摘要 本文運用圍場國家基本氣象站多年來積累的氣候資料以及圍場農業氣象觀測站多年來的農業氣象觀測資料,結合農業部門提供的春玉米種植技術資料,研究分析春玉米不同生育期的生長發育特點、適宜的氣象條件、不利的氣象條件及其影響、農業氣象災害、病蟲害等,用天氣分析方法找出玉米種植各階段氣象服務的著眼點,并提出應對管理措施和生產建議,提供優質高效的農業氣象服務,從而有效指導圍場縣農業生產,以期為農業增產增收做出更大貢獻。
關鍵詞 春玉米;生育期;氣象條件;農業氣象災害;氣象服務;河北圍場
中圖分類號 S162.5 文獻標識碼 A 文章編號 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
隨著農業現代化的發展和農業種植技術的不斷提高,對氣象服務工作的要求也越來越高。圍場縣地處燕山山區,是全國有名的農業大縣,農業生產是圍場縣的經濟命脈,而春玉米是主要農作物之一,玉米生產是全縣的支柱產業。玉米種植離不開氣象服務,優質高效的氣象服務對玉米產量的提高具有非常重要的促進作用。圍場縣春玉米種植要經過5個發育期,利用本站多年來積累的氣候資料以及圍場農業氣象觀測站多年來的農業氣象觀測資料,結合農業部門提供的春玉米種植技術資料,分析出各發育期出現時間、作物生長發育特點、適宜的氣象條件、不利的氣象條件及其影響、農業氣象災害、病蟲害種類及危害程度,并提出相應的應對管理措施。
1 播種期
1.1 生長發育特點
一般4月中下旬開始播種。因春季降水不均,透雨時間偏晚,同時溫度不穩定,播種時間可能推遲到5月上中旬。播種期生長發育特點:種子萌發需要水、氣、熱3個條件,一般從播種到出苗的時間間隔與溫度關系密切,溫度高則出苗快,溫度低則慢。
1.2 適宜氣象條件
一是溫度條件。種子發芽最適溫度為28~35 ℃,溫度達到6 ℃即可緩慢發芽,10 ℃以上時可以正常發芽,發芽最高溫度為50 ℃。溫度對播種至出苗歷時有重要影響,溫度高則出苗較快,反之則出苗慢。溫度在10~12 ℃時,出苗需要18~20 d;溫度在15~18 ℃時,出苗需8~10 d;溫度大于20 ℃時,5~6 d即可出苗。二是土壤濕度。播種時要求土壤相對濕度70%左右為適宜,在適宜的土壤水分含量下,出苗快且整齊。三是日照。播種時對日照沒有較多要求,溫度、土壤水分條件適宜,即可播種。
1.3 不利氣象條件
一是溫度。播種后溫度持續低于8 ℃,種子萌芽緩慢,低溫持續時間越長,越不利于出苗,甚至感染病菌霉爛,只能毀掉重新種植。二是土壤濕度。土壤過濕或過干均不利于出苗。播期內如果干土層厚度在5 cm以上或土壤相對濕度 <50%,均不利于種子膨脹發芽和出苗,影響正常播種;若遇連陰雨或土壤相對濕度過大,則導致種子缺氧影響萌發,出現霉爛或出苗弱。三是土壤溫度低且干燥,種子易被玉米絲黑穗病菌所侵染,后期危害玉米果穗和天花(抽穗)。
1.4 主要氣象災害及其影響
主要農業氣象災害有干旱、低溫和連陰雨。一是干旱。春季長時間無降水,4—5月無有效降水,土壤相對濕度低,玉米播種難以進行,即使播種,播后因水分欠缺,出苗困難。二是低溫、連陰雨。播后氣溫持續偏低,影響種子萌發;遇連陰雨,土壤易板結、過濕,不利于種子萌發,甚至霉爛,降低出苗率。三是播后氣溫偏低,土壤溫度低且少雨,可誘發玉米絲黑穗病。四是主要病蟲害,即地下害蟲。
1.5 應對管理措施
一是玉米播種期如遇干旱,且未來一段時間沒有明顯降水,最好采用灌溉播種,確保玉米適時播種,以免耽誤農時。二是春季氣溫多起伏,最好在氣溫穩定通過10~12 ℃時再播種,過早或過晚都不利于播種。三是適期播種。播種期過早,溫度低,對出苗和苗期生長不利,日平均氣溫降至8 ℃以下,持續3~4 d,可發生爛種或死苗;播種期過晚,生育期推遲,如遇“卡脖旱”和秋季低溫,容易造成減產。四是播種后遇雨,土壤發生板結,要及時松土,以利出苗。五是播種前可進行農藥拌種,防治地下害蟲,以免種子被咬食,造成出苗不齊。
2 苗期
2.1 生長發育特點
玉米從出苗到拔節為苗期(出苗至7葉),一般為5月下旬至6月中旬,歷時30 d左右。幼苗從芽鞘中露出第1片葉(長約3 cm)為出苗期。苗期是典型的營養生長階段,此期間決定葉數和節數,玉米經歷生根、長葉及莖節分化,根系、葉片是生長中心。玉米這一時期營養物質合成少,吸收能力差,應當盡量促進根系發育,適當控制地上部生長,協調地下部與地上部養分爭奪的矛盾。
2.2 適宜氣象條件
一是溫度。玉米在18 ℃以上幼苗生長較快,30~32 ℃時最快,低于4 ℃和高于48 ℃則停止生長,最適宜溫度為18~20 ℃。根系生長適宜的土壤溫度一般為5 cm地溫20~24 ℃,低溫造成根系代謝緩慢,當地溫為4~5 ℃時,根系停止生長,超過30 ℃時也不利于根系生長。二是濕度。玉米苗期耐旱,不耐澇。苗期降水量80~100 mm,能夠滿足苗期所需水分。出苗后,耕作層土壤水分控制在田間持水量的60%~70%為宜,可起到蹲苗作用,促進根系發育,培育壯苗;耕作層土壤水分含量不能過高。三是光照。生育初期要求8~12 h/d的日照或短日照15~30 d,才能通過光照階段,完成整個生育階段[1-3]。
2.3 不利氣象條件
一是日平均氣溫≤10 ℃,幼苗生長受到抑制。播種早,溫度低,種子在土中時間長,苗期根腐病和絲黑穗病容易發生。二是干旱無雨,影響幼苗生長。持續干旱易造成薊馬、蚜蟲等害蟲大發生,進而導致矮花葉病和粗縮病的發生。三是從出苗至七葉期,當土壤水分過多或積水,土壤相對濕度在90%以上時,土壤中空氣減少,使根部受到脅迫,土壤中氧氣含量降低到9%~12%時,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,并持續一段時間,植株生長受到嚴重影響。
2.4 主要氣象災害及其影響
農業氣象災害主要有干旱、低溫冷害、澇害等。一是干旱。降水量<50 mm,影響幼苗生長,易發紅蜘蛛蟲害。二是低溫冷害。短時間內,當溫度低于2 ℃,玉米正常生長受到影響,而溫度低于-1 ℃則會凍傷幼苗。當平均氣溫降至8 ℃以下,持續5~6 d,可引起30%~40%幼苗凍死。三是澇害。連續3 d土壤相對濕度>90%,會造成玉米瘦弱甚至停止生長,長時間降雨可能引起幼苗死亡。四是病蟲害。田間病害以苗期根腐病、絲黑穗病、矮花葉病和粗縮病為主;蟲害以地下害蟲和刺吸式害蟲為主,尤其以薊馬、蚜蟲、灰飛虱為重。降水量大,空氣濕度高,溫度20~25 ℃,容易誘發大斑??;20~32 ℃,容易誘發小斑病。
2.5 應對管理措施
一是苗期促進根系發育,控制地上部分過度生長,力爭培育壯苗。針對該時期玉米吸收能力較差、生長量小的特點,調控地上部與根系發育之間的養分分配至關重要。二是防止干旱缺水,澆足定根水。三是科學、細致地進行苗期管理,5片真葉時定苗,注意間密存稀、去弱留強,根據缺苗情況補種。5~6片葉時,開溝條施尿素112.5~150.0 kg/hm2,適當中耕培土,遵循“苗旁淺、行中深,定苗前淺,定苗后深”的原則進行。四是避免出現漬澇。遇到降雨排水不暢的情況,應當開溝排積水,以利于土壤通氣。五是病蟲害防治。干旱少雨的天氣注意防治玉米紅蜘蛛。苗期根腐病和絲黑穗病首選種子包衣防治方法;粗縮病采用調整播期的方法,播種期選在4月30日前;矮花葉病采用噴霧殺蚜蟲的方法防治;地下害蟲采用種子包衣、藥劑隨水澆灌或者灌根、撒施毒餌等方法防治;刺吸性害蟲采用化學藥劑噴霧防治。
3 拔節期
3.1 生長發育特點
拔節期一般為6月下旬至7月中旬,歷時30 d左右。從拔節到抽雄為拔節期。拔節期開始的標志是玉米基部節間由扁平變圓,近地面用手可摸到圓而硬的莖節,節間長度約為3.0 cm。此時雄穗開始分化,雄穗生長進入伸長期,植株開始旺盛生長。從拔節到抽雄,玉米植株從形態上經歷小喇叭口期和大喇叭口期。此時期的生長中心是莖葉,雌、雄穗開始分化,植株快速生長。由于此階段玉米營養生長和生殖生長并進,其根、莖、葉與穗分化對水分需求的矛盾凸顯,對水肥的需求量也較大[4-5]。
3.2 適宜氣象條件
一是溫度。拔節期適宜溫度為25 ℃左右,利于莖葉的生長。二是水分。拔節期是需水關鍵期,要求水分充足、無“卡脖旱”,土壤相對濕度在70%~80%之間為宜。
3.3 不利氣象條件
一是溫度。在氣溫<24 ℃條件下,玉米生長緩慢;如果 <20 ℃,則抽穗延遲。二是缺水。抽雄前10 d至抽雄后20 d,玉米遭遇“卡脖旱”將影響幼穗發育,造成果穗小、籽粒少。三是連陰雨。連陰雨天氣持續10 d,常出現空稈;持續降雨或者連陰天容易導致紋枯病、頂腐病和細菌性莖腐病的發生;前期干旱蟲害容易大發生。四是高溫高濕。氣溫在16~30 ℃之間而相對濕度>60%,容易引發玉米螟危害;春夏季節高溫高濕,利于蟲害發生流行。五是強對流天氣。暴雨、冰雹、大風等天氣容易造成玉米機械損傷。
3.4 主要氣象災害及其影響
主要農業氣象災害有低溫、干旱、暴雨、大風、冰雹、高溫熱害。一是低溫。低溫影響發育速度,氣溫低于24 ℃,生長速度緩慢;氣溫低于20 ℃,將延遲抽穗。一般而言,氣溫<21 ℃、<17 ℃、<13 ℃時,玉米分別遭受輕度、中度、嚴重冷害,生育速度分別下降40%、60%、80%。二是干旱。抽穗前10 d至開花后20 d是對水分敏感的臨界期,此期間缺水易造成玉米“卡脖旱”嚴重影響產量。三是澇災。8葉期之前生長點未露出地面,若遇到大雨積水,將引起嚴重減產,甚至絕收。四是大風和冰雹??墒褂衩讬C械損傷,折斷莖稈、葉片撕裂,影響營養物質的運輸、光合作用的正常進行。五是高溫高濕。蟲害以玉米螟、棉鈴蟲、甜菜夜蛾、黏蟲等食葉害蟲為主,春夏季適宜的溫濕度條件有利于害蟲發生和流行。病害有頂腐病、紋枯病、細菌性莖腐病、粗縮病、褐斑病等。
3.5 應對管理措施
拔節期的主要目標是促進葉片和莖桿生長,實現穗大、粒多,因此應當保證充足的水肥供應。一是追肥。第2次追肥于8~9片葉時進行,采取條施方式,用量約為施肥總量的1/4;第3次追肥于14~15片葉時進行,用量約為施肥總量的1/3;根外追肥在9片葉和15片葉時進行,每次噴施磷酸二氫鉀800~1 000倍液。二是水分調控。拔節期應保持土壤相對濕度在70%~80%。若出現干旱,及時灌溉補充水分。雨水偏多時期,要注意開溝排水,防內澇。三是防治病蟲害。喇叭口至抽穗期是玉米螟蟲危害期,為防治玉米螟,不管是否發生,都要噴施500~800倍敵百蟲或殺蟲雙+Bt粉混合噴施。紋枯病采用化學藥劑對根莖部葉鞘噴霧防治;頂腐病和細菌性病害采用心葉噴霧防治;蟲害的防治選擇殺蟲劑噴霧或顆粒劑施入喇叭口內防治;適當采用物理防治方法和生物防治方法。四是中耕培土。為了保持玉米根系舒展,應當翻壓雜草、松土,增厚根部土層,防止植株倒伏,便于排灌。
4 抽雄至開花期
4.1 生長發育特點
抽雄至開花期一般為7月下旬,歷時5~7 d。此期間根、莖、葉生長基本結束,基部節間長基本固定,雄穗已經完成分化,進入生殖生長階段,逐步完成開花授粉、受精結實和籽粒生長。
4.2 適宜氣象條件
一是適宜溫度為25~28 ℃,下限溫度19~21 ℃。二是晴朗微風,風力≤3級。三是空氣濕度大于65%。四是對水分敏感,要求充足的水分供應,平均每晝夜耗水6~8 mm。適宜的土壤相對濕度為75%~80%。五是無高溫干旱。六是開花時節沒有大雨。
4.3 不利氣象條件
一是溫度。氣溫<18 ℃,花粉失去生命力,影響授粉。氣溫>30 ℃、空氣濕度<60%時,開花甚少,氣溫<18 ℃或>38 ℃時不開花。當氣溫>32 ℃持續1~2 h,花粉喪失生活力,成為死粉,不能正常結實。二是水分??諝庀鄬穸?50%,土壤相對濕度<60%,發生干旱,造成花絲枯萎。開花期遇持續降水,花粉吸濕膨脹,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,影響玉米正常開花授粉,造成大量禿頂和空粒。三是風力≥5級,易引起柱頭干枯。遇大風天氣,花粉散花不均,易引起禿尖和空粒,植株受機械損傷折斷。四是高溫高濕易導致小斑病、彎孢葉斑病發生;吐絲期為瘤黑粉的最佳侵入時期。
4.4 主要氣象災害及其影響
一是高溫。開花期氣溫高于32 ℃不利于授粉,≥35 ℃持續1~2 h,花粉即死亡。高于38 ℃不開花。二是干旱?;ㄆ谕寥老鄬穸?60%,植株受旱;<40%受旱嚴重,嚴重影響授粉。降水少,空氣相對濕度<50%、土壤相對濕度<60%,花絲枯萎,花甚小。吐絲期和散粉期土壤水分不足,會嚴重影響產量,應當保持平均耗水量,即6~8 mm/d。三是澇災。暴雨或持續降水導致降雨量偏多,土壤濕度過大,形成澇災,影響玉米的正常開花授粉,造成大量禿頂和空粒。四是低溫。氣溫<18 ℃,花粉失去生命力,影響授粉。五是風力達到5級,易引起柱頭干枯。六是田間病害以小斑病、彎孢葉斑病、瘤黑粉病等為主;也是瘋頂病、絲黑穗病的顯癥期;害蟲以玉米螟和棉鈴蟲為主,此期是這2種害蟲的產卵盛期。
4.5 應對管理措施
一是在玉米開花到成熟期保持充足的水分,控制土壤相對濕度保持在75%~80%之間。遇有高溫干旱持續的天氣,要及時進行灌溉,在增加土壤濕度的同時,可增加局地小環境的空氣濕度,創造比較適宜的生長環境。二是遇暴雨或連續性降水,要修好排水溝,及時排水,以防形成漬澇。三是出現大風天氣,玉米有倒伏,雨后要及時將其扶直,減少損失。四是病蟲害防治??刹捎萌斯め尫懦嘌鄯鋪矸乐斡衩酌兔掴徬x,在葉斑病發病初期噴灑化學藥劑防治。
5 灌漿至成熟期
5.1 生長發育特點
灌漿至成熟期一般為8月上旬至9月上旬。玉米進入生殖生長階段,莖葉等營養器官的體積已達最大值,并停止生長,莖、葉及其他營養器官內的營養物質不斷向果穗輸送,種子的體積和重量逐漸增加。玉米籽粒干重增長的來源大部分是灌漿過程中葉片的光合作用產物。
5.2 適宜氣象條件
一是溫度。氣溫22~24 ℃為最佳溫度,有較高的日較差;下限氣溫15~17 ℃。低于16 ℃或高于25 ℃都不利于干物質的積累和運輸。當氣溫降至20 ℃時,籽粒灌漿緩慢;降至18 ℃時,灌漿速度顯著減慢;當降至16 ℃時,灌漿停止。二是濕度。土壤水分影響減小,土壤相對濕度控制在60%~80%為宜。三是沒有連陰雨、冰雹、大風等災害性天氣。
5.3 不利氣象條件
一是溫度。溫度偏高,氣溫高于28 ℃,高溫干旱天氣持續時間長,造成高溫逼熟,籽粒灌漿不足;氣溫低于20 ℃,籽粒灌漿速度緩慢;18 ℃時灌漿速度顯著減慢;下降到16 ℃時,灌漿速度急劇下降;低于16 ℃,灌漿停止,延遲成熟。二是連陰雨。連續陰雨持續10 d以上,影響玉米的質量、收獲和晾曬。三是灌漿至乳熟后的大雨,土壤含水量過高,易發青枯病。四是前期的高溫高濕易導致小斑病、彎孢葉斑病發生,當溫度降低到25 ℃以下時,大斑病、灰斑病容易發生;乳熟后期大雨后驟晴,田間容易發生莖腐病。
5.4 主要氣象災害及其影響
一是高溫。高溫易導致干旱,干旱持續時間長,土壤不能提供充足的水分,造成高溫逼熟,籽粒灌漿不足。二是低溫危害。溫度偏低,灌漿緩慢,甚至停止,延遲成熟,或不能成熟。三是干旱。干旱導致灌漿不足,籽粒不飽滿,影響產量和品質[6-7]。四是連陰雨。連陰雨天氣,溫度偏低,延緩灌漿;光照不足,光合速率下降,降低產量;容易形成內澇,影響根系吸收養分。五是暴雨。容易形成內澇,影響根系吸收養分。六是主要病蟲害。田間病害以大斑病、小斑病、彎孢葉斑病、灰斑病、莖腐病等為主;害蟲以蛀莖害蟲和穗部害蟲為主,為危害盛期。
5.5 應對管理措施
此期主要管理目標是抓好后期管理,最大限度地保持綠葉面積,增強葉片的光合作用強度,盡量延長灌漿時間,是實現高產的關鍵。而脫肥、倒折、傷葉、旱澇災害、過早收獲以及葉斑病、蚜蟲危害等是削弱光合作用的因素,都會影響籽粒灌漿,降低粒重,造成減產。因此,在管理措施上,要緊緊圍繞防止莖葉早衰、促進灌漿、增加粒重這個中心,補施粒肥,增灌粒水,防止旱、澇、病、蟲等危害。
一是保持田間濕潤。灌水既要滿足生長需要,又要謹防過量。后期不能停水過早,只要植株青綠,就可保持田間濕潤。二是巧施花粒肥?;7誓軌蚍乐褂衩酌摲试缢?,保持葉片功能旺盛。根據玉米生長情況,如后期脫肥,可人工補施速效氮肥;采用滴灌和自壓軟管灌溉的地塊可隨水追施噴滴灌專用肥。三是防止后期早衰。玉米后期早衰與品種、氣候、栽培管理、病蟲害等密切相關??刹捎煤侠磉\用水肥、防治病蟲害等措施,盡力防止早衰,延長玉米后期葉片功能期,達到高產穩產的目的。四是防止倒伏。倒伏多由密度太大、根系發育不良、品種抗倒性差、水肥管理不當、病蟲害危害等原因造成。中后期倒伏對產量影響較大,應盡量避免或減輕。防止倒伏的措施主要有采用抗倒伏品種、合理密植、優化水肥管理、開溝培土、化控處理等。五是遇大雨天氣,及時排水,控制土壤濕度,防止病害發生。六是適時晚收。玉米的成熟期可分為乳熟期、蠟熟期和完熟期3個時期。完熟期籽粒達到生理成熟,體積最大,干重最高。此時收獲,可以獲得最高的經濟產量。七是病蟲害防治。該階段在現有的技術條件下,各種化學技術措施雖有明顯效果,但田間操作困難,對已發生的田塊無有效防治措施,只能提前預防。
6 結語
本文的研究成果應用于圍場縣農業氣象服務工作中,解決了圍場縣在春玉米種植農業氣象服務工作中存在的概念模糊、資料匱乏、服務缺乏針對性、服務產品缺乏多樣性,尤其是服務方式缺乏規范性等諸多問題,大大提高了圍場縣農業氣象服務人員的農業氣象服務能力和水平,有效指導圍場縣農業生產,為本地農業增產增收做出了應有的貢獻。
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