氣象因子對黃淮海地區“永優”系列玉米產量的影響

李彤霄++杜子璇++田宏偉

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.040

摘要：選取黃淮海地區“永優”系列玉米品種“浚單20”2001—2002年41個站、“浚單29”2008—2009年46個站及這2個品種2014年21個站點的生育期、產量資料和同期各站的氣象資料，通過數理統計和積分回歸等方法，分析氣象因子對永優系列玉米品種產量的影響和不同品種的區域適應性。結果表明，浚單20和浚單29的產量最高值相當，浚單29產量的最低值高于浚單20；浚單20的主要影響因子是氣溫和日照時數，而浚單29的主要影響因子是降水量和日照時數；在高產站點，溫度、降水量和日照時數基本能滿足玉米生產需要，積溫增加成為產量增加的一種限制因素；在中產站點，降水量和和氣溫基本能滿足生產需要，而日照時數和積溫略顯不足；低產站點降水量和氣溫不能滿足生產需要，而日照時數和積溫略好。通過旬氣象因子對產量的敏感系數分析發現，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響完全相反，降水量對浚單20產量的影響主要為負效應，對浚單29產量的影響主要為正效應；各旬日照時數對浚單20和浚單29的影響都以正效應為主，在生育前期效應相反，而在后期基本相同；各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響基本都為正效應。因此，浚單20適合在降水量相對較少、日照時數相對穩定、平均氣溫相對穩定的地區種植，而浚單29則適合在降水量相對較多、日照時數相對較多、平均氣溫相對較高的地區種植。

關鍵詞：氣候變化；玉米品種；氣象因子；產量；日照時數；氣溫；降水量

中圖分類號： S162.5文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0158-03

收稿日期：2016-01-13

基金項目：公益性行業（氣象）科研專項（編號：GYHY201406026）。

作者簡介：李彤霄（1981—），男，河南南陽人，碩士，工程師，從事氣象應用研究。E-mail：ltx1981011@163.com。黃淮海平原是我國最大的玉米主產區，玉米播種面積約747萬hm2，占全國播種面積的32.7%，總產量超過全國的 1/3。但是，黃淮海地區區域范圍廣，玉米生育期內的氣象條件時空差異性很大，多種氣象災害頻發[1-8]，給科學指導玉米生產和有效推廣玉米新品種帶來不便，分析氣象因子對玉米品種產量的影響，對更好地服務農業生產、充分利用氣候資源有著極其重要的作用。目前，關于氣象因子對玉米品種產量影響的研究很多，但多集中在分析區域氣候對玉米的影響[9-15]，有關氣象因子對同一系列玉米品種的差異和不同玉米品種的區域適應性研究很少。“永優”系列玉米品種是黃淮海平原主推的玉米品種，在黃淮海地區廣泛種植。本試驗選取多年永優系列玉米品種的區試資料，結合黃淮海地區氣候特征，分析氣象因子對黃淮海地區永優系列玉米產量的影響，以期為能夠培育適應氣候變化的玉米新品種提供參考。

1材料與方法

1.1研究資料

選取黃淮海地區永優系列玉米品種“浚單20”2001—2002年41個站、“浚單29”2008—2009年46個站和以上2個品種2014年21個站的生育期、產量資料以及同期各站的氣象資料進行分析。玉米生育期和產量資料來源于河南省鶴壁市農業科學研究所，氣象資料來源于國家級氣象局資源共享網站和河南省氣象局。

1.2產量劃分

以產量排名前10名的平均值作為高產值，將不同年份各站的產量分為3個級別：高產，產量在高產值的90%以上；低產，產量在高產值的70%以下；中產，產量介于高產與地產之間。同時，設定中產的平均值為該品種的正常產量，則各站點的產量與正常產量的差值為氣象產量。

2結果與分析

2.1產量分析

試驗結果表明，浚單20的平均產量為9 862.0 kg/hm2，最大為13 806.0 kg/hm2，最小為5 130.8 kg/hm2；浚單29的平均產量為10 632.0 kg/hm2，最大為13 825.5 kg/hm2，最小為7 158.0 kg/hm2，2個玉米品種的產量最高值相當。總體來說，浚單29的產量相對較高。

2.2氣象因子與產量的關系分析

由表1可知，浚單20產量與播種—出苗期和出苗—抽雄期的平均氣溫、抽雄—成熟期和全生育期的日最低氣溫在005水平上呈顯著負相關；與播種—出苗期的日最低氣溫在0.01水平上呈顯著負相關；與抽雄—成熟期和全生育期的日照時數在0.01水平上呈顯著正相關。總體來說，氣溫和日照時數是浚單20產量的主要影響因子。

由表2可知，浚單29產量與抽雄—成熟期和全生育期的降水量在0.05水平上呈顯著負相關；與播種—出苗期的日最低氣溫在0.01水平上呈顯著負相關；與抽雄—成熟期的日照時數在0.05水平上呈顯著正相關。總體來說，降水量和日照時數是浚單29產量的主要影響因子。

2.3各生育期氣象因子對不同產量站點的影響

2.3.1各生育期氣象因子對高產站點的影響由表3可見，對高產站點而言，浚單20產量與抽雄—成熟期的平均氣溫在0.05水平上呈顯著負相關，與其他因子沒有顯著相關性；浚單20和浚單29產量與積溫都呈負相關，與平均氣溫也有一定的負相關性。在高產站點，溫度是一種限制因素。

2.3.2各生育期氣象因子對中產站點的影響由表4可見，對中產站點而言，浚單29產量與抽雄—成熟期和全生育期的降水量在0.01水平上呈負相關，與抽雄—成熟期的日照時數在0.05水平上呈正相關；浚單20產量與播種—出苗期的日照時數在0.05水平上呈正相關；產量總體與降水量、平均氣溫呈負相關，與日照時數和積溫呈正相關。在中產站點，降水量和氣溫基本能滿足生產需要，日照時數和積溫略顯不足。

2.3.3各生育期氣象因子對低產站點的影響由表5可見，對低產站點而言，浚單20和浚單29的產量與氣象因子沒有顯著的相關性，總體而言，產量與平均氣溫呈正相關，與日照時數和積溫呈負相關。在低產站點，降水量和氣溫基本不能滿足生產需要，而日照時數和積溫略好。

2.4旬氣象因子對產量的敏感系數分析

2.4.1降水量由圖1可見，降水量對不同品種的敏感系數影響不同，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響效應完全相反；降水量對浚單20產量的影響主要為負效應，以9月中旬的影響較大， 敏感系數為-21.16 kg/（hm2·mm）， 這說明浚單20的產量對降水量的需求不大，對降水量的增加比較敏感；降水量對浚單29產量的影響主要為正效應，以9月中旬的影響較大，敏感系數為8.38 kg/（hm2·mm），這說明浚單29的產量對降水量的需求較大，對降水量的減少比較敏感。因此，浚單20適合在降水量相對較少的地區種植，而浚單29則適合在降水量相對較多的地區種植。

2.4.2日照時數由圖2可見，日照時數對不同品種的敏感系數影響稍有不同，各旬日照時數對浚單20和浚單29的影響都以正效應為主，但在生育前期效應相反，而在后期效應基本相同；日照時數對浚單20產量的影響主要在生育期后期，以8月下旬的影響相對最大，敏感系數為 28.60 kg/（hm2·h），這說明浚單20在產量形成階段對日照時數的需求較大，對日照時數比較敏感；日照時數對浚單29產量的正效應影響主要在產量形成期初期，以8月上旬的影響相對較大，敏感系數為18.02 kg/（hm2·h），這說明日照時數對浚單29產量的影響較大，對日照時數的變化比較敏感。因此，浚單20適合在日照時數相對穩定的地區種植，而浚單29則適合在日照時數相對較多的地區種植。

2.4.3平均氣溫由圖3可見，各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響效應基本相同；平均氣溫對浚單20產量的影響主要在生育期后期，以8月下旬的影響相對最大，敏感系數為378.72 kg/（hm2·℃），這說明浚單20在產量形成階段對平均氣溫的需求較大，對平均氣溫比較敏感；平均氣溫對浚單29產量的正效應影響主要在產量形成期初期，以8月中旬的影響相對較大，敏感系數為711.94 kg/（hm2·℃），這說明平均氣溫對浚單29產量的影響較大，對平均氣溫的變化比較敏感。因此，浚單20適合在平均氣溫相對穩定的地區種植，而浚單29則適合在平均氣溫相對較高的地區種植。

3結論

在調查的所有站點中，浚單20、浚單29玉米的產量最高值較為相當，其平均產量分別為9 862.0、10 632.0 kg/hm2，而浚單29產量的最低值高于浚單20。分析氣象因子與產量的關系可知，浚單20的主要影響因子是氣溫和日照時數，其中，最低氣溫的影響較大，相關性較為顯著，而浚單29的主要影響因子是降水量和日照時數；在高產站點，溫度、降水量和日照時數能基本滿足玉米的生產需求，產量與積溫多呈現負相關，說明積溫增加可能會成為產量增加的一種限制因素；在中產站點，降水量和和氣溫基本能滿足生產需要，而日照時數和積溫略顯不足；在低產站點，降水量和氣溫不能滿足生產需要，而日照時數和積溫略好。

通過旬氣象因子對產量的敏感系數分析發現，各旬降水量對浚單20和浚單29的影響效應完全相反，降水量對浚單20產量的影響主要為負效應，對浚單29產量的影響主要為

正效應；各旬日照時數對浚單20和浚單29的影響都以正效應為主，在生育前期效應相反，而在后期效應基本相同；各旬平均氣溫對浚單20和浚單29的影響效應基本都為正效應。因此，浚單20適合在降水量相對較少、日照時數相對穩定、平均氣溫相對穩定的地區種植，而浚單29則適合在降水量相對較多、日照時數相對較多、平均氣溫相對較高的地區種植。

參考文獻：

[1]王春乙. 重大農業氣象災害研究進展[M]. 北京：氣象出版社，2007：263-280.

[2]李苗苗，張艷玲. 夏玉米開花至灌漿期連陰雨天氣對植株性狀及產量結構的影響[J]. 氣象與環境科學，2014，37（1）：88-92.

[3]劉玲，沙奕卓，白月明. 中國主要農業氣象災害區域分布與減災對策[J]. 自然災害學報，2003，12（2）：92-97.

[4]吳春艷，李慧君，葉彩華. 北京地區玉米風災損失定量評估模型研究[J]. 氣象與環境科學，2015，38（1）：114-118.

[5]余衛東，張弘，劉偉昌. 我國農業氣象災害評估研究現狀和發展方向[J]. 氣象與環境科學，2009，32（3）：73-77.

[6]魏瑞江，姚樹然，王云秀. 河北省主要農作物農業氣象災害災損評估方法[J]. 中國農業氣象，2000，21（1）：27-31.

[7]成林，張廣周，陳懷亮.華北冬小麥—夏玉米兩熟區干旱特征分析[J]. 氣象與環境科學，2014，37（4）：8-16.

[8]鄭冬曉，楊曉光. ENSO對全球及中國農業氣象災害和糧食產量影響研究進展[J]. 氣象與環境科學，2014，37（4）：90-101.

[9]王曉群，楊彥龍，張宇，等. 不同生育階段氣象因子對玉米產量及構成要素的影響分析[J]. 中國農學通報，2015，31（30）：68-73.

[10]丁變紅，張小偉，吳新明，等. 氣象因子與五家渠地區玉米產量的關聯分析[J]. 新疆農墾科技，2014（10）：49-51.

[11]房穩靜，林文全. 豫南豫北夏玉米高產穩產氣象因子影響的差異性分析[J]. 河南科學，2014（2）：182-185.

[12]段鵬飛，劉天學，趙春玲，等. 氣象因子對河南省夏玉米產量與品質的影響[J]. 核農學報，2011，25（2）：353-357，396.

[13]任麗偉，李喜平. 播期對浚單20夏玉米生長狀況及產量影響分析[J]. 氣象與環境科學，2013，36（3）：28-33.

[14]喬江方，劉京寶，夏來坤，等. 2001—2012年河南省夏玉米產量變化及生長季氣象因子分析[J]. 中國農學通報，2014，30（36）：85-90.

[15]張睿昊，劉海軍. 氣象因子和土壤水分變化對河北省夏玉米產量的影響[J]. 南水北調與水利科技，2012，10（4）：133-136，146.

[16]劉小雪. 河南省夏玉米干旱災損評估與減損措施研究[D]. 南京：南京消息工程大學，2014.朱凱，張飛，柯福來，等. 機械化高粱芽苗形態建成及生理特性對保水劑的響應[J]. 江蘇農業科學，2016，44（10）：161-164.