持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1109

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (32): 63-68.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-1109

所属专题：生物技术；玉米

• 资源·环境·生态·土壤·气象 • 上一篇下一篇

持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响

蒋菊芳¹^,²(), 杨华²(), 胡文青², 魏育国²

¹中国气象局兰州干旱气象研究所,甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室,中国气象局干旱气候变化与减灾开放实验室,兰州 730020
²甘肃省武威市气象局,甘肃武威 733000

收稿日期:2021-11-19 修回日期:2022-01-19 出版日期:2022-11-15 发布日期:2022-11-09
通讯作者: 杨华
作者简介:蒋菊芳,女,1979年出生,甘肃武威人,高级工程师,硕士,主要从事农业与生态气象业务和科研方面的工作。通信地址：733000 甘肃省武威市凉州区荣宁路87号,E-mail： wwqxjjf@163.com。
基金资助:
国家自然基金面上项目“干旱致灾期作物光温及CO2适宜阈值变化特征研究”(42175192);干旱基金“干旱持续期春玉米温度阈值变化特征”(IAM202015);甘肃省气象局十人计划“干旱区春玉米对干旱的响应及解除机制研究”(GSMArc2019-03)

Effects of Continuous High Temperature and Drought Stress on the Growth of Spring Maize

JIANG Jufang¹^,²(), YANG Hua²(), HU Wenqing², WEI Yuguo²

¹Key Laboratory of Arid Climatic Change and Reducing Disaster of Gansu Province, Key Laboratory of Arid Climate Change and Disaster Reduction of CMA, Institute of Arid Meteorology, China Meteorological Administration, Lanzhou 730020
²Wuwei Meteorological Bureau of Gansu Province, Wuwei, Gansu 733000

Received:2021-11-19 Revised:2022-01-19 Online:2022-11-15 Published:2022-11-09
Contact: YANG Hua

摘要/Abstract

摘要：

为了探究高温和干旱对春玉米生长的影响,本研究以春玉米‘科河28号’为材料,设置正常灌溉、持续干旱和持续高温3种处理,探求干旱区高温干旱发生发展过程对春玉米生长的影响。结果表明：（1）持续高温处理下,春玉米苗期缩短9~13天,穗期生育间隔延长6~12天,花粒期不完整;而持续干旱处理,春玉米营养生长与生殖生长并进期延长3~8天,无法正常灌浆成熟。（2）持续高温处理,春玉米前期生长快,抽雄后高度不再增加;而持续干旱处理,春玉米生长缓慢,拔节期之后植株高度显著偏小;持续高温和干旱处理,单株总叶面积和比叶面积拔节期之后均较对照偏小。（3）干物质分配率在持续高温处理中呈现茎>叶片>叶鞘,在持续干旱处理中呈现叶片>茎>叶鞘,穗很小,造成经济产出少,而在对照处理中呈现穗>茎>叶片>叶鞘。（4）持续高温和干旱处理下含水率呈现叶鞘>茎>叶片。受高温和干旱胁迫,产量不保时,抽雄期进行粮转饲较合适。本研究可以为科学抗旱减灾工作提供理论依据。

关键词: 持续高温, 持续干旱, 春玉米, 生长指标, 粮转饲

Abstract:

In order to explore the effects of high temperature and drought on the growth of spring maize, this paper took spring maize ‘Kehe No.28’ as the material, and set up three treatments of normal irrigation, continuous drought and continuous high temperature during the whole growth stage. The effects of high temperature and drought on spring maize growth in arid area were studied. The results showed that: (1) under continuous high temperature treatment, the spring maize seedling period was shortened by 9-13 days, the growth interval of the ear period was extended by 6-12 days, and the flowering and kernel period were incomplete; while under continuous drought treatment, the simultaneous period of spring maize vegetative growth and reproductive growth was prolonged by 3-8 days, and the grain filling and maturity could not be completed normally; (2) under continuous high temperature treatment, the spring maize grew fast in the early stage, and the height did not increase after tasseling; while under continuous drought treatment, the spring maize grew slowly, and the plant height was significantly smaller after the jointing period; under continuous high temperature and drought treatment, the total leaf area and specific leaf area per plant were smaller than those of the control after jointing period; (3) under continuous high temperature, dry matter distribution in spring maize was stem > leaf > leaf sheath, while under continuous drought, that was leaf > stem > leaf sheath, and the dry matter distribution in ears was very small, resulting in less economic output; while under the control, the order was ear>stem>leaf>leaf sheath; (4) under continuous high temperature and drought treatment, the moisture content was leaf sheath>stem>leaf. Under the stress of high temperature and drought, when the yield cannot be guaranteed, it is more appropriate to transfer grain to feed during the tasseling period. This study can provide a theoretical basis for scientific drought relief and disaster reduction.

Key words: continuous high temperature, continuous drought, spring maize, growth indicators, grain to feed

中图分类号:

S162.5
S513

蒋菊芳, 杨华, 胡文青, 魏育国. 持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(32): 63-68.

JIANG Jufang, YANG Hua, HU Wenqing, WEI Yuguo. Effects of Continuous High Temperature and Drought Stress on the Growth of Spring Maize[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(32): 63-68.

图/表 6

图1. D处理下春玉米大田土壤贮水量随处理时间的变化

图2. H处理下春玉米生长环境（温室内外）旬平均气温变化

处理	播种~7叶	7叶~拔节	拔节~抽雄	抽雄~开花	开花~吐丝始期	抽雄~成熟
H	23	21	28	7	3	-
D	32	42	19	1	8	-
CK	32	34	16	1	1	71

表1. D、H处理下春玉米发育间隔日数变化 d

图3. H、D处理下春玉米株高和叶面积变化

图4. H、D处理下春玉米各器官干物质分配率变化

图5. H、D处理下春玉米各器官含水率变化

参考文献 25

[1]	丁一汇, 任国玉. 中国气候变化科学概论[M]. 北京: 气象出版社, 2008:10-18.
[2]	黄荣辉, 陈际龙, 周连童, 等. 关于中国重大气候灾害与东亚气候系统之间关系的研究[J]. 大气科学, 2003, 27(4):770-787.
[3]	王劲松, 郭江勇, 周跃武, 等. 干旱指标研究的进展与展望[J]. 干旱区地理, 2007, 30(1):61-67.
[4]	陈玉琼. 近500年华北地区最严重的干旱及其影响[J]. 气象, 1991, 3:23-28.
[5]	黄荣辉. 我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究[J]. 地球科学进展, 2006, 21(6):564-575. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2006.06.0564
[6]	张强. 干旱技术的发展及其科学挑战[J]. 地球科学进展, 2007, 22(6):636-641.
[7]	石耀辉, 周广胜, 王秋玲, 等. 夏玉米对土壤水分持续减少的响应及其转折点阈值分析[J]. 生态学报, 2018, 38(8):2896-2905.
[8]	韩希英, 宋凤斌, 王波, 等. 土壤水分胁迫对玉米光合特性的影响[J]. 华北农学报, 2006, 21(5):28-32. doi: 10.3321/j.issn:1000-7091.2006.05.008
[9]	张仁和, 薛吉全, 蒲军, 等. 干旱胁迫对玉米苗期植株生长和光合特性的影响[J]. 作物学报, 2011, 37(3):521-528.
[10]	胡明新, 周广胜. 拔节期干旱和复水对春玉米物候的影响及其生理生态机制[J]. 生态学报, 2020, 40(1):1-9.
[11]	麻雪艳, 周广胜. 干旱对夏玉米苗期叶片权衡生长的影响[J]. 生态学报, 2018, 38(5):1758-1769.
[12]	赵鸿, 王润元, 尚艳, 等. 粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望[J]. 干旱气象, 2016, 34(1):1-12.
[13]	纪瑞鹏, 于文颖, 冯锐, 等. 作物对干旱胁迫的响应过程与早期识别技术研究进展[J]. 灾害学, 2019, 34(2):153-160.
[14]	ZHANG B, CHEN R, ZHANG Y. Comprehensive index for drought evaluation[J]. Water resources protection, 2009, 25(1):5-18.
[15]	SOPPA M, D INTER T, TAYLOR B, et al. Comparison of remotely sensed and meteorological data-derived drought indices in mid-eastern China[J]. International journal of remote sensing, 2012, 33(6):1755-1779. doi: 10.1080/01431161.2011.600349 URL
[16]	王德福, 段洪浪, 黄国敏, 等. 高温和干旱胁迫对西红柿幼苗生长、养分含量及元素利用效率的影响[J]. 生态学报, 2019, 9(5):3199-3209.
[17]	王劲松, 黄玉霞, 冯建英, 等. 径流量Z指数与Palmer指数对河西干旱的监测[J]. 应用气象学报, 2009, 20(4):471-477.
[18]	张凯, 王润元, 王鹤龄, 等. 温度升高和降水减少对半干旱区春小麦生长发育及产量的协同影响[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2019, 27(3):413-421.
[19]	赵丽英, 邓西平, 山仑. 持续干旱及复水对玉米幼苗生理生化指标的影响研究[J]. 中国生态农业学报, 2004, 12(3):59-61.
[20]	陈家宙, 王石, 张丽丽, 等. 玉米对持续干旱的反应及红壤干旱阈值[J]. 中国农业科学, 2007, 40(3):532-539.
[21]	白莉萍, 隋方功, 孙朝晖, 等. 土壤水分胁迫对玉米形态发育及产量的影响[J]. 生态学报, 2004, 24(7):1556-1560.
[22]	何海军, 寇思荣, 王晓娟. 干旱胁迫对不同株型玉米光合特性及产量性状的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2011, 29(3):63-66.
[23]	杨晓光, 于沪宁. 夏玉米水分胁迫与反冲机制及其应用[J]. 生态农业研究, 1999, 7(3):27-31.
[24]	谢华英, 马均, 代邹, 等. 抽穗期高温干旱胁迫对杂交水稻产量及生理特性的影响[J]. 杂交水稻, 2016, 31(1):62-69.
[25]	中国气象局. 农业气象观测规范:上卷[M]. 北京: 气象出版社, 1993:7-153.

持续高温干旱胁迫对春玉米生长的影响

Effects of Continuous High Temperature and Drought Stress on the Growth of Spring Maize

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 25

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

[1]	董文彩, 刘宪斌, 李红梅, 赵双梅, 包金美, 沈健萍, 梁芳, 鲁美. 不同水平供钙量对木本观赏植物生长发育的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 42-50.
[2]	张洪芬, 杨丽杰, 赵玉娟, 张峰. 陇东2020年“强凉夏”气候特征及对农业影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(5): 117-123.
[3]	周忠文, 张谋草, 刘英, 柳东慧, 张红妮, 张俊林, 韩博. 气象要素对陇东塬区春玉米灌浆速度影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(5): 94-98.
[4]	车可, 张谋草, 张俊林, 张红妮. 基于分期播种的庆阳市春玉米气候资源及其影响分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(24): 80-85.
[5]	于博, 张学芳, 徐松鹤, 任琴, 杨玉亭, 周萌洋, 潘瑜, 刘梦琪. 配方施肥对春玉米生长发育的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(17): 10-16.
[6]	王欣, 马俊祥, 滕泽宇, 王柏, 陈智文, 张清. 春玉米农艺性状及养分积累动态对水溶肥管理的响应[J]. 中国农学通报, 2022, 38(13): 13-19.
[7]	王研, 李灵芝, 郭文忠, 温江丽, 李银坤, 范凤翠, 武月胜, 李海平. 腐植酸对西葫芦幼苗生长、生理及水分利用率的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(13): 47-53.
[8]	李建平, 刘玉汐, 高岩, 任景全, 孙月, 郭春明, 王靖. 灌浆初期低温对春玉米产量构成的影响研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(12): 7-12.
[9]	杨艺炜, 王家哲, 任平, 刘晨, 李明明, 李英梅. 低温胁迫对早春茬番茄生长和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(10): 32-37.
[10]	侯雯, 杜卓, 张凤云, 吴子温, 王丽, 路运才. 种子处理技术对早播玉米出苗及生理特性的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(14): 15-20.
[11]	李军保, 董强, 朱建军, 石玉林, 柴红烨, 俞靓, 付选齐, 万建军. 榆林不同树龄胡杨叶片叶绿素荧光特征比较[J]. 中国农学通报, 2021, 37(10): 17-23.
[12]	康凯丽, 王朴, 金晶, 梁晶. 有机废弃物基质对盆栽茉莉生长的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(31): 49-53.
[13]	陈睿, 胡菊, 鲜小林. 高山杜鹃成都平原越夏生长研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(31): 59-64.
[14]	车向军, 任继帮, 路学勤, 杜军, 田蕴雅, 赵洁. 黄土高原庆阳地区春玉米生育期对气候变化的响应[J]. 中国农学通报, 2020, 36(3): 88-92.
[15]	杨华, 蒋菊芳, 丁文魁, 王润元, 程倩, 李兴宇. 石羊河流域灌溉春玉米发育期对气候变化的响应[J]. 中国农学通报, 2020, 36(3): 93-99.