喀左县近10年玉米灌浆期温度分析

季贺成王宏超马成芝

(1.辽宁省喀左县气象局，朝阳 喀左 122300； 2.辽宁省朝阳市气象局，辽宁 朝阳 122000)

玉米是世界上重要的粮食作物之一，我国东北地区是世界第二大玉米产区，玉米播种面积约占全国玉米播种面积的26.6%[1]。在全球气候变暖的背景下，局部地区的农业气象灾害呈多发态势[2]。低温冷害一直是影响东北地区主要农业气象灾害之一[3～4]，尤其是在玉米灌浆过程中低温会对玉米产生重要影响[5]，并且低温冷害在一定时期内，仍然是影响东北地区的主要农业气象灾害之一[6]；高温胁迫是农业生产上存在的难题[7]，同样也是影响东北地区农业气象灾害之一。植物的光合作用、膜稳定性和线粒体呼吸等正常生理活动在高温情况下会受到不利影响，植株正常的生长和发育受到干预[8]，在高温条件下，玉米叶片超氧化物歧化酶(SOD) 、过氧化物酶(POD) 、过氧化氢酶(CAT) 的活性均降低[9]，严重影响玉米的正常生长发育。

喀左县位于辽宁省西部，是大凌河上游的丘陵山区，也是朝阳市的农业大县，土地面积22.41万hm2。玉米是喀左县播种面积第一大的农作物，近几年，喀左县玉米种植面积约4.87万hm2，约占全县土地面积的21.7%，最大播种面积达5.07万hm2，玉米的产量在喀左县农作物总产量上占主导地位。而玉米灌浆的过程就是玉米产量形成的过程[10]，因此，分析喀左县玉米灌浆期的温度变化，对本地玉米产量分析研究具有重要参考意义。

1 资料与方法

利用近10年喀左县玉米生育期记录，确定喀左县玉米灌浆期，并且利用喀左站2009～2018年玉米灌浆期逐日平均温度、最高温度、最低温度资料，采用回归分析、灰色预测模型GM(1.1)方法[11]，分析喀左县的玉米灌浆期温度变化特征，再利用2019年的实况气温资料和玉米生育期记录进行检验分析。

2 结果与分析

2.1 喀左县近10年玉米灌浆期分析

根据表1喀左县玉米灌浆期记录可以看出，玉米灌浆开始最早日期为8月3日，最晚出现在8月20日；玉米灌浆结束最早日期为8月29日，最晚出现在9月13日。玉米灌浆开始出现日期主要在8月上旬，有7次，剩下3次分别为8月20日、8月19日、8月11日。玉米灌浆结束日期为9月上旬的有4次，9月中旬的有5次，余下1次为8月29日。喀左县玉米主要灌浆期为8月上旬～9月中旬。

2.2 近10年玉米灌浆期温度日变化分析

为便于计算，将玉米灌浆期第一天8月1日记为1，玉米灌浆期第二天8月2日记为2，以此类推，玉米灌浆期最后一天9月20日记为51。喀左县近10年玉米灌浆期逐日温度变化如图1所示。

表1 喀左县玉米灌浆期记录

从图1可以看出玉米灌浆期逐日平均温度呈逐日递减趋势，其线性回归方程为y=-0.1848x+26.7456，其中x为日期对应的记数，y为当日温度。根据研究分析得到喀左县玉米灌浆的下限温度16 ℃，上线温度为25 ℃，最适宜温度20～24 ℃，温度超过25 ℃或者低于16 ℃会影响淀粉酶的活动[12]。通过方程我们可以得到最适宜玉米灌浆(20～24 ℃之间)的时间为8月10日～9月5日，即8月第二候至9月第一候。8月1日～9日温度较高、9月6日～20日温度较低均会影响酶的活性，玉米灌浆效果受到影响，结实不饱满。

2.3 近10年玉米灌浆期昼夜温差变化分析

玉米灌浆期昼夜温差大有利于养份的积累。喀左县玉米灌浆期近10年平均昼夜温差逐日变化如图2所示。

从图2可以看出喀左县玉米灌浆期近10年平均昼夜温差呈逐日递增趋势，其线性回归方程为y=-0.0792x+9.9358，其中x为日期对应的记数，y为当日昼夜温差。8月上旬昼夜温差相对较小(约9 ℃)，8月14日昼夜温差达到已11 ℃且之后昼夜温差总体呈上升趋势，9月 19日达到最大，为16.5 ℃。但9月2日之后最低温度已经低于16 ℃，酶的活性受到影响，不利于玉米灌浆。所以从昼夜温差和最低温度角度考虑，喀左县最适宜玉米灌浆的时间为8月14日～9月2日。

2.4 近10年玉米灌浆期温度年变化分析

喀左县玉米灌浆期近10年平均温度变化波动不大，其变化范围在20.9～22.9 ℃。2009～2011年呈下降趋势，2012～2015年呈上升趋势，2016～2017年呈下降趋势，2018年温度又回升，相邻的两个年份变化特征不明显。以喀左县2009～2018年玉米灌浆期的年平均温度为序列，建立灰色预测模型进行下一年的玉米灌浆期平均温度预测，得到2019年的预测结果为21.9 ℃，属正常年份。

2.5 2019年玉米灌浆期温度预测分析

以2009年至2018年喀左县玉米灌浆期逐日平均温度为序列，建立灰色预测GM(1.1)模型，对喀左县2019年玉米灌浆期的逐日平均温度进行预测。

预测结果显示喀左县2019年玉米灌浆期的最高温度为29.0 ℃，出现在8月4日；最低温度为17.3，出现在9月11日。将预测结果进行线性回归分析，得到线性方程与近10年玉米灌浆期逐日平均温度线性回归方程相近，为y=-0.1928x+27.0162，其中x为日期对应的记数，y为当日温度。通过方程计算，得到最喀左县2019年最适宜玉米灌浆的时间约为8月14日～9月7日，即8月第三候至9月第一候。

2.6 检验分析

根据2019年的实况气温资料进行检验，检验标准为中国气象局第[2005]109号标准中温度检验方法进行评定，即：|T预报-T实况|≤2 ℃预报正确，反之错误。结论为， GM 1.1预测准确率为48%，经过线性回归计算后准确率为72%，具有一定的参考应用价值。

根据2019年喀左玉米生育期记录进行检验，2019年8月8日开始进入灌浆期，9日～10日温度合适但水分不足，11日至13日受高空槽和台风影响持续阴雨天水分充足但温度较低。8月16日前后喀左县玉米灌浆开始进入盛期，与预测结论8月14日～9月7日一致，预测准确。

3 结论与讨论

本文使用近10年喀左县玉米生育期记录资料及喀左国家观测站2009～2018年温度资料进行分析研究，得到如下结论：

3.1 从近10年喀左县玉米生育期记录资料，喀左县玉米主要灌浆期为8月上旬～9月中旬。玉米灌浆期的确定，对开展为农服务，制作玉米秋收服务产品具有指导作用。

3.2 通过分析喀左县近10年玉米灌浆期逐日平均温度，得到其变化趋势呈逐日递减趋势，最适宜玉米灌浆的时间约为8月10日～9月5日。通过分析喀左县近10年玉米灌浆期逐日昼夜温差，得到其变化趋势呈逐日变大趋势，得到最适宜玉米灌浆的时间约为8月14日至9月2日。综上可以得到喀左县最适宜玉米灌浆的时间大致为8月中旬～9月上旬。

3.3 通过灰色模型GM (1.1)与线性回归综合分析，预计得出喀左县2019年最适宜玉米灌浆的时间约为8月14日至9月7日。与2019年实况生育期记录8月16日喀左县玉米灌浆开始进入盛期一致，预测准确。

玉米灌浆的过程即玉米产量形成的过程，在最适宜玉米灌浆时间里，为玉米创造适宜生长条件，如根据玉米品种的生长期不同调整播种日期，使玉米灌浆期落在最适宜灌浆的时间段，能提高玉米灌浆效率，增加玉米的产量。

玉米灌浆过程除了和温度密切相关外，还与玉米品种[13]、种植密度[14]、降水、日照、土壤性质等有关。未来在研究分析玉米灌浆过程时，应加入降水、日照、土壤性质以及玉米的品种、种植密度等相关因素分析，得到玉米灌浆的最佳条件，为提高玉米产量以及秋收提供更好地服务产品。