阿拉善盟孿井灘地區春玉米產量結構與相關因子分析

旭 花

（內蒙古自治區孿井灘氣象站，內蒙古 孿井灘 750312）

玉米是中國三大糧食作物之一，造成玉米單產不穩定的因素很多，其年際間產量變化受多種因素的共同影響，如氣象條件、田間管理、品種特性、肥料、灌溉等，其中氣象因子波動是玉米產量的主要影響因素之一［1-2］。 玉米是喜溫作物，生長發育、灌漿成熟需要在溫暖的環境下完成，玉米生長季農業氣候變化將影響玉米的生長發育過程，進而影響玉米的產量［3］。 玉米產量是環境和品種共同作用的結果，同時也是農藝性狀互相影響的結果［4］，毛彩云等指出，果穗粗、生育期、百粒重等直接或其他性狀間接的對產量起到主要的作用［5］。 王磊等研究表明，行粒數和千粒重是對產量影響最大的因素，因此增長果穗長，增加行粒數和千粒重是提高玉米產量的關鍵［6］。 作物的每個發育期之間都有著緊密的聯系， 任何一個發育階段受到干擾，都有可能影響到下一個發育期的進程或整個生育過程的生長狀況，進而影響到玉米的產量，因此研究氣候因子及各個發育期對玉米產量因素和玉米產量結構的相關性，對合理安排播種期和大田管理提供有重要意義。目前玉米發育期對氣候變化的響應方面的研究很多，但是對荒漠草原地區的玉米發育期和產量方面研究相對較少。本文對阿拉善盟荒漠草原孿井灘地區的春玉米的產量因素和產量結構進行了綜合的分析，探索荒漠草原上春玉米的產量對氣候變化及各個發育期的響應情況。

1 試驗區域概況

1.1 試驗地點

試驗地點設在內蒙古阿拉善盟騰格里經濟技術開發區嘉爾嘎勒賽漢鎮， 地處騰格里沙漠東南邊緣，屬于草原化荒漠地區。

1.2 數據來源

本研究采用內蒙古自治區孿井灘氣象站的2011~2018 年的年平均氣溫、月平均氣溫、月極端最高（最低）氣溫、月平均最高（最低）氣溫、月平均降水量、月平均日照時數和同時期春玉米的產量因素測定數據（抽雄期莖粗、乳熟期莖粗、乳熟期果穗長），產量結構分析數據（果穗長、果穗粗、百粒重、株籽粒重、理論產量），春玉米每個發育期的觀測數據。

2 材料與研究方法

2.1 試驗材料

供試材料為生長于大田的春玉米，將觀測地段按其田塊形狀分成相等的4 個區，作為4 個重復，按順序編號，各項觀測在4 個小區內進行。

2.2 試驗研究方法

試驗在觀測地段4 個區內選擇有代表性的40株，出苗至三葉期進行不定株觀測，從七葉期開始進行定點定株觀測；從春玉米播種開始到成熟期每逢5或逢10 進行觀測，臨近作物發育期時隔日觀測1 次，旬末必須巡視觀測，開花期和吐絲期每日觀測。

發育期數據采用儒略日表示法，即每年1 月1 日計為第1 天，到發育期普遍期出現日期換算成對應日序（天）。

2.3 數據處理與統計

數據的分析利用Office、SPSS313.0 等軟件、采用Pearson 相關系數等分析方法進行氣候因子與蒼耳物候期之間的相關性。

3 結果與分析

3.1 玉米產量結構與各因子之間的相關性分析

從2011~2018 年孿井灘地區春玉米的產量結構數據和每個發育期、月平均氣溫、月極端最高（低）氣溫、各發育期的降水量和日照時數、積溫的相關性分析結果來看， 果穗長與5 月平均最低氣溫、5 月極端最低氣溫、抽雄期莖粗有顯著的正相關關系，與抽雄期、乳熟期、莖稈重有顯著的負相關關系；果穗粗與七葉期、抽雄期、吐絲期、莖稈重、乳熟期有顯著的負相關關系，與開花期有極顯著的負相關關系，與拔節期降水有顯著的正相關關系；株籽粒重與出苗期穩定通過10 ℃的積溫有顯著的正相關關系， 與出苗期降水、 拔節期、11 月平均最低氣溫有顯著的負相關關系； 百粒重與5 月平均氣溫、8 月極端最低氣溫有顯著的正相關關系， 與7 月極端最低氣溫、8 月極端最低氣溫、上一年度12 月極端最低氣溫有顯著的負相關關系， 與12 月平均氣溫、12 月平均最低氣溫有極顯著的負相關關系； 理論產量與抽雄期日照時數、乳熟期日照時數、成熟期日照時數有顯著的正相關關系，與出苗期降水、三葉期降水、七葉期降水、3 月極端最高氣溫、8 月極端最高氣溫有顯著的負相關關系。 （見表1、表2）。

表1 玉米產量結構的相關因子

表2 玉米產量結構及產量因素的相關因子

3.2 春玉米產量結構與各因子之間的擬合度分析

春玉米的果穗粗與開花期呈極顯著的負相關關系，通過（p＜0.01）的檢驗|R|=0.920**，開花期太晚對春玉米果穗長度的生長不利，開花期適當的提前有利于果穗的生長。 由圖1 可見，果穗粗與開花期之間存在良好的二項式回歸關系，決定系數R2=0.8637，擬合的模型能解釋因變量86.37%的變化， 表明開花期的早晚對春玉米的果穗粗有決定性的作用。

春玉米的百粒重與前一年的12 月平均氣溫和平均最低氣溫呈極顯著的負相關關系，通過（p＜0.01）的檢驗， 相關系數分別為|R|=0.933**和|R|=0.976**，由圖2、圖3 可見，百粒重與上一年的12 月平均氣溫和平均最低氣溫存在很好的二項式回歸關系，決定系數分別為R2=0.8308 和R2=0.8387， 擬合的模型分別能解釋因變量83.08%和83.87%的變化，表明上一年12月的氣溫過高對春玉米的百粒重可能有不利影響。

春玉米的理論產量與日照、降水和極端最高氣溫的相關性較明顯，從分析結果來看，理論產量與出苗期、三葉期、七葉期降水量、3 月極端最高氣溫、8 月極端最高氣溫呈顯著的負相關關系，與抽雄期、乳熟期、成熟期日照時數呈顯著的正相關關系， 均通過 （p＜0.05）的檢驗。 由圖4、圖5、圖6 可見，理論產量與三葉普期降水量、七葉普期降水量、抽雄期日照時數存在很好的二項式回歸關系， 決定系數分別為R2=0.7861 和 R2=0.7374 和 R2=0.7436， 擬合的模型分別能解釋因變量78.61%、73.74%和74.36%的變化。

3.3 春玉米的產量因素與各因子之間的相關性分析

從2011~2018 年孿井灘地區春玉米的產量因素測定數據和各發育期、月平均氣溫、月極端最高（低）氣溫、各發育期的降水量和日照時數、積溫的相關性分析結果來看，春玉米的抽雄期莖粗與5 月平均氣溫呈顯著的正相關關系， 與密度呈顯著的負相關關系，通過（p＜0.05）的檢驗；乳熟期莖粗與抽雄期莖粗、8 月極端最低氣溫、 三葉期日照時數、6 月平均最低氣溫呈顯著的正相關關系，與七葉期、抽雄期、開花期、吐絲期呈顯著的負相關關系，通過（p＜0.05）的檢驗，與出苗期日照時數、5 月極端最高氣溫、3 月極端最低氣溫呈極顯著的正相關關系，通過（p＜0.01）的檢驗；乳熟期果穗長與出苗期穩定通過10℃積溫、（拔節、吐絲、開花）期日照時數、6 月平均最高氣溫、7 月平均最低氣溫、3 月風速、7 月風速呈顯著的正相關關系，均通過（p＜0.05）的檢驗；與播種期、出苗期、三葉期呈顯著的負相關關系，通過（p＜0.05）的檢驗（見表2）。

圖1 果穗粗與開花期的相關性

圖2 百粒重與12 月平均最低氣溫的相關性

圖3 百粒重與12 月平均氣溫的相關性

圖4 理論產量與三葉期降水量相關性

圖5 理論產量與七葉期降水量相關性

圖2 理論產量與抽雄期日照時數相關性

3.4 春玉米產量因素與各因子之間的擬合度分析

春玉米的乳熟期莖粗與出苗期日照時數、3 月極端最低氣溫、5 月極端最高氣溫呈極顯著的正相關關系，通過（p＜0.01）的檢驗，與七葉期呈顯著的負相關關系， 通過 （p＜0.05） 的檢驗， 相關系數分別為|R|=0.936**、|R|=0.928**、|R|=0.926** 和|R|=0.938*，由圖7、圖8、圖9 可見，乳熟期莖粗與出苗期日照時數、5月極端最高氣溫和七葉期存在很好的二項式回歸關系， 決定系數分別為 R2=0.8119、R2=0.7336 和 R2=0.9298， 擬合的模型分別能解釋因變量 81.19%、73.36%和92.98%的變化。 5 月極端最高氣溫超過34.3 ℃左右時，對乳熟期莖粗的生長有抑制作用。

春玉米的乳熟期果穗長與出苗期呈極顯著的負相關關系， 通過 （p＜0.01） 的檢驗， 相關系數為|R|=0.938**，由圖10 可見，乳熟期果穗長與出苗期存在很好的二項式回歸關系，決定系數為R2=0.9178，擬合的模型分別能解釋因變量91.78%的變化。

4 結論與討論

果穗粗與開花期之間存在良好的二項式回歸關系， 決定系數R2=0.8637， 擬合的模型能解釋因變量86.37%的變化， 在一定范圍內開花期的提前對春玉米的果穗的生長有決定性的作用。

圖8 乳熟期莖粗與5 月極端最高氣溫的相關性

圖7 乳熟期莖粗與出苗期日照數的相關性

圖9 乳熟期莖粗與七葉期的相關性

圖10 乳熟期果穗卡與出苗期的相關性

百粒重與上一年的12 月平均氣溫和平均最低氣溫存在很好的二項式回歸關系，決定系數分別為R2=0.8308 和R2=0.8387， 擬合的模型分別能解釋因變量83.08%和83.87%的變化，上一年的12 月氣溫過高對春玉米的產量形成可能有不利影響。

理論產量與三葉普期降水量、 七葉普期降水量、抽雄期日照時數存在很好的二項式回歸關系，決定系數分別為 R2=0.7861 和R2=0.7374 和 R2=0.7436，表明理論產量的主要抑制因素是降水和日照時數。

乳熟期莖粗與出苗期日照時數、5 月極端最高氣溫和七葉期存在很好的二項式回歸關系，決定系數分別為 R2=0.8119、R2=0.7336 和 R2=0.9298，擬合的模型分別能解釋因變量81.19%、73.36%和92.98%的變化，在一定范圍內出苗期日照時數越長對乳熟期莖粗的發育有利，在一定范圍內5 月極端最高氣溫越高有利于乳熟期莖粗的生長發育，七葉期的適當提前對乳熟期莖粗的生長發育有利。

乳熟期果穗長與出苗期存在很好的二項式回歸關系，決定系數為R2=0.9178，擬合的模型分別能解釋因變量91.78%的變化。 表明在一定范圍內出苗期的提前有利于乳熟期果穗長度的增加。