气象因子变化对本溪市玉米产量的影响

张翘，王焕毅

(辽宁省本溪市气象局，本溪117000)

玉米是我国第一大粮食型作物，在农业气象业务开展过程中，做好对玉米产量的相关农业气象服务，对保证我国粮食安全稳产和增产有着十分现实的意义，对我国调整进出口贸易额度计划有着显著的指引作用，同时也是农业生产部门了解玉米生长动态，并采取有针对性的措施，防范自然灾害的重要途径。在我国很多地区农业气象服务和农作物产量之间的关系研究已经有很多年的历史，在研究过程中，气象预报服务的方法和准确率也在显著提升，现阶段，监测玉米农业气象产量的预报模型主要包括了统计模型、遥感模型和动力生长模型等几种方式。辽宁本溪地区是辽宁省玉米主要种植地区，该地区玉米产量和品质的变化将会严重影响到辽宁省玉米产量的变化，同时，也由于该地区进行玉米产量气象研究比较少，所以，此次研究主要对玉米生长的各个时期，气象因子的变化对其产量影响进行了分析，以便在今后的生产过程中有针对性地开展农业气象服务业务。

1 资料和方法

1.1 研究资料的选取

本次研究选取本溪地区1981～2010年的玉米发育期气象资料，这些资料来源于本溪地区6个不同的农业气象站点，研究过程将玉米的生长期分为了播种期、苗期、拔节期、抽穗期、乳期和成熟期。此次研究选用的是30年来本溪地区逐日气象要素资料，而在研究期限内，玉米的产量资料主要来自于气象统计部门在各个县区的县级玉米产量。

1.2 研究方法

在研究过程中，我们按照影响农作物产量的气象因素，一般将农作物的产量划分为趋势产量、气象产量和随机产量3种情况。其中，对于第一种随机产量主要说的是在玉米种植过程中，由于水肥、玉米品种的选择以及田间栽培管理的农业生产条件水平的好坏对玉米产量所造成的影响，在研究过程中，通常会将趋势产量看作是一个正比例函数，会随着时间变化。气象产量的变化会因气候的变化而对玉米产量产生严重的影响。而随机产量只是对某一个产量的影响较大，只是部分的影响。因此，我们可以得出，玉米的产量趋势产量、气象产量和随机产量的总和。现阶段，在我国的农业气象产量研究过程中，因为趋势产量的不稳定性，研究中将趋势产量剔除的研究也比较多，而剔除趋势产量方法也比较多，其中应用比较广泛的是线滑动法、模拟法、线性回归函数莫秘法和正交法等。通过多年的实践探索，采用直线滑动平均法对趋势产量进行模拟，其数值更加接近，因此，此次研究过程中主要采用的是这种研究方法。在研究过程中，为了使分析好的气象因子在玉米生长的各个时期对产量进行影响。可以将气象因素按照玉米生长的各个时期进行统计和分析，同时，还要分析气象因子在某种临界环境下，玉米产量和气象因素之间的关系。

2 研究结果分析

2.1 玉米产量和气象因子的变化趋势

将本溪地区30年的各个地区的县级玉米单产数据分别采用直线滑动平均法将趋势产量去除，就会得到气象产量数据图，通过对图表进行分析，可以发现上述几条折线的走势基本是相同的，特别是在20世纪的90年代末期和新世纪初期，是气象产量最高的年份，这说明了在本溪地区气候条件相似的情况下，本溪地区的气象气候产量特点变化具有高度的一致性。在20世纪90年代末期，气象产量的波动比较大，出现这种情况，主要是因为随着科学技术的不断发展和进步，农业生产技术和生产力水平得到了显著的提升，也就在农业生产技术和生产条件越高的前提下，气象因子对玉米产量的影响更为显著。

此次研究过程中，每个地区的气象因子按照每个气象站点观测到的玉米生长期的数据，将玉米每个生长时期划分为播种期、苗期、拔节期、抽穗期、乳期和成熟期。并计算获得每个预报点玉米生长各个阶段内的气象平均因子，也就是确定影响本次研究的几个预测点地区玉米生长发育的气象因子的变化情况，确定出变化的区域性。此次研究过程中还可以明显地看出，本溪地区玉米生长整个过程中降水的变化情况最为明显。气候环境变化方面，在玉米发育阶段过程中，最高低温和最低气温的范围最为显著，总之，玉米的生长期、乳期和成熟期降雨量明显增多，最高气温和最低气温变化也十分显著，而光照方面的变化不是十分明显。

2.2 气象因子变化对玉米产量的影响

为了分析好每个农业气象预报点气象因子变化对玉米产量的影响关系，我们将30年间每个监测点的数据资料进行提取，然后将计算得出的气象因子结果和气象产量进行对比分析。

在研究的几个地区中，玉米的产量从拔节期到抽穗期对平均气温和最高气温呈现负相关，除了3号监测气象站之外，其余的气象监测站玉米产量在抽穗到乳期的表现对气候平均温度和最高气温都呈现出负相关的趋势。在研究过程中，1、2、4号气象观测站的地区的玉米产量在拔节期到抽穗期的产量和日照时间呈现出显著的正相关性，而玉米产量和降水量虽然只有2号的播种期到出苗期，3号的播种期到出苗期以及抽穗期到乳熟期呈现显著的负相关性，其地区和玉米生长时期的产量和降水量都呈现出正相关的趋势。因此，可以看出，气象因子对本溪地区的玉米产量造成影响的阶段主要是在玉米的拔节期到抽穗期以及抽穗期到乳熟期，影响比较显著的气象因子主要是平均温度、最高气候温度和日常时间的长短。同时，气象产量与上述的几个气象因素呈现出负相关的关系。

通过分析每个发育阶段气象因子与气象产量之间的内在关系，可以得到对玉米产量影响较大的气象因子和生长阶段。然后，将分析出来的结果与玉米生长发育阶段内的气象因子进行累加，并按照每年玉米发育阶段天数的差异性计算出平均值。在本次研究过程中，为了切实分析好气象因子的临界值情况，按照相应的计算公式对玉米生长发育每个阶段的气象因子平均值进行计算，计算出气象因子对玉米产量影响气象因素临界值，通过有效分析，得出相关性影响最大的气象因素临界值。

经过统计和计算发现，每个气象站点都不存在低于某一个最低气温值与玉米产量具有相关性的情况，因此，在研究本溪地区玉米产量与气象因子关系中不考虑最低气温这一种气象因子。在玉米生长的各个阶段，出苗期到拔节期以及拔节期到抽穗期的普遍存在是大于或者小于某一个气象因子的出现天数和气象产量具有相关性，而其他地区的生长阶段没有出现这种现象，因此，通过分析玉米发育阶段和气息产量的相关气象因素和相应的关系数据，可以得出，在1、2、3、4号气象观测点地区，玉米出苗到拔节期的平均气温高于25℃以上的出现天数与气象产量有着显著的关系。在研究过程中，除了5号农业气象观测点之外，剩余的5个地区在玉米拔节和抽穗阶段平均气温高于27℃以上的出现天数和气象产量具有显著的关系性，而在研究的6个地区中，拔节期到抽穗期均表现为最高气温超过30℃以上的出现天数和气象产量呈现出明显的负相关关系。而观测点的6个地区中，玉米拔节期到抽穗期的降雨量小于10mm以上的天数和气象产量呈现出负相关关系。在光照时间方面，玉米出苗期到拔节期以及拔节期到抽穗期，1、4、6号观测点的光照时间分别超过8.8h和7.4h的天数与气象产量呈现出显著的负相关关系。

3 讨论

通过本次研究显示，对本溪地区玉米年产量变化影响较大的生长时期出现在出苗到拔节期以及拔节期到抽穗期，而在玉米营养物质和淀粉积累的重要阶段的乳熟期和成熟期都没有出现温度、降水和日照时间对玉米产量造成的影响，因此，我们可以得知，在本溪地区，多数年份中光照、降水等条件基本可以满足玉米灌浆期的生长需求。

由于气象因子变化和玉米产量的相关分析结果可以看出，对于辽宁本溪地区玉米在生长的拔节期到抽雄期多数农业气象观测站点的气候温度和日照时间对玉米产量的影响呈现负相关性，尤其在这个时期的最高平均气温，其影响更为显著。玉米在拔节期和抽雄期生长十分旺盛，对热量需求也较高，但光照时间在拔节期和抽穗期的产量关系呈现出负相关性。因此，可以看出，在本溪地区，玉米在拔节期和抽雄期的光照条件十分充足，热量供给充分，甚至对玉米产量造成了一定的影响。同时，通过对气象因子临界值对气象产量的影响进行分析发现，6个农业气象观测站点全都表现出现在拔节期到抽穗期的最高气温超过30℃以及降水量持续小于10mm的出现天数对于气象产量呈现明显的负相关性，这就从一定层面上说明本溪地区降雨量少能够对该地区玉米产量造成不小影响。在玉米拔节期到抽穗期，高温和少雨的环境，是严重影响本溪地区玉米产量的一个主要气象因素。在玉米出苗期到拔节期，适度的少雨和干旱对玉米实行蹲苗效果十分显著，而通过计算，在这个时期，出现的大于临界温度和日常时间的天数与气象产量呈现负相关性，因此，我们可以判定，在玉米出苗期到拔节期出现高温和少雨的天气对这个时期玉米的生长同样有着显著的影响。而日照时间与气象产量之间呈现的负相关性就表示该地区的晴朗天气比较多，出现降水次数较少，从这一个侧面也能够反映出，降水量的多少对玉米产量也能造成不小的影响。但是，降雨量通过日照时间参与到数据统计分析中还需要我们做进一步的研究和分析。

本溪地区每个玉米农业气象预报点的玉米气象产量变化特征具有高度相似性，在玉米发育的各个阶段，气象因子的变化和波动存在一定的区域性和阶段性，其影响玉米的发育阶段与气象因子关系基本上是一致的。随着20世纪90年代末期我国农业生产技术和生产力的提升，农业气象因子的变化对玉米产量的影响表现越来越显著，因此，做好气象因子变化对玉米产量的研究就显得十分重要了。

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