固始縣玉米生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣候變化的響應(yīng)分析

固始縣氣象局 徐玲莉 張旭遠(yuǎn)

固始縣玉米生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣候變化的響應(yīng)分析

固始縣氣象局 徐玲莉 張旭遠(yuǎn)

玉米是禾本科高光合作物。它具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、生育期短、生產(chǎn)潛力大等特點(diǎn)，是固始縣主要糧食作物之一，常年種植面積2.67萬(wàn)hm2左右，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(shù)為研究突破點(diǎn)，從1990—2014年的歷年逐日氣象資料中提取并計(jì)算出歷年的播種到成熟之間的日照時(shí)數(shù)、降水量和積溫，并以此期間的光、溫、水為分析依據(jù)，結(jié)合同時(shí)段內(nèi)的玉米生育期資料展開分析，評(píng)估固始縣玉米生產(chǎn)狀況和產(chǎn)量形成的影響因素，同時(shí)由于固始縣位于河南省南部，結(jié)合玉米生長(zhǎng)發(fā)育所要求的氣象條件基本一致，因此，其方法和結(jié)論對(duì)我國(guó)甚至整個(gè)玉米種植區(qū)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(fā)育期資料來(lái)自固始農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，根據(jù)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(shù)序列；氣候資料來(lái)自固始?xì)庀笳?990—2014年的歷年逐日日照時(shí)數(shù)、逐日平均溫度和逐日降水；發(fā)育期資料和氣候資料相結(jié)合，獲得玉米全生育期內(nèi)的日照時(shí)數(shù)、降水量和積溫。

表1　光、溫、水與玉米全生育期的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

表2　光、溫、水與玉米生物學(xué)要素的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

（二） 數(shù)據(jù)相關(guān)性分析列出方程

二、結(jié)果分析

（一）玉米全生育期趨勢(shì)分析

1990—2014年玉米全生育期天數(shù)85～103d，平均天數(shù)96.4d，從距平序列圖可知，玉米全生育期天數(shù)整體趨勢(shì)是間隔日期逐漸增加的，20世紀(jì)90年代以來(lái)玉米全生育期天數(shù)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(shù)略小于均值96.4d，其余22年都在均值以上，全生育期的延長(zhǎng)是比較明顯的。趨勢(shì)線的斜率為0.27，也定量反映了生育期延長(zhǎng)的程度。

表3　玉米單產(chǎn)與光、溫、水的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

（二）光溫水對(duì)玉米全生育期的響應(yīng)分析

利用固始縣1990—2014年的光溫水氣象要素資料，結(jié)合對(duì)應(yīng)年份的玉米產(chǎn)量，運(yùn)用相關(guān)分析的計(jì)算方法，得出光、溫、水與玉米全生育期的相關(guān)系數(shù)（見表1）。

1.光照。1990—2014年6月7日至9月11日的日照時(shí)數(shù)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(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，每年生育期減少5.6h，生育期天數(shù)與日照時(shí)數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.544，通過(guò)了0.01的信度檢驗(yàn)，相關(guān)極顯著。從歷年日照時(shí)數(shù)與生育期天數(shù)響應(yīng)曲線圖上，可以看出，他們相互響應(yīng)的關(guān)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(shì)，年增多1.73mm。降水與玉米全生育期天數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.442，通過(guò)了0.05的相關(guān)信度顯著性檢驗(yàn)，其關(guān)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(shì)一致。其與生育期天數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)為-0.27，沒能通過(guò)相關(guān)性檢驗(yàn)，說(shuō)明積溫對(duì)玉米影響不明顯。

2017年2月，中央軍委裝備發(fā)展部在黨委擴(kuò)大會(huì)上明確提出“降低準(zhǔn)入門檻，實(shí)現(xiàn)‘武器裝備質(zhì)量管理體系認(rèn)證’與‘裝備承制單位資格審查’兩證融合管理，實(shí)現(xiàn)‘兩證合一’”。即從事武器裝備科研生產(chǎn)的單位需要通過(guò)的剛性認(rèn)證，由之前的軍品科研生產(chǎn)許可證、保密認(rèn)證、質(zhì)量管理體系認(rèn)證及承制單位資格認(rèn)證等4項(xiàng)，減少為3項(xiàng)。但由于配套法規(guī)制度有待進(jìn)一步健全，提供認(rèn)證咨詢的市場(chǎng)還較為薄弱，企業(yè)按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行需要一定周期等諸多因素，短期內(nèi)對(duì)于很多民營(yíng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，通過(guò)三證審查依然較為困難。

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

Y=0.169665x1-0.43277x2+0.850573

F=5.33，F(xiàn)0.05（2，23）=3.42

F檢驗(yàn)值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗(yàn)上有意義。

該式中，Y為玉米全生育期天數(shù)；x1為玉米全生育期內(nèi)降水量；x2為玉米全生育期內(nèi)日照時(shí)數(shù)。

（三）光、溫、水與玉米產(chǎn)量要素的相關(guān)分析

1.光、溫、水與玉米產(chǎn)量要素的相關(guān)分析。光、溫、水對(duì)玉米產(chǎn)量要素的影響主要表現(xiàn)在對(duì)單株籽粒重和莖稈重的影響，對(duì)百粒重和籽粒與莖稈比的影響并不明顯，對(duì)單株籽粒重的影響，主要是降水的影響，其相關(guān)系數(shù)為-0.43，通過(guò)0.05的相關(guān)信度檢驗(yàn)；對(duì)莖稈重的影響主要是降水量和日照時(shí)數(shù)，與降水的相關(guān)系數(shù)為-0.527，通過(guò)0.01的相關(guān)信度檢驗(yàn)，與日照時(shí)數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.484，通過(guò)0.05的相關(guān)信度檢驗(yàn)（見表2）。

2.單株籽粒重與光、溫、水的回歸分析。通過(guò)對(duì)單株籽粒重和光、溫、水3個(gè)氣象要素進(jìn)行回歸，F(xiàn)檢驗(yàn)值為2.52，不能通過(guò)F0.1（2，23）的F值檢驗(yàn)，方程無(wú)意義。

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

F =3.42，F(xiàn)0.1（2，23）=2.55

F檢驗(yàn)值＞F0.1（2，23），方程在0.1的F值信度檢驗(yàn)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(guān)性太差，方程不予考慮，僅對(duì)降水和日照進(jìn)行建立模型。

Y=0.506748x1-0.56525x2+688.1696

F=5.45，F(xiàn)0.05（2，23）=3.42

F檢驗(yàn)值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗(yàn)上有意義。

該式中，x1為日照時(shí)數(shù)，x2為降水量。

4.歷年單產(chǎn)趨勢(shì)分析。雖然各年玉米單產(chǎn)存在一定波動(dòng)，但總體上呈增加的趨勢(shì)。本文根據(jù)各氣象因素與單產(chǎn)的相關(guān)性，來(lái)綜合評(píng)價(jià)單產(chǎn)變化與氣象條件之間的相互關(guān)系（見表3）。

（四）光、溫、水對(duì)玉米單產(chǎn)的相關(guān)分析及模型建立

從光、溫、水各因素對(duì)玉米單產(chǎn)的相關(guān)分析來(lái)看，關(guān)系最為密切的是日照時(shí)數(shù)（S），其相關(guān)系數(shù)為-0.421，通過(guò)了0.01的相關(guān)性信度檢驗(yàn)；次之是降水，其相關(guān)系數(shù)為0.395，通過(guò)了0.05的相關(guān)性信度檢驗(yàn)；積溫沒能通過(guò)相關(guān)性信度檢驗(yàn)。

含積溫項(xiàng)回歸模型：

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

F=3.62，F(xiàn)0.05（2，23）=3.42

F檢驗(yàn)值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度檢驗(yàn)上有意義。

該式中，x1為積溫，x2為降水量，x3為日照時(shí)數(shù)。

三、 結(jié)論

（一）氣候變化導(dǎo)致玉米生育期間日照時(shí)數(shù)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(shù)有逐步延長(zhǎng)的趨勢(shì)；單株籽粒重和莖稈重受降水、日照時(shí)數(shù)影響較大；單產(chǎn)主要受降水和日照變化的影響。

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