固始縣玉米生長發育對氣候變化的響應分析

固始縣氣象局 徐玲莉 張旭遠

固始縣玉米生長發育對氣候變化的響應分析

固始縣氣象局 徐玲莉 張旭遠

玉米是禾本科高光合作物。它具有適應性廣、抗逆性強、生育期短、生產潛力大等特點，是固始縣主要糧食作物之一，常年種植面積2.67萬hm2左右，在農業生產中占有重要的地位。

本文以固始縣玉米的播種普遍期、成熟普遍期和間隔天數為研究突破點，從1990—2014年的歷年逐日氣象資料中提取并計算出歷年的播種到成熟之間的日照時數、降水量和積溫，并以此期間的光、溫、水為分析依據，結合同時段內的玉米生育期資料展開分析，評估固始縣玉米生產狀況和產量形成的影響因素，同時由于固始縣位于河南省南部，結合玉米生長發育所要求的氣象條件基本一致，因此，其方法和結論對我國甚至整個玉米種植區域都有一定參考意義。

一、資料處理和方法

（一）資料處理

本文的玉米發育期資料來自固始農業試驗站，根據資料得出玉米播種期、成熟期具體日期序列和歷年玉米全生育期間隔天數序列；氣候資料來自固始氣象站1990—2014年的歷年逐日日照時數、逐日平均溫度和逐日降水；發育期資料和氣候資料相結合，獲得玉米全生育期內的日照時數、降水量和積溫。

表1　光、溫、水與玉米全生育期的相關系數統計

表2　光、溫、水與玉米生物學要素的相關系數統計

（二） 數據相關性分析列出方程

二、結果分析

（一）玉米全生育期趨勢分析

1990—2014年玉米全生育期天數85～103d，平均天數96.4d，從距平序列圖可知，玉米全生育期天數整體趨勢是間隔日期逐漸增加的，20世紀90年代以來玉米全生育期天數一般都大于均值，1990—2014年的25年中僅有1997年、2001年和2002年3年的全生育期天數略小于均值96.4d，其余22年都在均值以上，全生育期的延長是比較明顯的。趨勢線的斜率為0.27，也定量反映了生育期延長的程度。

表3　玉米單產與光、溫、水的相關系數統計

（二）光溫水對玉米全生育期的響應分析

利用固始縣1990—2014年的光溫水氣象要素資料，結合對應年份的玉米產量，運用相關分析的計算方法，得出光、溫、水與玉米全生育期的相關系數（見表1）。

1.光照。1990—2014年6月7日至9月11日的日照時數最小值為多雨寡照的2013年，為334h；最多的年份為1998年，為747.4h，平均值為626.8h；日照時數呈減少趨勢，每年生育期減少5.6h，生育期天數與日照時數的相關系數為-0.544，通過了0.01的信度檢驗，相關極顯著。從歷年日照時數與生育期天數響應曲線圖上，可以看出，他們相互響應的關系明顯。

2.降水。玉米全生育期間的降水差異比較大，最小值僅為94.1mm，最大值為585.3mm，相差接近500mm，總體呈增多趨勢，年增多1.73mm。降水與玉米全生育期天數的相關系數為0.442，通過了0.05的相關信度顯著性檢驗，其關系明顯。

3.溫度。玉米全生育期的積溫在2 504～2 727.7℃.d，相差223.7℃.d，每年升高3.09℃，與全球氣候變暖趨勢一致。其與生育期天數之間的相關系數為-0.27，沒能通過相關性檢驗，說明積溫對玉米影響不明顯。

2017年2月，中央軍委裝備發展部在黨委擴大會上明確提出“降低準入門檻，實現‘武器裝備質量管理體系認證’與‘裝備承制單位資格審查’兩證融合管理，實現‘兩證合一’”。即從事武器裝備科研生產的單位需要通過的剛性認證，由之前的軍品科研生產許可證、保密認證、質量管理體系認證及承制單位資格認證等4項，減少為3項。但由于配套法規制度有待進一步健全，提供認證咨詢的市場還較為薄弱，企業按照認證標準運行需要一定周期等諸多因素，短期內對于很多民營企業來說，通過三證審查依然較為困難。

4.光、溫、水對玉米生育期的綜合影響。由于積溫對玉米影響不明顯，故采用不含積溫項方式進行建立回歸模型。

Y=0.169665x1-0.43277x2+0.850573

F=5.33，F0.05（2，23）=3.42

F檢驗值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗上有意義。

該式中，Y為玉米全生育期天數；x1為玉米全生育期內降水量；x2為玉米全生育期內日照時數。

（三）光、溫、水與玉米產量要素的相關分析

1.光、溫、水與玉米產量要素的相關分析。光、溫、水對玉米產量要素的影響主要表現在對單株籽粒重和莖稈重的影響，對百粒重和籽粒與莖稈比的影響并不明顯，對單株籽粒重的影響，主要是降水的影響，其相關系數為-0.43，通過0.05的相關信度檢驗；對莖稈重的影響主要是降水量和日照時數，與降水的相關系數為-0.527，通過0.01的相關信度檢驗，與日照時數的相關系數為0.484，通過0.05的相關信度檢驗（見表2）。

2.單株籽粒重與光、溫、水的回歸分析。通過對單株籽粒重和光、溫、水3個氣象要素進行回歸，F檢驗值為2.52，不能通過F0.1（2，23）的F值檢驗，方程無意義。

單株籽粒重與降水量和積溫2個氣象要素進行回歸，方程有意義：Y=0.08513x1-0.0643x2-74.838

F =3.42，F0.1（2，23）=2.55

F檢驗值＞F0.1（2，23），方程在0.1的F值信度檢驗上有意義。

該式中，x1為積溫，x2為降水量。

3.莖稈重與光、溫、水的回歸分析。由于莖稈重與積溫的相關性太差，方程不予考慮，僅對降水和日照進行建立模型。

Y=0.506748x1-0.56525x2+688.1696

F=5.45，F0.05（2，23）=3.42

F檢驗值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗上有意義。

該式中，x1為日照時數，x2為降水量。

4.歷年單產趨勢分析。雖然各年玉米單產存在一定波動，但總體上呈增加的趨勢。本文根據各氣象因素與單產的相關性，來綜合評價單產變化與氣象條件之間的相互關系（見表3）。

（四）光、溫、水對玉米單產的相關分析及模型建立

從光、溫、水各因素對玉米單產的相關分析來看，關系最為密切的是日照時數（S），其相關系數為-0.421，通過了0.01的相關性信度檢驗；次之是降水，其相關系數為0.395，通過了0.05的相關性信度檢驗；積溫沒能通過相關性信度檢驗。

含積溫項回歸模型：

Y=0.338616x1+0.145087x2-0.2215x3-546.442

F=3.62，F0.05（2，23）=3.42

F檢驗值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗上有意義。

該式中，x1為積溫，x2為降水量，x3為日照時數。

三、 結論

（一）氣候變化導致玉米生育期間日照時數每年減少5.6h，降水每年增加1.73mm，積溫每年增加3.1℃。

（二）玉米生育期天數有逐步延長的趨勢；單株籽粒重和莖稈重受降水、日照時數影響較大；單產主要受降水和日照變化的影響。

（三）夏玉米產量變化受氣象要素影響較大，依次是積溫、日照時數、降水量。其中夏玉米以拔節期至乳熟期受光照、降水量影響最大。