淺談低寒條件對玉米種子發芽的影響

丁亞芝

摘 要：隨著國家糧食直補與良種補貼政策的實施，玉米種植面積呈直線上升趨勢，玉米種子的質量安全，直接影響玉米種植成本、農民增收與農業增效。玉米種子發芽率是種子質量高低的重要指標之一，影響玉米種子發芽率的因素有種子成熟度、病蟲害、水分、溫度等。本文介紹了玉米低溫發芽的原理，分析了低寒條件對玉米種子發芽的影響，并指出低溫冷害的防控方法。

關鍵詞：玉米；種子；發芽率；低寒影響；措施

玉米是喜溫作物，原產于亞熱帶和熱帶地區，其種子萌發、生長發育及干物質積累一般需要較高的溫度。玉米種子發芽更是需要合適的溫度、足夠的水分和氧氣。然而，隨著玉米種植向高緯度及冷涼地區擴展，玉米生產對品種的耐冷性提出了新的要求。我國玉米生產上部分地區受低寒氣候的不利影響，平均每年因低溫冷害造成農作物受災面積超過364 萬hm2。低寒氣候對玉米品質會造成很大的影響，主要體現在玉米種子的萌發和出苗整齊度上，導致出苗率降低，甚至使種子失去活力，出現爛、粉種現象。嚴重影響了玉米的正常生長，導致玉米的產量和品質下降，給農業生產帶來了較大損失。

一、影響玉米低溫發芽的相關因素

1.玉米種子的成熟度

種子成熟度是種子活力的重要內在指標。種子活力是決定種子或種子批在發芽和出苗期間的活性強度， 也是種子特性的綜合表現。成熟度不好的種子其芽率、芽勢、拱土能力、成苗率和苗整齊度等綜合指標下降，嚴重影響種子質量，最終對玉米產量和品質造成較大影響。不同成熟度的玉米種子發芽力差異較大，處于乳熟末期的種子需經2 周以上的干燥才能發芽；萌發期種子也需經1 周以上的干燥后才能發芽。造成未完全成熟的種子發芽率低或不能發芽的原因主要是因為沒有完全成熟的種子未形成全套的酶系統。

2.玉米品種

相同條件下，不同玉米品種發芽能力也不盡相同。不同類型籽粒玉米品種在萌發期對低溫的耐受能力不同。當不同熟期和籽粒類型的玉米品種在萌發期遭到1d0℃的低溫侵襲，發芽率下降度不同，如早熟、硬粒型玉米品種發芽率下降5%；而晚熟、馬牙類型玉米品種發芽率下降接近18%。生產上， 早、中、晚熟玉米多同期播種時，由于早熟玉米品種比中、晚玉米品種生長、發育更快，因此不同熟期玉米品種生長期間對溫度的要求是不同，也呈現出發芽率的差異。

3.土壤水分含量

玉米種子的發芽過程，主要是有機物質的轉化過程，當水分含量高時，有機物質積累少，酶活性低，不能滿足種子萌發所需能量，導致發芽率降低。田間土壤濕度過大時，由于種子呼吸代謝過慢、種子過快吸脹使細胞膜不能及時修復導致細胞內可溶性糖、氨基酸、有機酸、低分子蛋白和無機離子的泄漏增加，導致種子萌發和出苗率下降，造成種子吸脹損傷。

4.發芽溫度

通常玉米種子萌發最適溫度為25-35℃，低于7℃或高于40℃則萌發受阻，個別玉米品種能在5.5℃的低溫環境下緩慢萌發。玉米種子最適萌發溫度能由人工氣候箱或精密種子發芽箱測定。大田生產上，玉米種子萌發時最常遭遇的逆境為低溫和干旱，南方地區多由于冬春連旱影響發芽率，北方地區主要是低溫危害。干旱造成的種子出苗困難易在降雨或人工灌溉后緩解，但低溫危害易造成種子發芽緩慢并長時間留土，極易引起種子腐爛粉化。如果玉米種子播期同時遭遇低溫冷害和吸漲損傷，則易對種子造成永久性傷害，不能正常發芽、成苗。

二、玉米種子低溫發芽原理及低寒條件對種子萌發造成的影響

1.玉米低溫發芽的原理

玉米低溫發芽實驗的溫度和濕度是參照大田生產的逆境條件設定。通過低溫發芽實驗得出的發芽率是玉米種子在不利條件下的最低發芽率，而通過標準發芽實驗得出的發芽率是玉米種子在條件適宜時的最高發芽率。大田生產的實際出苗率通常介于2 者之間。低溫與高濕土壤條件下，種子發芽率受土壤粘性、種子機械損傷程度、種子處理和種子生理條件的影響，通過該實驗可以測定逆境因素對種子發芽和出苗率的綜合影響。如低溫發芽結果與標準發芽結果相近，表明該材料種子抗發芽逆境能力強，可以在較大的土壤溫度和濕度范圍內出苗

2.種子低溫萌發的生理生化變化

由于溫度的降低，細胞膜孔隙增大，細胞內離子大量外泄，造成電導率增大。電導率與低溫及低溫持續時間長短有關：溫度越低，低溫持續時間越長，對細胞膜系統的破壞越嚴重，電導率越大。如，當籽粒含水量在15-20% 以上時，短時間的-10℃低溫處理就會導致電導率的顯著顯著。不同籽粒類型種子低溫發芽能力不同。硬粒型種子對低溫具有一定的抵御能力，抗凍能力強，而馬齒型種子低溫下極易失去發芽能力。低溫凍害使玉米種子SOD 和POD 活性升高，但對不同粒型玉米種子內部保護酶系統平衡影響不同。低溫凍害條件下硬粒型玉米種子較馬齒型和中間型玉米種子POD 活性和SOD 活性強，可溶性糖含量越高，抗低溫凍害能力強。玉米種子在遭遇低溫冷害時，通常會增強淀粉酶活性，減少淀粉積累。

三、玉米低溫冷害的防控方法

低溫冷害是玉米生產上主要的氣象災害之一。在北方地區早春和晚秋常發生低溫冷害現象，一般3到5年就遇到1 次，常年減產15% 以上，嚴重影響玉米產量和品質。玉米制種田受低溫冷害影響，當季玉米制種產量、生產的商品種子芽率均將遭受較大影響。低溫對大田玉米苗期危害表現為發芽率和發芽勢降低，出現出苗延遲，苗小、苗弱等現象，同時苗期低溫還會降低葉片光合作用的強度，影響植物的生長發育，且溫度恢復后還會產生一定時間的低溫后效作用，植株生長速率恢復緩慢。低溫抑制植株功能葉片的生長，減少了植物的有效葉面積，造成光合速率的下降。因此，為了防治玉米受到低溫冷害時造成的發芽率降低、發育受阻等情況，可采取相應措施以提高發芽率，減少低溫冷害造成的不利影響。如，根據玉米品種對低溫冷害的能力不同，應因地制宜選用適合當地的既高產又耐低溫的優良雜交玉米新品種。根據氣候區劃確定適宜播種時間，適當早播。底肥和苗肥適當增施磷肥，以改善生長環境，對防治地位冷害具有積極作用。條件允許時也可采用育苗移栽的方法，對預防玉米低溫冷害有一定的效果。

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