)和生長(zhǎng)率差異不大。自6月下旬進(jìn)行第一次控水處理后，DT1處理的LAI和生長(zhǎng)率略低于DT2和CK處理，說(shuō)明拔節(jié)期水分供應(yīng)不足，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致作物葉片早衰，光合作用和養(yǎng)分運(yùn)輸能力下降，敗育粒增加，粒重下降，生長(zhǎng)率較慢。吐絲前后是水分敏感期，嚴(yán)重干旱將造成卡脖旱，難以抽雄，授粉結(jié)實(shí)不良，導(dǎo)致空稈，造成嚴(yán)重減產(chǎn)，甚至絕產(chǎn)。7月9—29日的控水處理正是導(dǎo)致DT1處理出現(xiàn)空桿的原因，缺水使得作物葉片短小、生長(zhǎng)緩慢，正常灌漿受到影響，同時(shí)也造成成熟期籽粒干癟，百粒重偏低。DT1和DT2處理的高度在抽雄期較CK處理減少幅度最大，分別為31.6%和10.2%；LAI在乳熟期減少幅度最大，分別為67.5%和40.1%；生長(zhǎng)率較CK處理，DT1處理在抽雄期減少幅度最大，達(dá)到52.4%，DT2處理在乳熟期減少幅度最大，達(dá)到36.1%。

圖3 不同水分處理下玉米生殖生長(zhǎng)期20 cm(a)、40 cm(b)土壤水分變化

高度/cmDT1DT2CKLAIDT1DT2CK生長(zhǎng)率/g·(m2·d)-1DT1DT2CK三葉10109000．1///七葉2325260．20．40．50．440．610．61拔節(jié)1301331435．18．514．11011．414．31抽雄1672192447．31117．928．2243．1759．31乳熟2002282495．19．415．720．2324．5238．38成熟204233254///-9．93-13．11-5．51

注：成熟期葉面積不進(jìn)行測(cè)量，故為/

成熟后的產(chǎn)量分析結(jié)果如表3所示，不同時(shí)期的水分脅迫處理對(duì)玉米的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)造成不同程度的影響。DT1和DT2處理下的果穗長(zhǎng)、果穗粗和百粒重分別較CK處理低19.7%和12.9%、24.0%和16.0、17.8%和15.2%，禿尖較CK處理高44.0%和28.0%，DT1和DT2處理下的果穗長(zhǎng)、果穗粗和禿尖與CK處理下的差異達(dá)到顯著性水平，DT1和DT2處理之間不存在顯著性差異。果穗及籽粒所表現(xiàn)的特征說(shuō)明前期干旱脅迫效應(yīng)使干物質(zhì)積累受到影響，養(yǎng)分不能正常輸送到籽粒中。DT1處理下的玉米空桿率達(dá)到35%。水分脅迫造成的減產(chǎn)程度DT1下降62.8%，DT2下降37.8%?？梢?jiàn)，玉米的減產(chǎn)幅度很大程度取決于干旱脅迫時(shí)玉米所處的生育時(shí)期。

表3 不同水分處理下玉米產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

注：A、B 表示差異達(dá)到0.05顯著性水平

2.5 土壤水分與地溫的定量分析

從上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析來(lái)看，作物的土壤水分含量與地溫存在定量關(guān)系。隨著土壤水分貯存量的變化，地溫也隨之發(fā)生變化，兩者互相影響并形成特有規(guī)律。圖4給出不同水分處理下玉米生殖生長(zhǎng)期20 cm、40 cm土壤水分與地溫的關(guān)系，可以看出，20 cm深度二者呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.42～-0.59；40 cm深度DT1處理兩者相關(guān)性不大，另外2種處理呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.44～0.55。這可能是因?yàn)?0 cm接近地表，受外界因素干擾較為明顯，含水量的變化直接影響地溫變化，較高的土壤含水量可以直接降低地溫，干旱的土壤水分條件下地溫保持在較高水平。但隨著深度加深，通過(guò)土壤對(duì)外界環(huán)境的過(guò)濾，外界因素干擾作用逐漸變小。深層土壤由于其相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，較高的土壤水分反而使其具有一定的增溫作用，利于喜溫作物的生長(zhǎng)。分析DT1和DT2處理下受旱時(shí)玉米的外部特征以及當(dāng)時(shí)的土壤水分，20 cm、40 cm土壤水分貯存量的下限指標(biāo)均為18 mm，當(dāng)土壤水分貯存量低于該閾值時(shí)，作物的生長(zhǎng)因子如高度、葉面積、生長(zhǎng)率等都會(huì)受到影響。20 cm、40 cm地溫的上限指標(biāo)為19.2 ℃，當(dāng)?shù)販乩^續(xù)高于該閾值時(shí)，作物的受旱特征開(kāi)始逐漸表現(xiàn)出來(lái)。

圖4 不同水分處理下玉米生殖生長(zhǎng)期20 cm(上)及40 cm(下)土壤水分與地溫的關(guān)系

3 結(jié)論與討論

不同時(shí)期的控水會(huì)對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育造成不同程度的影響，從地溫的角度來(lái)看，干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致土壤溫度明顯高于正常灌水處理的土壤溫度，最終對(duì)產(chǎn)量造成影響。土壤溫度的變化與控水密切相關(guān)，整個(gè)控水處理期間，20 cm深度DT1和DT2處理的地溫平均值分別較CK高1.6 ℃和1.3 ℃；40 cm深度DT1和DT2處理的地溫平均值分別較CK高1.7 ℃和0.5 ℃。

玉米的受旱特征隨著土壤水分貯存量的下降和地溫的上升逐漸表現(xiàn)出來(lái)，這一現(xiàn)象在20 cm深度表現(xiàn)明顯，實(shí)施控水以后，水分含量越少，土壤溫度越高，這也是造成玉米減產(chǎn)的原因。拔節(jié)時(shí)段過(guò)高的溫度，導(dǎo)致玉米穗分化期縮短，分化的小穗和小花數(shù)目減少。抽雄時(shí)期過(guò)高的土壤溫度會(huì)使玉米雄穗不能抽出，或者花粉迅速干癟而喪失生命力，造成禿頂、缺粒。如果干旱脅迫持續(xù)發(fā)生至灌漿至成熟期，則會(huì)導(dǎo)致玉米的光合作用降低，淀粉酶的活性受到抑制，影響籽粒淀粉合成、運(yùn)輸與積累，導(dǎo)致千粒重降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。另外，對(duì)土壤水分和地溫進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)兩者在20 cm深度呈負(fù)相關(guān)，40 cm深度呈正相關(guān)。土壤水分貯存量和地溫對(duì)作物生長(zhǎng)造成影響的下限指標(biāo)和上限指標(biāo)分別是18 mm和19.2 ℃，超過(guò)該閾值，作物的高度、LAI、生長(zhǎng)率都會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降。

通過(guò)對(duì)玉米生長(zhǎng)因子和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析來(lái)看，拔節(jié)期和抽雄期的水分脅迫均對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育造成嚴(yán)重影響。拔節(jié)期植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，新陳代謝旺盛，此時(shí)正是需水的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)水分要求迫切，如果土壤相對(duì)濕度低于70%會(huì)導(dǎo)致植株矮小，器官發(fā)育不良，光合作用和養(yǎng)分運(yùn)輸能力下降，DT1處理的高度、生長(zhǎng)率和LAI分別在抽雄和乳熟期減少幅度達(dá)最大，減產(chǎn)程度也更加劇烈；抽雄期前后，是植株的水分臨界期，嚴(yán)重干旱將造成卡脖旱，難以抽雄，授粉結(jié)實(shí)不良，導(dǎo)致空稈，造成嚴(yán)重減產(chǎn)；這種干旱脅迫效應(yīng)若一直維持到灌漿至成熟期，則會(huì)使粒重減少，產(chǎn)量及品質(zhì)大幅度降低，DT2處理較DT1處理的生長(zhǎng)狀況因子受影響的程度略小，但是由于脅迫效應(yīng)所處的關(guān)鍵時(shí)期，產(chǎn)量依然較大程度的下降。從分析結(jié)果來(lái)看，干旱脅迫導(dǎo)致作物植株矮小，穗小粒少，禿尖增長(zhǎng)，百粒重下降，產(chǎn)量大大減少，拔節(jié)期的干旱脅迫由于持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，脅迫程度更大，因此對(duì)玉米的減產(chǎn)程度較抽雄期更加嚴(yán)重，說(shuō)明減產(chǎn)程度既取決于作物的生育時(shí)期，也和干旱脅迫的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。

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Effects of Drought Stress at Different Growth Stage of Spring Maize on Soil Temperature, Water Content and Yield

REN Liwen1,2, WANG Xingtao2, DING Wenkui2, YANG Hua2, WANG Runyuan1

(1.KeyLaboratoryofAridclimateChangeandDisasterReductionofCMA,KeyLaboratoryofAridClimaticChangeandReducingDisasterofGansuProvince,InstituteofAridMeteorological,ChinaMeteorologicalAdministration,Lanzhou730020,China；2.WuweiMeteorologicalBureauofGansuProvince,Wuwei733000,China)

This experiment designed three modes including the normal irrigation treatment (CK), drought stress since maize jointing stage (DT1) and drought stress since tasseling stage (DT2) to discuss the effects of drought stress on soil temperature, water content and spring maize yield. The results show that the change of soil temperature was closely related to water controlling. The average of soil temperature at 20 cm depth under DT1 and DT2 water treatments was 1.6 ℃ and 1.3 ℃ higher than that of CK treatment, and for 40 cm depth, it was 1.7 ℃ and 0.5 ℃ higher than that of CK treatment. The soil water content was negative correlated with soil temperature at 20 cm depth, but for 40 cm depth, it was positive correlated with soil temperature. The lower limit of soil water content index and the maximum index of soil temperature influencing growing status of maize was 18 mm and 19.2 ℃, respectively. Both DT1 and DT2 water treatments could cause some influence on growth factors and yield structure of spring maize, and maize yield under DT1 water treatment declined more obviously.

drought stress; soil temperature; water content; yield

10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-05-0860

2016-04-14；改回日期：2016-07-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“半干旱區(qū)作物干旱致災(zāi)過(guò)程特征及其若干閾值研究”(41275118)、甘肅省青年科技基金(145RJYA284)、干旱氣象科學(xué)研究基金(IAM201410)、干旱所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)(KYYWF201503)及干旱氣象科學(xué)研究基金(IAM2015070)共同資助

任麗雯(1989-)，女，甘肅武威人，助理工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)和荒漠生態(tài)實(shí)驗(yàn)研究工作. E-mail:rlw2116@126.com

1006-7639(2016)-05-0860-06 DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-05-0860

S16

A

任麗雯，王興濤，丁文魁，等.不同發(fā)育階段干旱脅迫對(duì)春玉米土壤溫濕度及產(chǎn)量形成的影響[J].干旱氣象，2016，34(5)：860-865, [REN Liwen, WANG Xingtao, DING Wenkui, et al. Effects of Drought Stress at Different Growth Stage of Spring Maize on Soil Temperature, Water Content and Yield[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(5):860-865],