黑龙江省第3积温带地温变化及玉米播期的确定

黑龙江省第3积温带地温变化及玉米播期的确定
祖洪月;周璇;李昕;邸宏;张林;郑红;王振华
【摘要】黑龙江省第3积温带是该省早熟玉米的重要产区,为确保玉米播种质量需要了解该区4—5月地温的变化进而确定适宜的播种期.本研究选取拜泉县、富锦市、讷河市和绥棱县4个具有代表性的市(县),以2004—2013年4—5月5～10 cm
土层日平均地温为基础数据,分析近10 a该积温带播种至出苗期间(4—5月)地温的变化规律,同时结合玉米种子萌发温度,确定该积温带的播种日期.结果表明,日平均地温均随着时间推进而增长,4月1—8日地温增长比较稳定,4月9—20日地温波动
幅度最大,4月25日至5月1日整体呈现上升趋势;4地平均地温稳定通过6℃、7℃、8℃、9℃、10℃的日期分别为4月17日、4月17日、4月18日、4月18日、4月26日,但年际间差异较大;第3积温带的最早播种期建议为4月20日,适
宜播期为4月27日至5月10日.%The third accumulated temperature zone was an important early-matured maize region in Heilongjiang province. In order to ensure the maize sowing quality,we need to know the changes of earth temperature in this area and to determine the suitable sowing date from April to May. This study analyzed the changes of earth temperature
of 5—10 cm soil layer of four representative cities and counties in third accumulated temperature zone in Heilongjiang province from April to May during 2004 to 2013. The sowing time in this area was defined considering maize seed germination temperature. The results showed that daily average earth temperature increased in the fluctuations over time. It increased steadily from 1st to 8 th in April,a great fluctuation from 9 th to 20 th in April,and it showed a general upward trend from April 25th to May
1st. The earth temperature steadily reached 6 ℃,7 ℃,8 ℃,9 ℃ and 10 ℃ on 17th,17th, 18th,18th and 26th in April respectively,but the date varied largely in different years. We suggested that the earliest maize sowing time was April 20 th,the suitable sowing date was from April 27 th to May 10 th.
【期刊名称】《河南农业科学》
【年(卷),期】2016(045)004
【总页数】4页(P23-26)
【关键词】黑龙江省;第3积温带;玉米;地温;播种期
【作者】祖洪月;周璇;李昕;邸宏;张林;郑红;王振华
【作者单位】东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030;黑龙江省气候中心, 黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学, 黑龙江哈尔滨150030
【正文语种】中文
【中图分类】S513
玉米是黑龙江省第一大作物，2014年黑龙江省玉米播种面积达到544.02万
hm2[1]，其中第3积温带玉米面积约200 hm2。

在早熟春玉米区，播种至出苗期间的地温变化和播种时期直接影响种子萌发和田间出苗率，进而影响作物的生育进程和产量[2]。

研究表明，平均气温每升高1 ℃，出苗率可以提高17%[3]。

Bollero等[4]研究发现，早春较高的土壤温度能线性地增加玉米产量。

冯伟等[5]
设置不同播期试验表明，适宜早播玉米空秆率下降，穗粒数和千粒质量增加，增产明显。

孙亚玲[6]研究表明，随播期的推迟，玉米生育进程加快，穗分化和籽粒灌浆时间缩短，穗数、穗粒数和千粒质量降低，经济系数、干物质转运量、干物质转运率、干物质转运对籽粒的贡献率均呈下降趋势，从而导致减产。

Cirilo等[7]利用杂交种DK636进行播期试验发现，延迟播期会减少千粒质量；与早播相比，延迟播期降低灌浆效率，缩短灌浆有效时间，以致灌浆期间光能利用率低，植物生长速度较慢。

Namakka等[8]利用2个极早熟玉米品种(95TZEE-W和95TZEE-Y)设置6月末、7月中旬和7月末3个播种日期进行试验，结果表明，随着播期的延迟，玉米穗长、穗粗减小，产量明显降低。

前人研究表明，在适宜条件下，温度<5 ℃时玉米种子不能发芽，6～7 ℃时开始发芽，但发芽极慢，易霉烂[9]。

Lovato等[10]发现，5 ℃是病原菌活跃的温度，种子易受到侵染。

一般将5～10 cm土层的地温稳定在8～10 ℃作为春玉米合适播期开始的标准。

过早播种易粉籽缺苗，在黑龙江第3积温带还容易感染玉米丝黑穗病，且苗期植株生长缓慢；过晚播种，营养生长阶段植株生长较快，生殖生长较慢，甚至不能正常成熟[11-12]。

目前，关于玉米播种期的研究多集中于播期与玉米种子发芽、种子发育及玉米产量之间的关系[3,13-14]，但关于黑龙江第3积温带4—5月播种期间地温变化与玉米播种期关系的研究尚未见报道。

为此，本研究依据该区域具有代表性的4个市(县)2004—2013年4—5月5～10 cm土层日平均地温的观测数据，分析近10 a该积温带播种至出苗期间地温的变化规律，同时结合玉米萌发温度，确定该积温带的适宜播种日期，旨在为黑龙江省第3积温带玉米生产提供依据。

1.1 资料的搜集与整理
本研究采用的地温数据资料来源于黑龙江省气候中心，包括黑龙江省第3积温带有代表性的4个市(县)地面气象观测点所记录的2004—2013年4—5月5～10
cm日平均地温。

4个市(县)分别为拜泉县(47.62°N、126.07°E)、富锦市(47.25°N、132.03°E)、讷河市(48.48°N、124.85°E)、绥棱县(47.22°N、127.12°E)。

将地温数据资料按日期、地点和年份分别进行整理，以4地平均地温代表黑龙江省第3
积温带地温，用于地温变化趋势分析和年际间变化分析。

1.2 数据分析
用Excel 2010软件，以4个市(县)10 a 4—5月的日期为自变量，以日平均地温
为因变量，分别做出4地地温以及4地平均地温的日期-温度曲线图；分别以6 ℃、7 ℃、8 ℃、9 ℃、10 ℃为界限温度，利用5日滑动平均法[15]，在任意连续5 d 的日平均温度平均值大于或等于某界限温度的最长一段时期内，在第1个5 d中
挑选最先一个日平均温度大于或等于某界限温度的日期，即为4地地温以及4地
平均地温稳定通过6 ℃、7 ℃、8 ℃、9 ℃、10 ℃的日期，进而分析该积温带稳
定通过6～10 ℃日期年际间的变化。

2.1 黑龙江省第3积温带4—5月日平均地温的变化趋势
从图1可见，黑龙江省第3积温带日平均地温随着时间推进波动增长，4月1—8
日地温增长比较稳定，曲线波动幅度相对较小，此阶段日平均地温为4.76 ℃，讷河市地温曲线明显高于平均地温曲线，富锦市地温曲线明显低于平均地温曲线；4月9—20日曲线波动幅度最大，此阶段日平均地温为6.98 ℃，4月15日有1个
降温点，然后地温明显回升，19日达到峰值，该时间段地温变化异常；4月25日至5月1日整体呈现上升趋势，其间日平均地温为12.04 ℃，讷河市明显高于其
他3个市(县)；5月1日以后，讷河市与其他3市(县)地温差距仍很明显，而拜泉
县地温则转而略低于其他3个市(县)，各市(县)地温随时间推进逐渐升高，5月日
平均地温高达17.87 ℃。

总体来看，讷河市地温曲线略高于其他市(县)曲线，富锦市与绥棱县平均曲线比较接近，拜泉县地温由5月1日开始，低于4地平均地温
曲线。

从表1可见，第3积温带4地平均地温稳定通过6 ℃、7 ℃、8 ℃、9 ℃、10 ℃
的日期分别为4月17日、4月17日、4月18日、4月18日、4月26日。

4地地温稳定通过6 ℃的日期为4月4—17日，差异较大；稳定通过7 ℃的日期为4月16—17日；稳定通过8 ℃的日期为4月17—18日；稳定通过9 ℃日期为4
月18—26日，其中富锦市和讷河市为4月18日，绥棱县和拜泉县在4月26日
地温才稳定通过9 ℃；除讷河市4月18日地温就已稳定通过10 ℃以外，其他3
市(县)稳定通过10 ℃的日期为4月26—27日。

进一步分析可见，绥棱县和拜泉
县稳定通过一定温度的日期比较接近，且稳定通过9 ℃的日期比富锦市和讷河市
偏晚；讷河市稳定通过一定温度的日期则比其他3市(县)偏早，稳定通过6 ℃的日期比绥棱县早13 d，稳定通过10 ℃的日期比拜泉县早9 d。

2.2 第3积温带地温稳定通过6～10 ℃日期年际间的变化
年际间稳定通过一定温度的日期见表2，从中可见，地温稳定通过6 ℃的时间为4月1—20日，其中2008、2011、2012年较早，为4月1日、3日、7日，多数年份在4月18日左右；稳定通过7 ℃的时间为4月8—25日，多数年份在21日前后；稳定通过8 ℃的时间为4月9日至5月3日，多数年份在4月22日左右；稳定通过9 ℃的时间为4月13日至5月10日，多数年份在4月25日左右；稳
定通过10 ℃的时间为4月23日至5月10日，多数年份在4月29日左右，说明年际间稳定通过一定温度的日期差距较大。

同时，同一年内，稳定通过不同温度的日期间差异也较大，如2012年地温增长较快，地温稳定通过6～10 ℃的日期为4月7—29日，日期跨度较大；2013年地温增长较慢，地温稳定通过6～10 ℃的
日期为4月20—26日，日期跨度小，进一步说明年际间地温变化较大。

温度是影响玉米种子萌发最重要的影响因子之一，也是确定玉米播期的一个重要生态因子，地温和播期共同制约玉米的生育进程和产量。

黑龙江省春秋两季短，升温、降温速度快，活动积温严重不足。

北方春玉米播种期确定主要依据播种时地温和土
壤墒情[16]。

但在温度适宜条件下，墒情的好坏只影响种子发芽和出苗时间，对播期的影响不大。

因此，本研究只考虑地温这一因子，没有考虑土壤墒情。

研究表明，玉米适时早播可以增产，玉米种子一般在6～7 ℃时即可发芽，但发芽极为缓慢，玉米种子发芽时间较长，容易受土壤中有害微生物的侵染而霉烂，引起烂种缺苗。

本研究以地温稳定通过6 ℃的日期作为玉米的最早播期，通过5日滑
动平均法获得10 a平均地温稳定通过6 ℃的日期在4月17日，在极暖年(2011、2012年)，4月3日左右地温就稳定通过6 ℃。

通过对10 a黑龙江省第3积温带地温的变化分析发现，4月9—20日曲线波动幅度最大，此阶段日平均地温为
6.98 ℃，4月15日有1个降温点，温度为4.42 ℃，然后地温明显回升，19日达到峰值，温度为10.56 ℃，考虑到这种现象仅发生在个别年份，多数在4月18日左右地温可稳定通过6 ℃，且过早播种种子发芽速度较慢，种子萌动时间长，出
苗并不会提早，活力低的种子还有不发芽出现粉种现象的风险，而且在北方春玉米区极易感染丝黑穗病。

因此，建议黑龙江省第3积温带的最早播种期应为4月20日。

多数研究者认为，地温稳定通过8 ℃的日期为玉米播种适宜日期，稳定通过10 ℃的日期为最佳播期[17-19]，从本研究的结果看，4地平均地温稳定通过8 ℃的日
期为4月18日，除个别年部分偏晚，如2004年，有7 a是4月21—27日(2004、2005、2006、2007、2010、2011、2013年)；4地平均地温稳定通过
10 ℃的日期为4月26日，除个别年部分偏晚，如2004、2005、2010年分别为5月7日、10日、8日，其余均在4月23—29日，所以建议黑龙江省第3积温
带的最佳播种期应为4月29日以后。

同时考虑到播期过晚，存在浪费积温等问题，因此，建议黑龙江省第3积温带的适宜播期为4月27日至5月10日，这与过去研究者建议的4月30日至5月10日基本一致[11]。

*通讯作者：王振华(1965-)，男，黑龙江海伦人，教授，博士，主要从事玉米遗传育种和分子生物学研究。

E-mail:************************
【相关文献】
[1] 徐博韬．2014年黑龙江省玉米市场分析报告[J]．黑龙江粮食，2015(5)：31-33．
[2] 朱英华．不同播期对玉米品种生育进程和产量潜力的影响[D]．长沙：湖南农业大学，2003．
[3] 王琪，马树庆，郭建平，等．温度对玉米生长和产量的影响[J]．生态学杂志，2009，28(2)：255-260．
[4] Bollero G A，Bullock D G，Hollinger S E．Soil temperature and planting date effects
on corn yield，leaf area and plant development[J]．Agronomy Journal，1996，88(3)：
385-390．
[5] 冯伟，杨军芳，周晓芬，等．播期对冀西山区旱地玉米产量的影响[J]．河北农业科学，2012，16(5)：5-7，64．
[6] 孙亚玲．播期对新疆高产(>15 000 kg/hm2)春玉米雌雄分化及产量的影响[D]．石河子：石河
子大学，2014．
[7] Cirilo A G，Andrade F H．Sowing date and kernel weight in maize[J]．Crop Science，1996，36(2)：325-331．
[8] Namakka A，I U Abubakar，Sadik I A，et al．Effect of sowing date and nitrogen level on yield and yield components of two extra early maize varieties(Zea mays L．)in Sudan savanna of Nigeria[J]．ARPN Journal of Agricultural and Biological Science，2008，3(2)：
1-5．
[9] 孙树文．玉米播种期的确定与产量的关系[J]．农村实用科技信息，2011(5)：8．
[10] Lovato A，Noli E，Lovato A F．The relationship between three cold test temperatures， accelerated ageing test and field emergence of maize seed[J]．Seed Science & Technology，2005，33(1)：249-253．
[11] 李少昆，王振华，高增贵，等．北方春玉米田间种植手册[M]．北京：中国农业出版社，2011．
[12] 于维学．积温对玉米生长发育和产量形成初探[J]．哈尔滨师范大学自然科学学报，1990(2)：92-95．
[13] 王廷利．播期、密度对鲁东地区玉米主要性状及产量的影响[J]．农业科技通讯，2014(3)：
72-75．
[14] 董红芬，李洪，李爱军，等．玉米播期推迟与生长发育、有效积温关系研究[J]．玉米科学，2012，20(5)：97-101．
[15] 王树廷．关于日平均气温稳定通过各级界限温度初终日期的统计方法[J]．气象，1982(6)：
29-30.
[16] 陈立亭，孙玉亭．黑龙江省气候与农业[M]．北京：气象出版社，1999：1-5．
[17] 陈书文．寒地农业实用技术[M]．黑龙江：北方农业出版社，2009．
[18] 余松烈．作物栽培学[M]．重庆：重庆出版社，2001．
[19] 刘京宝．中国北方玉米栽培[M]．北京：中国农业科学技术出版社，2012．。