氣候因素對西遼河平原紅小豆產(chǎn)量的影響

中圖分類號S162;S521文獻標(biāo)識碼A文章編號 0517-6611（2025）11-0210-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.11.043

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

EffectofClimateFactorsonYieldofAdzukiBeaninWestLiaohePlain

QIJia-ruiIUXiafang，WNGWen-dietal（ongiaAglturalandAimalHusbandrySieceResearchIstute，glio ier Mongolia 028000）

AbstractThemeteorologicalyieldofadzukibeanswasseparatedfromtheunityieldofadzukibeansintheWestLiaohePlainfrom012to 2021，relevantanalysiswasconductedbycombiningdatasuchastemperature，precipitationandsunshinehoursduringthesameperodBased onthis，mulilegresiowasudtoqantiatielyaleeimpactofliatectosonthyeldfaduieans.eesultsdat from 2012 to2O21，thetemperature inthe West LiaohePlainarea from Mayto September hadremainedataround 21.3 C ，the interannual fluctuation did not exceed . In the past decade，the average sunshine hours from May to September in the West Liaohe Plain area was 1150hours，theaverageprecipitationfromMaytoSeptemberintheWestLiaoePlainareawas385m.From2Ol2toO1，theadzukiean yieldintheWestLiaohePlainareahadshownafluctuatingtrendoverallTheyieldin2O17wasthehighestin1Oyears，reaching 1 972kg/hm² ，morethan 2.7 times thatof 2015.From 2017 to 2021，the adzuki bean yield had consistently exceeded 1400kg/hm² . Climatefactorshaddiferentdegresofimpactondukieanyields，llofhichwrepositivelyoelatedAmongte，tempraureda significant correlation with adzuki bean yield and was the dominant factor affecting the yield.

KeyWordsClimate factors;Adzuki bean;Yield;WestLiaohePlain

西遼河平原是內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的平原，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市中部，地處我國北方農(nóng)牧交錯帶東段，是內(nèi)蒙古自治區(qū)主要的糧食和畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地。整個平原地平土厚，水源充足，便于引水灌溉和農(nóng)業(yè)機械作業(yè)[]。當(dāng)?shù)匾杂衩住⒈吐?、雜糧雜豆等為主要種植作物，是自治區(qū)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，被譽為“內(nèi)蒙古糧倉”[2]。

紅小豆的種植起源于我國，歷史悠久，富含人體所需的碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素等微量元素，是藥食兩用作物[3]，曾被譽為“土地里的紅寶石”。紅小豆是我國北方旱作區(qū)主要雜糧作物之一[4]，市場需求量很大[5]。在西遼河平原，紅小豆歷年播種面積約1萬 hm² ，收獲的紅小豆品質(zhì)優(yōu)良，粒大均勻，籽粒鮮紅色有光澤，皮薄、出沙率高、易煮性好，口感極佳，粗淀粉和粗蛋白含量高，毒素含量低[6。目前北方地區(qū)紅小豆種植面積少，針對性研究成果較少。并且隨著全球氣候的波動變化，氣候因素對各類作物產(chǎn)量也造成了極大的影響。因此，筆者通過收集和分析2012—2021年西遼河平原紅小豆產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)，結(jié)合同期的氣象數(shù)據(jù)，探究氣候因素對西遼河平原紅小豆產(chǎn)量的影響，以期為當(dāng)?shù)丶t小豆的種植管理和適應(yīng)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市中部西遼河平原 （42^°18^′～44^°30^′N，119^°14^′～123^°42^′E） ，研究區(qū)平均海拔 180m ，屬溫帶大陸性氣候。四季分明，光照充足，雨熱同期，氣溫適中。土壤類型有栗鈣土、草甸土等，積累了豐富的有機物質(zhì)，土質(zhì)肥沃。

1.2數(shù)據(jù)收集紅小豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要來源于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市統(tǒng)計年鑒，氣象數(shù)據(jù)來源于通遼市農(nóng)牧科學(xué)研究所試驗田自動氣象站。主要選取2012—2021年西遼河平原的氣象數(shù)據(jù)和紅小豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)來進行整理分析。

1.3指標(biāo)計算影響作物產(chǎn)量的因素除了氣候外，還有農(nóng)業(yè)技術(shù)和國家政策等其他隨機因素，因此將農(nóng)作物的實際產(chǎn)量分解為氣象產(chǎn)量、趨勢產(chǎn)量和隨機波動產(chǎn)量[，由于隨機波動產(chǎn)量所占比例較小，該研究不予考慮，即：

Y=E+C

式中： Y 為實際產(chǎn)量； E 為趨勢產(chǎn)量； c 為氣象產(chǎn)量。其中，氣象產(chǎn)量 c 存在較大的波動，因此對其采取相對化處理[8]，即：

C^′=（Y-E）/E×100% （2）式中： Y 為實際產(chǎn)量； E 為趨勢產(chǎn)量； C^′ 為相對氣象產(chǎn)量，該研究所用紅小豆產(chǎn)量即為相對氣象產(chǎn)量。

多元回歸分析是一種定量研究方法，它通過回歸方程來描述因變量與2個或2個以上的解釋變量之間的線性依存關(guān)系：

y=a₀+a₁x₁+a₂x₂+a₃x₃+a₄x₄+ε

式中： a₀ 為回歸常數(shù); a₁、a₂、a₃、a₄ 為回歸系數(shù); ε 為隨機誤差。

1.4數(shù)據(jù)處理采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理與初步分析，采用 0rigin 2023 軟件作圖。利用SPSS20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用回歸分析法和皮爾遜相關(guān)系數(shù)法研究主要氣象因素（氣溫、日照時數(shù)、積溫和降水量）對西遼河平原紅小豆產(chǎn)量的影響程度和相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.15一9月西遼河平原氣候變化從圖1可以看出，2012—2021年5—9月西遼河平原的氣溫、日照時數(shù)、積溫和降水量呈現(xiàn)出一定的波動變化。氣溫在不同年份之間存在一定的差異。2015年平均氣溫為 20.6^°C ，是10年內(nèi)最低；2013年平均氣溫為 21.8°C ，是10年內(nèi)最高。10年來西遼河平原5—9月平均氣溫基本保持在 21.3^qC 左右，且年際波動不超過 2.0‰ 。

日照時數(shù)是影響作物生長的重要因素之一。從圖1可以看出，近10年來西遼河平原5—9月日照時數(shù)整體保持在較高的水平，平均為 1150h 。其中，2017年日照時數(shù)為10年內(nèi)最高，達到 1333.4h;2020 和2021年日照時數(shù)均低于年際平均日照時數(shù)。

積溫是作物生長發(fā)育的重要指標(biāo)之一。由圖1可知，2013—2014年的年積溫降幅較大，2015年出現(xiàn)小幅上升，在2016年顯著上升。2012、2014、2015和2021年的年積溫均低于年際平均積溫，但10年內(nèi)積溫平均為 3 248°C?d ，適宜作物生長發(fā)育。

降水量是作物生長的重要水源之一。從圖1可以看出，近10年來西遼河平原5—9月降水量整體保持在較適宜的水平，平均為 385mm 。近10年降水量整體呈增加趨勢，在2020年降水量達到最多（ （538.5mm） ）。2021年降水量雖然減少至 417.5mm ，但也多于年際平均降水量。

2.2西遼河平原紅小豆產(chǎn)量變化趨勢收集了2012—2021年西遼河平原紅小豆的種植面積、產(chǎn)量等基礎(chǔ)信息，通過數(shù)據(jù)處理，計算出紅小豆的產(chǎn)量，并繪制產(chǎn)量變化趨勢（圖2）。從圖2可以看出，10年間西遼河平原紅小豆產(chǎn)量整體呈現(xiàn)波動變化的趨勢，其中2012—2015年紅小豆產(chǎn)量持續(xù)性下降，在2015年降至最低，為 736kg/hm² ;2017年紅小豆產(chǎn)量為10年內(nèi)最高，達到 1972kg/hm² ，是2015年的2.7倍;2017—2021 年紅小豆產(chǎn)量均超過 1400kg/hm² 。

2.3西遼河平原氣候與紅小豆產(chǎn)量關(guān)系通過內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市統(tǒng)計年鑒搜集數(shù)據(jù)，再利用SPSS軟件進行回歸分析和皮爾遜相關(guān)系數(shù)計算，研究平均氣溫 （x₁） 、降水量 （x₂） ！日照時數(shù) （x₃） 、積溫 （x₄） 對西遼河平原紅小豆產(chǎn)量的影響程度及相關(guān)性。結(jié)果表明，回歸模型的判定系數(shù) （R²） 為0.562，調(diào)整后的判定系數(shù)為0.507，表明該模型中解釋變量平均氣溫、日照時數(shù)、積溫和降水量對響應(yīng)變量紅小豆產(chǎn)量解釋了50.7% 。在顯著性水平取0.05的條件下，通過查詢統(tǒng)計量 F 分布表可知，自由度（4，5）的臨界值為2.776，模型中統(tǒng)計量F=2.958gt;2.776 （表1），說明回歸方程整體顯著性良好。

由回歸系數(shù)（表2）可知回歸方程為：

3討論

由該方程可知，解釋變量前的系數(shù)均為正數(shù)，即4個解釋變量對紅小豆產(chǎn)量均有促進作用，平均氣溫每增加 1^°C ，紅小豆產(chǎn)量增加 18.84kg/hm² ;降水量每增加 1mm ，紅小豆產(chǎn)量增加 0.32kg/hm² ；日照時數(shù)每增加 ¹h ，紅小豆產(chǎn)量增加 0. 15kg/hm² ;積溫每增加 1°C?d ，紅小豆產(chǎn)量增加0.13kg/hm² 。在顯著性水平取0.05的條件下，降水量、積溫和日照時數(shù)不顯著，平均氣溫與紅小豆產(chǎn)量之間顯著性較好（0.05）。

通過逐步回歸剔除了不顯著的解釋變量后，得到了一元線性回歸方程：

y=38.667x₁-1.667

通過表2和表3計算出的 P 值并結(jié)合圖3可知，氣溫、降水量、日照時數(shù)和積溫與紅小豆產(chǎn)量均為正相關(guān)，其中氣溫與紅小豆產(chǎn)量相關(guān)性顯著，說明在氣候因素中，氣溫對紅小豆產(chǎn)量影響較大。

西遼河平原光熱和降水條件總體上適宜，能夠滿足紅小豆生長、發(fā)育的需求，但氣候的波動變化對產(chǎn)量有一定影響。氣溫和積溫在2014和2015年出現(xiàn)較大幅度降低，同年的紅小豆產(chǎn)量也僅有740和 736kg/hm² 。2016年氣溫開始回升，紅小豆產(chǎn)量也逐漸增加，在 2017年產(chǎn)量達到 1972kg/hm² 。說明氣溫過低會導(dǎo)致紅小豆產(chǎn)量減少，因此在西遼河平原應(yīng)選擇耐低溫的紅小豆品種以及調(diào)整播期的措施，將溫度對產(chǎn)量的負(fù)效應(yīng)轉(zhuǎn)化為正效應(yīng)。

降水量和日照時數(shù)對紅小豆產(chǎn)量的影響雖不及溫度，但對產(chǎn)量的影響不可低估。近些年來夏季雨水充沛，冬季積雪深厚，使得降水量整體維持在 380mm 。根據(jù)紅小豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)來看，2020年雖然溫度適宜，但降水量超過 520mm ，同年紅小豆產(chǎn)量低于 1500kg/hm² ，說明當(dāng)降水量超過 500mm 會使得紅小豆產(chǎn)量減少，這與樊志和等在廊坊市紅小豆種植研究結(jié)果一致。與此同時，代糧等[10-12]在東北地區(qū)進行紅小豆研究發(fā)現(xiàn)，降水量過低引起的局部干旱會抑制紅小豆苗期的生長，是紅小豆生產(chǎn)中主要農(nóng)業(yè)災(zāi)害之一。因此需要利用灌溉等農(nóng)業(yè)措施對田間水分含量加以調(diào)整和控制，以適應(yīng)紅小豆生長發(fā)育的需求。2017年日照時數(shù)為10年內(nèi)最高，達到 1333.4h ，同年紅小豆產(chǎn)量也最高，說明日照時數(shù)對紅小豆產(chǎn)量增加起到正向促進作用。

雜糧、雜豆是內(nèi)蒙古自治區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要產(chǎn)業(yè)[13]。目前，紅小豆市場前景良好，針對氣候變化對紅小豆產(chǎn)量的影響，不僅會為廣大種植者帶來經(jīng)濟利益，也能夠滿足人們對紅小豆的大量需求[14]。綜合分析，氣溫、降水量、日照時數(shù)和積溫與紅小豆產(chǎn)量均為正相關(guān)，說明氣候因素對紅小豆產(chǎn)量均有不同程度的影響，其中氣溫與紅小豆產(chǎn)量相關(guān)性顯著，說明氣溫是氣候因素中對紅小豆產(chǎn)量影響的主導(dǎo)因素。未來相關(guān)研究可以進一步深化，例如探討不同氣候模式下的產(chǎn)量預(yù)測、研發(fā)適應(yīng)氣候變化的紅小豆品種等。同時，加強對氣候變化的監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的決策提供更加準(zhǔn)確的信息，也是確保紅小豆產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

4結(jié)論

該研究主要利用2012—2021年西遼河平原的氣溫、降水、日照時數(shù)和積溫數(shù)據(jù)及紅小豆產(chǎn)量資料，運用數(shù)理統(tǒng)計方法、回歸分析法和皮爾遜相關(guān)系數(shù)法分析了西遼河平原1.0 氣溫 Temperature -0.6 降水量 -0.4 Precipitation 1 Sun照時數(shù) ： ？ -0.2 -0 ： --0.2 --0.4 Accumulated temperature --0.6 產(chǎn)量 * * --0.8 -1.0 氣溫 降水量 日照時數(shù) 積溫 產(chǎn)量 Temperature Precipitation Sunshine duration Accumulated temperature

（1）2012—2021年5—9月西遼河平原的氣溫、日照時數(shù)、積溫和降水量呈現(xiàn)出一定的波動變化。氣溫基本保持在 左右，且年際波動不超過 2.0^qC 。10年來降水量整體保持在較適宜的水平，平均在 385mm 。

（2）2012—2021年西遼河平原紅小豆產(chǎn)量整體呈現(xiàn)波動變化的趨勢，2017年紅小豆產(chǎn)量為10年內(nèi)最高，達到1972kg/hm² ，是2015年的2.7倍。2017—2021年紅小豆產(chǎn)量均超過 1400kg/hm² 。

（3）利用回歸分析法分析氣候因素對西遼河平原紅小豆產(chǎn)量變化的影響，得出氣候因素與紅小豆產(chǎn)量有正相關(guān)關(guān)系。其中氣溫是影響紅小豆產(chǎn)量的主要氣候因素，二者具有顯著相關(guān)性。降水量、日照時數(shù)和積溫也在一定程度上影響著紅小豆的生長發(fā)育。

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