第二节 玉米生长发育与生态条件
一、玉米对光照的要求
1.玉米对光照强度的要求
玉米是喜光作物，属于C4植物，与水稻、小麦等C3作物相比玉米光饱和点较高。小麦和水稻等C3植物光合有效辐射（波长400～700nm范围的辐射）为800～1000umol/（m2·s）时，即达到光饱和点，试验证明玉米在光合有效辐射达到2000umol/（m2·s）时，也未曾测得光饱和点（图2-5）。
图2-5 光照强度对玉米、水稻叶片光合速率的影响
一般来说，属C3植物的小麦和水稻在正常充分的光照条件下净光合强度（CO2）为15～30umol/（m2·s），而玉米净光合强度（CO2）则可以达到30～60umol/（m2·s）。玉米在高光强下表现出高光效的特点，其原因之一是在自然充分光照条件下，基本不存在光抑制。玉米的高光饱和点和高光合速率有利于有机物质的积累和籽粒产量的形成，从而表现出较高的物质生产和产量水平。
2.玉米对光照时数的要求
玉米属于短日照作物。玉米出苗后，如长期处在短日照条件下，发育加快、植株矮小、提早抽雄开花而降低产量；如长期处在长日照条件下，植株增高、茎叶繁茂、抽雄开花期延迟，甚至不能开花结实。玉米保证正常的生长发育，一般要求播种至乳熟期日照时数每天至少为7～9h，乳熟至成熟期每天要大于8h。在保证正常成熟的条件下，日照时数多，光照强，则产量高。在品种的引种中要特别注意品种对光照时数的要求。一般我国南方玉米品种向北方引种时，往往由于日照长和温度低造成生育期延迟，植株高大，叶数增加，北方的品种向南方引种时，结果相反，但这种反应还因品种的特性而异。
二、玉米对温度的要求
1.玉米全生育期对温度的要求
玉米原产于热带，在系统发育过程中形成了喜温的特性。玉米的生物零点温度为10℃，在整个生育期间只有达到品种要求的一定的有效积温才能正常生长发育达到成熟。有效积温的要求是划分品种类型的一个重要指标。划分的标准春玉米与夏玉米有所不同，夏玉米生长发育较快，指标略低于春玉米。一般来说，一个品种一生所需的有效积温相对稳定，温度较高时，生育期相应缩短，相反，则生育期延长。玉米对温度的反应除了生育期长短的变化外，还与许多生理过程有关，特别是温度过高或过低都会因造成生理障碍导致生长发育受阻，严重的导致产量明显降低。如北方春玉米区有些年份在春季出现低温冷害或在夏季出现高温造成的授粉不良和籽粒败育等现象，对玉米生产都会造成严重的损失。
2.玉米各生育阶段对温度的要求
玉米在不同的生长发育阶段对温度的要求也有所不同。
（1）播种至出苗。玉米种子发芽要求的温度范围较宽。最低温度为6℃～7℃，春玉米的最适温度为10℃～12℃，28℃～35℃时发芽最快。生产上通常把土壤表层5～10cm温度稳定在10℃以上的时期作为春播玉米的适宜播期。晚播耽误农时，过早播种又易引起烂种缺苗。
（2）出苗至拔节。玉米出苗适宜温度为15℃～20℃，温度过低生长缓慢，过高苗旺而不壮。由于玉米苗期是以根系生长为主，因此土壤温度状况对根系的生长发育有很大影响，土壤温度在20℃～24℃时，对玉米根系的生长发育较为有利。当土壤温度较低时，即使气温适宜，也会影响根系的代谢活动，抑制磷向地上器官的转移和各种含磷有机物的合成。磷素营养不足会影响植株体内的氮素代谢，致使玉米苗色变黄、变红，同化减弱，生长迟缓。当地温下降到4.5℃时，玉米根系生长完全停止。玉米苗期对低温有一定的抵抗能力。幼苗在-2℃～-3℃时，虽然会受到伤害，但及时加强管理，或低温持续时间短，气温回升快，植株还可恢复生长，对产量不会有很大影响。
（3）拔节至抽雄。春玉米在日平均温度达到18℃时开始拔节。拔节至抽雄期的生长速度在一定范围内与温度成正相关。穗期在光照充足，水分、养分适宜的条件下，日平均温度为22℃~24℃时，既有利于植株生长，也有利于幼穗发育。
（4）抽雄至授粉。玉米花期要求日平均温度为26℃~27℃，此时空气湿度适宜，可使雄、雌花序开花协调，授粉良好。低于18℃时，不利于开花授粉。当温度高于32℃~35℃，空气湿度接近30%，土壤田间持水量低于70%时，雄穗开花持续时间缩短，雌穗抽丝期延迟，从而使雌雄花序开花间隔时间拖长，易造成花期不能相遇。同时由于高温干旱，花粉粒在散粉后1~2h内即迅速失水（花粉含60%水分）甚至干枯，丧失发芽能力。花丝也会过早枯萎，寿命缩短，严重影响授粉，造成秃顶、缺粒。遇上述情况，应及时浇水提高土壤湿度，改善田间小气候，减轻高温干旱的影响。
（5）授粉至成熟。玉米籽粒形成和灌浆成熟期间，仍然要求有较高的温度，以促进同化作用。玉米成熟后期，温度逐渐降低，有利于干物质的积累，此期最适宜于玉米生长的日平均温度为12℃～24℃。在此范周内，温度越高，干物质积累越快，穗粒重越大。当温度低于16℃，玉米的光合作用降低，淀粉酶的活性受到抑制，影响淀粉合成、运输和积累，导致粒重降低，影响产量。