吉林玉米帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響

1、馬樹慶，王琪，徐麗萍，等 吉林玉米帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響J 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2021，35( 1) : 55 61*吉林玉米帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響馬樹慶1 ，王琪2 ，徐麗萍3 ，于海3 ，張鐵林3( 1. 吉林省氣象臺(tái)，長(zhǎng)春 130062; 2. 吉林省氣象科學(xué)研究所，長(zhǎng)春 130062; 3. 榆樹市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，榆樹 131106)摘要: 2021 年和 2021 年春季，在吉林省中部玉米主產(chǎn)區(qū)開展玉米分期播種和土壤水分脅迫田間試驗(yàn)，每年均設(shè)3 個(gè)播期和 4 個(gè)水分處理，觀測(cè)播種 7 葉期間的土壤水分、灌水量、降水量、氣溫，以及 7 葉期后的玉米發(fā)

2、育期 株高、葉齡和生物量，采用回歸分析方法分析土壤水分變化對(duì)玉米長(zhǎng)勢(shì)的影響。結(jié)果說(shuō)明，春季土壤持續(xù)缺水 抑制玉米幼苗莖葉生長(zhǎng)，減緩生物量積累。玉米相對(duì)葉齡、相對(duì)株高和相對(duì)干重( 均為與對(duì)照相比) 與播種 7 葉期平均土壤濕度間均為顯著的二次函數(shù)關(guān)系，土壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米苗期相對(duì)葉齡、相對(duì)株高和 相對(duì)干重分別降低 5. 5、5. 6 和 11. 0 個(gè)百分點(diǎn)。0 20cm 土層平均土壤濕度在 21. 5% 24. 0% ( 或同期土壤有 效水量在 70 85mm) 時(shí)最適合玉米幼苗生長(zhǎng); 土壤濕度降至 18% ，那么玉米苗相對(duì)葉齡、相對(duì)株高和相對(duì)干重分 別從適宜土壤濕度條件下的 1

3、00% 降至 80% 、85% 和 70% 左右; 當(dāng)土壤濕度處于 16% 以下時(shí)，相對(duì)葉齡、相對(duì)株 高和相對(duì)干重分別降至 68 % 、70 % 和 50 % 以下。研究結(jié)果對(duì)玉米苗情評(píng)價(jià)、春旱影響評(píng)估及灌溉均具有指 導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞: 春玉米; 田間試驗(yàn); 幼苗長(zhǎng)勢(shì); 土壤水分; 相對(duì)葉齡; 相對(duì)株高; 相對(duì)干重Influence of Soil Moisture in Spring on Maize Seedling Growth in Jilin ProvinceMA Shu-qing1 ，WANG Qi 2 ，XU Li-ping3 ，YU Hai3 ，ZHANG Tie-lin3( 1

4、. Meteorological Observatory of Jilin Province，Changchun 130062，China; 2. Institute of Meteorological Science of Jilin Province， Changchun 130062; 3. Agrometeorological Observatory of Yushu County of Jilin Province，Yushu 131106)Abstract: Spring maize( Zea mays) field experiment of soil water stress

5、and sowing date were conducted in the maize zone of Jilin province in spring of 2021 and 2021，which set 4 soil moisture levels and 3 sowing dates The soil moisture，irrigation water amount，and rainfall were observed in the period from sowing to 7 leaf，and the leaf age， plant height and biomass dry we

6、ight of maize plant were observed after 7 leaf The impact of soil water change on the state of maize seeding growth was analyzed by using of regression method The results showed that the soil water stress inhibited the growing of maize leaves and plant，retarded the amassment of seeding biomass The r

7、elationship between relative leaf age of maize seedling，relative plant height and relative biomass and soil moisture in the period from sowing to 7 leaf were significant quadratic function Every 1 percentage point decline in soil moisture，the maizeseedling leaf age，plant height and dry weight decrea

8、sed 5 5，5. 6and 11. 0 percentage point respectively Soilin the period was suitable for maize seedlingsmoisture in 21. 5% 24. 0% ( or availablesoil water in 70 85mm)growth If the soil moisture decreased to 18. 0% ，the maize relative leaf age，relative plant height and relative dryweight dropped to 80%

9、 ，85% and 70% from appropriate conditions of 100% respectively When the soil moisture was below 16. 0% ，the leaf age，plant height and dry weight decreased to 68% ，70% and 50% respectively The results had guidance function on evaluation of maize seeding growth，spring drought impact and irrigationKey

10、words: Spring maize; Field experiment; Growth of seedlings; Soil moisture; elative leaf age; elative plant height; elative dry weight*收稿日期: 2021 06 14基金工程: 公益性行業(yè)( 氣象) 科研專項(xiàng)( GYHY20216021) ; 吉林省氣象局科研工程作者簡(jiǎn)介: 馬樹慶( 1959 ) ，遼寧鳳城人，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)氣象和農(nóng)業(yè)生態(tài)研究。E-mail: Jlmasq yahoo cn56中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象第 35 卷春旱是東北春玉米( Zea mays)

11、 主產(chǎn)區(qū)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一1。玉米播種至幼苗生長(zhǎng) 期 間 水 分脅迫直接影響玉米的出苗時(shí)間、出苗率、生物量和 產(chǎn)量，相關(guān)研究已有不少報(bào)道。陳假設(shè)禮等2-3研究表 明土壤水分脅迫對(duì)夏玉米出苗及生育的影響顯著; 趙先麗等4 試驗(yàn)研究認(rèn)為東北春玉米出苗率與土 壤濕度呈正相關(guān); 劉庚山等5研究說(shuō)明夏玉米苗期 對(duì)水分脅迫反響敏感，而后的灌水效果明顯; 李素美 等6-7研究說(shuō)明土壤水分脅迫顯著影響不同品 種玉 米的生育性狀和光合性能，進(jìn) 而影響產(chǎn)量; 馬樹慶 等8通過(guò)田 間試驗(yàn)研究了春玉米苗期地膜覆蓋條 件下的土壤水分變化及其對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)和產(chǎn)量的 影響; 劉彬彬9研究說(shuō)明水分脅迫對(duì)玉米幼苗形態(tài) 及生

12、理代謝影響顯著; 李秋祝等10通過(guò)水分控制試 驗(yàn)研究春玉米不同生育期干旱條件下玉米主要生理 參數(shù)的變化; 張琪等11分析了春玉米不同生育階段 的標(biāo)準(zhǔn)化降水量指數(shù)，建立了玉米不同時(shí)期干旱風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)測(cè)模式。張玉芳等12 利用水分盈虧等 方法建立干旱評(píng)估指數(shù)，評(píng)估玉米生育期干旱狀況 和產(chǎn)量損失。 宋鳳斌等13-14 研究了玉米對(duì)干旱脅 迫的反響和適應(yīng)性，總結(jié)了玉米發(fā)芽出苗抗旱性研 究進(jìn)展。國(guó)外相關(guān)研究那么側(cè)重于玉米生長(zhǎng)對(duì)水分脅 迫的生理反響15-18。吉林省中部地區(qū)是東北玉米帶的腹地，玉米播種 面積占糧食作物的 75% ，其中 90% 靠雨養(yǎng)。當(dāng)?shù)卮?季玉米播種至幼苗生長(zhǎng)期間( 4 月下旬 6

13、月中旬) 降 水少，降水變率大，因此常發(fā)生春旱，尤其是進(jìn)入 90 年代以來(lái)氣候變暖和變干19-20，降水減少，春旱頻繁， 已經(jīng)成為制約玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的首要因素，而溫度影 響退居次要地位21-23。當(dāng)?shù)卮汉祵?dǎo)致玉米出苗晚和 出苗率下 降24-25，還嚴(yán)重抑制幼苗生長(zhǎng)，造 成減產(chǎn)。 盡管 關(guān)于東北地區(qū)玉米春旱影響的研 究 報(bào) 道 較 多4，24-27，但至今還未見(jiàn)客觀揭示當(dāng)?shù)赜衩子酌缟L(zhǎng) 狀況與春季土壤水分脅迫的函數(shù)關(guān)系和相關(guān)指標(biāo)的 報(bào)道。本研究于 2021 2021 年在吉林省中部開展田 間試驗(yàn)，將春玉米播種至幼苗生長(zhǎng)期間土壤水分脅迫 試驗(yàn)和分期播種試驗(yàn)相結(jié)合，在不同播期條件下實(shí)施 不同程度的持

14、續(xù)干旱和不旱處理，以分析春季土壤水 分變化對(duì)玉米出苗和幼苗長(zhǎng)勢(shì)的影響，并建立玉米苗 情對(duì)氣象條件的反響指標(biāo)和模式。王琪等28用 2021 年試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步分析了水分脅迫對(duì)玉米幼苗長(zhǎng)勢(shì)的 影響，但 2021 年春季前期土壤水分、試驗(yàn)期間降水量 和氣溫等氣象條件和試驗(yàn)結(jié)果與 2021 年差異明顯，有必要再度深入分析和總結(jié)，以便更深入、準(zhǔn)確地揭示玉米幼苗長(zhǎng)勢(shì)對(duì)春季土壤水分變化的反響規(guī)律。 本文用兩年試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析玉米播種 7 葉期土壤水 分虧缺對(duì)春玉米葉齡、株高和生物量的影響，提煉玉 米苗期長(zhǎng)勢(shì)對(duì)春旱的反響模式，為開展玉米春旱評(píng) 估、苗期長(zhǎng)勢(shì)預(yù)測(cè)和抗旱灌溉等 提供科學(xué)依據(jù)和 方法。1材料與方法1. 1試

15、驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)在吉林省中北部的榆樹市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站 進(jìn)行，試驗(yàn)地距氣象觀測(cè)場(chǎng) 20m，試驗(yàn)田土壤為黑鈣 土，土質(zhì)、氣候條件在吉林省玉米帶具有代表性。試 驗(yàn)?zāi)晗逓?2021 和 2021 年。試驗(yàn)為玉米土壤水分脅迫和分期播種耦合試 驗(yàn)，設(shè)正常、偏晚和晚播 3 個(gè)播期處理，以增大樣本， 兩年試驗(yàn)即獲得 6 個(gè)生長(zhǎng)期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以當(dāng)?shù)剡m 宜播期為第 1 播期，以后每隔 7 d 設(shè) 1 期( 表 1 ) 。供 試品種為先玉 335 ，屬中熟品種，為榆樹市乃至東北 玉米主產(chǎn)區(qū)主推品種。采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)壟作等距點(diǎn)播 方式，每穴播一粒種子; 壟距 62 cm，株距 15 cm; 播種 密度 10 12 穴 / m2

16、 ，定苗密度與普通玉米田一致，即 5 6 株 / m2 。施肥量和田間管理水平與當(dāng)?shù)卮蠓秶?生產(chǎn)水平一致。每個(gè)播期設(shè) 4 個(gè)灌水處理和一個(gè)對(duì)照( 雨養(yǎng)) ， 用擋雨棚和人工灌水來(lái)實(shí)現(xiàn)土壤水分控制。共建 3 個(gè)擋雨棚，用于 3 期播種。擋雨棚為一面坡自然通 風(fēng)式，前后沿高度分別為 1. 7 m 和 1. 4 m，棚長(zhǎng) 25 m， 寬 5 m。有雨時(shí)蓋上塑料膜，阻止降水進(jìn)入小區(qū)，雨 后撤膜。擋雨棚為開放式，蓋棚時(shí)棚的四周 開放通 風(fēng)。每個(gè) 棚 內(nèi) 并 列 設(shè) 4 個(gè)水分處理小區(qū)，每 小 區(qū) 8. 5 m2 ，小區(qū)四周挖 35 cm 深窄溝，內(nèi)埋厚塑料布，防 止水分相互滲透。使用噴壺人工噴灌，播 種

17、 7 葉 期不同處理灌水 3 6 次不等，4 個(gè)水分處理每次灌 水量分別為少、偏少、中等和稍多，每次灌水量 20 100 kg 不等，使 4 個(gè)處理小區(qū) 0 20 cm 土層平均土 壤濕度依次在 15 % 、17 % 、19 % 和 21 % 左右，分別標(biāo) 記為重旱、中旱、輕旱和不旱，多灌水處理其土層濕 潤(rùn)深度不超過(guò) 20 cm。水分處理截至玉米到達(dá) 7 葉期，而后全部 雨養(yǎng)。 每個(gè)水分處理時(shí)間在 30 45 d不等。2021 和 2021 年播種 7 葉期雨量較充分，因此將雨養(yǎng)設(shè)為對(duì)照，不旱處理的土壤水分略低于雨 養(yǎng)和適宜水量。依照?農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)?29開展玉米發(fā)育期、馬樹慶等: 吉林玉米

18、帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響57第 1 期株高、葉齡、根莖葉干重、土壤濕度、灌水量、降雨量等觀測(cè)。土壤水分測(cè)定每周 2 次，在灌水 前一天和 后兩天取土測(cè)定; 玉米長(zhǎng)勢(shì)觀測(cè)截至晚播種、生長(zhǎng)最 慢的小區(qū)到達(dá) 7 葉的日期。各項(xiàng)觀測(cè)兩次重復(fù)，取 其平均值; 用前期土壤濕度和灌水量 / 降水量核算耕 層土壤 有 效 水 量24，28。 采用相關(guān)分析法分析播 種 7 葉期土壤水分對(duì) 7 葉后玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的 影響。水量、降雨量和氣溫為播種 7 葉普遍期的平均值或累積值; 葉齡、株高和生物量為玉米 7 葉后的最后一 次觀測(cè)值。由于觀測(cè)時(shí)次不同，兩年生物量均取 6 月 15 日( 生育進(jìn)程

19、最晚的小區(qū)通過(guò) 7 葉始期) 觀測(cè)值， 株高和葉齡均為 6 月 20 日的觀測(cè)值，此時(shí)玉米生育 最晚的小區(qū)通過(guò) 7 葉普遍期。對(duì)照、不旱、輕旱、中 旱、重旱的 0 20cm 土壤水分、葉齡、株高和根莖葉生 物量呈遞減趨勢(shì)，各處理差異明顯。與 2021 年相比， 2021 年試驗(yàn)期間土壤水量偏多，但各處理土壤水分 差異偏小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)各處理要素值如表 1，其中土壤濕度、土壤有效1. 2表 1 各處理玉米播種 7 葉期土壤水分條件和 7 葉后植株生長(zhǎng)狀況Table 1 Soil moisture in the period from sowing to 7 leaf and maize seedli

20、ng status after 7 leaf under each treatment6 月 15 日測(cè)干重( g / 株) Dry weightmeasured on 15th June ( g / plant)6 月 20 日測(cè)Measured on 20th June土壤濕度Soil moisture( % )播種日期Sowing date處理Treatment有效水量 Effectivewater amount( mm)莖葉Stem leaf根oots總干重Total葉片數(shù) Leafnumber株高 Plantheight( cm)2021 05 09雨養(yǎng) ainfed不旱 No dr

21、ought 輕旱 Slight 中旱 Moderate 重旱 Severe 雨養(yǎng) ainfed 不旱 No drought 輕旱 Slight 中旱 Moderate 重旱 Severe 雨養(yǎng) ainfed 不旱 No drought 輕旱 Slight 中旱 Moderate 重旱 Severe 雨養(yǎng) ainfed 不旱 No drought 輕旱 Slight 中旱 Moderate 重旱 Severe 雨養(yǎng) ainfed 不旱 No drought 輕旱 Slight 中旱 Moderate 重旱 Severe 雨養(yǎng) ainfed 不旱 No drought 輕旱 Slight 中旱 M

22、oderate重旱 Severe25 819 518 417 616 023 419 517 215 414 621 520 318 116 415 321 519 919 418 616 422 120 018 717 416 221 920 919 417 616 880 253 941 843 724 661 551 352 447 940 948 279 252 254 340 7129 177 764 548 738 7121 575 362 948 132 278 973 749 637 130 25 55 13 52 01 23 84 12 71 60 61 21 91 21 0

23、0 63 12 72 71 21 01 91 71 40 80 71 51 41 31 20 82 81 81 50 70 51 61 31 00 40 41 10 70 40 40 22 41 51 30 91 01 71 71 60 70 51 40 90 60 60 48 36 95 02 71 75 45 43 72 01 02 32 61 61 40 85 54 24 02 12 03 63 43 01 51 22 92 31 91 81 311 210 69 29 38 210 29 39 08 07 88 98 68 17 47 19 59 38 58 48 38 78 58 2

24、8 18 08 38 17 77 67 48876706562807363585159544943387474656257656459585161626253502021 05 162021 05 232021 05 022021 05 092021 05 1658中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象第 35 卷數(shù)( 2 ) 分別為 0. 77 和 0. 71。由圖 1 可見(jiàn)，土壤濕度在 21. 5% 24% 時(shí)相對(duì)葉齡最高( 100% ) ，即未受到 干旱影響; 土壤濕度在 17% 21% 時(shí)，相對(duì)葉齡隨著 土壤濕度增加近于線性增長(zhǎng)，土壤濕度每上升 1 個(gè)百結(jié)果與分析22. 1春季土壤水分對(duì)玉米葉齡的影響2. 1.

25、 1土壤濕度土壤枯燥條件下，玉米幼苗根系不能獲得生長(zhǎng)所 需的水分，導(dǎo)致葉片生長(zhǎng)速度下降。從表 1 可以大致 看出，各處理玉米 7 葉后的葉齡與播種 7 葉期土壤 水分間呈正相關(guān)關(guān)系。原始數(shù)據(jù)中包含了不同播期 和溫度等環(huán)境差異的影響，為了突出土壤水分變化的 影響，用相對(duì)葉齡和葉齡差( 均與對(duì)照相比，下同) 與 0 20cm 土壤濕度進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果說(shuō)明，相對(duì)葉 齡和葉齡差與播種 7 葉期土壤水分間均為極顯著 的二次函數(shù)關(guān)系( 樣本 n = 30，P 0. 01) ，方程決定系分點(diǎn)，相對(duì) 葉齡增加 5個(gè) 百 分 點(diǎn)。 土 壤 濕 度 在 618. 0% 左右時(shí)相對(duì)葉齡為 80% 左 右; 土 壤

26、 濕 度 在17% 以下時(shí)，幼苗生長(zhǎng)緩慢，相對(duì)葉齡在 75% 以下，葉 片數(shù)較適宜土壤濕度時(shí)少 2 片葉。葉齡差與土壤濕 度的關(guān)系也十分密切，土壤濕度在 14% 23% 范圍 內(nèi)，濕度每下降 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米苗葉齡下降 0. 37 左 右。土壤濕度超過(guò) 24% 時(shí)對(duì)玉米苗生長(zhǎng)無(wú)正效應(yīng)， 再增加那么為土壤過(guò)濕，對(duì)葉片生長(zhǎng)有抑制作用。圖 1 播種 7 葉期 0 20cm 土壤濕度與相對(duì)葉齡和葉齡差( 與對(duì)照比) 的關(guān)系Fig. 1 elationship between the relative leaf age( a) ，difference of leaf age( b) to CK and

27、 0 20cm soil moisture during sowing to 7 leaf stage壤有效水量在 70 90mm 時(shí)適宜玉米幼苗生長(zhǎng)，葉齡最大; 當(dāng)土壤有效水量降至 55mm 左右時(shí)，玉米苗約 少 1 片葉。土壤有效水量在 80mm 以下范圍，有效水 量每減少 10mm，幼苗約減少 0. 4 個(gè)葉片( 圖 2b) 。土壤有效含水量2. 1. 2播種 7 葉期 0 20cm 土層有效含水量與葉齡的直接關(guān)系不顯著，但各處理與對(duì)照的葉齡差與土壤 有效水量的關(guān)系為極顯著的二次函數(shù)關(guān)系( 圖 2) ，土圖 2 播種 7 葉期 0 20cm 土層土壤有效水含量與葉齡( a) 和葉齡差(

28、b) 的關(guān)系Fig. 2 elationship between the leaf age( a) ，difference of leaf age( b) to CK and soil effective water amount in 0 20 cm layer during sowing to 7 leaf stage春季土壤水分對(duì)株高的影響土壤濕度理 6 月 20 日觀測(cè)的玉米植株高度與播種 7 葉期平均土壤濕度的線性關(guān)系極顯著( P 0. 01，圖 3) ，相關(guān) 系數(shù)為 0. 72。土壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米株高2. 22. 2. 1株高也是玉米幼苗長(zhǎng)勢(shì)的一個(gè)主要指標(biāo)。各處馬樹

29、慶等: 吉林玉米帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響59第 1 期降低 3cm 左右。玉米相對(duì)株高與土壤濕度的關(guān)系為二次函數(shù)關(guān)系( 圖 3 ) ，2 為 0. 86，達(dá)極顯著。土壤濕 度在 23% 左右時(shí)，相對(duì)株高接近 100% ; 土壤濕度 21% ，那么株高隨著濕度的下降而明顯下降。土壤濕度18% 左右時(shí)，玉米相對(duì)株高降至 85% 左右; 土壤濕度16% 以下，那么玉米相對(duì)株高降低至 70% 以下。在適宜 土壤水分以下，土壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米株 高約降低 5. 6 個(gè)百分點(diǎn)。土壤濕度在 23% 以上時(shí)再 增加濕度對(duì)玉米苗生長(zhǎng)無(wú)正效應(yīng)。2. 2. 2土壤有效含水量播種 7

30、葉期 0 20cm 土壤有效含水量與 6 月20 日玉米植株高度的關(guān)系為不十分顯著的二次函數(shù) 關(guān)系，但與相對(duì)株高的二次函數(shù)關(guān)系極顯著( 圖 4 ) 。 土壤有效含水量 80mm 左右時(shí)，玉米植株最高; 含水 量在 75mm 以下，隨著土壤有效含水量的減少，株高 呈線性下降趨勢(shì)。至土壤有效含水量 50mm 左右時(shí)， 玉米株高降低 15 個(gè)百分點(diǎn); 有效水量在 35mm 以下， 玉米株高僅為適宜水分時(shí)株高的 50% 左右。圖 3 播種 7 葉期 0 20cm 土壤濕度與株高( a) 和相對(duì)株高( b，與對(duì)照比) 的關(guān)系Fig. 3 elationship between the plant hei

31、ght( a) ，relative height ( b) to CK and 0 20cm soil moisture during sowing to 7 leaf圖 4 玉米播種 7 葉期 0 20cm 土層土壤有效水含量與玉米幼苗株高( a) 和相對(duì)株高( b) 的關(guān)系Fig. 4elationship between the plant height( a) ，relative height ( b) to CK and soil effective water amount in 0 20cm layer during sowing to 7 leaf2. 3春季土壤水分對(duì)幼苗生物

32、量的影響壤濕度的下降，根、莖葉相對(duì)干重明顯下降。土壤濕度下降至 18% 左右時(shí)，根、莖葉和總生物量分別下降 至 55% 、70% 和 65% 左右; 土壤濕度下降至 16% 以下 時(shí)，根、莖葉生物量下降至 40% 左右。在適宜土壤水 分條件以下，平均土壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米 幼苗根干重約下降 9 個(gè)百分點(diǎn)，莖葉和總生物量約下 降 11 個(gè)百分點(diǎn)。土壤濕度在 24% 以上時(shí)再增加濕 度，那么對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)有抑制作用。土壤濕度2. 3. 1生物量是幼苗生長(zhǎng)繁茂程度的綜合反響。6 月15 日觀測(cè)的各小區(qū)玉米根、莖葉相對(duì)干重( 相對(duì)于對(duì) 照) 與播種 7 葉期平均土壤濕度的關(guān)系均符合二次 函

33、數(shù)( 圖 5) 關(guān)系，相關(guān)極顯著( n = 30，P 0. 01 ) 。土 壤濕度在 21% 24% ，玉米根、莖葉和植株相對(duì)總干 重最大，到達(dá) 100% ; 土壤濕度在 22% 以下時(shí)，隨著土60中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象第 35 卷圖 5 播種 7 葉期 0 20cm 土壤濕度與相對(duì)根( a) 、莖葉( b) 和總( c) 干重( 與對(duì)照比) 的關(guān)系Fig. 5 elationship between the relative dry weight of root( a) ，stem leaves( b) ，total ( c) to CK and 0 20cm soil moisture during

34、 sowing to 7 leaf土壤有效含水量葉干重和總干重分別下降至適宜水量時(shí)的 80% 、63%和 70% 左右，當(dāng)土壤水分降至 40mm 以下時(shí)，玉米根、 莖葉生物量缺乏適宜水量時(shí)的 50% 。土壤水分每減 少 10mm，玉米根、莖葉干重和總干重分別下降 12 13 個(gè)百分點(diǎn)。土壤有效水量在 90mm 以上再增加，對(duì) 玉米苗生物量增長(zhǎng)有抑制作用。2. 3. 26 月 15 日的相對(duì)根、莖葉干重與播種 7 葉期土壤有效含水量的關(guān)系也為二次函數(shù)( 圖 6) 關(guān)系，相關(guān) 極顯著( P 0. 01) 。土壤有效含水量在 70 90mm 適 宜玉米幼苗生長(zhǎng)，根、莖葉生物量最大，達(dá) 到或接近 10

35、0% ; 當(dāng)有效含水量降至 60mm 左右時(shí)，玉米根、莖圖 6 玉米播種 7 葉期 0 20cm 土層土壤有效水含量與相對(duì)根( a) 、莖葉( b) 和總( c) 干重( 與對(duì)照比) 的關(guān)系Fig. 6 elationship between the relative dry weight of root( a) ，stem-leaves( b) ，total ( c) to CK and soil effective water amount in 0 20cm layer during sowing to 7 leaf對(duì)葉齡、相對(duì)株高和相對(duì)生物量分別降至 68% 、70%和 50% 以下。

36、研究區(qū)玉米幼苗生長(zhǎng)的土壤濕度上限 為 24% ，當(dāng)接近田間持水量( 26% ) 時(shí)，水分過(guò)多那么抑 制生長(zhǎng)。根和莖葉對(duì)土壤水分短缺的反響有差異，土 壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米苗期根干重約下降 9 個(gè)百分點(diǎn)，莖葉和總生物量約下降 11 個(gè)百分點(diǎn)。本文將水分控制試驗(yàn)和分期播種試驗(yàn)相結(jié)合， 建立的土壤水分脅迫對(duì)玉米幼苗長(zhǎng)勢(shì)影響指標(biāo)和模 式的客觀性和定量性較強(qiáng)，初步揭示了玉米苗期生 長(zhǎng)狀況對(duì)土壤水分脅迫的反響規(guī)律，在定量化和模 式化方面較前人同類研究有一定新進(jìn)展。 試 驗(yàn) 地 2021 年氣象條件與 2021 年差異較大，試 驗(yàn)期間平 均氣溫比 2021 年低 3 4 ，播種前土壤含水量少 10

37、 mm( 29 % ) ，但 雨量偏多使對(duì)照田土壤有效含水 3結(jié)論與討論春季土壤水分缺乏嚴(yán)重抑制玉米幼苗生長(zhǎng)，降低玉米苗期生葉速度和植株高度，減緩根莖葉生物量增長(zhǎng)。低于田間持水量時(shí)，播種 7 葉期 0 20cm 土層 土壤濕度和土壤有效含水量與 7 葉后玉米幼苗相對(duì) 葉齡、植株高度和根莖葉生物量的關(guān)系均為正比例二 次函數(shù)關(guān)系，平均土壤濕度每降低 1 個(gè)百分點(diǎn)，玉米 葉齡、株高和總生物量分別下降 5. 5、5. 6 和 11 個(gè)百 分點(diǎn)。土壤濕度在 21. 5% 24. 0% ，或同期土壤有效 含水量在 70 85mm，適宜玉米幼苗生長(zhǎng); 平均土壤濕 度降至 18% ，或同期土壤有效含水量減至

38、50mm 左 右，玉米 相對(duì)葉齡、相 對(duì)株高和相對(duì)生物量分別從 100% 降至 80% 、85% 和 70% 左右; 平均土壤濕度處 于 16% 以下，或同期土壤有效水量在 40mm 以下，相馬樹慶等: 吉林玉米帶春季土壤水分變化對(duì)玉米幼苗生長(zhǎng)狀況的影響61第 1 期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)J 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2021，33( 3) : 451-45512張玉芳，王銳婷，陳東東，等 利用水分盈虧指數(shù)評(píng)估四川 盆地玉米生育期干旱狀 況J 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2021，32 ( 4) : 615-62013宋鳳斌，戴俊英 玉米對(duì)干旱脅迫的反響和適應(yīng)性J 吉 林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27( 1) 1-514徐明慧，關(guān)義新

39、，馬興林，等 玉米芽苗期抗旱性研究進(jìn)展 綜述J 玉米科學(xué)，2002，10( 4) : 35-3815Hsiao T C Plant responses to water stressJ Annual e- views in Plant Physiology，1973，24( 1) : 519-57016Lebreton C，Lazic -Jancic V，Steed A，et al Indentification of QTL for drought responses in maize and their use in testing causal relationships between

40、 traitsJ Experimental Botany， 1995，46( 7) : 853-86517Singh K P，Karan S，Singh K Some biochemical changes during germination and seedling growth of maize composites in response to moisture stressJ Indian Journal of Agricul- tural Chemistry，1981，14: 173-17618Seregin I V，Kozehevnikova A D Strontium tran

41、sport，distri- bution and toxic effects on maize seedling growthJ us- sian Journal of Plant Physiology，2004，51( 2) : 215-22119馬樹慶，王琪 東北區(qū)玉米帶熱量資源變化規(guī)律研究J 資源科學(xué)，2000，22( 5) : 41-4620馬樹慶，王琪，羅新蘭 基于分期播種的氣候變化對(duì)東北 地區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響J 生態(tài)學(xué)報(bào)，2021，28 ( 5) : 2131-213921馬樹慶 2021 年吉林省氣象災(zāi)害及其對(duì)糧食生產(chǎn)的影響J 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，35( 1) : 49-5222曹鐵華，梁恒赫，劉亞軍，等 吉林省氣候變化對(duì)玉米產(chǎn)量 的影響J 玉米科學(xué)，2021，18( 2) : 120-12423扈艷萍，曹建敏，劉敏 遼寧省玉米產(chǎn)區(qū)氣候因子與玉米 產(chǎn)量的相關(guān)性研究J 玉米科學(xué)，2021，16( 3) : 140-14624馬樹慶，王琪，呂厚荃，等 水分和溫度對(duì)春玉米出苗速度 和出 苗 率 的 影 響 J 生 態(tài) 學(xué) 報(bào)，2021，32 ( 11 ) : 3378-338525馬樹慶，王琪，于海，等 東北地區(qū)玉米出苗速度與水熱條 件的關(guān)系及出苗期氣象評(píng) 估J 生態(tài)學(xué)雜志，2021，32 ( 8) : 20