年際間氣候生態(tài)因子對玉米群體產(chǎn)量的影響

侯玉虹

摘 要：氣候生態(tài)因子對玉米群體產(chǎn)量水平有著直接關系。本文從產(chǎn)量性能方程角度定性研究氣候生態(tài)因子對玉米群體產(chǎn)量的影響。本試驗分別用逐步回歸分析方法以及從產(chǎn)量性能方程角度分析發(fā)現(xiàn)，對產(chǎn)量影響最大的生態(tài)因子分別為有效積溫、日均溫、日均最低溫度、7月份日均最高溫度和吐絲前后有效積溫、降雨量、生長天數(shù)和日照時數(shù)的比值。

關鍵詞：玉米群體；氣候生態(tài)

目前全國玉米生產(chǎn)區(qū)高產(chǎn)典型不斷涌現(xiàn)，除了品種更替與栽培措施優(yōu)化等因素外，與充分利用氣候生態(tài)資源及改善田間微生態(tài)環(huán)境也有直接的關系。氣候生態(tài)因子對產(chǎn)量直接與間接的影響尚未有全面、系統(tǒng)、深入的分析研究。本文主要研究對產(chǎn)量起主導作用的生態(tài)指標以及生態(tài)因素對構成指標和產(chǎn)量的影響，篩選出對影響產(chǎn)量的主要氣候生態(tài)因子，找出對產(chǎn)量起主導作用的生態(tài)因子，明確該地區(qū)提高玉米單產(chǎn)存在的主要限制生態(tài)因素，為指導玉米高產(chǎn)、超高產(chǎn)栽培，開發(fā)和利用氣候資源，挖掘作物生產(chǎn)潛力提供科學依據(jù)。

一、材料與方法

1.試驗設計

2005年為品密試驗；2006年為密度和種植方式試驗；2007年為化控試驗。

2.數(shù)據(jù)處理

根據(jù)張賓（2007）等的方法，對測量數(shù)據(jù)進行歸一化處理，使出苗至成熟的生長天數(shù)、有效積溫、日照時數(shù)、降雨量以及最大葉面積指數(shù)均為1，具體計算方法如下：

相對葉面積指數(shù)： LAIR=LAIM/LAImax ；相對生長天數(shù)： DR=（Di-D0）/Dd

相對有效積溫（相對降雨量、相對日照時數(shù)）： XR=（Xi-X0）/Xt

利用上述歸一化方法得到以生長天數(shù)、有效積溫、日照時數(shù)以及降雨量為自變量的相對化葉面積指數(shù)動態(tài)變化曲線。

二、結果與分析

1.年際間農(nóng)業(yè)氣候生態(tài)資源比較

通過分析發(fā)現(xiàn)年際間氣候生態(tài)資源差異較大。2005年屬于多雨年型，在整個生育期降雨量達到819.66mm，其中7月份降雨量為225.43mm。多雨陰天導致整個生育期日照時數(shù)僅為722.40小時，七月份僅為123.40小時，日均日照時數(shù)僅為4小時，年均產(chǎn)量僅為9 393.50 kg hm-2。2006年氣候特點具有較長的生長天數(shù)（131天）和7月份適宜的降雨量（82.33mm），其他指標均處于中等水平，產(chǎn)量達到13084.71 kg·hm-2，屬于高產(chǎn)年型。2007年具有較短的生長天數(shù)（124天），溫度超過30℃的天數(shù)達到21天，積溫2807.20℃，產(chǎn)量為9764.20 kg·hm-2，屬于高溫年型。年際間生態(tài)資源年際間存在差異，尤其是降雨量與日照時數(shù)，這些差異主要由于2005年整個生育期和7月份降雨量過多所致。

2.生態(tài)因素對產(chǎn)量的影響

為了全面系統(tǒng)地分析的產(chǎn)量與氣候生態(tài)因子之間的關系，將三年各處理的平均產(chǎn)量（Y）與全生育期的有效積溫（X1）、總降雨量（X2）、總日照時數(shù)（X3）、日均溫（X4）、日均降雨（X5）、均日照（X6）、日均濕度（X7）、最高溫度平均值（X8）、日最低平均溫度（X9）、7月積溫（X10）、7月日照（X11）、7月日均溫（X12）、7月均日照（X13）、7月日均濕度（X14）、7月日最平均高溫度（X15）、7月日最低平均溫度 （X16）、≥30天數(shù)（X17）、吐絲前后生育天數(shù)比值（X18）、吐絲前后積溫比值（X19）、吐絲前后降雨量比值（X20）、吐絲前后日照時數(shù)比值（X21）等21個光、溫、濕等氣候生態(tài)因子的關系進行回歸分析，建立回歸模型。

將各處理的產(chǎn)量（Y）與氣候生態(tài)因子（X1-X21）進行回歸分析，回歸模型如下：Y =553232.3533-25.9111X1-19481.7386X9-6732.8575X15-48738.4445X18+37992.9974X21

X1、X9、X15、X18、X21的標準偏回歸系數(shù)依次為：-0.9548、-0.9669、-0.8762、-0.9419、0.9387，按其絕對值大小排序為X9>X1>X18>X21>X15 。由此可以看出最低溫度平均值以及有效積溫是影響產(chǎn)量的主要生態(tài)因子，緊隨其后依次為吐絲前后生長天數(shù)比值、吐絲前后日照時數(shù)比值以及7月最高平均溫度。

3.物質生產(chǎn)指標對產(chǎn)量的貢獻

不同產(chǎn)量水平其生理與形態(tài)指標不同，對產(chǎn)量（Y）與物質構成指標—平均葉面積指數(shù)（X1）、生長天數(shù)（X2）、平均凈同化率（X3）、收獲指數(shù)（X4）進行回歸分析，建立回歸模型如下：Y=-67869.8460+2539.3312X1+509.4630X2+509.0715X3+7530.1267X4 R2=0.8662

X1、X2、X3、X4的偏回歸系數(shù)分別為0.6907、0.8387、0.2959、0.1457，即X2>X1>X3>X4，說明生長天數(shù)以及平均葉面積指數(shù)對產(chǎn)量的影響要大于平均凈同化率以及收獲指數(shù)。通徑分析平均葉面積指數(shù)、生長天數(shù)、平均凈同化率、收獲指數(shù)對產(chǎn)量均產(chǎn)生正效應。

4.產(chǎn)量構成指標對產(chǎn)量的貢獻

產(chǎn)量相關性狀在不同產(chǎn)量水平條件下所表現(xiàn)出的優(yōu)勢不同，故對產(chǎn)量（Y）與畝穗數(shù)（X1）、穗粒數(shù)（X2）、千粒重（X3）進行回歸分析，以求得對產(chǎn)量貢獻最大的因子：Y= -23237.2571+1595.0927X1+32.1972X2+21.0798X3 R2=0.8205

X1、X2、X3的偏回歸系數(shù)分別為0.7130、0.8941、0.4830，即X2>X1>X3，說明穗粒數(shù)對產(chǎn)量的影響最大，且達到顯著水平，穗數(shù)對產(chǎn)量的作用僅次于穗粒數(shù)，同時也說明了總穗粒數(shù)（穗數(shù)*穗粒數(shù)）對產(chǎn)量的貢獻更大，且比較合理的解釋產(chǎn)量表現(xiàn)。

三、結論與討論

從回歸模型可以推斷出對產(chǎn)量影響較大的生態(tài)因子。利用逐步回歸分析方法得到對產(chǎn)量影響較大的生態(tài)因子分別為有效積溫、日均最低溫度、7月日均最高溫度和吐絲前后生長天數(shù)和日照時數(shù)比值。從產(chǎn)量性能方程角度分析發(fā)現(xiàn)MLAI和生長天數(shù)是影響產(chǎn)量的主要生理指標，穗數(shù)和穗粒數(shù)（總粒數(shù)）是影響產(chǎn)量的產(chǎn)量構成指標，根據(jù)生態(tài)因子對性能方程各指標的影響規(guī)律，推斷出對產(chǎn)量影響最大的生態(tài)因子。綜合以上2種方法的結論，得出對產(chǎn)量影響最大的生態(tài)因子分別為有效積溫、日均溫、日均最低溫度、7月份日均最高溫度和吐絲前后有效積溫、降雨量、生長天數(shù)和日照時數(shù)的比值。由此認為溫度相關指標以及吐絲前后生態(tài)因子資源量分配指標對產(chǎn)量影響最大。

參考文獻：

[1]張賓，趙明，董志強，李建國，陳傳永，孫銳.2007.作物高產(chǎn)群體LAI動態(tài)模擬模型的建立與檢驗.作物學報， 33（4）：612-619.

[2]陳傳永，董志強，趙明，張賓，朱平.2007.低溫冷涼地區(qū)超高產(chǎn)春玉米群體生長分析研究[J].玉米科學，15（3）：75-79.