氣象條件對(duì)濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響
——以2020年為例

張有菊，王光輝，劉新彥，祝 偉

（山東省濟(jì)陽(yáng)區(qū)氣象局，山東 濟(jì)陽(yáng) 251400）

山東省濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)區(qū)地處黃河下游，是濟(jì)南市北部新城區(qū)，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫為13.1℃，年降水量為585.1 mm，年日照時(shí)數(shù)為2 389.2 h。四季分明，雨熱同季，降水分布不均勻，多集中在夏季（6—8月），降水量為385.7 mm，占年降水量的66%。濟(jì)陽(yáng)區(qū)地勢(shì)平坦，土壤肥沃，是全國(guó)糧食生產(chǎn)基地，主要種植糧食作物為冬小麥、夏玉米。濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米種植實(shí)行的是一年兩熟（冬小麥-夏玉米）制。夏玉米在冬小麥?zhǔn)斋@后立即播種，種植品種一般以中早熟和中熟為主，這樣可充分利用濟(jì)陽(yáng)的氣候資源，提高夏玉米的產(chǎn)量，為下季冬小麥實(shí)施播種奠定基礎(chǔ)。

濟(jì)陽(yáng)區(qū)2020年夏玉米播種面積3.4萬(wàn)hm2。夏玉米的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收具有重要意義。除特殊年份受非自然因素和病蟲(chóng)害影響外，氣象條件對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響較大，甚至起著決定性作用[1-4]。據(jù)資料顯示，玉米是喜光作物，全生育期日照時(shí)數(shù)為800 h左右[5]；玉米全生育期耗水量為400 mm[6]；全生育期積溫為中早熟品種要求≥10℃積溫2 300～2 500℃，中熟品種要求≥10℃積溫2 500～2 700℃[7]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，濟(jì)陽(yáng)區(qū)6月10日前播種的夏玉米全生育期積溫均在2 700℃以上，6月20日前播種的夏玉米全生育期積溫均在2 500℃以上。本文分析氣象條件對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響，對(duì)確保糧食安全，促進(jìn)夏糧豐產(chǎn)豐收，指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨利避害具有重要意義。對(duì)2020年氣象條件對(duì)濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生育期的影響進(jìn)行了分析，并對(duì)2021年濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生育期間的氣候進(jìn)行了預(yù)測(cè)，旨在為指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 資料來(lái)源與方法

1.1 資料來(lái)源

2019、2020年夏玉米生長(zhǎng)狀況[8]來(lái)源于國(guó)家農(nóng)業(yè)氣象基本站濟(jì)陽(yáng)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站，夏玉米全生育期所用氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于濟(jì)陽(yáng)國(guó)家氣象觀測(cè)站2019、2020年觀測(cè)資料，常年氣候平均值以濟(jì)陽(yáng)區(qū)氣象局1981—2020年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)。

1.2 試驗(yàn)方法

采用比較的方法，分析2020年度光、溫、水等氣象要素的變化對(duì)濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響。國(guó)家農(nóng)業(yè)氣象基本站濟(jì)陽(yáng)農(nóng)業(yè)氣象夏玉米觀測(cè)地段，位于濟(jì)陽(yáng)區(qū)氣象局東臨玉米種植基地（117°12′E、37°00′N(xiāo)），海拔20.4 m。人工觀測(cè)夏玉米生育期及產(chǎn)量因素。2020年6月8日，夏玉米播種，6月22日3葉，7月6日7葉，7月24日拔節(jié)，8月9日抽雄，8月11日開(kāi)花，9月4日乳熟，9月28日成熟收獲。播種至成熟的天數(shù)為112 d。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用WPS Office 2019軟件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏玉米各生育期的氣象條件分析

2.1.1 播種—拔節(jié)期（6月上旬至7月下旬）（圖1）。此時(shí)期是夏玉米苗期也是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，根系發(fā)育較快，莖葉生長(zhǎng)緩慢，苗期的根系生長(zhǎng)對(duì)夏玉米起重要作用。適當(dāng)減少水分供應(yīng)利于夏玉米蹲苗。

圖1 2020年夏玉米播種—拔節(jié)期各旬平均氣溫(A)、降水量(B)、日照時(shí)數(shù)(C)

濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米播種期多集中在6月上旬后期至中旬，2020年度播種期的氣象條件是：光溫適宜，降水偏少，氣候干燥。其中6月上、中旬平均氣溫分別為26.6、25.6℃，分別較常年偏高2.8、0.2℃；6月上、中旬的日照時(shí)數(shù)分別為119.7、110.0 h，分別較常年偏多38.1、32.2 h；6月上、中旬降水量分別為4.3、2.1mm，分別較常年偏少6.2、22.3 mm?？孔匀唤邓荒軡M足夏玉米播種和出苗的需求，此時(shí)期的降水對(duì)夏玉米播種不利。但大多數(shù)農(nóng)戶是即收即播，造墑播種，即人工灌溉后播種或播種后及時(shí)灌溉，才使夏玉米出苗良好。6月下旬夏玉米處于3葉期，7月上旬夏玉米處于7葉期，3～7葉期的氣象條件：6月下旬、7月上旬平均氣溫分別為25.9、25.9℃，分別較常年偏低0.3、0.7℃；日照時(shí)數(shù)分別為108.4、107.0 h，分別較常年偏多34.1、36.9 h；降水量分別為24.7、41.9 mm，分別較常年偏少10.2、15.8 mm。7月下旬夏玉米進(jìn)入拔節(jié)期（7月24日），平均氣溫為26.6℃，較常年偏低0.5℃；降水量為19.2 mm，較常年69.5 mm偏少50.3 mm；日照時(shí)數(shù)為112.2 h，較常年偏多42.1 h。

2.1.2 拔節(jié)—開(kāi)花期（7月下旬至8月中旬）（圖2）。拔節(jié)—開(kāi)花期是夏玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)最旺盛的時(shí)期，對(duì)光、溫、水的要求較高，水分不足會(huì)引起雌穗小穗分化減少，小花退化，造成穗粒數(shù)減少。此期7月下旬夏玉米進(jìn)入拔節(jié)，8月上、中旬夏玉米陸續(xù)進(jìn)入抽雄、開(kāi)花、吐絲期。2020年濟(jì)陽(yáng)區(qū)拔節(jié)—開(kāi)花期間的氣象條件：8月上、中旬平均氣溫為27.4、27.1℃，較常年分別偏高0.8、1.8℃；降水量為70.3、224.5 mm，較常年偏多16.7、178.8 mm；日照時(shí)數(shù)分別為41.6、39.7 h，較常年分別偏少26.2、24.8 h。綜上所述：2020年濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米在拔節(jié)—開(kāi)花期間氣象條件對(duì)夏玉米生長(zhǎng)利弊均有，但利大于弊。

圖2 2020年夏玉米拔節(jié)—開(kāi)花期各旬平均氣溫(A)、降水量(B)、日照時(shí)數(shù)(C)

2.1.3 開(kāi)花—成熟期（8月中旬至9月下旬）（圖3）。2020年開(kāi)花—成熟期間≥10℃的積溫為1 121.0℃，較常年偏多56.1℃，較2019年偏多35.0℃。8月中旬夏玉米陸續(xù)進(jìn)入開(kāi)花—吐絲期，平均氣溫為27.1℃，較常年偏高1.8℃；降水量為224.5 mm，較常年偏多178.8 mm；日照時(shí)數(shù)為39.7 h，較常年偏少24.8 h。此時(shí)期降水異常偏多，且時(shí)空分布不均勻。降水主要出現(xiàn)在8月中旬的13、15、16日，降水量分別為87.8、24.3、103.5 mm，8月中旬降水偏多，對(duì)夏玉米的灌漿十分有利。由于前期降水偏少，玉米灌漿急需水分生長(zhǎng)，因而未對(duì)夏玉米造成澇災(zāi)。受副熱帶高壓影響，8月中旬出現(xiàn)了35℃以上的高溫天氣3 d，出現(xiàn)在8月14、17、18日，最高氣溫分別為35.2、36.3、36.3℃，此次高溫天氣對(duì)夏玉米生長(zhǎng)不利，但影響有限。

圖3 2020年夏玉米播種—成熟期各旬平均氣溫(A)、降水量(B)、日照時(shí)數(shù)(C)

8月下旬至9月下旬夏玉米進(jìn)入灌漿、成熟期，是產(chǎn)量形成的重要時(shí)期，特別在玉米籽粒灌漿時(shí)期，光照條件對(duì)產(chǎn)量的形成更為重要[9-10]，降水也是影響玉米產(chǎn)量的重要因子[11]，且此期要求適宜的溫度為22～24℃。實(shí)際上，8月下旬至9月下旬各旬段（圖3），平均氣溫分別為24.7、23.6、21.3、19.6℃，較常年分別偏高0.6、1.3、0.8、1.0℃；降水量分別為13.6、36.9、6.1、7.5 mm，除9月上旬較常年偏多13.4 mm外，8月下旬、9月中旬、9月下旬分別較常年偏少26.3、13.0、3.5 mm；日照時(shí)數(shù)分別為72.0、99.8、71.7、56.6 h，其中：8月下旬、9月下旬較常年偏少3.5、12.2 h，9月上旬、9月中旬較常年偏多33.4、4.1 h。開(kāi)花—成熟期氣溫適宜、光照充足、降水適中，氣象條件對(duì)夏玉米灌漿有利。9月下旬進(jìn)入成熟收獲期，以晴間多云為主，利于夏玉米成熟晾曬。

2.2 夏玉米全生育期的氣象條件分析

由圖4可以看出，2020年度濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米全生育期（6月上旬至9月下旬）≥10℃總積溫為2 798.1℃，較常年同期平均偏多44.6℃，較2019年同期偏少60.6℃；降水量為450.4 mm，較常年同期偏多21.2 mm，較2019年同期偏多166.5 mm；日照時(shí)數(shù)為938.9 h，較常年同期偏多172.2 h，較2019年同期偏多163.0 h。從夏玉米全生育期生長(zhǎng)的氣象條件得出：光照充足，積溫偏多，利于玉米生長(zhǎng)發(fā)育；降水量偏多且時(shí)空分布不均勻，生長(zhǎng)前期降水偏少，后期降水偏多，有利于夏玉米灌漿和產(chǎn)量形成。

圖4 夏玉米不同生育時(shí)期的≥10℃積溫(A)、降水量(B)、日照時(shí)數(shù)(C)

2.3 夏玉米的產(chǎn)量因素與產(chǎn)量分析

夏玉米產(chǎn)量的高低與氣象條件密切相關(guān)。由表1可知，2020年收獲夏玉米的果穗長(zhǎng)、株籽粒質(zhì)量、百粒質(zhì)量、產(chǎn)量均高于常年和2019年。夏玉米產(chǎn)量的高低與其全生育期的積溫多、溫度適宜、光照充足、后期降水偏多有關(guān)。雖然前期降水偏少，但及時(shí)的灌溉可彌補(bǔ)降水的不足，使夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育良好，改善了產(chǎn)量因素。因此，夏玉米產(chǎn)量提高。

表1 2020年濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米產(chǎn)量因素測(cè)定值

3 討論與結(jié)論

2020年度濟(jì)南市濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米全生育期間的氣象條件利大于弊，較有利于生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的形成。播種—拔節(jié)期，播種光溫適宜、降水偏少，農(nóng)戶造墑播種，出苗良好；苗期降水少，利于夏玉米蹲苗和根系下扎；拔節(jié)—開(kāi)花期，氣象條件對(duì)玉米生長(zhǎng)利大于弊；開(kāi)花—成熟期，氣溫適宜、光照充足、降水適中，適宜的氣象條件對(duì)夏玉米灌漿十分有利，改善了產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高了夏玉米產(chǎn)量；收獲期，以晴間多云天氣為主，有利于收獲晾曬。整體氣象條件利大于弊，氣候年景為平偏豐年。

2021年濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米氣候預(yù)測(cè)為平偏豐年景。根據(jù)國(guó)家氣候中心和省氣候中心2021年5月的預(yù)測(cè)意見(jiàn)，結(jié)合濟(jì)陽(yáng)區(qū)氣候特點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，對(duì)濟(jì)陽(yáng)區(qū)2021年夏玉米生育期間的氣候進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)提出相應(yīng)的生產(chǎn)建議，為領(lǐng)導(dǎo)決策和涉農(nóng)部門(mén)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考。預(yù)測(cè)2021年濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生育期間降水較常年偏多1～2成，氣溫較常年偏高0.5℃左右。全區(qū)2021年夏季（6—8月）平均降水量420～480 mm，較常年偏多1～2成，其中，6月降水量80～100 mm，較常年（69.8 mm）偏多1～2成；7月降水量190～210 mm，較常年（176.6 mm）偏多1～2成；8月降水量140～160 mm，較常年（139.3 mm）偏多1～2成。全區(qū)夏季平均氣溫26.0～26.5℃，較常年（25.8℃）偏高0.5℃左右。9月降水量較常年（53.5 mm）偏多2～3成，平均氣溫較常年（20.5℃）偏高0.5℃左右。

同時(shí)，根據(jù)2021年預(yù)測(cè)的氣象條件對(duì)夏玉米生產(chǎn)情況分析如下：濟(jì)陽(yáng)區(qū)夏玉米生長(zhǎng)在6—9月，從播種、出苗、拔節(jié)、抽雄、開(kāi)花到灌漿、乳熟到成熟，每個(gè)環(huán)節(jié)都影響著其產(chǎn)量。預(yù)測(cè)2021年夏玉米生長(zhǎng)期氣溫較常年偏高，降水較常年偏多，光、溫、水匹配較好，總體氣象條件對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成非常有利，但降水時(shí)空分布不均，盛夏局地暴雨和內(nèi)澇可能對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。生育期間還可能出現(xiàn)雹災(zāi)、高溫、風(fēng)災(zāi)等災(zāi)害性天氣發(fā)生。為確保夏糧安全，減輕和避免氣象災(zāi)害造成損失，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收，提前預(yù)防和管理，夏玉米生產(chǎn)上建議：1）謹(jǐn)慎選種。選擇穩(wěn)產(chǎn)增收、品質(zhì)優(yōu)良、抗倒伏、抗病蟲(chóng)害強(qiáng)的優(yōu)良雜交品種。2）提前做好防澇準(zhǔn)備。預(yù)測(cè)夏玉米生長(zhǎng)期間降水偏多，時(shí)空分布不均勻，低洼地段易形成澇災(zāi)，應(yīng)提前做好防澇措施，加強(qiáng)興修水利設(shè)施。3）夏季悶熱高濕，利于農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，做好病蟲(chóng)害防治工作。4）夏季遇有冰雹天氣時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注天氣變化，提前發(fā)布預(yù)警信息，氣象局做好人工防雹保障工作。5）適時(shí)進(jìn)行農(nóng)事活動(dòng)。在夏玉米全生育期，可根據(jù)天氣預(yù)報(bào)適時(shí)開(kāi)展農(nóng)事活動(dòng)，以保證作物正常生長(zhǎng)發(fā)育。