阿拉善盟孪井滩地区春玉米产量结构与相关因子分析

旭 花

（内蒙古自治区孪井滩气象站，内蒙古 孪井滩 750312）

玉米是中国三大粮食作物之一，造成玉米单产不稳定的因素很多，其年际间产量变化受多种因素的共同影响，如气象条件、田间管理、品种特性、肥料、灌溉等，其中气象因子波动是玉米产量的主要影响因素之一［1-2］。 玉米是喜温作物，生长发育、灌浆成熟需要在温暖的环境下完成，玉米生长季农业气候变化将影响玉米的生长发育过程，进而影响玉米的产量［3］。 玉米产量是环境和品种共同作用的结果，同时也是农艺性状互相影响的结果［4］，毛彩云等指出，果穗粗、生育期、百粒重等直接或其他性状间接的对产量起到主要的作用［5］。 王磊等研究表明，行粒数和千粒重是对产量影响最大的因素，因此增长果穗长，增加行粒数和千粒重是提高玉米产量的关键［6］。 作物的每个发育期之间都有着紧密的联系， 任何一个发育阶段受到干扰，都有可能影响到下一个发育期的进程或整个生育过程的生长状况，进而影响到玉米的产量，因此研究气候因子及各个发育期对玉米产量因素和玉米产量结构的相关性，对合理安排播种期和大田管理提供有重要意义。目前玉米发育期对气候变化的响应方面的研究很多，但是对荒漠草原地区的玉米发育期和产量方面研究相对较少。本文对阿拉善盟荒漠草原孪井滩地区的春玉米的产量因素和产量结构进行了综合的分析，探索荒漠草原上春玉米的产量对气候变化及各个发育期的响应情况。

1 试验区域概况

1.1 试验地点

试验地点设在内蒙古阿拉善盟腾格里经济技术开发区嘉尔嘎勒赛汉镇， 地处腾格里沙漠东南边缘，属于草原化荒漠地区。

1.2 数据来源

本研究采用内蒙古自治区孪井滩气象站的2011~2018 年的年平均气温、月平均气温、月极端最高（最低）气温、月平均最高（最低）气温、月平均降水量、月平均日照时数和同时期春玉米的产量因素测定数据（抽雄期茎粗、乳熟期茎粗、乳熟期果穗长），产量结构分析数据（果穗长、果穗粗、百粒重、株籽粒重、理论产量），春玉米每个发育期的观测数据。

2 材料与研究方法

2.1 试验材料

供试材料为生长于大田的春玉米，将观测地段按其田块形状分成相等的4 个区，作为4 个重复，按顺序编号，各项观测在4 个小区内进行。

2.2 试验研究方法

试验在观测地段4 个区内选择有代表性的40株，出苗至三叶期进行不定株观测，从七叶期开始进行定点定株观测；从春玉米播种开始到成熟期每逢5或逢10 进行观测，临近作物发育期时隔日观测1 次，旬末必须巡视观测，开花期和吐丝期每日观测。

发育期数据采用儒略日表示法，即每年1 月1 日计为第1 天，到发育期普遍期出现日期换算成对应日序（天）。

2.3 数据处理与统计

数据的分析利用Office、SPSS313.0 等软件、采用Pearson 相关系数等分析方法进行气候因子与苍耳物候期之间的相关性。

3 结果与分析

3.1 玉米产量结构与各因子之间的相关性分析

从2011~2018 年孪井滩地区春玉米的产量结构数据和每个发育期、月平均气温、月极端最高（低）气温、各发育期的降水量和日照时数、积温的相关性分析结果来看， 果穗长与5 月平均最低气温、5 月极端最低气温、抽雄期茎粗有显著的正相关关系，与抽雄期、乳熟期、茎秆重有显著的负相关关系；果穗粗与七叶期、抽雄期、吐丝期、茎秆重、乳熟期有显著的负相关关系，与开花期有极显著的负相关关系，与拔节期降水有显著的正相关关系；株籽粒重与出苗期稳定通过10 ℃的积温有显著的正相关关系， 与出苗期降水、 拔节期、11 月平均最低气温有显著的负相关关系； 百粒重与5 月平均气温、8 月极端最低气温有显著的正相关关系， 与7 月极端最低气温、8 月极端最低气温、上一年度12 月极端最低气温有显著的负相关关系， 与12 月平均气温、12 月平均最低气温有极显著的负相关关系； 理论产量与抽雄期日照时数、乳熟期日照时数、成熟期日照时数有显著的正相关关系，与出苗期降水、三叶期降水、七叶期降水、3 月极端最高气温、8 月极端最高气温有显著的负相关关系。 （见表1、表2）。

表1 玉米产量结构的相关因子

表2 玉米产量结构及产量因素的相关因子

3.2 春玉米产量结构与各因子之间的拟合度分析

春玉米的果穗粗与开花期呈极显著的负相关关系，通过（p＜0.01）的检验|R|=0.920**，开花期太晚对春玉米果穗长度的生长不利，开花期适当的提前有利于果穗的生长。 由图1 可见，果穗粗与开花期之间存在良好的二项式回归关系，决定系数R2=0.8637，拟合的模型能解释因变量86.37%的变化， 表明开花期的早晚对春玉米的果穗粗有决定性的作用。

春玉米的百粒重与前一年的12 月平均气温和平均最低气温呈极显著的负相关关系，通过（p＜0.01）的检验， 相关系数分别为|R|=0.933**和|R|=0.976**，由图2、图3 可见，百粒重与上一年的12 月平均气温和平均最低气温存在很好的二项式回归关系，决定系数分别为R2=0.8308 和R2=0.8387， 拟合的模型分别能解释因变量83.08%和83.87%的变化，表明上一年12月的气温过高对春玉米的百粒重可能有不利影响。

春玉米的理论产量与日照、降水和极端最高气温的相关性较明显，从分析结果来看，理论产量与出苗期、三叶期、七叶期降水量、3 月极端最高气温、8 月极端最高气温呈显著的负相关关系，与抽雄期、乳熟期、成熟期日照时数呈显著的正相关关系， 均通过 （p＜0.05）的检验。 由图4、图5、图6 可见，理论产量与三叶普期降水量、七叶普期降水量、抽雄期日照时数存在很好的二项式回归关系， 决定系数分别为R2=0.7861 和 R2=0.7374 和 R2=0.7436， 拟合的模型分别能解释因变量78.61%、73.74%和74.36%的变化。

3.3 春玉米的产量因素与各因子之间的相关性分析

从2011~2018 年孪井滩地区春玉米的产量因素测定数据和各发育期、月平均气温、月极端最高（低）气温、各发育期的降水量和日照时数、积温的相关性分析结果来看，春玉米的抽雄期茎粗与5 月平均气温呈显著的正相关关系， 与密度呈显著的负相关关系，通过（p＜0.05）的检验；乳熟期茎粗与抽雄期茎粗、8 月极端最低气温、 三叶期日照时数、6 月平均最低气温呈显著的正相关关系，与七叶期、抽雄期、开花期、吐丝期呈显著的负相关关系，通过（p＜0.05）的检验，与出苗期日照时数、5 月极端最高气温、3 月极端最低气温呈极显著的正相关关系，通过（p＜0.01）的检验；乳熟期果穗长与出苗期稳定通过10℃积温、（拔节、吐丝、开花）期日照时数、6 月平均最高气温、7 月平均最低气温、3 月风速、7 月风速呈显著的正相关关系，均通过（p＜0.05）的检验；与播种期、出苗期、三叶期呈显著的负相关关系，通过（p＜0.05）的检验（见表2）。

图1 果穗粗与开花期的相关性

图2 百粒重与12 月平均最低气温的相关性

图3 百粒重与12 月平均气温的相关性

图4 理论产量与三叶期降水量相关性

图5 理论产量与七叶期降水量相关性

图2 理论产量与抽雄期日照时数相关性

3.4 春玉米产量因素与各因子之间的拟合度分析

春玉米的乳熟期茎粗与出苗期日照时数、3 月极端最低气温、5 月极端最高气温呈极显著的正相关关系，通过（p＜0.01）的检验，与七叶期呈显著的负相关关系， 通过 （p＜0.05） 的检验， 相关系数分别为|R|=0.936**、|R|=0.928**、|R|=0.926** 和|R|=0.938*，由图7、图8、图9 可见，乳熟期茎粗与出苗期日照时数、5月极端最高气温和七叶期存在很好的二项式回归关系， 决定系数分别为 R2=0.8119、R2=0.7336 和 R2=0.9298， 拟合的模型分别能解释因变量 81.19%、73.36%和92.98%的变化。 5 月极端最高气温超过34.3 ℃左右时，对乳熟期茎粗的生长有抑制作用。

春玉米的乳熟期果穗长与出苗期呈极显著的负相关关系， 通过 （p＜0.01） 的检验， 相关系数为|R|=0.938**，由图10 可见，乳熟期果穗长与出苗期存在很好的二项式回归关系，决定系数为R2=0.9178，拟合的模型分别能解释因变量91.78%的变化。

4 结论与讨论

果穗粗与开花期之间存在良好的二项式回归关系， 决定系数R2=0.8637， 拟合的模型能解释因变量86.37%的变化， 在一定范围内开花期的提前对春玉米的果穗的生长有决定性的作用。

图8 乳熟期茎粗与5 月极端最高气温的相关性

图7 乳熟期茎粗与出苗期日照数的相关性

图9 乳熟期茎粗与七叶期的相关性

图10 乳熟期果穗卡与出苗期的相关性

百粒重与上一年的12 月平均气温和平均最低气温存在很好的二项式回归关系，决定系数分别为R2=0.8308 和R2=0.8387， 拟合的模型分别能解释因变量83.08%和83.87%的变化，上一年的12 月气温过高对春玉米的产量形成可能有不利影响。

理论产量与三叶普期降水量、 七叶普期降水量、抽雄期日照时数存在很好的二项式回归关系，决定系数分别为 R2=0.7861 和R2=0.7374 和 R2=0.7436，表明理论产量的主要抑制因素是降水和日照时数。

乳熟期茎粗与出苗期日照时数、5 月极端最高气温和七叶期存在很好的二项式回归关系，决定系数分别为 R2=0.8119、R2=0.7336 和 R2=0.9298，拟合的模型分别能解释因变量81.19%、73.36%和92.98%的变化，在一定范围内出苗期日照时数越长对乳熟期茎粗的发育有利，在一定范围内5 月极端最高气温越高有利于乳熟期茎粗的生长发育，七叶期的适当提前对乳熟期茎粗的生长发育有利。

乳熟期果穗长与出苗期存在很好的二项式回归关系，决定系数为R2=0.9178，拟合的模型分别能解释因变量91.78%的变化。 表明在一定范围内出苗期的提前有利于乳熟期果穗长度的增加。