年际间气候生态因子对玉米群体产量的影响

侯玉虹

摘 要：气候生态因子对玉米群体产量水平有着直接关系。本文从产量性能方程角度定性研究气候生态因子对玉米群体产量的影响。本试验分别用逐步回归分析方法以及从产量性能方程角度分析发现，对产量影响最大的生态因子分别为有效积温、日均温、日均最低温度、7月份日均最高温度和吐丝前后有效积温、降雨量、生长天数和日照时数的比值。

关键词：玉米群体；气候生态

目前全国玉米生产区高产典型不断涌现，除了品种更替与栽培措施优化等因素外，与充分利用气候生态资源及改善田间微生态环境也有直接的关系。气候生态因子对产量直接与间接的影响尚未有全面、系统、深入的分析研究。本文主要研究对产量起主导作用的生态指标以及生态因素对构成指标和产量的影响，筛选出对影响产量的主要气候生态因子，找出对产量起主导作用的生态因子，明确该地区提高玉米单产存在的主要限制生态因素，为指导玉米高产、超高产栽培，开发和利用气候资源，挖掘作物生产潜力提供科学依据。

一、材料与方法

1.试验设计

2005年为品密试验；2006年为密度和种植方式试验；2007年为化控试验。

2.数据处理

根据张宾（2007）等的方法，对测量数据进行归一化处理，使出苗至成熟的生长天数、有效积温、日照时数、降雨量以及最大叶面积指数均为1，具体计算方法如下：

相对叶面积指数： LAIR=LAIM/LAImax ；相对生长天数： DR=（Di-D0）/Dd

相对有效积温（相对降雨量、相对日照时数）： XR=（Xi-X0）/Xt

利用上述归一化方法得到以生长天数、有效积温、日照时数以及降雨量为自变量的相对化叶面积指数动态变化曲线。

二、结果与分析

1.年际间农业气候生态资源比较

通过分析发现年际间气候生态资源差异较大。2005年属于多雨年型，在整个生育期降雨量达到819.66mm，其中7月份降雨量为225.43mm。多雨阴天导致整个生育期日照时数仅为722.40小时，七月份仅为123.40小时，日均日照时数仅为4小时，年均产量仅为9 393.50 kg hm-2。2006年气候特点具有较长的生长天数（131天）和7月份适宜的降雨量（82.33mm），其他指标均处于中等水平，产量达到13084.71 kg·hm-2，属于高产年型。2007年具有较短的生长天数（124天），温度超过30℃的天数达到21天，积温2807.20℃，产量为9764.20 kg·hm-2，属于高温年型。年际间生态资源年际间存在差异，尤其是降雨量与日照时数，这些差异主要由于2005年整个生育期和7月份降雨量过多所致。

2.生态因素对产量的影响

为了全面系统地分析的产量与气候生态因子之间的关系，将三年各处理的平均产量（Y）与全生育期的有效积温（X1）、总降雨量（X2）、總日照时数（X3）、日均温（X4）、日均降雨（X5）、均日照（X6）、日均湿度（X7）、最高温度平均值（X8）、日最低平均温度（X9）、7月积温（X10）、7月日照（X11）、7月日均温（X12）、7月均日照（X13）、7月日均湿度（X14）、7月日最平均高温度（X15）、7月日最低平均温度 （X16）、≥30天数（X17）、吐丝前后生育天数比值（X18）、吐丝前后积温比值（X19）、吐丝前后降雨量比值（X20）、吐丝前后日照时数比值（X21）等21个光、温、湿等气候生态因子的关系进行回归分析，建立回归模型。

将各处理的产量（Y）与气候生态因子（X1-X21）进行回归分析，回归模型如下：Y =553232.3533-25.9111X1-19481.7386X9-6732.8575X15-48738.4445X18+37992.9974X21

X1、X9、X15、X18、X21的标准偏回归系数依次为：-0.9548、-0.9669、-0.8762、-0.9419、0.9387，按其绝对值大小排序为X9>X1>X18>X21>X15 。由此可以看出最低温度平均值以及有效积温是影响产量的主要生态因子，紧随其后依次为吐丝前后生长天数比值、吐丝前后日照时数比值以及7月最高平均温度。

3.物质生产指标对产量的贡献

不同产量水平其生理与形态指标不同，对产量（Y）与物质构成指标—平均叶面积指数（X1）、生长天数（X2）、平均净同化率（X3）、收获指数（X4）进行回归分析，建立回归模型如下：Y=-67869.8460+2539.3312X1+509.4630X2+509.0715X3+7530.1267X4 R2=0.8662

X1、X2、X3、X4的偏回归系数分别为0.6907、0.8387、0.2959、0.1457，即X2>X1>X3>X4，说明生长天数以及平均叶面积指数对产量的影响要大于平均净同化率以及收获指数。通径分析平均叶面积指数、生长天数、平均净同化率、收获指数对产量均产生正效应。

4.产量构成指标对产量的贡献

产量相关性状在不同产量水平条件下所表现出的优势不同，故对产量（Y）与亩穗数（X1）、穗粒数（X2）、千粒重（X3）进行回归分析，以求得对产量贡献最大的因子：Y= -23237.2571+1595.0927X1+32.1972X2+21.0798X3 R2=0.8205

X1、X2、X3的偏回归系数分别为0.7130、0.8941、0.4830，即X2>X1>X3，说明穗粒数对产量的影响最大，且达到显著水平，穗数对产量的作用仅次于穗粒数，同时也说明了总穗粒数（穗数*穗粒数）对产量的贡献更大，且比较合理的解释产量表现。

三、结论与讨论

从回归模型可以推断出对产量影响较大的生态因子。利用逐步回归分析方法得到对产量影响较大的生态因子分别为有效积温、日均最低温度、7月日均最高温度和吐丝前后生长天数和日照时数比值。从产量性能方程角度分析发现MLAI和生长天数是影响产量的主要生理指标，穗数和穗粒数（总粒数）是影响产量的产量构成指标，根据生态因子对性能方程各指标的影响规律，推断出对产量影响最大的生态因子。综合以上2种方法的结论，得出对产量影响最大的生态因子分别为有效积温、日均温、日均最低温度、7月份日均最高温度和吐丝前后有效积温、降雨量、生长天数和日照时数的比值。由此认为温度相关指标以及吐丝前后生态因子资源量分配指标对产量影响最大。

参考文献：

[1]张宾，赵明，董志强，李建国，陈传永，孙锐.2007.作物高产群体LAI动态模拟模型的建立与检验.作物学报， 33（4）：612-619.

[2]陈传永，董志强，赵明，张宾，朱平.2007.低温冷凉地区超高产春玉米群体生长分析研究[J].玉米科学，15（3）：75-79.