氣象因子對黃淮海地區(qū)“永優(yōu)”系列玉米產(chǎn)量的影響

李彤霄++杜子璇++田宏偉

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.040

摘要：選取黃淮海地區(qū)“永優(yōu)”系列玉米品種“浚單20”2001—2002年41個站、“浚單29”2008—2009年46個站及這2個品種2014年21個站點的生育期、產(chǎn)量資料和同期各站的氣象資料，通過數(shù)理統(tǒng)計和積分回歸等方法，分析氣象因子對永優(yōu)系列玉米品種產(chǎn)量的影響和不同品種的區(qū)域適應(yīng)性。結(jié)果表明，浚單20和浚單29的產(chǎn)量最高值相當(dāng)，浚單29產(chǎn)量的最低值高于浚單20；浚單20的主要影響因子是氣溫和日照時數(shù)，而浚單29的主要影響因子是降水量和日照時數(shù)；在高產(chǎn)站點，溫度、降水量和日照時數(shù)基本能滿足玉米生產(chǎn)需要，積溫增加成為產(chǎn)量增加的一種限制因素；在中產(chǎn)站點，降水量和和氣溫基本能滿足生產(chǎn)需要，而日照時數(shù)和積溫略顯不足；低產(chǎn)站點降水量和氣溫不能滿足生產(chǎn)需要，而日照時數(shù)和積溫略好。通過旬氣象因子對產(chǎn)量的敏感系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響完全相反，降水量對浚單20產(chǎn)量的影響主要為負效應(yīng)，對浚單29產(chǎn)量的影響主要為正效應(yīng)；各旬日照時數(shù)對浚單20和浚單29的影響都以正效應(yīng)為主，在生育前期效應(yīng)相反，而在后期基本相同；各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響基本都為正效應(yīng)。因此，浚單20適合在降水量相對較少、日照時數(shù)相對穩(wěn)定、平均氣溫相對穩(wěn)定的地區(qū)種植，而浚單29則適合在降水量相對較多、日照時數(shù)相對較多、平均氣溫相對較高的地區(qū)種植。

關(guān)鍵詞：氣候變化；玉米品種；氣象因子；產(chǎn)量；日照時數(shù)；氣溫；降水量

中圖分類號： S162.5文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0158-03

收稿日期：2016-01-13

基金項目：公益性行業(yè)（氣象）科研專項（編號：GYHY201406026）。

作者簡介：李彤霄（1981—），男，河南南陽人，碩士，工程師，從事氣象應(yīng)用研究。E-mail：ltx1981011@163.com。黃淮海平原是我國最大的玉米主產(chǎn)區(qū)，玉米播種面積約747萬hm2，占全國播種面積的32.7%，總產(chǎn)量超過全國的 1/3。但是，黃淮海地區(qū)區(qū)域范圍廣，玉米生育期內(nèi)的氣象條件時空差異性很大，多種氣象災(zāi)害頻發(fā)[1-8]，給科學(xué)指導(dǎo)玉米生產(chǎn)和有效推廣玉米新品種帶來不便，分析氣象因子對玉米品種產(chǎn)量的影響，對更好地服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、充分利用氣候資源有著極其重要的作用。目前，關(guān)于氣象因子對玉米品種產(chǎn)量影響的研究很多，但多集中在分析區(qū)域氣候?qū)τ衩椎挠绊慬9-15]，有關(guān)氣象因子對同一系列玉米品種的差異和不同玉米品種的區(qū)域適應(yīng)性研究很少?！坝纼?yōu)”系列玉米品種是黃淮海平原主推的玉米品種，在黃淮海地區(qū)廣泛種植。本試驗選取多年永優(yōu)系列玉米品種的區(qū)試資料，結(jié)合黃淮海地區(qū)氣候特征，分析氣象因子對黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米產(chǎn)量的影響，以期為能夠培育適應(yīng)氣候變化的玉米新品種提供參考。

1材料與方法

1.1研究資料

選取黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種“浚單20”2001—2002年41個站、“浚單29”2008—2009年46個站和以上2個品種2014年21個站的生育期、產(chǎn)量資料以及同期各站的氣象資料進行分析。玉米生育期和產(chǎn)量資料來源于河南省鶴壁市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，氣象資料來源于國家級氣象局資源共享網(wǎng)站和河南省氣象局。

1.2產(chǎn)量劃分

以產(chǎn)量排名前10名的平均值作為高產(chǎn)值，將不同年份各站的產(chǎn)量分為3個級別：高產(chǎn)，產(chǎn)量在高產(chǎn)值的90%以上；低產(chǎn)，產(chǎn)量在高產(chǎn)值的70%以下；中產(chǎn)，產(chǎn)量介于高產(chǎn)與地產(chǎn)之間。同時，設(shè)定中產(chǎn)的平均值為該品種的正常產(chǎn)量，則各站點的產(chǎn)量與正常產(chǎn)量的差值為氣象產(chǎn)量。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)量分析

試驗結(jié)果表明，浚單20的平均產(chǎn)量為9 862.0 kg/hm2，最大為13 806.0 kg/hm2，最小為5 130.8 kg/hm2；浚單29的平均產(chǎn)量為10 632.0 kg/hm2，最大為13 825.5 kg/hm2，最小為7 158.0 kg/hm2，2個玉米品種的產(chǎn)量最高值相當(dāng)?？傮w來說，浚單29的產(chǎn)量相對較高。

2.2氣象因子與產(chǎn)量的關(guān)系分析

由表1可知，浚單20產(chǎn)量與播種—出苗期和出苗—抽雄期的平均氣溫、抽雄—成熟期和全生育期的日最低氣溫在005水平上呈顯著負相關(guān)；與播種—出苗期的日最低氣溫在0.01水平上呈顯著負相關(guān)；與抽雄—成熟期和全生育期的日照時數(shù)在0.01水平上呈顯著正相關(guān)?？傮w來說，氣溫和日照時數(shù)是浚單20產(chǎn)量的主要影響因子。

由表2可知，浚單29產(chǎn)量與抽雄—成熟期和全生育期的降水量在0.05水平上呈顯著負相關(guān)；與播種—出苗期的日最低氣溫在0.01水平上呈顯著負相關(guān)；與抽雄—成熟期的日照時數(shù)在0.05水平上呈顯著正相關(guān)?？傮w來說，降水量和日照時數(shù)是浚單29產(chǎn)量的主要影響因子。

2.3各生育期氣象因子對不同產(chǎn)量站點的影響

2.3.1各生育期氣象因子對高產(chǎn)站點的影響由表3可見，對高產(chǎn)站點而言，浚單20產(chǎn)量與抽雄—成熟期的平均氣溫在0.05水平上呈顯著負相關(guān)，與其他因子沒有顯著相關(guān)性；浚單20和浚單29產(chǎn)量與積溫都呈負相關(guān)，與平均氣溫也有一定的負相關(guān)性。在高產(chǎn)站點，溫度是一種限制因素。

2.3.2各生育期氣象因子對中產(chǎn)站點的影響由表4可見，對中產(chǎn)站點而言，浚單29產(chǎn)量與抽雄—成熟期和全生育期的降水量在0.01水平上呈負相關(guān)，與抽雄—成熟期的日照時數(shù)在0.05水平上呈正相關(guān)；浚單20產(chǎn)量與播種—出苗期的日照時數(shù)在0.05水平上呈正相關(guān)；產(chǎn)量總體與降水量、平均氣溫呈負相關(guān)，與日照時數(shù)和積溫呈正相關(guān)。在中產(chǎn)站點，降水量和氣溫基本能滿足生產(chǎn)需要，日照時數(shù)和積溫略顯不足。

2.3.3各生育期氣象因子對低產(chǎn)站點的影響由表5可見，對低產(chǎn)站點而言，浚單20和浚單29的產(chǎn)量與氣象因子沒有顯著的相關(guān)性，總體而言，產(chǎn)量與平均氣溫呈正相關(guān)，與日照時數(shù)和積溫呈負相關(guān)。在低產(chǎn)站點，降水量和氣溫基本不能滿足生產(chǎn)需要，而日照時數(shù)和積溫略好。

2.4旬氣象因子對產(chǎn)量的敏感系數(shù)分析

2.4.1降水量由圖1可見，降水量對不同品種的敏感系數(shù)影響不同，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響效應(yīng)完全相反；降水量對浚單20產(chǎn)量的影響主要為負效應(yīng)，以9月中旬的影響較大， 敏感系數(shù)為-21.16 kg/（hm2·mm）， 這說明浚單20的產(chǎn)量對降水量的需求不大，對降水量的增加比較敏感；降水量對浚單29產(chǎn)量的影響主要為正效應(yīng)，以9月中旬的影響較大，敏感系數(shù)為8.38 kg/（hm2·mm），這說明浚單29的產(chǎn)量對降水量的需求較大，對降水量的減少比較敏感。因此，浚單20適合在降水量相對較少的地區(qū)種植，而浚單29則適合在降水量相對較多的地區(qū)種植。

2.4.2日照時數(shù)由圖2可見，日照時數(shù)對不同品種的敏感系數(shù)影響稍有不同，各旬日照時數(shù)對浚單20和浚單29的影響都以正效應(yīng)為主，但在生育前期效應(yīng)相反，而在后期效應(yīng)基本相同；日照時數(shù)對浚單20產(chǎn)量的影響主要在生育期后期，以8月下旬的影響相對最大，敏感系數(shù)為 28.60 kg/（hm2·h），這說明浚單20在產(chǎn)量形成階段對日照時數(shù)的需求較大，對日照時數(shù)比較敏感；日照時數(shù)對浚單29產(chǎn)量的正效應(yīng)影響主要在產(chǎn)量形成期初期，以8月上旬的影響相對較大，敏感系數(shù)為18.02 kg/（hm2·h），這說明日照時數(shù)對浚單29產(chǎn)量的影響較大，對日照時數(shù)的變化比較敏感。因此，浚單20適合在日照時數(shù)相對穩(wěn)定的地區(qū)種植，而浚單29則適合在日照時數(shù)相對較多的地區(qū)種植。

2.4.3平均氣溫由圖3可見，各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響效應(yīng)基本相同；平均氣溫對浚單20產(chǎn)量的影響主要在生育期后期，以8月下旬的影響相對最大，敏感系數(shù)為378.72 kg/（hm2·℃），這說明浚單20在產(chǎn)量形成階段對平均氣溫的需求較大，對平均氣溫比較敏感；平均氣溫對浚單29產(chǎn)量的正效應(yīng)影響主要在產(chǎn)量形成期初期，以8月中旬的影響相對較大，敏感系數(shù)為711.94 kg/（hm2·℃），這說明平均氣溫對浚單29產(chǎn)量的影響較大，對平均氣溫的變化比較敏感。因此，浚單20適合在平均氣溫相對穩(wěn)定的地區(qū)種植，而浚單29則適合在平均氣溫相對較高的地區(qū)種植。

3結(jié)論

在調(diào)查的所有站點中，浚單20、浚單29玉米的產(chǎn)量最高值較為相當(dāng)，其平均產(chǎn)量分別為9 862.0、10 632.0 kg/hm2，而浚單29產(chǎn)量的最低值高于浚單20。分析氣象因子與產(chǎn)量的關(guān)系可知，浚單20的主要影響因子是氣溫和日照時數(shù)，其中，最低氣溫的影響較大，相關(guān)性較為顯著，而浚單29的主要影響因子是降水量和日照時數(shù)；在高產(chǎn)站點，溫度、降水量和日照時數(shù)能基本滿足玉米的生產(chǎn)需求，產(chǎn)量與積溫多呈現(xiàn)負相關(guān)，說明積溫增加可能會成為產(chǎn)量增加的一種限制因素；在中產(chǎn)站點，降水量和和氣溫基本能滿足生產(chǎn)需要，而日照時數(shù)和積溫略顯不足；在低產(chǎn)站點，降水量和氣溫不能滿足生產(chǎn)需要，而日照時數(shù)和積溫略好。

通過旬氣象因子對產(chǎn)量的敏感系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響效應(yīng)完全相反，降水量對浚單20產(chǎn)量的影響主要為負效應(yīng)，對浚單29產(chǎn)量的影響主要為

正效應(yīng)；各旬日照時數(shù)對浚單20和浚單29的影響都以正效應(yīng)為主，在生育前期效應(yīng)相反，而在后期效應(yīng)基本相同；各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響效應(yīng)基本都為正效應(yīng)。因此，浚單20適合在降水量相對較少、日照時數(shù)相對穩(wěn)定、平均氣溫相對穩(wěn)定的地區(qū)種植，而浚單29則適合在降水量相對較多、日照時數(shù)相對較多、平均氣溫相對較高的地區(qū)種植。

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