固始縣氣象局 徐玲莉 張旭遠(yuǎn)

固始縣玉米生長發(fā)育對氣候變化的響應(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，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(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，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(shù)、降水量和積溫，并以此期間的光、溫、水為分析依據(jù)，結(jié)合同時段內(nèi)的玉米生育期資料展開分析，評估固始縣玉米生產(chǎn)狀況和產(chǎn)量形成的影響因素，同時由于固始縣位于河南省南部，結(jié)合玉米生長發(fā)育所要求的氣象條件基本一致，因此，其方法和結(jié)論對我國甚至整個玉米種植區(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)育期資料來自固始農(nóng)業(yè)試驗站，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；氣候資料來自固始?xì)庀笳?990—2014年的歷年逐日日照時數(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

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

（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)整體趨勢是間隔日期逐漸增加的，20世紀(jì)90年代以來玉米全生育期天數(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(chǎn)與光、溫、水的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計

（二）光溫水對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)合對應(yīng)年份的玉米產(chǎn)量，運用相關(guān)分析的計算方法，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；日照時數(shù)呈減少趨勢，每年生育期減少5.6h，生育期天數(shù)與日照時數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.544，通過了0.01的信度檢驗，相關(guān)極顯著。從歷年日照時數(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，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，通過了0.05的相關(guān)信度顯著性檢驗，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，沒能通過相關(guān)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(fā)展部在黨委擴(kuò)大會上明確提出“降低準(zhǔn)入門檻，實現(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，減少為3項。但由于配套法規(guī)制度有待進(jìn)一步健全，提供認(rèn)證咨詢的市場還較為薄弱，企業(yè)按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)運行需要一定周期等諸多因素，短期內(nèi)對于很多民營企業(yè)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(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(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、水對玉米產(chǎn)量要素的影響主要表現(xiàn)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(guān)系數(shù)為-0.43，通過0.05的相關(guān)信度檢驗；對莖稈重的影響主要是降水量和日照時數(shù)，與降水的相關(guān)系數(shù)為-0.527，通過0.01的相關(guān)信度檢驗，與日照時數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.484，通過0.05的相關(guān)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(jìn)行回歸，F(xiàn)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(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(guān)性太差，方程不予考慮，僅對降水和日照進(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(shù)，x2為降水量。

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

（四）光、溫、水對玉米單產(chǎn)的相關(guān)分析及模型建立

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

三、 結(jié)論

（一）氣候變化導(dǎo)致玉米生育期間日照時數(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)有逐步延長的趨勢；單株籽粒重和莖稈重受降水、日照時數(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。