固始县玉米生长发育对气候变化的响应分析

固始县气象局 徐玲莉 张旭远

固始县玉米生长发育对气候变化的响应分析

固始县气象局 徐玲莉 张旭远

玉米是禾本科高光合作物。它具有适应性广、抗逆性强、生育期短、生产潜力大等特点，是固始县主要粮食作物之一，常年种植面积2.67万hm2左右，在农业生产中占有重要的地位。

本文以固始县玉米的播种普遍期、成熟普遍期和间隔天数为研究突破点，从1990—2014年的历年逐日气象资料中提取并计算出历年的播种到成熟之间的日照时数、降水量和积温，并以此期间的光、温、水为分析依据，结合同时段内的玉米生育期资料展开分析，评估固始县玉米生产状况和产量形成的影响因素，同时由于固始县位于河南省南部，结合玉米生长发育所要求的气象条件基本一致，因此，其方法和结论对我国甚至整个玉米种植区域都有一定参考意义。

一、资料处理和方法

（一）资料处理

本文的玉米发育期资料来自固始农业试验站，根据资料得出玉米播种期、成熟期具体日期序列和历年玉米全生育期间隔天数序列；气候资料来自固始气象站1990—2014年的历年逐日日照时数、逐日平均温度和逐日降水；发育期资料和气候资料相结合，获得玉米全生育期内的日照时数、降水量和积温。

表1　光、温、水与玉米全生育期的相关系数统计

表2　光、温、水与玉米生物学要素的相关系数统计

（二） 数据相关性分析列出方程

二、结果分析

（一）玉米全生育期趋势分析

1990—2014年玉米全生育期天数85～103d，平均天数96.4d，从距平序列图可知，玉米全生育期天数整体趋势是间隔日期逐渐增加的，20世纪90年代以来玉米全生育期天数一般都大于均值，1990—2014年的25年中仅有1997年、2001年和2002年3年的全生育期天数略小于均值96.4d，其余22年都在均值以上，全生育期的延长是比较明显的。趋势线的斜率为0.27，也定量反映了生育期延长的程度。

表3　玉米单产与光、温、水的相关系数统计

（二）光温水对玉米全生育期的响应分析

利用固始县1990—2014年的光温水气象要素资料，结合对应年份的玉米产量，运用相关分析的计算方法，得出光、温、水与玉米全生育期的相关系数（见表1）。

1.光照。1990—2014年6月7日至9月11日的日照时数最小值为多雨寡照的2013年，为334h；最多的年份为1998年，为747.4h，平均值为626.8h；日照时数呈减少趋势，每年生育期减少5.6h，生育期天数与日照时数的相关系数为-0.544，通过了0.01的信度检验，相关极显著。从历年日照时数与生育期天数响应曲线图上，可以看出，他们相互响应的关系明显。

2.降水。玉米全生育期间的降水差异比较大，最小值仅为94.1mm，最大值为585.3mm，相差接近500mm，总体呈增多趋势，年增多1.73mm。降水与玉米全生育期天数的相关系数为0.442，通过了0.05的相关信度显著性检验，其关系明显。

3.温度。玉米全生育期的积温在2 504～2 727.7℃.d，相差223.7℃.d，每年升高3.09℃，与全球气候变暖趋势一致。其与生育期天数之间的相关系数为-0.27，没能通过相关性检验，说明积温对玉米影响不明显。

2017年2月，中央军委装备发展部在党委扩大会上明确提出“降低准入门槛，实现‘武器装备质量管理体系认证’与‘装备承制单位资格审查’两证融合管理，实现‘两证合一’”。即从事武器装备科研生产的单位需要通过的刚性认证，由之前的军品科研生产许可证、保密认证、质量管理体系认证及承制单位资格认证等4项，减少为3项。但由于配套法规制度有待进一步健全，提供认证咨询的市场还较为薄弱，企业按照认证标准运行需要一定周期等诸多因素，短期内对于很多民营企业来说，通过三证审查依然较为困难。

4.光、温、水对玉米生育期的综合影响。由于积温对玉米影响不明显，故采用不含积温项方式进行建立回归模型。

Y=0.169665x1-0.43277x2+0.850573

F=5.33，F0.05（2，23）=3.42

F检验值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度检验上有意义。

该式中，Y为玉米全生育期天数；x1为玉米全生育期内降水量；x2为玉米全生育期内日照时数。

（三）光、温、水与玉米产量要素的相关分析

1.光、温、水与玉米产量要素的相关分析。光、温、水对玉米产量要素的影响主要表现在对单株籽粒重和茎秆重的影响，对百粒重和籽粒与茎秆比的影响并不明显，对单株籽粒重的影响，主要是降水的影响，其相关系数为-0.43，通过0.05的相关信度检验；对茎秆重的影响主要是降水量和日照时数，与降水的相关系数为-0.527，通过0.01的相关信度检验，与日照时数的相关系数为0.484，通过0.05的相关信度检验（见表2）。

2.单株籽粒重与光、温、水的回归分析。通过对单株籽粒重和光、温、水3个气象要素进行回归，F检验值为2.52，不能通过F0.1（2，23）的F值检验，方程无意义。

单株籽粒重与降水量和积温2个气象要素进行回归，方程有意义：Y=0.08513x1-0.0643x2-74.838

F =3.42，F0.1（2，23）=2.55

F检验值＞F0.1（2，23），方程在0.1的F值信度检验上有意义。

该式中，x1为积温，x2为降水量。

3.茎秆重与光、温、水的回归分析。由于茎秆重与积温的相关性太差，方程不予考虑，仅对降水和日照进行建立模型。

Y=0.506748x1-0.56525x2+688.1696

F=5.45，F0.05（2，23）=3.42

F检验值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度检验上有意义。

该式中，x1为日照时数，x2为降水量。

4.历年单产趋势分析。虽然各年玉米单产存在一定波动，但总体上呈增加的趋势。本文根据各气象因素与单产的相关性，来综合评价单产变化与气象条件之间的相互关系（见表3）。

（四）光、温、水对玉米单产的相关分析及模型建立

从光、温、水各因素对玉米单产的相关分析来看，关系最为密切的是日照时数（S），其相关系数为-0.421，通过了0.01的相关性信度检验；次之是降水，其相关系数为0.395，通过了0.05的相关性信度检验；积温没能通过相关性信度检验。

含积温项回归模型：

Y=0.338616x1+0.145087x2-0.2215x3-546.442

F=3.62，F0.05（2，23）=3.42

F检验值＞F0.05（2，23），方程在0.05的F值信度检验上有意义。

该式中，x1为积温，x2为降水量，x3为日照时数。

三、 结论

（一）气候变化导致玉米生育期间日照时数每年减少5.6h，降水每年增加1.73mm，积温每年增加3.1℃。

（二）玉米生育期天数有逐步延长的趋势；单株籽粒重和茎秆重受降水、日照时数影响较大；单产主要受降水和日照变化的影响。

（三）夏玉米产量变化受气象要素影响较大，依次是积温、日照时数、降水量。其中夏玉米以拔节期至乳熟期受光照、降水量影响最大。