降雨因子波動對恩施烤煙產(chǎn)量的影響

尹虎成，王瑞，任曉紅，黃學(xué)階，夏鵬亮，舒照鶴，王平章，張煒

(1.湖北省煙草公司恩施州公司，湖北 恩施 445000；2.恩施州水文局，湖北 恩施 445000；3.湖北博智科技服務(wù)有限公司，湖北 鶴峰 445800)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是靠天吃飯的開放式經(jīng)營活動，受陰雨寡照氣候條件的影響較大[1-4]，但是各產(chǎn)區(qū)的影響程度和影響方式差別很大，往往是“個案式的解釋”比較多，而“通則式的解釋”比較少。而陰雨天氣也是煙草靶斑病的重要流行條件之一[5-6]。降雨后煙田養(yǎng)分含量均有不同程度降低[7]也是一個重要因素。大田期降雨量也是影響烘烤的根本因素[8]。國內(nèi)外研究多集中于“需水絕對量”基礎(chǔ)上的分析，顯然在絕對降雨量上，一個常年降雨量大的煙區(qū)和一個降雨量少的煙區(qū)日降150 mm的雨量所帶來的影響差異是巨大的。為了明確產(chǎn)區(qū)降雨量波動幅度對產(chǎn)區(qū)合同單產(chǎn)的影響程度，對恩施州8個縣市的合同單產(chǎn)和恩施州水文水資源勘測局公布的年降雨量波動偏差進行相關(guān)性分析，試圖通過分析來尋找量化降雨量波動對烤煙單產(chǎn)的影響程度。根據(jù)這個程度來量化降雨量波動對煙葉單產(chǎn)的影響，尋找可行的“通則式解釋”為通過氣象因子建模推導(dǎo)產(chǎn)區(qū)單產(chǎn)和內(nèi)在品質(zhì)波動提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

2020年恩施州烤煙合同單產(chǎn)(以667 m2計,下同)由恩施州煙草公司根據(jù)實際收購報表按實際收購量除以年初合同面積計算得出。降雨量數(shù)據(jù)由恩施州水文水資源勘測局通過分布在8個縣市的208個遙測點的數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

對各縣市的年降水量波幅和烤煙單產(chǎn)進行直線回歸分析，量化年降水量對單產(chǎn)的影響程度；然后逐月分析各月降雨量波幅和單產(chǎn)的相關(guān)性；將相關(guān)性系數(shù)乘以當(dāng)月的波幅然后累加出重要月份的“校正波幅”，用校正過后的波幅和單產(chǎn)進行直線回歸分析得出估產(chǎn)模型。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用DPS7.05和 Excel 2007進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 年降雨量波幅與合同單產(chǎn)

由表1可以看出，合同單產(chǎn)和波動偏差的排名順序剛好相反，降雨量波動偏差越大的縣市排名越靠后。顯然，年降水量向上波動的幅度對合同單產(chǎn)形成了明顯的影響。因此，可以用直線回歸分析對數(shù)據(jù)進行處理，從而量化這個影響的程度。年降雨量向上波動的幅度和合同單產(chǎn)之間有極顯著的負相關(guān)性。得出公式：合同單產(chǎn)=151.917 1-159.366 9×降雨量波動百分比。從理論上講，我們可以通過年降雨量的向上波動幅度來對產(chǎn)值進行預(yù)估。

表1 恩施州8個縣市年降雨量向上波動幅度與合同單產(chǎn)

2.2 大田期月降雨量波幅與合同單產(chǎn)的關(guān)系

由表2可以看出,較常年平均降雨量，恩施州4月和5月降雨量整體偏少，6月和7月降雨量整體偏大，而8月降雨量整體偏少。所以，當(dāng)年主要的異常降雨的影響因子出現(xiàn)在6月和7月。年降雨量的波幅對合同單產(chǎn)的影響最大的月份與煙葉在恩施州的生長期高度一致，而影響最大的月份為6—8這3個月。而主要的負相關(guān)為6月、7月、8月、9月，而4月、5月、10月則是正相關(guān)。

表2 各月份年降雨量波動情況

2.3 合同單產(chǎn)與6—9月的年降雨量波動之間的關(guān)系

用相關(guān)系數(shù)和該月的降雨量波幅相乘得到各月的校正波幅。然后將主要大田生長期的校正波幅累加，得出各縣市累計波幅(表3)。分析主要大田期累計波幅和單產(chǎn)的關(guān)系。得出二者有極顯著的負相關(guān)(0.861)。因此，“合同單產(chǎn)=140.615 7-47.754 6×(6月波幅×0.347+7月波幅×0.623+8月波幅×0.631+9月波幅×0.189)”的公式成立。從理論上可以在9月30日估算出各縣市理論單產(chǎn)和當(dāng)年生產(chǎn)任務(wù)完成情況并累加出全州預(yù)計完成烤煙收購量，與全州實際收購烤煙量僅少1.8%，比烤煙實際收購結(jié)束時間提前41 d。

表3 主要大田期降雨量波動的校正波幅

3 討論

烤煙香型凸顯程度與降雨量呈顯著相關(guān)[9-10]。武陵煙區(qū)、黔中煙區(qū)、秦巴煙區(qū)、魯中煙區(qū)的降水量對烤煙生物堿含量的影響較大，東北產(chǎn)區(qū)則影響不顯著[11]，顯然在不同的煙區(qū)降雨量的數(shù)值對產(chǎn)量和內(nèi)在的品質(zhì)的影響程度是不一樣的。而云南則是成熟前期和中期的降雨對品質(zhì)影響較大[12]，四川成熟期降雨量則和品質(zhì)呈正相關(guān)[13]。而單就降雨絕對量來說光是云南的昆明和元謀就相差38%以上[14]，湖北恩施州煙區(qū)的鶴峰縣就高出巴東縣30%(年降雨量相差390 mm)，因此，尊重氣象因子在不同產(chǎn)區(qū)的不同影響力和角色，用相對于常年平均降雨量的波幅來量化因子對產(chǎn)區(qū)的影響就可以成為一個“通則”而非個案。

這個通則式的解釋就為我們建立系統(tǒng)的全國性的氣象因子對煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)質(zhì)影響模型搭好了骨架。而進一步量化各產(chǎn)區(qū)氣象因子的波動而產(chǎn)生的內(nèi)在品質(zhì)和化學(xué)成份的波動規(guī)律，就可以通過氣象因子為全國各產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)量和內(nèi)在品質(zhì)的波動建模，為預(yù)測和推演各產(chǎn)區(qū)煙葉特色和調(diào)整配方提高預(yù)見性和確定性。

從理論上講，從4月到9月的整個生長期內(nèi)的降雨量都是影響了煙葉單產(chǎn)的。根據(jù)各月降水波幅和單產(chǎn)的相關(guān)性系數(shù)來看，其影響程度并不是一致的，顯然通過簡單的累加并不能還原事實上的樣子。由于每個月份的降雨量波動幅度本質(zhì)上是一個影響因子，在分析時用多元線性回歸分析剔除不顯著的自變量顯然是不科學(xué)的。因此，用影響較大的月份的波幅乘以相關(guān)性系數(shù)計算出一個新的波動值更能代表該月份波動幅度對最終結(jié)果的影響程度。用這個校正之后的值累加得出的自變量顯然更能反應(yīng)出客觀事物的規(guī)律[15]。

在恩施煙區(qū)，年降雨量較常年的波動能夠顯著的影響合同單產(chǎn)。隨著年降雨量的增加，合同單產(chǎn)明顯下降。大田生長期的降雨量波動對合同單產(chǎn)的影響大于非大田生長期，而在大田生長期中6、7、8這3個月的降雨量波動對合同單產(chǎn)的影響最為明顯。從理論上可以通過“合同單產(chǎn)=151.917 1-159.366 9×降雨量波動幅度”的公式來計算年降雨量波動對煙葉生產(chǎn)的影響程度。可以利用公式“合同單產(chǎn)=140.615 7-47.754 6×(6月波幅×0.347+7月波幅×0.623+8月波幅×0.631+9月波幅×0.189)”提前41 d預(yù)估出當(dāng)年收購任務(wù)完成情況。