早期种植玉米冻结损伤的风险

因冷冻而受损的玉米
图1所示。2014年,内布拉斯加州在5月15日和17日经历了大范围的霜冻,导致植物受损(左),并“轧轧”了早期种植的玉米。(摄影:Jenny Rees)

早期种植玉米冻结损伤的风险

上周天气干燥,预计本周末有雨,内布拉斯加州的玉米种植进展迅速。虽然温暖的天气可能会持续到四月,但潜在的冻结的风险在早期种植的玉米发芽时仍然会很高。

最近的一次CropWatch文章泰勒·威廉姆斯(Tyler Williams)和阿尔·达彻(Al Dutcher)指出:“当然,海拔在5月份的冰冻风险中起着关键作用,所以我们不应该对5月份在高海拔地区出现冰冻温度的频率感到惊讶。此外,在内布拉斯加州东部地区在过去五年中有三年的时间都是在5月份冻结。”冻害发生后6th叶期,当生长点出现在土壤线上时,会降低玉米产量和产量。

冷冻对玉米种子和幼苗的影响

霜冻或霜冻对玉米的损害程度取决于

  • 低温,
  • 在低温下暴露的时间,
  • 玉米发展阶段,
  • 植物的水分状况
  • 事件发生后的环境条件。

干玉米种子能承受14°F到23°F两天;然而,种子暴露在潮湿的条件下,在68°F和发芽前一到两天经历这些相同的低温将被杀死(哈珀1956)。一项研究发现,在温度接近41℃时,籽粒吸水或吸胀°F可导致低水分粒(6%)的幼苗畸形和幼苗生长速率降低,而高水分粒(13%)在类似温度下似乎不受影响(Cal和Obendorf 1972)。该性状在玉米中存在遗传变异。幼苗一旦发芽,很容易被冰冻的温度破坏,但只要生长点不受影响,就可以存活。

产量的影响

2007年6月,斯科茨布拉夫附近被冻坏的玉米
图2。2007年6月8日冻结在狭长地带对玉米造成的损害范围从顶部生长被杀死到植株组织直至生长点的死亡。(摄影:Gary hergerert)

早季冻害会对产量产生一系列潜在影响。由于冷空气比暖空气重,严重的破坏通常仅限于一个区域内的低洼地区。因此,在一片田地里,霜冻对植物的损害可能从轻微到严重不等。玉米植株的早期存活归功于土壤表面下的生长点保护;然而,坚硬的霜能穿透地面杀死植物。玉米在冻害后的再生通常会被枯叶组织阻碍,因为枯叶组织会阻碍新叶子的生长;这将导致异常生长,通常被称为“畸形鞭笞”(图1).弗罗斯特显着影响的植物可能会在7至10天(Arny和Upper 1973,Carter 1995)的速度延迟。

管理选项

在重大冰冻事件之后,农民几乎没有管理选择。根据损害的程度,他们可能决定离开作物,重新种植,或修剪死亡的植物组织,以防止植物被包裹或捆扎。受霜冻影响的玉米重播将取决于许多因素,如潜在的播种日期、植株死亡频率、重播成本和种子可用性。

修剪被霜冻损坏的植物导致了高度变化的结果。在一项研究中发现,修剪高度大于1英寸的作物比未修剪的作物增产40% (Carter 1990)。与此相反,Carter(1995)发现,在3个试验点对玉米进行霜冻后刈割后,产量降低了15-34%,其中两个试验点与未刈割的试验点无差异,一个试验点刈割后产量提高了10%。

Roger Elmore和Ben Doupnik(1995)在内布拉斯加州中南部进行了一项研究,评估了3块受霜害的田地在V3-V4生长期的不同程度的落叶(100%、70%和55%)进行再植、修剪和不处理。再植玉米的产量比100%落叶的玉米高22%-90%,而70%落叶的玉米没有差异,且与55%落叶的玉米相比有产量损失。修剪植株在任何地点都没有增加产量,但在100%落叶地和70%落叶地会降低产量和植株数量。

玉米反应对剪切的可变性可能是由于许多因素。在剪裁期间的温度会对玉米植物产生显着影响。约翰逊(1978)发现,在高温下剪裁玉米植物(86-90°F)减少了超过90%的树木。以前的研究没有注意到扦插时的温度,但这可能会影响扦插植株的产量潜力。Elmore和Doupnik(1995)指出,霜冻后的寒冷条件可能导致植物持续死亡假单胞菌flourescens.这种细菌性软腐病通常不会在玉米地里造成问题;然而,1995年霜冻事件后的几天凉爽潮湿的天气使细菌继续造成林分损失。其他病原体,如细菌性秆腐病,也可能在早春霜冻破坏玉米田造成持续损失。2014年,在大范围冰雹之后,生长早期的玉米感染了一种疑似细菌性茎腐病Pectobacterium carotovorum。剪切可以提供一种在田间广泛传播病原菌的手段,从而增加产量损失。

种植

玉米再植的成功与否既取决于日历日期,也取决于当时的环境条件。Nafziger(1994)发现,在伊利诺斯州中部,5月9日至5月29日补种期间产量损失18%。6月中旬种植导致产量迅速下降,损失高达50% (Nafziger 1994)。威斯康星Lauer等人(1999)发现,5月9日之后再植的粮食产量下降幅度类似:每天0.5%-1.1%(0-2周后),1.3%-1.9%(2-4周后),2.0%-2.8%(4-6周后)。来自爱荷华州南部的数据——可能与内布拉斯加州东南部的情况类似——表明,从4月17日到5月8日的种植日期可能会产生98%的潜在产量;来自爱荷华州西北部和中部的数据(可能与内布拉斯加州东北部的情况类似)表明,从4月15日到5月9日的种植日期可能会产生98%的潜在产量(Abrendroth和Elmore, 2010年).推迟种植日期造成的产量损失表明在补种前对现有作物的产量潜力进行适当评估的重要性。这些评估只能在作物在霜冻后有足够的时间重新生长后进行。重新种植的决定还应考虑杂草竞争、除草剂选择、种子可用性、田间条件和设备成本。

这篇文章是由第一作者的著作改编而成的植物健康博士2016年文件,“延伸的愿景:关于管理玉米极端天气挑战的案例研究。”)

参考

Abendroth, L.和R. Elmore. 2010。更新了爱荷华州的种植日期建议。ISU玉米生产。
华盛顿特区阿尼和华盛顿特区Upper。早春冻害对玉米产量影响的实例。作物SCI。13:760-761。
卡尔,J. P.和R. L. Obendorf, 1972。Zea Mays L的吸收性寒冷损伤。由初始核水分和母体父母改变。作物科学12:369。
卡特,1990年出版。霜冻后修剪玉米.《农业科学》第3期:394页。
卡特,1995年出版。春季霜冻和霜冻剪裁效果对玉米生长和产量。J. Prod.农业8:203。
埃尔莫尔,R. W.和B. Doupnik. 1995。初寒玉米的恢复。《农业》8:199-202。
哈珀,J. L. 1956。种子和幼苗死亡率的研究。新叶绿醇55,35 - 44。
约翰逊(1978)。早季落叶对玉米生长和产量的影响阿格龙。j . 70: 995 - 998。
劳尔,j.g., p.r.卡特,T. M. Wood, G. Diezel, D. W. Wiersma, R. E. Rand, M. J. Mlynarek. 1999。北方玉米带玉米杂交种对播期的响应.阿格龙。j . 91: 834 - 839。
Nafziger, E. D. 1994b。玉米种植日和植物种群.《农业科学》7:59-62。