提要:
玉米是喜温作物,理想的萌发和出苗温度在 30-32 摄氏度之间,土温过低会影响种子萌发,引起畸形苗;
种子在早期吸胀阶段对冷害最敏感,播种3天以后再发生低温降雨对出苗的影响明显降低;
沙壤土持水性差,土温昼夜变化剧烈,需要注意夜晚低温冷害;
地表残茬易蓄水遮阳,影响土温回升;
通过低温和残茬抗性试验,先锋对在售产品进行苗势分级评价,为各地区种植户有针对性的提供品种;
此外,通过先进的种子包衣技术,增强同等条件下的种子抗病虫能力。
播后能否实现苗全、苗齐,需要综合考量田间环境、品种特性和种子加工质量3个因素(图1)。
图1 玉米出苗受品种、田间墒情和种子质量影响
选择抗寒能力强的品种是实现整齐出苗的基础;种子的加工质量则决定了品种的抗性优势能否充分表达;而苗期天气则是能否整齐出苗的最大外部因素。对此,先锋一直致力于筛选遗传表现稳定、适应性广的产品。同时,结合农艺数据,针对各区域种植户有针对性的提供田间管理建议,尽量避开或降低不利环境因素影响。
土壤温度对玉米种子萌发和出苗的影响最大,建议土温稳定在10摄氏度以上时再下种;当然,播后的土壤温度和墒情变化也影响玉米出苗(图2)。
下面具体讨论温度影响玉米种子萌发和出苗的机理,以及如何避免不利环境条件,实现整齐出苗:
出苗的理想温度
玉米起源于热带,属喜温作物。先锋农艺团队选择熟期不同的3个品种,分别置于15-35度条件下培养,然后记录胚根和胚芽的生长速度,以推算理想的萌发温度。结果表明:当温度达到30度及以上时,胚根和胚芽都能快速伸长,实现短期萌发。但实际上,大部分地区的大田播种温度都达不到上述理想萌发温度(图3),且北美主要玉米种植区春播时土温都偏冷凉,实际的出苗速度也远远低于上述试验速度。
图3 不同熟期品种在不同温度条件下的胚根和胚芽生长速度
品种间的耐低温遗传差异
地温在10摄氏度以下时,玉米出苗受到抑制(图4)。杜邦先锋将所有北美地区产品都进行了抗寒性苗势分级(1-9级),在冷凉区域,种植者可选择同等条件下苗势等级更高的产品。一般,根据耐寒试验结果,苗势在4级以下属于弱苗势品种;而6级以上属于强苗势品种。
2009年,先锋农艺团队田间展示了70个弱苗势品种(<4级)和146个强苗势品种(>6级)的出苗表现,发现:随着温度不断降低,2类品种的出苗率都在下降,但是,强苗势的品种明显表现出更高的种子萌发和拱土能力(图4)。4级)和146个强苗势品种(>
图4 不同苗势品种在播后6个低温水平下的平均出苗表现(2009)
冷害发生时间对出苗的影响
将2个不同苗势品种(4级VS7级),分别用25度湿毛巾浸种0小时、24小时和48小时,然后,均用冰水处理3天并转移到25度环境培养4天,最后计算不同苗势品种在不同浸种时间下的出苗情况(图6)。
图6 冰水处理时期对不同苗势玉米品种的出苗影
上图可知:未浸种直接冰水处理对出苗影响最大,其中,弱苗势品种受冰水影响更大;经过24小时或48小时浸种处理后,种子对接下来的冰水环境表现更高的耐受性,出苗能力增强。这表明:如果播种后短时出现雨雪天气,则很可能发生严重的缺苗问题;而播种时土壤湿润、温暖,1天以后再发生低温天气时,种子的抵抗能力增强,对出苗相对影响较小;当然,选择一个强苗势品种也是出苗整齐的基础。
为什么早期冷害对种子萌发的影响更大呢?事实上,种子与土壤接触后,很快发生吸胀作用,短时就吸收了生化反应所需的大部分用水,后期水分吸收很少,因此,后期冷水对种子内部的代谢活动影响有限。如果将种子浸泡在水温10度的水中,然后,分别在30、60、120和180分钟时取出称重,计算种子的重量和吸水情况,可见下图7的趋势。
图7 玉米种子萌发早期吸水规律
结果表明:早期吸胀过程主要发生在播后的30分钟内,因此,如果低温播种,或者播后立即遭遇低温天气,细胞组织易受到损害,导致萌发困难。所以,在确定田间播期时,不仅要考虑下种时的土温,还要提前关注播后1天内的天气变化,避免播后短时遭遇雨雪天气。当然,播种时虽然土温适宜,但土壤比较干燥,没有完成吸胀作用,后期低温降雨仍会影响出苗。
土壤温度波动对出苗的影响
通常,沙质土造墒快于黏质土 ,春播时回温块,多优先播种。但同时,由于沙壤土透气性好、田间持水力弱,随着气温变化,土壤温度的变化幅度也较大,特别是晴朗的夜晚,易发生低温冷害。
2009年的研究发现:播后一周内,在白天,沙壤土的表层土温可达10度以上,但清晨时最低只有2度,部分时间的早晚温差可达6度(图8)。土壤温度的昼夜波动使得出苗率降低了25%。因此,早晚温差剧烈波动会增大种子的出苗压力,种植户在确定播期时,不仅要考虑平均温度水平,还要考虑昼夜温差和晚间低温对出苗的影响。
图8 播后一周内早晚土壤温度变化趋势(威斯康辛州-奥克莱尔,2009)
田间残茬对出苗的影响
残茬也是影响播期的重要因素。大量的残茬不仅增加了播种难度,还由于其蓄水特性,不利于土温回升,导致播后种子萌发缓慢;同时,如果排水不畅,还会进一步增加苗枯病发生。
2011年,在爱荷华州的一项调查发现:玉米出苗需要活动积温125度,而在条耕模式下,旋耕条带温度较高,从4月1日到30日,累计活动积温可达99度;而免耕条带累积活动积温只有28度。
直到五月下旬,相间条带的午时表土温度仍相差近6摄氏度(图9)。所以,生产上,建议使用耙具清除种行上的秸秆,帮助表土回温。
图9 地表残茬对表层土壤温度的影响(爱荷华州,2011年5月下旬)
总结
湿冷条件增加了种子的萌发压力和出苗时间,同时,也增大了病虫害侵染风险,种子包衣处理是最有效的解决方法。此外,考虑到播期对出苗的决定性影响,为提高出苗效果,可考虑:
如播种时有可预测的降温、降雨过程,建议停播,避开1-2天后再继续播种;沙质土壤,需要注意可能发生的剧烈昼夜温差波动和夜间低温冷害发生;
残茬过多时,可采取条耕模式或机械耙除种行的秸秆,保证土壤快速回温;
最后,选择苗势等级更高的品种和有包衣的种子。
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