丹東地區玉米生產與主要生態因子的關系

陳增齊+高偉+豐光

摘 要：從溫度、光照和水分三方面對玉米生長發育的影響進行了概述，結合丹東地區主要生態因子對玉米生產帶來的諸多不利影響，闡述如何因地制宜選擇播期、適宜品種及栽培措施以促進玉米單產水平的提高。

關鍵詞：丹東；玉米；生態因子

中圖分類號：S513 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.08.019

Abstract： The paper reviewed the influence of temperature， light and moisture on corn growth， and thinking of adverse effects to maize production of main ecological factors in Dandong region， it proposed the ways to increase maize yield levels by reasonable sowing time， suitable varieties and cultivation measures.

Key words： Dandong region；maize；ecological factors

丹東位于遼寧省東南沿海地區，地處北緯39°44'～40°19'、東經122°52'～125°41'之間。東與朝鮮隔江相望，南臨黃海，西界鞍山，西南毗鄰大連，北接壤本溪，南北最大縱距160 km，東西最大橫距196 km，大陸海岸線長120 km，全市國土面積1.52×104 km2。丹東屬南溫帶濕潤區大陸性季風氣候，來自太平洋溫暖濕潤的東南風沿地形抬升，給丹東地區帶來豐沛降雨。長白山脈橫臥于北部和西北部邊界，對來自西伯利亞寒冷干燥的西北風構成一道屏障，因此，在全國干旱的北方，丹東地區最為濕潤，年平均降雨量達到800～1 200 mm，這樣的氣候特點形成了特殊的作物生長環境。

丹東糧食作物以玉米和水稻為主，年玉米種植面積8.25×104 hm2，平均單產7 045 kg·hm-2，總產量5.81×108 kg[1]。但不同年際間受氣候影響玉米產量波動幅度較大，玉米單產水平不夠穩定。從圖1可以看出，2009—2014年丹東玉米單產起伏波動較大，2010年單產處在近10年來最低水平（6 144 kg·hm-2），2014年單產處于峰值（7 645 kg·hm-2），說明玉米單產水平受自然氣候條件影響較大。

1 溫度對玉米生長發育的影響

溫度是影響玉米生長和發育狀況的最重要因素之一。玉米為喜溫作物，對于溫度的反應十分敏感[2-3]。通常晚熟型玉米品種需有效積溫大于2 850 ℃，低于2 800 ℃時則不能正常成熟；中晚熟品種有效積溫界限為2 650～2 800 ℃；中熟品種有效積溫界限為2 350～2 650 ℃；早熟型品種一般小于2 350 ℃。有效積溫每浮動100 ℃，產量相應變動8%左右，在一定溫度區間范圍內，產量隨積溫升高而增加[4-5]。丹東大部分地區年有效積溫達到2 850～2 950 ℃，寬甸縣山區年有效積溫達到2 600～2 850 ℃。所以，丹東個別地區需要播種中熟型玉米品種，其他大部分地區可以播種中晚熟以上熟期的優良玉米品種。

玉米對于溫度的要求在其各個生育階段是不斷地發生變化的。如表1所示，在春玉米播種和出苗期，如果土壤、水分等其他生態條件適宜，那么種子在10 ℃的溫度下即可正常萌發，在20～25 ℃時發芽的速度最快、生長最旺、長勢最好；苗期至拔節期玉米生長溫度要保證在18 ℃以上，最適宜的拔節溫度為25 ℃[6]；玉米抽雄和吐絲期對溫度的要求較高，該時期也是玉米對溫度變化最為敏感的時期，最適宜溫度在25～30 ℃之間，低于20 ℃玉米抽雄和吐絲遲緩，雌穗授粉結實差，高于35 ℃則花粉易喪失活力，無法正常授粉結實[7]；灌漿高峰期溫度保持在28 ℃左右為宜，有利于玉米生殖生長，生產更多的光合產物；進入乳熟期，對外界溫度的要求也逐漸降低，這一階段20～25 ℃為最適溫度[8]，晝夜溫差較大有利于干物質的積累，最終形成較高的經濟產量。

丹東地區農民習慣搶墑早播，有些地塊在4月20日前進行播種，這樣易帶來出苗和苗期潛在危險，該時期溫差變化較大，地溫偏低容易造成種子在土壤中霉變。2014年4月29日至5月1日發生了極端凍害天氣，早期播種的玉米正處于2葉1心期，在丹東偏北部鳳城和寬甸地區造成玉米苗凍死的大面積毀種情況，給農民帶來較大損失。此外，每年玉米進入灌漿期，丹東地區往往持續陰雨寡照，光照不足，氣溫偏低，這不利于玉米干物質積累，影響產量形成。所以，應科學合理地安排玉米播期，選擇適宜熟期的品種，盡可能地減少或避免災害氣象發生，最大限度地迎合丹東地區氣候特點，以促進玉米生長發育，保證較高的產量。

2 光照對玉米生長發育的影響

光是玉米光合作用的能量來源，是葉綠素合成和葉綠體發育的必要條件。光不僅影響玉米的生長和形態建成，還能調節體內某些酶的活性，對玉米生長發育起至關重要的作用[9-11]。玉米是喜光作物，在一定范圍內光合速率隨光照強度的增加而增加，充足的光照強度和光照時間是獲取高產穩產的重要條件[12]。光照不足則會對玉米生長產生諸多不利影響。玉米苗期光照不足會影響葉片分化、生長速率、干物質積累、理化特性和光合性能，葉片中可溶性糖、淀粉、蘋果酸和氨基酸的含量顯著下降[13-14]；拔節期光照不足會導致株高、穗位、莖粗、葉面積等農藝性狀下降，還會使倒伏率升高、生育期延遲、葉綠素含量和光合特性降低、花芽分化和發育受到影響[15]。光照對玉米產量及其構成因素影響的關鍵時期為灌漿期[16-17]，籽粒 80%的碳水化合物來自灌漿期的光合產物[18]。該時期光照不足會導致籽粒蛋白質和淀粉合成關鍵酶活性顯著降低，對玉米籽粒產量和品質影響很大。降低光合效率，既影響光合產物的積累又影響光合產物的轉移與運輸，表現出籽粒高水分、低淀粉、低容重、高敗育率、高空稈率和低產量的特點[19]。

2007—2014年丹東地區4—9月份總平均日照時數為909.8 h，比同期遼寧省平均日照時數低257.7 h，7—9月平均日照時數僅為478.4 h，比同期遼寧省光照減少115.8 h[20-21]。每年丹東地區玉米開花和灌漿期恰逢陰雨多濕寡照的氣候條件，持續的陰雨天氣不僅影響玉米生長發育和光合生產能力，而且散粉期花粉粒遇水吸脹破裂死亡會影響花絲正常授粉，導致果穗結實率低下甚至出現空稈現象。光照不足已成為制約本地區玉米生產的主要因素之一。為最大限度地躲避陰雨寡照天氣對玉米帶來的不利影響，在丹東地區應盡可能選擇抗病、抗倒伏、溫光反應遲鈍、熟期相對偏早一些的中晚熟高光效型玉米品種，并根據本地區的生態氣候特點深入研究高產、高效的栽培技術模式，以有效地促進玉米單產水平提高[22]。

3 水分對玉米生長發育的影響

玉米整個生育期內的需水量為2 800～5 400 m3·hm-2[23]，是需水量較大的農作物。從表2可以看出，玉米在不同的生育期對水分的需求量也不盡相同。種子播種萌發至出苗這一時期需水量較少，約占總需水量的4.5%[24-25]，但該時期土壤田間持水量要保持在60%～70%之間才能保證玉米出苗整齊良好。苗期植株小、長勢慢，水分可相對較少，約占整個需水量的16.5%，這個時期可適當蹲苗培育壯根，促進苗壯，土壤以表層疏松、里層濕潤為宜，這有利于根系下扎，增強植株抗倒伏能力[26]，土壤持水量在55%～60%間為宜，可為玉米拔節生長奠定良好基礎。拔節孕穗期要滿足充足的水分，這一時期玉米生長旺盛，莖葉呈幾何數量級增長，干物質積累速度加快，雌、雄穗也分化形成，是營養生長向生殖生長過渡的關鍵時期[27]，這時外界氣溫逐漸升高，葉片蒸騰速率加快，對水分要求也不斷增加，對水分需求約占總需水量的28.5%，田間持水量保持在70%～80%為宜，該時期玉米健壯生長能夠為后期產量形成打下良好基礎[28]。玉米開花散粉期是生理代謝最旺盛的時期，也是玉米水分需求關鍵的臨界期，盡管該時期持續時間較短，但單位時間需水量最大，約占總需水量的10.5%左右[29]，該時期要保證充分的水分供給，田間持水量保持在80%左右為宜。進入結實灌漿期，玉米對水分的需求也非常大，以滿足自身光合代謝和干物質積累需要，這段時期持續時間較長，是最終經濟產量形成的關鍵階段，水分需求占總需水量的32.5%[30]，土壤持水量要保持在70%～80%之間。進入乳熟期以后，玉米對水分需求逐漸減少，約占總需水量的7.5%，適當控制水分有利于籽粒成熟和脫水，減少玉米植株和果穗病害的發生[31]。

從表2中丹東地區年平均降雨量來看，降雨完全能夠滿足玉米各生育期內的生長需要，各個時期的降雨量超過或接近玉米需水量的上限水平，特別是在開花散粉和結實灌漿期降雨量偏多，甚至影響了玉米雄穗開花和雌穗正常授精結實，影響了干物質累積。2010和2012年由于降雨量大，田間發生大量積水無法排澇，導致玉米發生澇害死亡。陰雨多濕環境條件往往造成玉米病害發生嚴重，如灰斑病、紋枯病、大斑病、青枯病和穗腐病等，嚴重影響玉米產量。綜合比較歷年丹東玉米產量情況，如果年降雨量低于900 mm，玉米平均單產則高于7 200 kg·hm-2，降雨量高于1 100 mm，玉米平均單產則低于6 800 kg·hm-2，這說明降雨過多已成為丹東地區玉米生產的短板限制因素。所以，丹東地區在玉米生長的各個時期，應根據土壤墑情及時排水或適度灌溉，使玉米每個階段盡可能處于適宜的水分條件下，再配合良好的栽培措施，以獲得較高的產量。

丹東地區年降雨量充沛，無霜期較長（145～177 d），年有效積溫較高（2 730～2 960 ℃），生產上推廣的大部分品種在丹東地區均能種植。通過上述分析可知，水分不是本地區玉米生長的限制因子，但溫、光條件相對匱乏，已經成為限制本地區玉米生產的主要因素，導致玉米平均單產水平低于遼寧省其它地區。玉米作為大田作物在丹東地區以雨養為主，是在外界自然條件下進行生產的，深受外界各種氣候環境條件的影響，因此，即使是育種和生產力水平有了很大的提高，人們還是要根據氣候條件采取最優決策、選擇最適宜的品種來安排農業生產[32]。在自然條件下，溫度、光照和水分是影響農業生產最主要的外界因子，玉米生產受地域性和季節性影響非常強，所以進行農事活動要根據當地氣象特點因地制宜。

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