玉米高溫熱害是指玉米在抽穗開花期遭遇35 ℃高溫,空氣相對濕度接近30 %干燥氣象條件下,影響正常的開花結實,造成減產甚至絕收的一種農業氣象災害。隨著全球極端氣候的頻發,高溫熱害已是黃淮海玉米逆境脅迫的主要的穩定的成員。熱脅迫在營養生長和生殖生長時期均對玉米有較大影響。尤其對光合作用,雌雄穗分化,散粉吐絲,ASI,籽粒發育,灌漿等,這些因素最終影響玉米產量的形成。2009年河北省部分地區持續高溫,造成4.2×104 公頃絕收;2013-2018年黃淮海夏玉米區連續6年遭遇高溫熱害,其中2016年夏玉米生育期縮短4.8%~8.5%,產量降低12.4%;2019年安徽省北部玉米主產區出現異常高溫,嚴重地塊減產30%以上;全球平均氣溫每上升1°,玉米減產7.4%,氣溫升高2°造成的玉米產量變化比降水減少20%造成的影響更大。

在田間針對育種材料的鑒定過程中,氣候因素往往因區域性、時段性導致不均勻,因素具備不可控性。同時缺乏基礎條件對照,因此所得高溫鑒定數據只能是當年條件下的參考。年際之間往往缺少統一的標準比較。目前針對高溫熱害鑒定過程中有兩方面因素限定。一方面在氣象學上,多基于不同溫度閾值的高溫強度,持續日數,積溫等對高溫熱害進行災害等級劃分;另一是在農學標準上,通常利用穗粒數,小穗育性,結實率,千粒重等農藝性狀進行玉米高溫熱害的定量評價;在氣象學標準上,查閱山東省、河南省、安徽省地方標準中,因區域差異,不同地區對高溫閾值的細化程度存在差異;不同地區對應高溫閾值下農藝性狀標準存在差異;不同地區對玉米不同生育時期高溫界定存在差異;根據河南省鶴壁市溫度記錄顯示:每年的最高溫主要發生在6-8月份,主要在玉米的苗期—花期。

因此,苗期-花期采用最高溫作為高溫判定閾值符合實際生產情況;

歷年最高溫集中在32-35之間;除2020年以外,其他年份均出現較高溫度連續時間長。2020年最高溫偏低的一年,31-32度最高溫天數最高,超過32度天數急劇減少,最高溫變異度較小,說明2020年無極端高溫出現,也充分說明2020年屬于非正常年份((*^_^*)。根據多方資料查閱,高溫在32-33攝氏度,35-36攝氏度是影響玉米生長的兩個閾值點。以35攝氏度為例。以最高溫超過35度的最長連續天數為單位統計次數(河南省鶴壁市)

穗分化時期主要統計在6-7月份;花期主要統計在8月份;超過35度5天及以上的多為穗期,出現年份2018,2019,2021,2022,2023;超過35度8天及以上的多為穗期,出現年份2018,2022。為了簡化操作,將6-8月份夏播玉米關鍵生長階段的高溫閾值作為環境鑒定條件,擬定氣象標準。

•TMax:表示每日最高溫度 基于以上溫度的整體評價標準:以當年全時期所遭受的最嚴重的熱害等級為最終年度的熱害等級評價;如:2023年穗期遭受4次熱害,兩次為中度熱害,為當年遭遇最重熱害,則2023年的高溫熱害等級為中度熱害;2019年穗期發生4次熱害,一次重度熱害,為當年遭遇最重熱害,則2019年的高溫熱害等級為重度熱害。
針對農學標準,在非特異設計條件下耐熱農藝性狀判定目前標準不一,存在較多,較雜的問題;大量農藝性狀與玉米耐熱直接相關:植株日灼、散粉吐絲間隔期(ASI)、散粉性、花粉花絲活力、株高、禿尖長、籽粒飽滿度、結實率、產量等在。
無對照情況下很難直接判定新品種/新種質的耐受程度,一般性判定為當年條件下的相對標準,而非絕對判定;而產量為不同逆境條件下最終表現,體現性狀綜合性最高。綜合以上因素,基于一般性判定且可操性高的原則,將產量要素中最為直接的果穗性狀(空桿率、結實率)作為判定條件最為簡便,實操性高,且相對標準、明確,無主觀臆斷,更具科學性。同時,結合環境型熱害等級標準、耐熱等級標定確定材料的耐熱表型標準。

•相對于結實率(R)=(1-空桿率)×果穗結實率
例如2023年河南鶴壁天氣為重度熱害等級,在此條件下,針對自交系鄭58相對結實率為0.536,為中間型。昌7-2相對結實率為0.593,為較耐熱型。PH6WC相對結實率為0.396,為敏感型。PH4CV相對結實率為0.588,為較耐熱型。
玉米最敏感也是最易受高溫影響的兩個時期,穗分化時期和花期。將此兩段時期分開討論鑒定熱害表型較為貼合實際。玉米種質的鑒定需要考慮田間實際操作的便捷性和可行性,相對結實率可直接反應花絲及籽粒的耐熱性,操作上也容易實現,因此建議在非特異型試驗設計基礎上綜合以上方案作為鑒定玉米耐熱性表型的標準更為客觀。













