玉米是重要的粮食和饲料作物之一，其用途广泛[1-3]。安徽淮北地处黄淮海南片区，该地区实行一年两熟种植制度，一般接茬小麦[4-5]。近年来，气候变化对该地区玉米生产影响较大[6]。夏玉米生长季，高温频繁发生给该地区玉米安全生产造成一定威胁，严重时会导致玉米减产甚至绝收。相关学者就高温对玉米生产的影响展开了一系列研究，如张保仁[7]研究指出，全生育期高温对玉米产量、品质均有影响；张吉旺等[8]研究指出，大喇叭口期到成熟期增温会导致玉米光合物质积累减少，籽粒产量降低。本文结合安徽地区玉米生产实践，探索了该地区夏玉米高温发生规律，阐述了高温热害机理，并提出减灾措施，为相关地区夏玉米高产稳产栽培提供参考。
1 夏玉米高温发生规律
玉米高温热害是指持续3 d日最高气温≥35 ℃，对玉米正常生理代谢活动造成伤害的现象[9]。根据近50年淮北地区6月1日—10月15日的气象数据可知，6月1日—8月10日发生高温胁迫的概率较大，8月10日—10月15日发生高温胁迫的概率较小。可见，研究区夏玉米生长期间，高温发生高频期在6月—8月上旬，其他时间段发生高温热害的频率相对较低。
2 高温热害对夏玉米生长发育的影响
2.1 高温对夏玉米营养生长的伤害
夏玉米生长季节较短，苗期生长良好可以为其中后期生长发育和产量形成奠定基础[13]。受高温胁迫后，玉米幼苗在形态上可能表现出植株长势细弱、叶片生长缓慢、叶色发黄、叶面积减小等早衰迹象。苗期高温胁迫使玉米叶片光合作用强度明显降低，叶片的叶绿素等光合色素含量下降，光系统Ⅱ的效率和量子产量等叶绿素荧光参数均降低[12]。玉米苗期正常生理代谢功能的紊乱使作物形态建成的底物供应不足，造成其长势不佳。玉米在拔节期至抽雄期受到高温胁迫，在形态学上表现为株高增加，茎粗变小，叶片颜色变黄且厚度变薄，叶肉细胞数量减少、花环结构体积变小且细胞间隙变大；在生理学上表现为植株叶绿素合成受到抑制，叶绿体膜结构被破坏，基粒数量减少，基质片层与基粒片层边界变得模糊且排列疏松，叶绿体内淀粉粒数量增多且体积增大，类囊体的垛叠程度降低，这些结构的变化影响了叶绿体对光能的捕获、传递和转化，导致叶片光合能力下降[14]。
2.2 高温对夏玉米生殖生长的伤害
2.2.1 对雌雄穗生长的影响
抽雄吐丝期是玉米对高温胁迫较敏感的时期，该时期玉米受到高温胁迫后易造成花粉失活、丧失萌发能力，导致结实率降低，易形成秕粒，造成产量下降[15]。高温胁迫环境下，植物雄穗分枝分化受阻，导致分枝数量减少且长度缩短，雄花总数减少、花粉量骤减；持续高温胁迫还会导致雄穗花药壁表皮细胞形状不规则、排列疏松、药隔维管组织发育不完善、花粉表面皱缩、花粉萌发孔凹陷畸形、花粉内的淀粉粒体积变小、密度降低，导致花粉活力及萌发力减弱，最终造成玉米正常授粉受阻[16]。较高的含水量有利于玉米花粉保持活性，但高温环境往往伴随干旱发生，因此在干旱环境下，散粉后1—2 h花粉粒会迅速失水，进而丧失活力，难以正常授粉。高温胁迫会缩短玉米散粉期，正常温度下玉米的散粉期在5～7 d；在高温胁迫下，玉米散粉3 d后即停止散粉[17]。相对于雄穗，雌穗耐受高温的能力相对较强，但高温胁迫也会造成雌穗分化时间缩短、分化数量减少、分化异常，造成吐丝困难，最终导致雌雄花期间隔时间加长、授粉结实不良，果穗明显变小，形成多穗或香蕉穗等现象[17-20]。高温会降低花丝活力，玉米花丝在20～26 ℃的条件下的寿命可达168 h，而在34～37 ℃时寿命仅有72 h，花丝遇高温易失水导致其表面黏液减少，落在柱头上的花粉萌发困难，或花丝提供的水分不足以供萌发后的花粉完成受精[21-22]。
2.2.2 对生理代谢的影响
2.2.3 对籽粒灌浆的影响
玉米籽粒发育和灌浆适宜的日平均温度在22～24 ℃；当温度超过35 ℃时，会对籽粒发育造成较严重的影响[24]。籽粒建成期是决定库容的关键时期，该时期受高温胁迫，会减小库容，即使灌浆期温度适宜也无法挽回高温损失[25]。灌浆初期高温会减少玉米籽粒胚乳细胞的分化数量，降低粒重；灌浆中后期高温则会降低玉米绿色器官的光合速率，从而减少光合产物向籽粒的供应，使粒重降低；灌浆期高温还会使蔗糖代谢相关酶如焦磷酸化酶、 淀粉合成酶等的活性降低，从而抑制淀粉和蔗糖的合成，降低籽粒蔗糖和淀粉的含量，这些生理代谢均降低了玉米粒重[24，26-27]。高温会导致玉米植株早衰，使其籽粒灌浆期缩短，从而导致粒重进一步降低[28]。部分研究表明，玉米籽粒灌浆期高温可能延长其灌浆期，但由于高温导致灌浆速率降低的幅度大于灌浆期延长的幅度，灌浆期的延长难以弥补灌浆速率降低引起的产量损失[29-30]。
2.2.4 对籽粒品质的影响
3 夏玉米高温热害减灾措施
基于研究区高温发生规律，以及高温对夏玉米生长发育的影响，提出选择耐热品种、调整播期等应对高温热害的措施。
3.1 选用耐热品种
3.2 调整播期
使玉米散粉期避开高温发生的高频期可有效降低高温热害风险。研究区夏玉米品种多为中熟型品种，此类型品种能够完成生理成熟的播期在6月1日—7月5日，散粉期在7月20日—8月20日。大部分品种从播种到散粉的时间约50 d，6月20日—7月5日播种可避开高温频发时间段，有效减轻高温胁迫对玉米的损害。
3.3 遇热灌溉
高温胁迫常伴随干旱发生，高温与干旱复合胁迫对玉米正常生长及生理代谢造成较大损害。因此，高温干旱发生时应及时通过沟灌、滴灌、喷灌等方式进行灌水降温。及时灌溉不仅能改善田间小气候，降低玉米冠层温度，而且可以改善玉米的生理代谢功能。充足的水分可以提高花粉活力，加强根系对水分和无机盐的吸收，增强玉米的耐热能力，减轻高温造成的产量损失；玉米完成散粉后进入灌浆期，此时期植株对水分的需求量相对较高，因此，散粉期灌水可有效提高玉米产量[35]。
3.4 人工授粉
受高温胁迫后，玉米植株表现为花粉无法正常散落或散出的花粉量不能满足雌穗对花粉的需要，人工辅助授粉可以在一定程度上增加花粉散落数量，减轻因花粉量不足造成的受精不良等现象[10]。人工授粉可采取手持竹竿轻敲玉米雄穗的方式，促进花粉散落到雌穗上，有条件的可采用无人机在雄穗下方盘绕，产生风力促使花粉散落。
3.5 喷施化学调节剂
综上，本文结合安徽地区玉米生产实践，探索了该地区夏玉米高温发生规律，阐述高温对玉米的影响，并提出了减灾措施。研究区高温热害发生高频期在6月1日—8月10日。高温胁迫会影响玉米营养生长和生殖生长，表现为植株生长细弱、光合能力下降、授粉受精不良和灌浆受阻等。基于此，提出选用耐热品种、调整播期、遇热灌溉、人工授粉、喷施化学调控剂等措施来减轻高温造成的产量损失。本文为相关地区夏玉米高产稳产提供参考。