安达地区气候条件对玉米产量的影响

安达地区气候条件对玉米产量的影响

钟化然1  ,李新华2,  ,卢晓昱3

黑龙江省绥化市安达市气象局，151400

黑龙江省气象服务中心，150030

民航东北空管局黑龙江分局， 150040

摘要  本文选取安达国家基本气象站1981-2010年玉米产量数据和相应年度5月上旬至9月下旬平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、平均风速和日照时数6个要素，把玉米的整个生长过程分为播种期、幼苗期、拔节期和乳熟期4个阶段，把气象资料做相应时段的处理。利用相关系数分析方法，选取各生育期对玉米产量影响最为关键的因子进行统计分析。利用逐步回归分析的方法确定对玉米产量模拟较好的模型，结果表明，影响安达玉米产量最大气象要素为拔节期平均风速、播种期降水量及幼苗期日照。

关键词  玉米；气候条件；产量；黑龙江安达

玉米是典型的喜温、短日照及高需水量作物，其生长发育对气温、日照及降水要求较高，气候的变化必然导致玉米产量受到影响。因此，在全球气候变化的背景下研究气象因子对作物产量的影响，对实现粮食高产和农业生产可持续发展意义重大。

玉米是安达主要的粮食作物和重要的饲料作物，调查研究发现，生态和气象、品种与种子是当前继栽培管理技术水平之后制约中国玉米产量潜力实现的第二和第三大类限制因素，大量的科学试验和生产实践证明，玉米产量与生长季节的气象条件密切相关。基于气象数据对玉米产量预测有着较高的准确率。开展安达地区气候条件对玉米产量的影响分析，对指导品种资源的科学布局、提高气候资源利用效率、规避气象灾害风险及未来发展玉米生产、实现玉米增产具有重要作用[1]。

一、资料与方法

1.资料来源

玉米单产资料选取安达市统计局1981—2010年安达市玉米产量数据，气象资料选取安达国家基本气象站相应年度5月至9月对应时期气温、降水量、平均风速和日照时数等气象要素。

2.分析方法

根据玉米整个生育期的生长特性，把玉米的整个生长过程分为播种期（5月上旬至5月中旬）、幼苗期（5月下旬至6月中旬）、拔节期（6月下旬至8月下旬）和乳熟期（9月上旬至9月下旬）4个阶段，并把气象资料做相应时段的处理，利用相关系数分析方法，选取各生育期对玉米产量影响最为关键的因子进行统计分析，最后确定对玉米产量影响的主要因子。应用逐步回归方法，确定气象因子对玉米产量所产生的综合影响。

二、结果与分析

1.温度对玉米产量的影响

表1  玉米单产与温度因子相关系数

由表1可以看出幼苗期的平均最低气温对玉米产量的影响较大，且均呈正相关关系。说明在幼苗初期，最低气温高有利于苗期的生长发育，根系生长较快、健壮，苗期营养充足，为玉米产量的增加打下了良好的基础。乳熟期的平均最高气温对玉米产量影响较大，且为正相关，说明乳熟期对最高温度敏感性较大，平均最高温度越高，对玉米高产越有利。

2.降水对玉米产量的影响

表2  玉米单产与降水因子相关系数

玉米是禾本科作物，生长发育又处在较高温度时期，所以它是一种需水量较多的作物[2]。其整个生育期需水量为350-400mm[3]，并且在不同的生育期对水分的需求和敏感性不同，基本为生育前期需水多、后期需水少的特点。由表2可以看出，拔节期降水量与产量呈正相关关系，而乳熟期降水与产量呈负相关关系。说明玉米拔节以后，气温高，蒸腾量加大，对水分的要求增大，此时玉米植株进人营养生长和生殖生长的关键阶段，此时期缺水，会致使果穗数量少、籽粒减少，对产量影响非常大；而在玉米生长后期，根系的活性减弱，降水多会导致玉米根系损伤，使玉米发生倒伏，严重影响其品质和产量。

3.平均风速对玉米产量的影响

表3  玉米单产与平均风速因子相关系数

由表3可以看出，所有气象指标中平均风速在幼苗期和拔节期对玉米产量影响相关性是最大的，且整个发育期内平均风速对产量的影响均为负相关。在幼苗期，玉米幼苗较弱，根系不发达，平均风速大会使得玉米幼苗发生倒伏甚至死亡，严重影响玉米产量；而在拔节期，玉米需水量增大，风速大会加大作物的蒸散量，尤其在安达市，降水量本身不能够满足玉米的需水量，蒸散量增大会加剧玉米拔节期干旱程度，影响玉米在生长关键期营养的输送和生长发育，严重影响玉米产量[4]。

4.日照对玉米产量的影响

表4  玉米单产与日照因子相关系数

由表4可以看出，玉米产量与播种期、幼苗期、拔节期日照时数均呈负相关关系，尤以幼苗期为甚。以安达市光照资源来看，日照条件完全满足玉米生长发育的适宜时长，但由于日照时数越长，光能辐射量越多，使得玉米蒸散量、土壤水分蒸发量增大，而安达地区水分不足，会加剧玉米的干旱程度，严重影响玉米产量。

5.气象因子对玉米产量的综合影响

表5  玉米单产与各气象因子相关系数

从表5可以看出，播种期平均最低气温、降水量、平均风速和幼苗期平均最低气温、日照时数、平均风速和拔节期平均最低气温、平均风速以及乳熟期平均气温、平均最高气温、平均风速是影响整个发育期内玉米产量的11个关键因素，各气象条件之间存在着相互作用。因此，利用逐步回归分析方法，确定气象因子对玉米产量所产生的综合影响。

表6  多因子逐步回归显著性检验

表7  逐步回归模型各因子显著性检验

表8  逐步回归模型DW检验

由表6、表7、表8可以看出，模型3使用拔节期平均风速、播种期降水量及幼苗期日照3个变量对玉米产量模拟较好，每个因子均通过α=0.05的显著性检验，且DW值=1.477，近似服从正态分布，故安达地区玉米产量综合影响模型为:

Y=14565.66-2292.458X1+64.433X2-41.883X3

式中，Y为玉米产量，X1为拔节期平均风速，X2为播种期降水量速，X3为幼苗期日照。

三、结论与讨论

分析结果表明，影响安达地区玉米产量最大的因素是干旱。安达市年降水量不能够满足玉米生长发育最适需水量，加之绝大部分地块无灌溉条件，雨养农业靠天吃饭，故在玉米易出现春旱和需水量最多的时期(播种期、拔节期)平均风速大、日照时数多和平均最高气温高等增大作物蒸散量及土壤水分蒸发量的因素对玉米产量形成均起负作用且影响很大；而幼苗期和乳熟期的平均最低气温对玉米产量影响较大，最低气温高有利于苗期的生长发育及后期干物质的积累；整个发育期平均风速与产量均呈负相关关系，只有乳熟期日照时间长会对玉米产量有正相关影响。影响玉米产量高低的综合因子为拔节期平均风速、播种期降水量及幼苗期日照3个气象因子。

本研究所提出的预报模型在实际应用中简单、可操作性强，但所用技术及方法仍比较单一且有许多不足之处，仍需进一步完善，有待进一步研究讨论。

四、参考文献

[1] 田宏伟.黄淮海地区玉米生育期农业气候资源分析[J].气象与环境科学，2016，39（4）：56-61.

[2] 白美兰，刘兴汉，冯晓晶，等.内蒙古玉米主产区气候条件对产量的影响[J].内蒙古气象，2004（3）：35-37.

[3] 吴东兵，曹广才.我国北方高寒旱地玉米的三段生长特征及其变化[J].中国农业气象，1995（4）：7-10.

[4] 卢敏.农业推广学[M].北京：中国农业出版社，2010.