基于分期播種氣溫對(duì)大豆生長(zhǎng)速度及產(chǎn)量的影響

梁群等

摘 要：為了保障糧食生產(chǎn)安全，合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，探討遼寧西部地區(qū)大豆生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問題，通過大豆分期播種實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和氣候診斷分析方法，分析氣溫變化對(duì)大豆出苗速度、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)發(fā)育速度及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：氣溫變化對(duì)大豆生長(zhǎng)速度和產(chǎn)量的影響十分顯著，在水分基本滿足的條件下，氣溫升高積溫增加，大豆播種至開花階段生長(zhǎng)速度加快，開花至成熟階段生長(zhǎng)速度減慢。當(dāng)≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d，大豆產(chǎn)量表現(xiàn)最佳，在適宜氣溫情況下播種，≥10℃積溫每增加100℃·d，產(chǎn)量增加約294kg/hm2。

關(guān)鍵詞：大豆；分期播種；氣溫；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S515 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）05-134-04

Abstract：In order to ensure food safety and reasonable arrangements for agricultural production，to explore western Liaoning soybean production in the agricultural meteorology problem by soybean stages seeding experiments，the use of mathematical statistics and diagnostic analysis of climate，analyze temperature changes on seed germination rate，vegetative growth，growth and development of the reproductive rate and yield. The results show that：the temperature changes affect the growth rate and yield of soybean is very significant in the water to satisfy the basic conditions，temperatures accumulated increased soybean planting to flowering stage of accelerated growth，flowering to maturity growth rate slows down. When≥10℃ accumulated temperature in 2 850～3 050℃·d between soybean yield the best performance，sowing under appropriate temperature conditions，≥10℃ accumulated temperature for each additional 100℃·d，production increased by approximately 294kg/hm2.

Key words：Soybean；Staging sowing；Temperature；Yield

大豆是我國(guó)主要的油料作物之一，在保障國(guó)家糧食安全中占有重要位置。近些年來，遼寧西部地區(qū)大豆產(chǎn)量低而不穩(wěn)，播種面積呈逐漸減少趨勢(shì)，不僅嚴(yán)重影響了農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，也影響了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，挫傷了農(nóng)民種植大豆的積極性。究其原因，政策體系、生產(chǎn)水平、氣候變化等方面對(duì)大豆生產(chǎn)影響最大[1-2]，而氣候變化則是導(dǎo)致大豆產(chǎn)量不穩(wěn)的主要因素之一。關(guān)于大豆生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)氣象問題，20世紀(jì)末程桂敏等[3]分析了黑龍江墾區(qū)大豆高產(chǎn)的氣象原因，并提出了生產(chǎn)對(duì)策；汪慧芳等[4]研究了浙西丘陵山區(qū)春大豆產(chǎn)量與氣象條件的關(guān)系；21世紀(jì)初陳若禮等[5]對(duì)安徽省濉溪縣夏大豆生育期間氣候資源進(jìn)行了分析；近年來孫培樂等[6]研究了春大豆不同播期的光溫生態(tài)特性，戚尚恩等[7]也分析了影響夏大豆生長(zhǎng)的關(guān)鍵氣象因子和生育階段。這些研究從不同角度揭示了大豆生產(chǎn)中的農(nóng)業(yè)氣象問題，帶給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一定的啟示和指導(dǎo)作用。在氣候變暖情景下，針對(duì)遼寧西部地區(qū)大豆生產(chǎn)存在的農(nóng)業(yè)氣象問題，本文采用分期播種較為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的研究方法，分析大豆在不同氣候條件下，播種至出苗、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、生殖生長(zhǎng)等不同生長(zhǎng)階段發(fā)育速度與氣候變化的關(guān)系，以及氣候變化對(duì)大豆產(chǎn)量的影響，為解決遼西地區(qū)大豆產(chǎn)量低而不穩(wěn)所存在的農(nóng)業(yè)氣象問題提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源 大豆發(fā)育期及產(chǎn)量資料來自于遼寧省水土保持研究所實(shí)驗(yàn)基地1998、1999年和朝陽縣氣象局2011、2012年大豆分期播種實(shí)驗(yàn)。氣象資料取自朝陽縣氣象站1998、1999、2011和2012年4～10月的逐日氣溫資料。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 供試大豆品種為‘鐵豐18和‘鐵豐29。實(shí)驗(yàn)分5個(gè)播種期，播種期從4月20日開始每10d間隔，播種時(shí)遇到降雨天氣適時(shí)后延，每個(gè)播種期設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積18m2，播種栽培方式與大田相同。遼西地區(qū)春季干旱較為嚴(yán)重，播種前5d小區(qū)灌溉，播種時(shí)將土壤濕度保持在17%～24%，確保大豆種子發(fā)芽和出苗速度不受水分的制約。

1.3 分析方法 應(yīng)用最小二乘法、相關(guān)分析、線性模擬等氣候診斷分析[8]方法，分別建立大豆播種至出苗、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)等不同生長(zhǎng)階段發(fā)育速度、產(chǎn)量與平均氣溫、積溫的統(tǒng)計(jì)相關(guān)模式（表1）。數(shù)據(jù)處理分析過程在Excel2003軟件[9]支持下進(jìn)行。

2.5 氣溫對(duì)大豆產(chǎn)量的影響 氣候變化對(duì)大豆各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期生長(zhǎng)速度的影響最終在產(chǎn)量上體現(xiàn)出來。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在4月20日至5月30日5個(gè)播種期次中，4月30日和5月10日產(chǎn)量最高，播種過早產(chǎn)量較低，播種過晚產(chǎn)量則更低。播種期平均氣溫在15.0～20.0℃表現(xiàn)出最高產(chǎn)量，這一溫度范圍可以保證大豆正常發(fā)芽和出苗速度，特別是這一時(shí)期播種可以使大豆出苗之后的各個(gè)生長(zhǎng)階段處在適宜的氣候環(huán)境條件之中，因而可以獲得最高產(chǎn)量。模式（12）顯示，大豆產(chǎn)量與全生育期≥10℃積溫呈二次項(xiàng)關(guān)系，并達(dá)到極顯著水平。從圖6可以看出，當(dāng)≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d大豆產(chǎn)量最高，這是來自4月30日和5月10日播種期的貢獻(xiàn)。在分期播種實(shí)驗(yàn)中，雖然各個(gè)期次都能成熟，但≥10℃積溫低于2 850℃·d的產(chǎn)量（如5月30日播期）相對(duì)較低；而當(dāng)≥10℃積溫高于3 050℃·d時(shí)，產(chǎn)量也反映出低水平，是因播種過早（如4月20日播期）出苗過緩而造成。通過對(duì)后4個(gè)播期（4月30日、5月10日、5月20日和5月30日）分析，大豆產(chǎn)量與≥10℃積溫呈線性關(guān)系，建立模式為y產(chǎn)量=2.9398∑t≥10℃-5 708.4（r=0.794 4，P<0.01），由此模式推算≥10℃積溫每增加100℃·d，產(chǎn)量增加約294kg/hm2。

3 結(jié)論

（1）通過分期播種實(shí)驗(yàn)得出，遼寧西部地區(qū)氣候變化對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響是顯著的，當(dāng)水分條件適宜的情況下，大豆不同生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)氣溫的反應(yīng)不同，平均氣溫每升高1℃，大豆出苗將提前1.2d，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段縮短3.7d，生殖生長(zhǎng)階段延長(zhǎng)2.8d。大豆播種至出苗期下限溫度為8.7℃，適宜播種溫度為12℃，最佳播種溫度為15～20℃。

（2）大豆播種至出苗階段需要≥10℃積溫最低為109.4℃·d；營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段需要≥10℃積溫最低值為

1 144℃·d；生殖生長(zhǎng)階段需要≥10℃積溫最低值為

1 217℃·d；全生育期需要≥10℃積溫最低為2 589℃·d。播種出苗至成熟≥10℃積溫每增加100℃·d，生育期可延長(zhǎng)4～5d。

（3）分期播種實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最高產(chǎn)量出現(xiàn)在播期4月30日，過早和過晚播種產(chǎn)量均較低。大豆產(chǎn)量與全生育期≥10℃積溫緊密相關(guān)，當(dāng)≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d時(shí)大豆產(chǎn)量最高。在適宜氣溫情況下播種，

≥10℃積溫每增加100℃·d，產(chǎn)量增加約294kg/hm2。

4 討論

（1）通過分期播種實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步了解了大豆不同生育階段對(duì)氣候條件的響應(yīng)，當(dāng)水分條件滿足的情況下，其生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)溫度條件反應(yīng)十分敏感，在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段氣溫高可加快生長(zhǎng)速度，而生殖生長(zhǎng)階段氣溫高可贏得干物質(zhì)積累的過程和時(shí)間，說明夏半年氣候變暖對(duì)大豆生產(chǎn)是有利的。氣候變暖遼西地區(qū)≥10℃積溫增加約200℃·d[10]，可以考慮引入偏晚熟大豆品種以及喜溫作物的比例，從而提高作物產(chǎn)量水平。但遼西地區(qū)在氣候變暖的同時(shí)存在著嚴(yán)重的水分不足，據(jù)分析近年代遼西地區(qū)作物生長(zhǎng)季降水量減少約30～40mm[11]，干旱程度有增無減氣候變干，氣候干旱對(duì)大豆干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成造成不利影響，尤其使開花至成熟期縮短，高溫干旱迫使大豆加速成熟，從而造成減產(chǎn)。農(nóng)作物生長(zhǎng)季干旱日趨加重和頻繁，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是不利的。

（2）在氣候變暖的過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要采取積極應(yīng)對(duì)措施。其一，從近年來對(duì)氣候變化研究的結(jié)果看，遼西地區(qū)年平均氣溫升高0.6～0.8℃[10]，冬季高于夏季，并以最低溫度升高為主。為此，切實(shí)掌握氣候變暖的變化幅度和分布特征，才有利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，應(yīng)用氣候變暖所帶來的熱量資源擴(kuò)大喜溫作物種植比例，適當(dāng)引進(jìn)擴(kuò)大大豆中晚熟品種，提高單位面積產(chǎn)量水平。其二，遼西地區(qū)氣溫升高伴隨著降水量的減少，干旱化趨勢(shì)明顯，為了充分利用熱量資源，必須以防御農(nóng)業(yè)干旱為前提，大力修建水利工程、農(nóng)田水利工程、擴(kuò)大農(nóng)田灌溉面積，研發(fā)推廣抗旱、節(jié)水栽培技術(shù)，引進(jìn)、培育抗旱品種，以此來防御干旱的威脅。

參考文獻(xiàn)

[1]陳新，顧和平，張紅梅，等，江蘇省大豆生產(chǎn)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與前景分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（1）：6-9.

[2]任秀榮，許海濤，吳德科，等.不同播季和氣候條件對(duì)大豆子粒品質(zhì)及主要性狀的影響[J].大豆科學(xué)，2005，24（1）：71-74.

[3]程掛敏，王國(guó)林，陳道榮.大豆高產(chǎn)的氣象原因與生產(chǎn)對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，1996，17（3）：28-29，32.

[4]汪慧芳，毛健.浙西丘陵山區(qū)春大豆產(chǎn)量與氣象條件的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，1994，15（6）：32-34.

[5]陳若禮，楊義發(fā)，張愛華，等.安徽省濉溪縣夏大豆生育期間氣候資源分析[J].大豆通報(bào)，2005（2）：4-6.

[6]孫培樂，寧海龍，陳東升，等.春大豆不同播期的光溫生態(tài)特性[J].大豆科學(xué)，2010，29（6）：955-958.

[7]戚尚恩，孫有豐，祁宦，等.淮北氣候條件對(duì)夏大豆生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（2）：267-270.

[8]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007，5：13-204.

[9]安維默.用Excel管理和分析數(shù)據(jù)[M].北京：人民郵電出版社，2003，3：208-263.

[10]周廣學(xué)，李普慶，周曉東.遼寧西部地區(qū)光熱水資源變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2011，32（增刊）：38-42.

[11]張國(guó)林，戴海燕，隋景躍.近60年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)期干旱發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，30（32）：227-231.

（責(zé)編：張宏民）