气候变化导致气温上升以及极端高温事件频发，这对稳定作物生产构成了严重威胁。玉米作为世界上最重要的谷物作物之一，在生殖阶段对热胁迫尤为敏感（Jagadish, 2020, Chen et al., 2023, Liu et al., 2023）。开花期的短期热事件会大幅降低结实率，进而造成严重的产量损失（Lizaso et al., 2018, Shi et al., 2018, Wu et al., 2024, Wang et al., 2025）。据预测，到2030年，全球约三分之一的玉米种植区在生殖期可能会遭遇至少五天的热事件（Gourdji et al., 2013, Tito et al., 2018）。因此，了解开花期热胁迫限制产量形成的机制对于制定有效的适应策略至关重要。
开花期的热胁迫会通过多种相互关联的生理过程影响玉米的产量（Lv et al., 2024）。热胁迫会直接损害玉米的生殖功能，表现为降低花粉活力和寿命，抑制花粉萌发及花粉管伸长（Jain, 2024, Kaur et al., 2025），还会加速雌穗老化，从而缩短有效的授粉时间（Waqas et al., 2021, Fan et al., 2025）。此外，现代玉米育种过程中导致的雄穗尺寸缩小和花粉产量下降，使得玉米在热胁迫条件下更容易出现花粉不足和授粉失败的问题（Zhang et al., 2024）。除了这些直接的生殖影响外，热胁迫还会抑制光合作用，影响发育中的籽粒所需的养分供应，进而限制籽粒数的形成（El-Sappah et al., 2022, Li et al., 2025）。以往的研究大多关注整个开花期或连续多日的热胁迫对结实率和籽粒数的整体影响（Cicchino et al., 2010, Wang et al., 2020, Dong et al., 2021, Li et al., 2022a）。然而，这类研究难以揭示短期热胁迫与亚日尺度上授粉时间的相互作用，也无法明确如何将这些知识转化为实际的管理策略。
玉米的授粉和受精过程对短期温度变化极为敏感（Wang et al., 2023）。有研究表明，籽粒的形成不仅取决于有利条件的持续时间，还与授粉时间相对于温度变化的精确时机有关（Cárcova and Otegui, 2001, Kamkar et al., 2023, Wang et al., 2023, Fan et al., 2025）。在某些作物中，通过将开花或授粉时间调整到较凉爽的时段，比如水稻在清晨开花，高粱和珍珠粟在夜间开花，可以有效提高其耐热性（Sun et al., 2018, Song et al., 2025）。这些发现表明，将授粉时间与适宜的温度时段同步可能具有重要意义。在玉米中，亚日尺度的授粉时间变化对热胁迫条件下结实率的影响目前仍缺乏准确的数据（Wu et al., 2022）。而且，尽管已有研究和探索人工授粉和机械化授粉技术（Ishimaru et al., 2022），但其在实际田间条件下调节授粉时间、减轻热胁迫影响的潜力尚未得到充分重视。
在许多玉米种植区，开花期的热事件要么表现为白昼内的短暂高温，要么是持续数天的热胁迫。这就引出了一个关键问题：能否利用关于亚日温度敏感性的知识，制定出诸如利用无人机辅助输送花粉之类的实际授粉管理策略，以在短暂的热事件期间提高玉米的繁殖成功率？要回答这个问题，就需要将控制实验与能够反映真实温度变化的田间试验相结合。
因此，本研究的目的在于：（i）通过控制环境实验，研究亚日温度变化与授粉时间之间的相互作用对玉米受精成功率的影响；（ii）评估在田间条件下，授粉时间与自然热事件的时间关系如何影响籽粒数和产量；（iii）研究无人机辅助授粉在关键时期增加花粉供应、减轻热胁迫导致的产量损失的潜力。通过将亚日温度变化的知识与无人机辅助授粉技术相结合，本研究旨在为在气候变暖背景下优化授粉管理、提高玉米产量稳定性提供依据。
