低温对玉米苗期生长发育的影响及其防治措施

低温对玉米苗期生长发育的影响及其防治措施摘要：本文综述了低温对玉米苗期种子萌发及生长发育的影响，并提出防治措施，为玉米生产提供理论依据和技术参考。关键词：低温；玉米苗期；生长发育；影响；防治措施中图分类号：S513文献标识码：ADOI编号：10.14025/j.cnki.jlny.2016.10.057玉米是我国重要的粮食作物之一，东北地区作为我国玉米的主产区，其种植面积占全国玉米种植面积的1/3以上。玉米是一种短日照、喜温的C4作物，在其生育期内对温度要求比较高。但由于近年极端天气的影响及水资源的匮乏，玉米在其生育期内容易受到极端天气的影响而引发温度胁迫。我国北方玉米产区的主要气象灾害是早春低温和倒春寒，这也是高产稳产的主要限制因素之一，东北地区多次发生在早春时期的低温冷害，造成了玉米大幅度减产，导致了严重的经济损失。本文系统地阐述了春季低温对玉米生长发育的影响及其防治措施，可为玉米生产应用提供理论依据和参考。1低温对玉米萌发的影响玉米种子萌发前提条件是适宜的温度、足够的水分和充足的氧气。龚文娟等研究发现，玉米种子在温度为5℃或低于5℃时，不发芽；当温度为6℃，种子开始发芽。在萌发过程中，前期温度越低，对种子萌发的影响越大。吴绍骥认为，玉米种子发芽的最低温度为6℃～7℃，当温度过低时，不仅影响种子的萌发，降低其发芽势和发芽率，而且还会影响幼苗的活力，延迟出苗，使种子的发芽进程减慢。史占忠等研究认为，在低温条件下，种子的发芽率及其发芽势会有所降低，但发芽率的下降幅度要小于发芽势的下降幅度。温度过低不仅影响种子的发芽率，还会影响玉米种子出苗的整齐度，降低成苗率，严重时使种子丧失活力，出现烂种及粉种等现象。玉米种子在播种期至出苗期遭遇低温时，种子的发芽率及其发芽势都会降低，并出现出苗过程延迟和苗弱、瘦小的现象。在低温条件下，种子吸水膨胀的时间会延长，发芽速度减缓，玉米种子中的糖类、有机酸及其蛋白质等部分细胞营养组分渗出体外，及其容易受到土壤中细菌及真菌的侵害，导致种子腐烂，影响发芽率；土壤温度越低，种子萌动的速度越慢，所需时间越长；而随着温度的升高，萌动的速度加快，所需萌动的时间越短。玉米发芽出苗期延长，容易造成种子的粉化或霉烂，出苗率降低，造成缺苗断垄。2苗期低温对根系生长发育的影响根系是玉米的重要组成部分，是吸收水分及养分的器官，同时也影响着地上部的生长。研究发现，根系在土壤中的生长状况及其分布决定了玉米植株对水分和养分的吸收能力，也决定了玉米对低温胁迫的抵抗能力。曹宁等研究发现低温抑制了玉米根系的生长，根系的体积及总长度明显减少，虽然单位侧根长度和数量有所增加，但根系总表面积仍低于对照。王连敏研究结果发现，玉米苗期遇到低温冷害，会降低根冠细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响。罗宁等研究发现低温明显的抑制了玉米根系的生长与伸长，进而影响了根系的形态结构，根系的单位根长密度较高，从而有利于作物吸收更多的水分和养分。虽然不同品种间存在显著差异性，但是当温度在5℃时，根系几乎都停止了生长。曹宁等研究了低温胁迫对不同品种玉米苗期根系性状的影响，发现在一定的低温处理下，主根、侧根的数量随温度的降低而呈递减趋势。对玉米幼苗进行低温处理，发现低温胁迫直接影响根系的活力，玉米根系活力随着温度的降低而降低，温度过低，根际周围活化出来的营养元素不能被作物及时吸收，进而影响植株对水分及其养分的吸收。玉米根系的状况及其根系的活力水平高低直接影响了地上部分的生长。3苗期低温对茎端生长发育的影响王洪刚等研究发现，当玉米生育期在苗期时，其株高及茎粗受温度影响较大，株高随着温度增加而增加，在低温条件下，植株较小。玉米茎粗也随着温度的增加而有增加的趋势，但是不同品种间对温度的反应存在显著差异性。玉米茎端生长发育易受低温的影响，这种影响表现为温度对光合作用，水分和养分吸收的直接作用及温度对茎端和根端的形态变化过程的间接作用。在低温条件下，根端和茎端的干物质积累有明显的差异性，但在适宜的条件下常表现不明显。玉米在变温处理下，叶面积生长速率对温度下降的反应比茎端干重下降的反应更敏感。玉米苗期在低温胁迫下，叶鞘及中胚轴变为褐色，更严重时叶片呈现萎蔫水渍状，不利于幼苗的生长发育。史占忠等研究指出，苗期遭遇低温会降低叶片的光合速率，株高降低，进而减少干物质的积累，减缓了玉米的营养生长过程；当低温持续10天时，全株的干物质显著降低，并且干物质积累降低的程度与低温持续的时间成正相关。4防治措施4.1做好品种区划。选用早熟品种。严禁越区种植玉米遭受的冷害多为延迟性冷害，所以要做好品种规划，使玉米品种所需的积温与当地可能的积温相协调，避免盲目选用不适合的品种。应尽量选用适合本地种植的熟期匹配的品种，无霜期为120～130天的地方选用生育期不超过120天的品种。4.2精细整地土壤耕作的主要任务就是精细整地，为玉米的播种及种子萌发创造适宜的土壤环境。精细整地的要求是：在播种区内地面平整，土壤松碎，土细，没有大土块且表土层上虚下实。这样可以保证种子播种的深浅一致性，并将种子播在扎实而不再下沉的土层中，种子上面有一层松碎的覆盖层，促进土壤中的毛管水不断流向种子处，保证出苗整齐均匀。4.3适时早播，种子播前处理适时早播，时期应该掌握地温在0～5厘米处，稳定通过7℃～8℃时开始播种，覆土3～5厘米，集中在10～15天播完，以达到缩短播期，保证出苗整齐。种子在播种前可用浓度为0.02%～0.05%的硫酸铜、氯化锌、钼酸铵等溶液浸种，以提高种子在低温下的发芽力，并使玉米提前成熟，减轻冷害。4.4采用地膜覆盖栽培技术地膜覆盖栽培技术是一项应对低温胁迫有效的措施，主要是通过增加地温，促进土壤微生物活动，进而提高肥料利用效率，以改善土壤理化性质等促进根系生长，加快出苗速度，从而消除低温胁迫对玉米造成的不利影响。然而，地膜覆盖栽培技术存在着一些隐患，例如地膜回收率低造成的农业污染等，因此提倡使用光降解膜和生物降解膜，以防污染。4.5科学使用肥料邹国元研究发现，玉米在低温胁迫下，适当施用钾肥有利于质膜透性保持在较低水平，并且明显的降低玉米的萎蔫率，增强抗性。陈兵兵等研究发现，在低温胁迫条件下，当氮肥的含量固定时，适量的施用磷肥，玉米中的超氧化物歧化酶的活性逐渐增强，细胞膜透性降低，干物质量增加；当施用适量的钾肥时，玉米中电解质的平均渗出率降低，可溶性糖含量提高；硅肥也能提高叶片中叶绿素的含量，降低电解质的渗出量。因此，研究发现不同用量的磷肥、钾肥和硅肥对玉米抗寒起到重要的作用。科学使用肥料这项措施比较简单、操作性高并且价格低廉，比较利于大田的广泛使用。4.6加强田间前期管理玉米出苗时，应该及时查看玉米出苗情况以及时补苗，确保苗齐、苗匀、苗壮。中耕管理应该根据天气和土壤墒情灵活掌握。中耕松土时要求控制土壤墒情的前提下由浅到深，天旱时，底墒不足，应以保墒为中心，中耕时浅趟，避免出现断垄跑墒现象；土壤水分大时，要早趟、深趟，降低土壤含水量，以提高地温。