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摘要 本文运用围场国家基本气象站多年来积累的气候资料以及围场农业气象观测站多年来的农业气象观测资料,结合农业部门提供的春玉米种植技术资料,研究分析春玉米不同生育期的生长发育特点、适宜的气象条件、不利的气象条件及其影响、农业气象灾害、病虫害等,用天气分析方法找出玉米种植各阶段气象服务的着眼点,并提出应对管理措施和生产建议,提供优质高效的农业气象服务,从而有效指导围场县农业生产,以期为农业增产增收做出更大贡献。
关键词 春玉米;生育期;气象条件;农业气象灾害;气象服务;河北围场
中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0183-04
Abstract Using the climate data from Weichang National Basic Weather Station and the agricultural meteorological observation data from Weichang Meteorological Observation Station for years,combined with the spring maize planting technical information from the agricultural departments,this paper researched and analyzed growth and development characteristics,the suitable meteorological conditions,adverse weather conditions and their effects,agriculture meteorological disasters,pests and diseases in different growth stages of spring maize. Using the weather analysis method,this paper found out the focus of meteorological service in each stage of spring maize,and put forward corresponding measures and production suggestions,to provide high-quality and efficient agriculture meteorological services,so as to effectively guide the agricultural production in Weichang County,make greater contributions for increasing agriculture production and incomes.
Key words spring maize;growth period;meteorological condition;agricultural meteorological disasters;meteorological service;Weichang Hebei
随着农业现代化的发展和农业种植技术的不断提高,对气象服务工作的要求也越來越高。围场县地处燕山山区,是全国有名的农业大县,农业生产是围场县的经济命脉,而春玉米是主要农作物之一,玉米生产是全县的支柱产业。玉米种植离不开气象服务,优质高效的气象服务对玉米产量的提高具有非常重要的促进作用。围场县春玉米种植要经过5个发育期,利用本站多年来积累的气候资料以及围场农业气象观测站多年来的农业气象观测资料,结合农业部门提供的春玉米种植技术资料,分析出各发育期出现时间、作物生长发育特点、适宜的气象条件、不利的气象条件及其影响、农业气象灾害、病虫害种类及危害程度,并提出相应的应对管理措施。
1 播种期
1.1 生长发育特点
一般4月中下旬开始播种。因春季降水不均,透雨时间偏晚,同时温度不稳定,播种时间可能推迟到5月上中旬。播种期生长发育特点:种子萌发需要水、气、热3个条件,一般从播种到出苗的时间间隔与温度关系密切,温度高则出苗快,温度低则慢。
1.2 适宜气象条件
一是温度条件。种子发芽最适温度为28~35 ℃,温度达到6 ℃即可缓慢发芽,10 ℃以上时可以正常发芽,发芽最高温度为50 ℃。温度对播种至出苗历时有重要影响,温度高则出苗较快,反之则出苗慢。温度在10~12 ℃时,出苗需要18~20 d;温度在15~18 ℃时,出苗需8~10 d;温度大于20 ℃时,5~6 d即可出苗。二是土壤湿度。播种时要求土壤相对湿度70%左右为适宜,在适宜的土壤水分含量下,出苗快且整齐。三是日照。播种时对日照没有较多要求,温度、土壤水分条件适宜,即可播种。
1.3 不利气象条件
一是温度。播种后温度持续低于8 ℃,种子萌芽缓慢,低温持续时间越长,越不利于出苗,甚至感染病菌霉烂,只能毁掉重新种植。二是土壤湿度。土壤过湿或过干均不利于出苗。播期内如果干土层厚度在5 cm以上或土壤相对湿度 <50%,均不利于种子膨胀发芽和出苗,影响正常播种;若遇连阴雨或土壤相对湿度过大,则导致种子缺氧影响萌发,出现霉烂或出苗弱。三是土壤温度低且干燥,种子易被玉米丝黑穗病菌所侵染,后期危害玉米果穗和天花(抽穗)。
1.4 主要气象灾害及其影响
主要农业气象灾害有干旱、低温和连阴雨。一是干旱。春季长时间无降水,4—5月无有效降水,土壤相对湿度低,玉米播种难以进行,即使播种,播后因水分欠缺,出苗困难。二是低温、连阴雨。播后气温持续偏低,影响种子萌发;遇连阴雨,土壤易板结、过湿,不利于种子萌发,甚至霉烂,降低出苗率。三是播后气温偏低,土壤温度低且少雨,可诱发玉米丝黑穗病。四是主要病虫害,即地下害虫。 1.5 应对管理措施
一是玉米播种期如遇干旱,且未来一段时间没有明显降水,最好采用灌溉播种,确保玉米适时播种,以免耽误农时。二是春季气温多起伏,最好在气温稳定通过10~12 ℃时再播种,过早或过晚都不利于播种。三是适期播种。播种期过早,温度低,对出苗和苗期生长不利,日平均气温降至8 ℃以下,持续3~4 d,可发生烂种或死苗;播种期过晚,生育期推迟,如遇“卡脖旱”和秋季低温,容易造成减产。四是播种后遇雨,土壤发生板结,要及时松土,以利出苗。五是播种前可进行农药拌种,防治地下害虫,以免种子被咬食,造成出苗不齐。
2 苗期
2.1 生长发育特点
玉米从出苗到拔节为苗期(出苗至7叶),一般为5月下旬至6月中旬,历时30 d左右。幼苗从芽鞘中露出第1片叶(长约3 cm)为出苗期。苗期是典型的营养生长阶段,此期间决定叶数和节数,玉米经历生根、长叶及茎节分化,根系、叶片是生长中心。玉米这一时期营养物质合成少,吸收能力差,应当尽量促进根系发育,适当控制地上部生长,协调地下部与地上部养分争夺的矛盾。
2.2 适宜气象条件
一是温度。玉米在18 ℃以上幼苗生长较快,30~32 ℃时最快,低于4 ℃和高于48 ℃则停止生长,最适宜温度为18~20 ℃。根系生长适宜的土壤温度一般为5 cm地温20~24 ℃,低温造成根系代谢缓慢,当地温为4~5 ℃时,根系停止生长,超过30 ℃时也不利于根系生长。二是湿度。玉米苗期耐旱,不耐涝。苗期降水量80~100 mm,能够满足苗期所需水分。出苗后,耕作层土壤水分控制在田间持水量的60%~70%为宜,可起到蹲苗作用,促进根系发育,培育壮苗;耕作层土壤水分含量不能过高。三是光照。生育初期要求8~12 h/d的日照或短日照15~30 d,才能通过光照阶段,完成整个生育阶段[1-3]。
2.3 不利气象条件
一是日平均气温≤10 ℃,幼苗生长受到抑制。播种早,温度低,种子在土中时间长,苗期根腐病和丝黑穗病容易发生。二是干旱无雨,影响幼苗生长。持续干旱易造成蓟马、蚜虫等害虫大发生,进而导致矮花叶病和粗缩病的发生。三是从出苗至七叶期,当土壤水分过多或积水,土壤相对湿度在90%以上时,土壤中空气减少,使根部受到胁迫,土壤中氧气含量降低到9%~12%时,根系受害,甚至死亡。四是光照不足,全天接受直射光在6 h以下,并持续一段时间,植株生长受到严重影响。
2.4 主要气象灾害及其影响
农业气象灾害主要有干旱、低温冷害、涝害等。一是干旱。降水量<50 mm,影响幼苗生长,易发红蜘蛛虫害。二是低温冷害。短时间内,当温度低于2 ℃,玉米正常生长受到影响,而温度低于-1 ℃则会冻伤幼苗。当平均气温降至8 ℃以下,持续5~6 d,可引起30%~40%幼苗冻死。三是涝害。连续3 d土壤相对湿度>90%,会造成玉米瘦弱甚至停止生长,长时间降雨可能引起幼苗死亡。四是病虫害。田间病害以苗期根腐病、丝黑穗病、矮花叶病和粗缩病为主;虫害以地下害虫和刺吸式害虫为主,尤其以蓟马、蚜虫、灰飞虱为重。降水量大,空气湿度高,温度20~25 ℃,容易诱发大斑病;20~32 ℃,容易诱发小斑病。
2.5 应对管理措施
一是苗期促进根系发育,控制地上部分过度生长,力争培育壮苗。针对该时期玉米吸收能力较差、生长量小的特点,调控地上部与根系发育之间的养分分配至关重要。二是防止干旱缺水,浇足定根水。三是科学、细致地进行苗期管理,5片真叶时定苗,注意间密存稀、去弱留强,根据缺苗情况补种。5~6片叶时,开沟条施尿素112.5~150.0 kg/hm2,适当中耕培土,遵循“苗旁浅、行中深,定苗前浅,定苗后深”的原则进行。四是避免出现渍涝。遇到降雨排水不畅的情况,应当开沟排积水,以利于土壤通气。五是病虫害防治。干旱少雨的天气注意防治玉米红蜘蛛。苗期根腐病和丝黑穗病首选种子包衣防治方法;粗缩病采用调整播期的方法,播种期选在4月30日前;矮花叶病采用喷雾杀蚜虫的方法防治;地下害虫采用种子包衣、药剂随水浇灌或者灌根、撒施毒饵等方法防治;刺吸性害虫采用化学药剂喷雾防治。
3 拔节期
3.1 生长发育特点
拔节期一般为6月下旬至7月中旬,历时30 d左右。从拔节到抽雄为拔节期。拔节期开始的标志是玉米基部节间由扁平变圆,近地面用手可摸到圆而硬的茎节,节间长度约为3.0 cm。此时雄穗开始分化,雄穗生长进入伸长期,植株开始旺盛生长。从拔节到抽雄,玉米植株从形态上经历小喇叭口期和大喇叭口期。此时期的生长中心是茎叶,雌、雄穗开始分化,植株快速生长。由于此阶段玉米营养生长和生殖生长并进,其根、茎、叶与穗分化对水分需求的矛盾凸显,对水肥的需求量也较大[4-5]。
3.2 适宜气象条件
一是温度。拔节期适宜温度为25 ℃左右,利于茎叶的生长。二是水分。拔节期是需水关键期,要求水分充足、无“卡脖旱”,土壤相对湿度在70%~80%之间为宜。
3.3 不利气象条件
一是温度。在气温<24 ℃条件下,玉米生长缓慢;如果 <20 ℃,则抽穗延迟。二是缺水。抽雄前10 d至抽雄后20 d,玉米遭遇“卡脖旱”将影响幼穗发育,造成果穗小、籽粒少。三是连阴雨。连阴雨天气持续10 d,常出现空秆;持续降雨或者连阴天容易导致纹枯病、顶腐病和细菌性茎腐病的发生;前期干旱虫害容易大发生。四是高温高湿。气温在16~30 ℃之间而相对湿度>60%,容易引发玉米螟危害;春夏季节高温高湿,利于虫害发生流行。五是强对流天气。暴雨、冰雹、大风等天气容易造成玉米机械损伤。
3.4 主要气象灾害及其影响
主要农业气象灾害有低温、干旱、暴雨、大风、冰雹、高温热害。一是低温。低温影响发育速度,气温低于24 ℃,生长速度缓慢;气温低于20 ℃,将延迟抽穗。一般而言,气温<21 ℃、<17 ℃、<13 ℃时,玉米分别遭受轻度、中度、严重冷害,生育速度分别下降40%、60%、80%。二是干旱。抽穗前10 d至開花后20 d是对水分敏感的临界期,此期间缺水易造成玉米“卡脖旱”严重影响产量。三是涝灾。8叶期之前生长点未露出地面,若遇到大雨积水,将引起严重减产,甚至绝收。四是大风和冰雹。可使玉米机械损伤,折断茎秆、叶片撕裂,影响营养物质的运输、光合作用的正常进行。五是高温高湿。虫害以玉米螟、棉铃虫、甜菜夜蛾、黏虫等食叶害虫为主,春夏季适宜的温湿度条件有利于害虫发生和流行。病害有顶腐病、纹枯病、细菌性茎腐病、粗缩病、褐斑病等。 3.5 应对管理措施
拔节期的主要目标是促进叶片和茎杆生长,实现穗大、粒多,因此应当保证充足的水肥供应。一是追肥。第2次追肥于8~9片叶时进行,采取条施方式,用量约为施肥总量的1/4;第3次追肥于14~15片叶时进行,用量约为施肥总量的1/3;根外追肥在9片叶和15片叶时进行,每次喷施磷酸二氢钾800~1 000倍液。二是水分调控。拔节期应保持土壤相对湿度在70%~80%。若出现干旱,及时灌溉补充水分。雨水偏多时期,要注意开沟排水,防内涝。三是防治病虫害。喇叭口至抽穗期是玉米螟虫危害期,为防治玉米螟,不管是否发生,都要喷施500~800倍敌百虫或杀虫双 Bt粉混合喷施。纹枯病采用化学药剂对根茎部叶鞘喷雾防治;顶腐病和细菌性病害采用心叶喷雾防治;虫害的防治选择杀虫剂喷雾或颗粒剂施入喇叭口内防治;适当采用物理防治方法和生物防治方法。四是中耕培土。为了保持玉米根系舒展,应当翻压杂草、松土,增厚根部土层,防止植株倒伏,便于排灌。
4 抽雄至开花期
4.1 生长发育特点
抽雄至开花期一般为7月下旬,历时5~7 d。此期间根、茎、叶生长基本结束,基部节间长基本固定,雄穗已经完成分化,进入生殖生长阶段,逐步完成开花授粉、受精结实和籽粒生长。
4.2 适宜气象条件
一是适宜温度为25~28 ℃,下限温度19~21 ℃。二是晴朗微风,风力≤3级。三是空气湿度大于65%。四是对水分敏感,要求充足的水分供应,平均每昼夜耗水6~8 mm。适宜的土壤相对湿度为75%~80%。五是无高温干旱。六是开花时节没有大雨。
4.3 不利气象条件
一是温度。气温<18 ℃,花粉失去生命力,影响授粉。气温>30 ℃、空气湿度<60%时,开花甚少,气温<18 ℃或>38 ℃时不开花。当气温>32 ℃持续1~2 h,花粉丧失生活力,成为死粉,不能正常结实。二是水分。空气相对湿度<50%,土壤相对湿度<60%,发生干旱,造成花丝枯萎。开花期遇持续降水,花粉吸湿膨胀,易失去活性,7月下旬至8月中旬雨量之和>200 mm或8月上旬的雨量>100 mm,影响玉米正常开花授粉,造成大量秃顶和空粒。三是风力≥5级,易引起柱头干枯。遇大风天气,花粉散花不均,易引起秃尖和空粒,植株受机械损伤折断。四是高温高湿易导致小斑病、弯孢叶斑病发生;吐丝期为瘤黑粉的最佳侵入时期。
4.4 主要气象灾害及其影响
一是高温。开花期气温高于32 ℃不利于授粉,≥35 ℃持续1~2 h,花粉即死亡。高于38 ℃不开花。二是干旱。花期土壤相对湿度<60%,植株受旱;<40%受旱严重,严重影响授粉。降水少,空气相对湿度<50%、土壤相对湿度<60%,花丝枯萎,花甚小。吐丝期和散粉期土壤水分不足,会严重影响产量,应当保持平均耗水量,即6~8 mm/d。三是涝灾。暴雨或持续降水导致降雨量偏多,土壤湿度过大,形成涝灾,影响玉米的正常开花授粉,造成大量秃顶和空粒。四是低温。气温<18 ℃,花粉失去生命力,影响授粉。五是风力达到5级,易引起柱头干枯。六是田间病害以小斑病、弯孢叶斑病、瘤黑粉病等为主;也是疯顶病、丝黑穗病的显症期;害虫以玉米螟和棉铃虫为主,此期是这2种害虫的产卵盛期。
4.5 应对管理措施
一是在玉米开花到成熟期保持充足的水分,控制土壤相对湿度保持在75%~80%之间。遇有高温干旱持续的天气,要及时进行灌溉,在增加土壤湿度的同时,可增加局地小环境的空气湿度,创造比较适宜的生长环境。二是遇暴雨或连续性降水,要修好排水沟,及时排水,以防形成渍涝。三是出现大风天气,玉米有倒伏,雨后要及时将其扶直,减少损失。四是病虫害防治。可采用人工释放赤眼蜂来防治玉米螟和棉铃虫,在叶斑病发病初期喷洒化学药剂防治。
5 灌浆至成熟期
5.1 生长发育特点
灌浆至成熟期一般为8月上旬至9月上旬。玉米进入生殖生长阶段,茎叶等营养器官的体积已达最大值,并停止生长,茎、叶及其他营养器官内的营养物质不断向果穗输送,种子的体积和重量逐渐增加。玉米籽粒干重增长的来源大部分是灌浆过程中叶片的光合作用产物。
5.2 适宜气象条件
一是温度。气温22~24 ℃为最佳温度,有较高的日较差;下限气温15~17 ℃。低于16 ℃或高于25 ℃都不利于干物质的积累和运输。当气温降至20 ℃时,籽粒灌浆缓慢;降至18 ℃时,灌浆速度显著减慢;当降至16 ℃时,灌漿停止。二是湿度。土壤水分影响减小,土壤相对湿度控制在60%~80%为宜。三是没有连阴雨、冰雹、大风等灾害性天气。
5.3 不利气象条件
一是温度。温度偏高,气温高于28 ℃,高温干旱天气持续时间长,造成高温逼熟,籽粒灌浆不足;气温低于20 ℃,籽粒灌浆速度缓慢;18 ℃时灌浆速度显著减慢;下降到16 ℃时,灌浆速度急剧下降;低于16 ℃,灌浆停止,延迟成熟。二是连阴雨。连续阴雨持续10 d以上,影响玉米的质量、收获和晾晒。三是灌浆至乳熟后的大雨,土壤含水量过高,易发青枯病。四是前期的高温高湿易导致小斑病、弯孢叶斑病发生,当温度降低到25 ℃以下时,大斑病、灰斑病容易发生;乳熟后期大雨后骤晴,田间容易发生茎腐病。
5.4 主要气象灾害及其影响
一是高温。高温易导致干旱,干旱持续时间长,土壤不能提供充足的水分,造成高温逼熟,籽粒灌浆不足。二是低温危害。温度偏低,灌浆缓慢,甚至停止,延迟成熟,或不能成熟。三是干旱。干旱导致灌浆不足,籽粒不饱满,影响产量和品质[6-7]。四是连阴雨。连阴雨天气,温度偏低,延缓灌浆;光照不足,光合速率下降,降低产量;容易形成内涝,影响根系吸收养分。五是暴雨。容易形成内涝,影响根系吸收养分。六是主要病虫害。田间病害以大斑病、小斑病、弯孢叶斑病、灰斑病、茎腐病等为主;害虫以蛀茎害虫和穗部害虫为主,为危害盛期。 5.5 应对管理措施
此期主要管理目标是抓好后期管理,最大限度地保持绿叶面积,增强叶片的光合作用强度,尽量延长灌浆时间,是实现高产的关键。而脱肥、倒折、伤叶、旱涝灾害、过早收获以及叶斑病、蚜虫危害等是削弱光合作用的因素,都会影响籽粒灌浆,降低粒重,造成减产。因此,在管理措施上,要紧紧围绕防止茎叶早衰、促进灌浆、增加粒重这个中心,补施粒肥,增灌粒水,防止旱、涝、病、虫等危害。
一是保持田间湿润。灌水既要满足生长需要,又要谨防过量。后期不能停水过早,只要植株青绿,就可保持田间湿润。二是巧施花粒肥。花粒肥能够防止玉米脱肥早衰,保持叶片功能旺盛。根据玉米生长情况,如后期脱肥,可人工补施速效氮肥;采用滴灌和自压软管灌溉的地块可随水追施喷滴灌专用肥。三是防止后期早衰。玉米后期早衰与品种、气候、栽培管理、病虫害等密切相关。可采用合理运用水肥、防治病虫害等措施,尽力防止早衰,延长玉米后期叶片功能期,达到高产稳产的目的。四是防止倒伏。倒伏多由密度太大、根系发育不良、品种抗倒性差、水肥管理不当、病虫害危害等原因造成。中后期倒伏对产量影响较大,应尽量避免或减轻。防止倒伏的措施主要有采用抗倒伏品种、合理密植、优化水肥管理、开沟培土、化控处理等。五是遇大雨天气,及时排水,控制土壤湿度,防止病害发生。六是适时晚收。玉米的成熟期可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期3个时期。完熟期籽粒达到生理成熟,体积最大,干重最高。此时收获,可以获得最高的经济产量。七是病虫害防治。该阶段在现有的技术条件下,各种化学技术措施虽有明显效果,但田间操作困难,对已发生的田块无有效防治措施,只能提前预防。
6 结语
本文的研究成果应用于围场县农业气象服务工作中,解决了围场县在春玉米种植农业气象服务工作中存在的概念模糊、资料匮乏、服务缺乏针对性、服务产品缺乏多样性,尤其是服务方式缺乏规范性等诸多问题,大大提高了围场县农业气象服务人员的农业气象服务能力和水平,有效指导围场县农业生产,为本地农业增产增收做出了应有的贡献。
7 参考文献
[1] 李秀芬,马树庆,宫丽娟,等.基于WOFOST的东北地区玉米生育期气象条件适宜度评价[J].中国农业气象,2013(1):43-49.
[2] 苏喜福,李芬,张岳军.气候变化对忻州玉米气象产量的影响[J].山西农业科学,2013(6):599-606.
[3] 杨若子,周广胜.东北三省玉米主要农业气象灾害綜合危险性评估[J].气象学报,2015(6):1141-1153.
[4] 郭映,董阳,周振方,等.半干旱区玉米茎流规律及其对气象因子的响应[J].干旱区资源与环境,2014(9):94-99.
[5] 曹士亮,于芳兰,王成波,等.降水量与积温对玉米气象产量影响的综合分析[J].作物杂志,2009(3):62-65.
[6] 李永华,高阳华,廖良兵,等.重庆地区玉米气象产量变化及气候影响因子简析[J].西南大学学报(自然科学版),2007(3):104-109.
[7] 袁福香,刘实,郭维,等.吉林省一代玉米螟发生的气象条件适宜程度等级预报[J].中国农业气象,2008(4):477-480.
关键词 春玉米;生育期;气象条件;农业气象灾害;气象服务;河北围场
中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0183-04
Abstract Using the climate data from Weichang National Basic Weather Station and the agricultural meteorological observation data from Weichang Meteorological Observation Station for years,combined with the spring maize planting technical information from the agricultural departments,this paper researched and analyzed growth and development characteristics,the suitable meteorological conditions,adverse weather conditions and their effects,agriculture meteorological disasters,pests and diseases in different growth stages of spring maize. Using the weather analysis method,this paper found out the focus of meteorological service in each stage of spring maize,and put forward corresponding measures and production suggestions,to provide high-quality and efficient agriculture meteorological services,so as to effectively guide the agricultural production in Weichang County,make greater contributions for increasing agriculture production and incomes.
Key words spring maize;growth period;meteorological condition;agricultural meteorological disasters;meteorological service;Weichang Hebei
随着农业现代化的发展和农业种植技术的不断提高,对气象服务工作的要求也越來越高。围场县地处燕山山区,是全国有名的农业大县,农业生产是围场县的经济命脉,而春玉米是主要农作物之一,玉米生产是全县的支柱产业。玉米种植离不开气象服务,优质高效的气象服务对玉米产量的提高具有非常重要的促进作用。围场县春玉米种植要经过5个发育期,利用本站多年来积累的气候资料以及围场农业气象观测站多年来的农业气象观测资料,结合农业部门提供的春玉米种植技术资料,分析出各发育期出现时间、作物生长发育特点、适宜的气象条件、不利的气象条件及其影响、农业气象灾害、病虫害种类及危害程度,并提出相应的应对管理措施。
1 播种期
1.1 生长发育特点
一般4月中下旬开始播种。因春季降水不均,透雨时间偏晚,同时温度不稳定,播种时间可能推迟到5月上中旬。播种期生长发育特点:种子萌发需要水、气、热3个条件,一般从播种到出苗的时间间隔与温度关系密切,温度高则出苗快,温度低则慢。
1.2 适宜气象条件
一是温度条件。种子发芽最适温度为28~35 ℃,温度达到6 ℃即可缓慢发芽,10 ℃以上时可以正常发芽,发芽最高温度为50 ℃。温度对播种至出苗历时有重要影响,温度高则出苗较快,反之则出苗慢。温度在10~12 ℃时,出苗需要18~20 d;温度在15~18 ℃时,出苗需8~10 d;温度大于20 ℃时,5~6 d即可出苗。二是土壤湿度。播种时要求土壤相对湿度70%左右为适宜,在适宜的土壤水分含量下,出苗快且整齐。三是日照。播种时对日照没有较多要求,温度、土壤水分条件适宜,即可播种。
1.3 不利气象条件
一是温度。播种后温度持续低于8 ℃,种子萌芽缓慢,低温持续时间越长,越不利于出苗,甚至感染病菌霉烂,只能毁掉重新种植。二是土壤湿度。土壤过湿或过干均不利于出苗。播期内如果干土层厚度在5 cm以上或土壤相对湿度 <50%,均不利于种子膨胀发芽和出苗,影响正常播种;若遇连阴雨或土壤相对湿度过大,则导致种子缺氧影响萌发,出现霉烂或出苗弱。三是土壤温度低且干燥,种子易被玉米丝黑穗病菌所侵染,后期危害玉米果穗和天花(抽穗)。
1.4 主要气象灾害及其影响
主要农业气象灾害有干旱、低温和连阴雨。一是干旱。春季长时间无降水,4—5月无有效降水,土壤相对湿度低,玉米播种难以进行,即使播种,播后因水分欠缺,出苗困难。二是低温、连阴雨。播后气温持续偏低,影响种子萌发;遇连阴雨,土壤易板结、过湿,不利于种子萌发,甚至霉烂,降低出苗率。三是播后气温偏低,土壤温度低且少雨,可诱发玉米丝黑穗病。四是主要病虫害,即地下害虫。 1.5 应对管理措施
一是玉米播种期如遇干旱,且未来一段时间没有明显降水,最好采用灌溉播种,确保玉米适时播种,以免耽误农时。二是春季气温多起伏,最好在气温稳定通过10~12 ℃时再播种,过早或过晚都不利于播种。三是适期播种。播种期过早,温度低,对出苗和苗期生长不利,日平均气温降至8 ℃以下,持续3~4 d,可发生烂种或死苗;播种期过晚,生育期推迟,如遇“卡脖旱”和秋季低温,容易造成减产。四是播种后遇雨,土壤发生板结,要及时松土,以利出苗。五是播种前可进行农药拌种,防治地下害虫,以免种子被咬食,造成出苗不齐。
2 苗期
2.1 生长发育特点
玉米从出苗到拔节为苗期(出苗至7叶),一般为5月下旬至6月中旬,历时30 d左右。幼苗从芽鞘中露出第1片叶(长约3 cm)为出苗期。苗期是典型的营养生长阶段,此期间决定叶数和节数,玉米经历生根、长叶及茎节分化,根系、叶片是生长中心。玉米这一时期营养物质合成少,吸收能力差,应当尽量促进根系发育,适当控制地上部生长,协调地下部与地上部养分争夺的矛盾。
2.2 适宜气象条件
一是温度。玉米在18 ℃以上幼苗生长较快,30~32 ℃时最快,低于4 ℃和高于48 ℃则停止生长,最适宜温度为18~20 ℃。根系生长适宜的土壤温度一般为5 cm地温20~24 ℃,低温造成根系代谢缓慢,当地温为4~5 ℃时,根系停止生长,超过30 ℃时也不利于根系生长。二是湿度。玉米苗期耐旱,不耐涝。苗期降水量80~100 mm,能够满足苗期所需水分。出苗后,耕作层土壤水分控制在田间持水量的60%~70%为宜,可起到蹲苗作用,促进根系发育,培育壮苗;耕作层土壤水分含量不能过高。三是光照。生育初期要求8~12 h/d的日照或短日照15~30 d,才能通过光照阶段,完成整个生育阶段[1-3]。
2.3 不利气象条件
一是日平均气温≤10 ℃,幼苗生长受到抑制。播种早,温度低,种子在土中时间长,苗期根腐病和丝黑穗病容易发生。二是干旱无雨,影响幼苗生长。持续干旱易造成蓟马、蚜虫等害虫大发生,进而导致矮花叶病和粗缩病的发生。三是从出苗至七叶期,当土壤水分过多或积水,土壤相对湿度在90%以上时,土壤中空气减少,使根部受到胁迫,土壤中氧气含量降低到9%~12%时,根系受害,甚至死亡。四是光照不足,全天接受直射光在6 h以下,并持续一段时间,植株生长受到严重影响。
2.4 主要气象灾害及其影响
农业气象灾害主要有干旱、低温冷害、涝害等。一是干旱。降水量<50 mm,影响幼苗生长,易发红蜘蛛虫害。二是低温冷害。短时间内,当温度低于2 ℃,玉米正常生长受到影响,而温度低于-1 ℃则会冻伤幼苗。当平均气温降至8 ℃以下,持续5~6 d,可引起30%~40%幼苗冻死。三是涝害。连续3 d土壤相对湿度>90%,会造成玉米瘦弱甚至停止生长,长时间降雨可能引起幼苗死亡。四是病虫害。田间病害以苗期根腐病、丝黑穗病、矮花叶病和粗缩病为主;虫害以地下害虫和刺吸式害虫为主,尤其以蓟马、蚜虫、灰飞虱为重。降水量大,空气湿度高,温度20~25 ℃,容易诱发大斑病;20~32 ℃,容易诱发小斑病。
2.5 应对管理措施
一是苗期促进根系发育,控制地上部分过度生长,力争培育壮苗。针对该时期玉米吸收能力较差、生长量小的特点,调控地上部与根系发育之间的养分分配至关重要。二是防止干旱缺水,浇足定根水。三是科学、细致地进行苗期管理,5片真叶时定苗,注意间密存稀、去弱留强,根据缺苗情况补种。5~6片叶时,开沟条施尿素112.5~150.0 kg/hm2,适当中耕培土,遵循“苗旁浅、行中深,定苗前浅,定苗后深”的原则进行。四是避免出现渍涝。遇到降雨排水不畅的情况,应当开沟排积水,以利于土壤通气。五是病虫害防治。干旱少雨的天气注意防治玉米红蜘蛛。苗期根腐病和丝黑穗病首选种子包衣防治方法;粗缩病采用调整播期的方法,播种期选在4月30日前;矮花叶病采用喷雾杀蚜虫的方法防治;地下害虫采用种子包衣、药剂随水浇灌或者灌根、撒施毒饵等方法防治;刺吸性害虫采用化学药剂喷雾防治。
3 拔节期
3.1 生长发育特点
拔节期一般为6月下旬至7月中旬,历时30 d左右。从拔节到抽雄为拔节期。拔节期开始的标志是玉米基部节间由扁平变圆,近地面用手可摸到圆而硬的茎节,节间长度约为3.0 cm。此时雄穗开始分化,雄穗生长进入伸长期,植株开始旺盛生长。从拔节到抽雄,玉米植株从形态上经历小喇叭口期和大喇叭口期。此时期的生长中心是茎叶,雌、雄穗开始分化,植株快速生长。由于此阶段玉米营养生长和生殖生长并进,其根、茎、叶与穗分化对水分需求的矛盾凸显,对水肥的需求量也较大[4-5]。
3.2 适宜气象条件
一是温度。拔节期适宜温度为25 ℃左右,利于茎叶的生长。二是水分。拔节期是需水关键期,要求水分充足、无“卡脖旱”,土壤相对湿度在70%~80%之间为宜。
3.3 不利气象条件
一是温度。在气温<24 ℃条件下,玉米生长缓慢;如果 <20 ℃,则抽穗延迟。二是缺水。抽雄前10 d至抽雄后20 d,玉米遭遇“卡脖旱”将影响幼穗发育,造成果穗小、籽粒少。三是连阴雨。连阴雨天气持续10 d,常出现空秆;持续降雨或者连阴天容易导致纹枯病、顶腐病和细菌性茎腐病的发生;前期干旱虫害容易大发生。四是高温高湿。气温在16~30 ℃之间而相对湿度>60%,容易引发玉米螟危害;春夏季节高温高湿,利于虫害发生流行。五是强对流天气。暴雨、冰雹、大风等天气容易造成玉米机械损伤。
3.4 主要气象灾害及其影响
主要农业气象灾害有低温、干旱、暴雨、大风、冰雹、高温热害。一是低温。低温影响发育速度,气温低于24 ℃,生长速度缓慢;气温低于20 ℃,将延迟抽穗。一般而言,气温<21 ℃、<17 ℃、<13 ℃时,玉米分别遭受轻度、中度、严重冷害,生育速度分别下降40%、60%、80%。二是干旱。抽穗前10 d至開花后20 d是对水分敏感的临界期,此期间缺水易造成玉米“卡脖旱”严重影响产量。三是涝灾。8叶期之前生长点未露出地面,若遇到大雨积水,将引起严重减产,甚至绝收。四是大风和冰雹。可使玉米机械损伤,折断茎秆、叶片撕裂,影响营养物质的运输、光合作用的正常进行。五是高温高湿。虫害以玉米螟、棉铃虫、甜菜夜蛾、黏虫等食叶害虫为主,春夏季适宜的温湿度条件有利于害虫发生和流行。病害有顶腐病、纹枯病、细菌性茎腐病、粗缩病、褐斑病等。 3.5 应对管理措施
拔节期的主要目标是促进叶片和茎杆生长,实现穗大、粒多,因此应当保证充足的水肥供应。一是追肥。第2次追肥于8~9片叶时进行,采取条施方式,用量约为施肥总量的1/4;第3次追肥于14~15片叶时进行,用量约为施肥总量的1/3;根外追肥在9片叶和15片叶时进行,每次喷施磷酸二氢钾800~1 000倍液。二是水分调控。拔节期应保持土壤相对湿度在70%~80%。若出现干旱,及时灌溉补充水分。雨水偏多时期,要注意开沟排水,防内涝。三是防治病虫害。喇叭口至抽穗期是玉米螟虫危害期,为防治玉米螟,不管是否发生,都要喷施500~800倍敌百虫或杀虫双 Bt粉混合喷施。纹枯病采用化学药剂对根茎部叶鞘喷雾防治;顶腐病和细菌性病害采用心叶喷雾防治;虫害的防治选择杀虫剂喷雾或颗粒剂施入喇叭口内防治;适当采用物理防治方法和生物防治方法。四是中耕培土。为了保持玉米根系舒展,应当翻压杂草、松土,增厚根部土层,防止植株倒伏,便于排灌。
4 抽雄至开花期
4.1 生长发育特点
抽雄至开花期一般为7月下旬,历时5~7 d。此期间根、茎、叶生长基本结束,基部节间长基本固定,雄穗已经完成分化,进入生殖生长阶段,逐步完成开花授粉、受精结实和籽粒生长。
4.2 适宜气象条件
一是适宜温度为25~28 ℃,下限温度19~21 ℃。二是晴朗微风,风力≤3级。三是空气湿度大于65%。四是对水分敏感,要求充足的水分供应,平均每昼夜耗水6~8 mm。适宜的土壤相对湿度为75%~80%。五是无高温干旱。六是开花时节没有大雨。
4.3 不利气象条件
一是温度。气温<18 ℃,花粉失去生命力,影响授粉。气温>30 ℃、空气湿度<60%时,开花甚少,气温<18 ℃或>38 ℃时不开花。当气温>32 ℃持续1~2 h,花粉丧失生活力,成为死粉,不能正常结实。二是水分。空气相对湿度<50%,土壤相对湿度<60%,发生干旱,造成花丝枯萎。开花期遇持续降水,花粉吸湿膨胀,易失去活性,7月下旬至8月中旬雨量之和>200 mm或8月上旬的雨量>100 mm,影响玉米正常开花授粉,造成大量秃顶和空粒。三是风力≥5级,易引起柱头干枯。遇大风天气,花粉散花不均,易引起秃尖和空粒,植株受机械损伤折断。四是高温高湿易导致小斑病、弯孢叶斑病发生;吐丝期为瘤黑粉的最佳侵入时期。
4.4 主要气象灾害及其影响
一是高温。开花期气温高于32 ℃不利于授粉,≥35 ℃持续1~2 h,花粉即死亡。高于38 ℃不开花。二是干旱。花期土壤相对湿度<60%,植株受旱;<40%受旱严重,严重影响授粉。降水少,空气相对湿度<50%、土壤相对湿度<60%,花丝枯萎,花甚小。吐丝期和散粉期土壤水分不足,会严重影响产量,应当保持平均耗水量,即6~8 mm/d。三是涝灾。暴雨或持续降水导致降雨量偏多,土壤湿度过大,形成涝灾,影响玉米的正常开花授粉,造成大量秃顶和空粒。四是低温。气温<18 ℃,花粉失去生命力,影响授粉。五是风力达到5级,易引起柱头干枯。六是田间病害以小斑病、弯孢叶斑病、瘤黑粉病等为主;也是疯顶病、丝黑穗病的显症期;害虫以玉米螟和棉铃虫为主,此期是这2种害虫的产卵盛期。
4.5 应对管理措施
一是在玉米开花到成熟期保持充足的水分,控制土壤相对湿度保持在75%~80%之间。遇有高温干旱持续的天气,要及时进行灌溉,在增加土壤湿度的同时,可增加局地小环境的空气湿度,创造比较适宜的生长环境。二是遇暴雨或连续性降水,要修好排水沟,及时排水,以防形成渍涝。三是出现大风天气,玉米有倒伏,雨后要及时将其扶直,减少损失。四是病虫害防治。可采用人工释放赤眼蜂来防治玉米螟和棉铃虫,在叶斑病发病初期喷洒化学药剂防治。
5 灌浆至成熟期
5.1 生长发育特点
灌浆至成熟期一般为8月上旬至9月上旬。玉米进入生殖生长阶段,茎叶等营养器官的体积已达最大值,并停止生长,茎、叶及其他营养器官内的营养物质不断向果穗输送,种子的体积和重量逐渐增加。玉米籽粒干重增长的来源大部分是灌浆过程中叶片的光合作用产物。
5.2 适宜气象条件
一是温度。气温22~24 ℃为最佳温度,有较高的日较差;下限气温15~17 ℃。低于16 ℃或高于25 ℃都不利于干物质的积累和运输。当气温降至20 ℃时,籽粒灌浆缓慢;降至18 ℃时,灌浆速度显著减慢;当降至16 ℃时,灌漿停止。二是湿度。土壤水分影响减小,土壤相对湿度控制在60%~80%为宜。三是没有连阴雨、冰雹、大风等灾害性天气。
5.3 不利气象条件
一是温度。温度偏高,气温高于28 ℃,高温干旱天气持续时间长,造成高温逼熟,籽粒灌浆不足;气温低于20 ℃,籽粒灌浆速度缓慢;18 ℃时灌浆速度显著减慢;下降到16 ℃时,灌浆速度急剧下降;低于16 ℃,灌浆停止,延迟成熟。二是连阴雨。连续阴雨持续10 d以上,影响玉米的质量、收获和晾晒。三是灌浆至乳熟后的大雨,土壤含水量过高,易发青枯病。四是前期的高温高湿易导致小斑病、弯孢叶斑病发生,当温度降低到25 ℃以下时,大斑病、灰斑病容易发生;乳熟后期大雨后骤晴,田间容易发生茎腐病。
5.4 主要气象灾害及其影响
一是高温。高温易导致干旱,干旱持续时间长,土壤不能提供充足的水分,造成高温逼熟,籽粒灌浆不足。二是低温危害。温度偏低,灌浆缓慢,甚至停止,延迟成熟,或不能成熟。三是干旱。干旱导致灌浆不足,籽粒不饱满,影响产量和品质[6-7]。四是连阴雨。连阴雨天气,温度偏低,延缓灌浆;光照不足,光合速率下降,降低产量;容易形成内涝,影响根系吸收养分。五是暴雨。容易形成内涝,影响根系吸收养分。六是主要病虫害。田间病害以大斑病、小斑病、弯孢叶斑病、灰斑病、茎腐病等为主;害虫以蛀茎害虫和穗部害虫为主,为危害盛期。 5.5 应对管理措施
此期主要管理目标是抓好后期管理,最大限度地保持绿叶面积,增强叶片的光合作用强度,尽量延长灌浆时间,是实现高产的关键。而脱肥、倒折、伤叶、旱涝灾害、过早收获以及叶斑病、蚜虫危害等是削弱光合作用的因素,都会影响籽粒灌浆,降低粒重,造成减产。因此,在管理措施上,要紧紧围绕防止茎叶早衰、促进灌浆、增加粒重这个中心,补施粒肥,增灌粒水,防止旱、涝、病、虫等危害。
一是保持田间湿润。灌水既要满足生长需要,又要谨防过量。后期不能停水过早,只要植株青绿,就可保持田间湿润。二是巧施花粒肥。花粒肥能够防止玉米脱肥早衰,保持叶片功能旺盛。根据玉米生长情况,如后期脱肥,可人工补施速效氮肥;采用滴灌和自压软管灌溉的地块可随水追施喷滴灌专用肥。三是防止后期早衰。玉米后期早衰与品种、气候、栽培管理、病虫害等密切相关。可采用合理运用水肥、防治病虫害等措施,尽力防止早衰,延长玉米后期叶片功能期,达到高产稳产的目的。四是防止倒伏。倒伏多由密度太大、根系发育不良、品种抗倒性差、水肥管理不当、病虫害危害等原因造成。中后期倒伏对产量影响较大,应尽量避免或减轻。防止倒伏的措施主要有采用抗倒伏品种、合理密植、优化水肥管理、开沟培土、化控处理等。五是遇大雨天气,及时排水,控制土壤湿度,防止病害发生。六是适时晚收。玉米的成熟期可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期3个时期。完熟期籽粒达到生理成熟,体积最大,干重最高。此时收获,可以获得最高的经济产量。七是病虫害防治。该阶段在现有的技术条件下,各种化学技术措施虽有明显效果,但田间操作困难,对已发生的田块无有效防治措施,只能提前预防。
6 结语
本文的研究成果应用于围场县农业气象服务工作中,解决了围场县在春玉米种植农业气象服务工作中存在的概念模糊、资料匮乏、服务缺乏针对性、服务产品缺乏多样性,尤其是服务方式缺乏规范性等诸多问题,大大提高了围场县农业气象服务人员的农业气象服务能力和水平,有效指导围场县农业生产,为本地农业增产增收做出了应有的贡献。
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