浅析温度对玉米产质量的影响

王文飞

摘要：摘要：玉米作为全球最重要的粮食作物之一，其产量和品质受到多种环境因子的综合影响，其中温度是最关键的气候要素之一。本文从玉米生长发育的各个阶段出发，系统分析了温度对玉米产量形成和品质指标的影响机制，并探讨了应对气候变化的调控策略，旨在为玉米高产优质栽培...

关键词：

玉米；温度；产量；品质；生长发育

出处：

《中国村庄》2026年1期

DOI：
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
专辑：
科学Ⅰ辑;信息科技
专题：
信息、科学;综合科技
分类号：
G90;N92

摘要：玉米作为全球最重要的粮食作物之一，其产量和品质受到多种环境因子的综合影响，其中温度是最关键的气候要素之一。本文从玉米生长发育的各个阶段出发，系统分析了温度对玉米产量形成和品质指标的影响机制，并探讨了应对气候变化的调控策略，旨在为玉米高产优质栽培提供理论依据。

关键词：玉米；温度；产量；品质；生长发育

1. 引言

玉米（Zea mays L.）是世界三大粮食作物之一，在我国农业生产中占据重要地位。随着全球气候变化加剧，极端温度事件频发，温度已成为制约玉米生产的主要环境因素。研究表明，玉米生长发育对温度变化极为敏感，不同生育阶段都有其适宜的温度范围，偏离最适温度将导致产量下降和品质劣变。因此，深入理解温度对玉米产质量的影响规律，对于指导生产实践和应对气候变化具有重要意义。

2. 温度对玉米生长发育的影响

2.1 种子萌发与出苗期

玉米种子萌发和出苗对温度要求较为严格。最适温度为25-30℃，在此范围内种子萌发快、出苗整齐。当温度低于10℃时，种子萌发缓慢，易烂种；高于40℃则会抑制胚根伸长，降低出苗率。研究表明，播种期土壤温度稳定在10-12℃以上是确保全苗的关键指标。

2.2 营养生长期

玉米营养生长期（出苗至拔节）适宜温度为20-25℃。此阶段温度过低会延缓植株生长，延长生育期；温度过高则加速发育，导致植株细弱、叶片薄小。特别是昼夜温差对干物质积累影响显著，较大的昼夜温差有利于光合产物积累，促进壮苗形成。

2.3 生殖生长期

抽雄吐丝期是玉米对温度最敏感的时期。最适温度为25-28℃，此时高温（>35℃）会导致花粉活力下降、花丝枯萎，严重影响授粉受精，造成秃尖、缺粒，产量损失可达30%以上。灌浆期适宜温度为22-24℃，高温会加速籽粒脱水，缩短灌浆持续时间，导致粒重降低；低温则延缓灌浆速度，增加遭受早霜的风险。

3. 温度对玉米产量的影响

3.1 产量构成因素

玉米产量由单位面积穗数、穗粒数和千粒重三个因素构成，温度通过影响这些构成因子最终作用于产量。

单位面积穗数主要受苗期温度影响。苗期低温导致出苗率低、分蘖减少，穗数不足；高温则可能引起徒长，抗倒伏能力下降。

穗粒数决定于雌穗分化期和授粉期的温度条件。雌穗小花分化期（拔节至大喇叭口期）低温会减少小花原基数；授粉期高温干旱是穗粒数降低的主要原因，花粉和花丝活力在高温下迅速下降，受精率降低。

千粒重主要受灌浆期温度调控。灌浆期是干物质积累的关键时期，适宜温度范围内，光合速率高，物质转运顺畅，粒重增加。温度高于25℃时，呼吸消耗加剧，净光合积累减少；低于16℃时，光合酶活性降低，灌浆速率显著下降。

3.2 产量形成的温度阈值

综合多年研究数据，玉米产量形成的临界温度指标可归纳为：

最低生长温度：10℃（生物学零度）

最适生长温度：25-30℃（光合最适）

最高生长温度：40-45℃（热害临界）

生殖生长高温胁迫：>35℃持续2小时以上

当生育期内有效积温（>10℃活动积温）低于2200℃·d时，难以实现品种潜在产量；高于3000℃·d时，若水分供应不足，高温逼熟现象明显。

4. 温度对玉米品质的影响

4.1 籽粒营养成分

温度对玉米籽粒蛋白质、淀粉和脂肪含量的影响存在显著差异。

蛋白质含量通常随温度升高而增加。高温条件下，氮代谢酶活性增强，蛋白质合成加速，但蛋白质品质可能下降，醇溶蛋白比例增加，赖氨酸等必需氨基酸含量相对降低。

淀粉含量与温度呈负相关关系。灌浆期高温会降低淀粉合成酶活性，减少淀粉积累，同时提高直链淀粉比例，影响食用和加工品质。

脂肪含量受温度影响较小，但高温会增加不饱和脂肪酸的氧化程度，降低油脂稳定性。

4.2 加工品质与食用品质

容重是评价玉米商品品质的重要指标，与灌浆期温度密切相关。适宜温度下，籽粒充实度高，容重大；高温逼熟导致籽粒瘪瘦，容重下降。

角质率（硬质率）反映籽粒的硬度和加工性能。昼夜温差大的地区，籽粒角质率高，更适合工业加工；高温条件下籽粒粉质率增加，易破碎。

适口性主要受淀粉组成和蛋白质品质影响。低温年份玉米籽粒淀粉黏度高，口感较好；高温年份籽粒皮厚渣多，适口性变差。

5. 应对温度胁迫的调控策略

温度胁迫对玉米生产的负面影响已成为制约全球玉米稳产高产的主要瓶颈。针对玉米不同生育阶段对温度的敏感性差异，必须从品种改良、栽培制度优化和农艺措施调控等多个层面构建综合防控体系，以有效缓解温度胁迫带来的产量损失和品质下降。

5.1 品种选育与布局

品种选育是应对温度胁迫的根本性、长效性措施。现代玉米育种应将耐温性作为核心目标性状之一，针对不同生态区的温度胁迫类型开展定向改良。

在耐高温育种方面，应重点加强生殖生长期抗热性的选择。研究表明，玉米雄穗小花分化期和授粉期对高温最为敏感，耐高温品种应具备以下特征：花药开裂正常、花粉活力强、花丝伸长快且受粉能力持久。近年来，分子标记辅助选择技术的应用加速了耐高温基因的聚合，如ZmHSP101、ZmHSFA2等热激蛋白基因和热激转录因子基因已被证实与耐热性密切相关。同时，利用玉米野生近缘种（如大刍草）的耐热基因资源，通过远缘杂交导入栽培玉米，可拓宽耐热种质基础。

在耐低温育种方面，需重点关注苗期冷害和灌浆期冷害两个关键阶段。苗期耐冷品种应具有低温下种子萌发快、出苗整齐、幼苗生长势强的特点；灌浆期耐冷品种则需具备低温下光合速率衰减慢、物质转运效率高的特性。通过筛选低温下细胞膜稳定性强、渗透调节物质积累多的种质，可有效提高品种的耐寒性。

品种布局优化是发挥品种潜力的重要保障。应根据区域热量资源时空分布特征，建立"品种环境"精准匹配模式。具体而言：

热量充足地区（如黄淮海夏玉米区）：选用中晚熟、耐高温品种，充分发挥光热资源潜力，但需确保能在初霜前正常成熟。

热量不足地区（如东北北部春玉米区）：选用早熟、耐低温品种，确保安全成熟，同时通过地膜覆盖等措施弥补热量不足。

温度波动大的地区：选用广适性品种，其对温度变化的缓冲能力强，稳产性好。

此外，随着气候变化导致热量资源北移东扩，应及时调整品种种植北界，但需警惕潜在的病虫害北扩风险，做好综合防控准备。

5.2 播期优化调整

播期调整是规避温度胁迫最经济有效的农艺措施。通过将玉米敏感期（特别是授粉期和灌浆期）与不利温度时段错开，可显著降低温度胁迫风险。

春玉米播期调整策略：在东北地区等春玉米主产区，传统播期常导致授粉期正值7月下旬至8月上旬的高温时段。适当提前播种（如由4月下旬提前至4月中旬），可使授粉期提前至7月上中旬，有效避开盛夏高温。但提前播种需满足两个条件：一是土壤5cm深处温度稳定通过10-12℃，避免低温烂种；二是需选用耐低温、早发性强的品种，以应对早春低温。此外，抢墒早播还可充分利用春季土壤墒情，实现一播全苗。

夏玉米播期调整策略：在黄淮海夏玉米区，前茬小麦收获后常面临苗期高温热害问题。适当推迟播种（如由6月上旬推迟至6月中旬），可使苗期避开极端高温，同时使授粉期处于8月下旬至9月上旬的相对温和时段。但推迟播种需确保生育期不延长过多，避免后期遭遇早霜。研究表明，在黄淮海地区，6月15日前后播种的夏玉米，其授粉期温度条件最优，秃尖率和缺粒率显著降低。

播期调整的协同考量：调整播期时必须统筹考虑水分供应和病虫害发生规律。过早播种可能遭遇春旱，需具备灌溉条件或选择抗旱品种；过晚播种可能加重玉米螟、蚜虫等害虫危害，需加强监测预警。此外，播期调整还应与品种熟期、种植密度相协调，构建"播期-品种-密度"优化组合，实现资源高效利用。

5.3 栽培管理措施

科学的栽培管理是缓解温度胁迫的直接手段，通过改善农田小气候和增强植株抗逆性，可有效减轻温度胁迫的负面影响。

5.3.1 水肥调控

水分管理是调控田间温度的关键措施。高温季节，植株蒸腾作用强，田间水分亏缺会加剧高温伤害。合理灌溉（如喷灌、滴灌）不仅可补充水分，还能通过水分蒸发带走热量，降低冠层温度2-5℃，显著缓解热害。灌溉时间应选择在清晨或傍晚，避免正午高温时段灌溉造成根系生理障碍。对于低温年份或冷凉地区，应控制灌溉量，避免土壤过湿导致地温回升缓慢，影响根系发育。

肥料调控可增强植株温度耐受性。高温胁迫下，增施磷钾肥（如磷酸二氢钾叶面喷施）可提高细胞液浓度，增强保水能力，同时促进抗氧化酶系统活性，减轻高温导致的氧化损伤。钾肥还能促进茎秆健壮，提高群体通风透光性，降低田间温度。低温年份或苗期遭遇冷害时，适当增施氮肥可促进营养生长，加快植株发育，弥补低温导致的生长量不足。但需注意氮肥用量，防止徒长和后期倒伏。

5.3.2 化控技术

植物生长调节剂是缓解温度胁迫的辅助手段。不同调节剂通过调控植物内源激素平衡和生理代谢，提高抗逆能力。

赤霉素（GA）在低温胁迫下应用，可打破种子休眠，促进萌发，提高出苗率；在营养生长期喷施，可促进细胞伸长，加速植株生长，缓解低温导致的发育迟缓。

水杨酸（SA）作为信号分子，能诱导热激蛋白表达，提高细胞耐热性。在高温来临前喷施水杨酸，可增强花粉活力和柱头可授性，降低高温对授粉受精的损害。

脱落酸（ABA）和芸苔素内酯（BR）等也具有提高温度耐受性的作用。ABA可促进气孔关闭，减少高温下水分散失；BR能增强细胞膜稳定性，提高抗氧化能力。化控技术的应用需注意时期、浓度和方法，避免药害或效果不佳。

5.3.3 覆盖栽培

覆盖栽培是改善土壤温度环境的有效措施，不同覆盖材料在不同季节发挥不同作用。

地膜覆盖主要应用于春季低温地区。透明地膜可提高土壤温度2-4℃，促进种子早萌发、早出苗，延长有效生育期。黑色地膜除增温外，还能抑制杂草生长。在东北地区，地膜覆盖可使春玉米播种期提前7-10天，成熟期提前5-7天，有效避开后期低温冷害。但地膜覆盖在生育中后期可能造成土壤温度过高，需注意揭膜或打孔透气。

秸秆覆盖主要应用于夏季高温地区或高温季节。秸秆覆盖层可阻隔太阳直接辐射，降低土壤温度3-6℃，减少水分蒸发，保持土壤湿润。同时，秸秆腐烂后增加土壤有机质，改善土壤结构，提高保水保肥能力。在黄淮海夏玉米区，小麦秸秆覆盖可有效缓解苗期高温热害，促进根系下扎。但秸秆覆盖量需适中（300-450kg/亩），过厚可能影响出苗和前期生长。

新型覆盖材料如可降解地膜、液体地膜、遮阳网等也在逐步应用。遮阳网可在极端高温时段（如授粉期）短期覆盖，降低冠层温度和光照强度，保护花粉和花丝活力，但需注意通风，避免湿度过大引发病害。

6. 结论

温度是影响玉米产质量的核心环境因子，其作用贯穿玉米整个生育过程。不同生育阶段对温度的响应机制和敏感程度存在差异，生殖生长期特别是授粉期和灌浆期是温度调控的关键时期。在全球气候变暖背景下，极端温度事件将更加频繁，深入研究温度胁迫的生理机制、培育抗逆品种、优化栽培管理，对于保障玉米安全生产具有重要意义。

参考文献

[1] 刘东尧, 闫振华, 陈艺博, 等. 增温对玉米茎秆生长发育、抗倒性和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2021（10）17-19.