黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種光溫適宜性研究

李彤霄+田宏偉+杜子璇

摘要：以玉米（Zea mays L.）永優(yōu)系列4個品種為材料，根據(jù)2014年和2015年黃淮海地區(qū)12個代表站點田間分期試驗的生育期資料和同期氣象觀測資料，分析了黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米4個品種的光溫適宜范圍和差異，并進(jìn)行了區(qū)劃，以期為不同玉米品種在黃淮海地區(qū)的種植和選育提供參考。結(jié)果表明，黃淮海地區(qū)的光溫條件基本上能夠滿足永優(yōu)系列玉米品種生長發(fā)育的需要。較適宜黃淮海地區(qū)日照時間的適宜范圍面積由大到小依次為浚單20、浚單29和浚單509、浚單3136；日照時間出苗-拔節(jié)期的整個黃淮海地區(qū)都為適宜，拔節(jié)-抽雄期南部和北部為主要適宜區(qū)，抽雄-成熟期僅河北省和山東省的北部為較適宜區(qū)。≥0 ℃積溫的適宜范圍面積由大到小依次為浚單20、浚單29、浚單3136、浚單509；≥0 ℃積溫出苗-拔節(jié)期浚單20、浚單29的適宜范圍最大，浚單509沒有適宜范圍，拔節(jié)-抽雄期浚單20的適宜范圍面積最大，浚單29的次之，浚單3136的面積最小，抽雄-成熟期的4個品種基本相同，以適宜為主。日最高、最低氣溫的適宜區(qū)主要在中西部，各品種間差異較小。整個生育期，黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種光溫適宜區(qū)從西南往東北逐漸減少，適宜面積浚單20的最大，浚單29次之，浚單509和浚單3136較小。

關(guān)鍵詞：黃淮海地區(qū)；玉米（Zea mays L.）品種；永優(yōu)系列；光溫適宜性；區(qū)劃

中圖分類號：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）14-2821-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.15.006

Abstract： Taking 4 Yongyou series maize （Zea mays L.） varieties as material，the different stage sowing experiment was conducted in 2014 and 2015 at 12 stations of Huang-Huai-Hai region. Based on growth periods data and observed meteorological data，the differences of light-temperature suitability between 4 Yongyou series maize varieties in Huang-Huai-Hai region were analyzed，and the light-temperature suitability division were finished. The results showed that the sunshine and temperature of Huang-Huai-Hai region was basically suit for 4 Yongyou series maize varieties growth. The sunshine duration suitability of Yongyou series maize varieties were Xundan 20，Xundan29 and Xundan 509，Xundan 3136 in descending order. The Sunshine durations of all the Huang-Huai-Hai region were suitable during emergence-jointing period， the northern and southern of Huang-Huai-Hai region were manly suitable areas during jointing-heading period， and only the northern of Hebei and Shandong province were sub-suitable areas during heading-maturity period. ≥0 ℃ accumulated temperature suitable areas were Xundan 20，Xundan 29，Xundan 3136 and Xundan 509 in descending order；during emergence-jointing period， Xundan 20 and Xundan 29 suitable areas were largest and Xundan 509 had none；during jointing-heading period， Xundan 20 suitable area was largest，Xundan 29 was second，Xundan 3136 was smallest；during heading-maturity period，the 4 varieties were similar and suitable areas were mainly. The suitable area of the highest and the lowest temperature were mainly in the middle and west part of Huang-Huai-Hai region，and the differences of 4 varieties were less. In the whole growth period，the light-temperature suitable areas of 4 Yongyou series maize varieties in Huang-Huai-Hai region were decreased from southwest to northeast. The suitable area of Xundan 20 was the largest，Xundan 20 was the second，Xundan 509 and Xundan 3136 were smaller.endprint

Key words： Huang-Huai-Hai region； maize（Zea mays L.） varieties； Yongyou series； light-temperature suitability； division

黃淮海平原是中國主要的夏玉米（Zea mays L.）產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)的夏玉米生產(chǎn)對中國的糧食安全有著極其重要的意義。黃淮海地區(qū)面積廣闊，不同地區(qū)間氣象條件時空差異大[1-8]，對夏玉米的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)造成一定的影響[9，10]。此外，不同的品種對氣候的適應(yīng)性也有差異。國內(nèi)一些學(xué)者對玉米的氣候適宜性和敏感性方面做了大量的研究[11-18]。為了充分利用氣候資源，保證黃淮海平原的玉米生產(chǎn)安全，對黃淮海地區(qū)不同玉米品種光溫適宜范圍進(jìn)行分析有重要意義。永優(yōu)系列玉米品種是黃淮海地區(qū)的主要玉米品種，其中浚單20是黃淮海地區(qū)種植面積最大的品種。因此，本研究選取永優(yōu)系列4個玉米品種分析黃淮海地區(qū)不同品種的光溫適宜范圍，以期為不同玉米品種在黃淮海地區(qū)的種植和選育提供參考。

1 資料來源與方法

1.1 資料來源

選取黃淮海地區(qū)12個代表站在2014-2015年永優(yōu)系列玉米4個品種分期試驗的出苗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄、抽雄-成熟生育期數(shù)據(jù)和同期氣象數(shù)據(jù)，以及黃淮海平原179個站近30年日氣象數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)來源于各省的氣候中心，歷史數(shù)據(jù)來源于國家氣象數(shù)據(jù)共享中心。

1.2 方法

1.2.1 適宜范圍指標(biāo)的選取 綜合以上各期和4個品種各生育期間隔天數(shù)，將各生育期間隔天數(shù)從小到大依次排列，選取排序在10%～90%的天數(shù)為適宜天數(shù)。

數(shù)據(jù)分布檢驗和概率估算主要通過Matlab工具軟件來完成。首先，利用Matlab統(tǒng)計工具箱提供的kstest函數(shù)對需分析的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行Kolmogorov-Smirnov檢驗，確定數(shù)據(jù)序列是否符合正態(tài)分布，對不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行box-cox轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為正態(tài)分布；然后利用Matlab提供的逆分布函數(shù)norminv進(jìn)行概率計算。

根據(jù)建立的不同生育期氣象要素樣本序列繪制正態(tài)分布曲線圖，分別以50%、80%的概率作為玉米生長的適宜、較適宜指標(biāo)范圍，利用SPSS 19.0計算適宜或較適宜范圍的上下限值。

1.2.2 區(qū)劃圖的制作方法 首先，把氣象因子按照適宜范圍進(jìn)行分級，利用ArcGIS進(jìn)行反距離權(quán)重法插值處理，得到各期各氣象因子的適宜區(qū)劃圖。然后，根據(jù)生育期與氣象因子的相關(guān)系數(shù)確定各指標(biāo)因子的權(quán)重值，運用線性加權(quán)求和法，利用ArcGIS將各評價指標(biāo)疊加，進(jìn)而得到黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種生育期氣候適宜范圍圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 永優(yōu)系列玉米品種光溫氣象因子適宜范圍

根據(jù)各期日照時間、≥0 ℃積溫、日最高氣溫和日最低氣溫的分布特點可以得到相應(yīng)的適宜范圍，具體見表1、表2、表3。對比4個品種的適宜范圍發(fā)現(xiàn)，各品種間有一定差異，但總體上差異不大。

2.2 適宜范圍區(qū)劃

2.2.1 各生育期日照時間區(qū)劃 圖1、圖2、圖3分別為出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-成熟期日照時間適宜范圍區(qū)劃圖。由于4個品種出苗-拔節(jié)期、抽雄-成熟期的日照時間適宜范圍基本相同，這里統(tǒng)一用單幅圖表示。由圖1至圖3可知，各生育期日照時間都為適宜和較適宜，但適宜范圍略有不同。出苗-拔節(jié)期的整個黃淮海平原都為適宜；拔節(jié)-抽雄期南部和北部的適宜范圍較大；抽雄-成熟期的除河北省和山東省的北部為較適宜外，其余都為適宜。對比4個品種發(fā)現(xiàn)，出苗-拔節(jié)期、抽雄-成熟期日照時間適宜范圍完全相同，拔節(jié)-抽雄期日照時間適宜范圍略有不同，浚單20的適宜范圍最大，浚單3136的適宜范圍最小，浚單29和浚單509的適宜范圍居中，基本上一致，除河南省北部和河北省南部的為適宜外，其余都為較適宜?？傮w來說黃淮海地區(qū)日照時間的適宜范圍浚單20>浚單29、浚單509>浚單3136，這可能是浚單20在黃?；雌皆N植面積最大的主要原因之一。

2.2.2 各生育期≥0 ℃積溫區(qū)劃 圖4、圖5、圖6分別為出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-成熟期≥0 ℃積溫適宜范圍區(qū)劃圖。由圖4可知，出苗-拔節(jié)期≥0 ℃積溫適宜范圍面積以浚單20、浚單29的最大，主要在黃淮海平原中西部和南部的部分地區(qū)；浚單509沒有適宜范圍；浚單3136的適宜范圍居中，主要在河南省大部和安徽省全部。由圖5可知，拔節(jié)-抽雄期≥0 ℃積溫適宜范圍浚單20的為除北部和膠州半島的整個黃淮海地區(qū)，面積最大；浚單29的次之，略向西南縮?。豢?09適宜范圍在安徽省南部和江蘇省南部；浚單3136的適應(yīng)范圍僅為江蘇南部的小部分地區(qū)，面積最小。由圖6可知，抽雄-成熟期4個品種≥0 ℃積溫適宜范圍基本相同，除河北省北部為較適宜外，都為適宜。整體來說，≥0 ℃積溫的適宜范圍浚單20>浚單29>浚單3136>浚單509，這與浚單20和浚單29在黃淮海地區(qū)種植面積較大的情況是一致的。

2.2.3 各生育期日最高、最低氣溫區(qū)劃 圖7、圖8分別為永優(yōu)系列玉米出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-成熟期日最高、最低氣溫適宜范圍區(qū)劃圖。由于各生育期日最高、最低氣溫4個品種基本相同，這里以浚單29為例，說明適宜范圍的區(qū)劃情況。出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-成熟期日最高氣溫適宜范圍依次有從東到西逐步擴(kuò)散的趨勢，出苗-拔節(jié)期的適宜范圍在河南省大部、山東省西部、河北省南部，拔節(jié)-抽雄期的在河南、安徽省全部、山東省西部、河北省南部，抽雄-成熟期的為河南省中東部、河北省中南部、山東省中西部、安徽省南部和江蘇省東北部。出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-成熟期日最低氣溫適宜范圍主要集中在黃淮海平原中部地區(qū)，表現(xiàn)為出苗-拔節(jié)期>抽雄-成熟期>拔節(jié)-抽雄期?？傮w來說，黃淮海中西部地區(qū)適宜永優(yōu)系列玉米品種生長。河南省大部、河北省南部、山東省西部、安徽省北邊小部分地區(qū)為日最高、最低氣溫的適宜區(qū)域，其他地區(qū)為較適宜區(qū)。endprint

2.2.4 黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種光溫適宜范圍區(qū)劃 根據(jù)生育期與氣象因子的相關(guān)系數(shù)可以確定各指標(biāo)因子的權(quán)重值（表4）。

根據(jù)日照時間、≥0 ℃積溫、日最高氣溫、日最低氣溫的適宜范圍和權(quán)重值進(jìn)一步加權(quán)得到黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種氣候適宜范圍區(qū)劃（圖9）。從圖9可以看出，適宜范圍從西南往東北逐漸減少。適宜面積浚單20的最大，浚單29次之，基本上涵蓋黃淮海的絕大部分地區(qū)?？?09和浚單3136較小，主要為河南省、安徽省、山東省西部和河北省南部地區(qū)。較適宜面積正好相反，但浚單509和3136的面積明顯較大，河北省中部、山東省大部和江蘇省基本上都屬于適宜區(qū)?？傮w來說，黃淮海地區(qū)中西部和南部的部分地區(qū)適宜永優(yōu)系列玉米品種生長，適宜范圍浚單20>浚單29>浚單509>浚單3136。黃淮海地區(qū)北部和膠州半島不適宜永優(yōu)系列玉米品種生長。

3 小結(jié)與討論

通過對黃淮海地區(qū)12個代表站2014-2015年玉米分期試驗出苗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄、抽雄-成熟生育期數(shù)據(jù)和同期氣象數(shù)據(jù)的分析，可以得到黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列4個玉米品種各生育期氣象因子的適宜范圍。依據(jù)氣象因子的適宜范圍，可以得到4個品種出苗-拔節(jié)、拔節(jié)-抽雄、抽雄-成熟期的氣象因子適宜范圍區(qū)劃。各生育期日照時間適宜范圍都為適宜和較適宜，但適宜范圍略有不同。出苗-拔節(jié)期的整個黃淮海平原都為適宜；抽雄-成熟期的除河北和山東省的北部為較適宜外，都為適宜；拔節(jié)-抽雄期南部和北部的適宜范圍較大。各品種出苗-拔節(jié)期、抽雄-成熟期日照時間適宜范圍相同，拔節(jié)-抽雄期日照時間適宜范圍略有不同?？傮w來說，黃淮海地區(qū)日照時間的適宜范圍浚單20>浚單29、浚單509>浚單3136，這可能是浚單20在黃?；雌皆N植面積最大的主要原因之一。

各生育期≥0 ℃積溫適宜范圍都以適宜和較適宜為主，但適宜范圍略有不同。出苗-拔節(jié)期≥0 ℃積溫適宜范圍以浚單20、浚單29的最大，浚單509沒有適宜范圍，浚單3136的適宜范圍居中。拔節(jié)-抽雄期≥0 ℃積溫適宜范圍以浚單20的面積最大，浚單29的次之，浚單3136的面積最小。抽雄-成熟期的4個品種基本相同，除河北省北部為較適宜外，都為適宜。整體來說，≥0 ℃積溫的適宜范圍浚單20>浚單29>浚單3136>浚單509，這與浚單20和浚單29在黃淮海地區(qū)種植面積較大的情況是一致的。

日最高、最低氣溫在適宜度區(qū)劃上差異較小，說明部分氣象因子對永優(yōu)玉米系列品種的影響差異不大，顯示了品種上有一定的延續(xù)性。

從適宜范圍區(qū)劃圖可以看出，4個品種主要的適宜范圍差異較大，在出苗-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期 ≥0 ℃積溫和拔節(jié)-抽雄期日照時間的適宜范圍存在很大差異，可能是這些品種產(chǎn)量有差異的重要原因之一。浚單20和浚單29的適宜范圍較大也是其在黃淮海地區(qū)種植面積較大的原因。

黃淮海地區(qū)永優(yōu)系列玉米品種氣候適宜范圍從西南往東北逐漸減少。適宜面積浚單20的最大，浚單29次之，浚單509和浚單3136較小；較適宜面積正好相反。

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