气候变化对三河地区夏玉米生产适应性研究

刘晓英 郝国松 田佳丽 马慧妍

摘要 为了研究三河地区气候变化对夏玉米的生产适应性，对三河地区1993—2019年夏玉米各发育期的气温、降水、日照的变化特征进行综合分析。结果表明：三河地区夏玉米各个发育期气温年变化普遍呈上升趋势，但变化不太明显;降水年变化除抽雄—乳熟期、乳熟—成熟期呈上升趋势外，其余发育期年变化均呈下降趋势，全发育期降水年变化也呈下降趋势;日照年变化除拔节—抽雄期呈上升趋势外，其余发育期均呈下降趋势，全发育期日照年变化也呈下降趋势。对三河地区而言，气温对夏玉米的生长发育是适宜的，降水是限制夏玉米产量的主要因子。

关键词 夏玉米;适应性;气候变化;三河地区

中图分类号：S162.3 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）01–0051–04

利用实时气象资料对农作物生长发育产生的影响进行定性评价，是目前农业气象业务服务的主要内容之一。气候变化对夏玉米生产适应性综合考虑了光、温、水三要素对作物的影响，能客观反映气候条件对作物生长发育的满足程度[1]。虽然关于气候变化对夏玉米生产适应性的研究较多，但对涉及三河的主要农作物生产适应性研究却没有，或还未有相关文章见刊[4-11]。以三河为例，针对三河地区1993—2019年夏玉米生长季内气温、降水、日照等主要气象要素变化，分析气候变化对三河夏玉米生产适应性的影響，为三河市未来气候变化对种植结构布局影响研究决策提供参考，并通过气候变化对三河地区夏玉米生产适应性从时空上进行分析，为三河地区气候因子对夏玉米产量产生的影响进行定量分析和预报服务，为合理开发和利用三河地区夏玉米种植区气候资源，进一步提高玉米产量提供科学的理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

三河市位于河北省廊坊市北部，地处燕山山前平原地区，地势北高南低，属暖温带大陆性季风气候，四季分明，1993—2019年27年平均气温为11.8℃，年平均降水量597.5 mm，降水季节分布不均，多集中在夏季，6—8月的降水量一般可达全年总降水量的70%～80%。年平均日照时数为2 574.45 h，每年5—6月日照时数最多。三河地区光热资源充足，雨热同季，有利于夏玉米生长。明确研究区域气候特征，对合理利用光温水等气候资源、有针对性地进行农业气象服务具有重要意义。

1.2 资料来源

资料来源于河北省气象信息共享平台，所用气象资料包括1993—2019年日平均气温、降水量、日照时数和1993—2019年夏玉米各发育期的观测资料。夏玉米产量资料摘自廊坊经济统计年鉴[12]和三河市农业农村局。

1.3 研究方法

根据夏玉米生长发育特征，把发育期分为播种—出苗期、出苗—七叶期、七叶—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—乳熟期、乳熟—成熟期6个时段，分析1993—2019年气温、降水、日照各气候因子变化对各发育期的影响。

2 结果与分析

2.1 夏玉米各发育期气温、降水、日照气候变化特征分析

2.1.1 播种—出苗期气温、降水、日照气候变化特征分析 1993—2019年播种—出苗期气温变化趋势不大，总的来说呈上升趋势;降水量年际趋势变化呈下降趋势，年际间降水量变化较大，最大降水量为72.9 mm，出现在2003年;最小降水量为0 mm，出现在1993—1995年、2005年、2010年、2019年;日照时数年际变化也呈下降趋势，但变化趋势小于降水量。总的来说，播种—出苗期各年平均气温在22.7℃～28.2℃，气温适宜，虽然降水量年际间变化较大，但因为土壤湿度适宜，对玉米出苗影响不大，播种—出苗期对日照没有较多要求，所以日照时数的变化不影响玉米出苗（图1）。

图1 1993—2019年夏玉米播种—出苗期气温、降水、日照年际变化曲线

2.1.2 出苗—七叶期气温、降水、日照气候变化特征分析 1993—2019年出苗—七叶期气温年变化呈上升趋势，平均气温为26.3℃，日平均气温在17.9℃～32.1℃，而夏玉米在18℃以上幼苗生长较快，30℃～32℃时最快，所以这时期温度是适宜的;降水量年际间变化呈下降趋势，且变化较大，平均降水量为99.3 mm，最大降水量为269.1 mm，出现在2013年，最小降水量仅为3 mm，出现在2010年;而玉米苗期降水量80～180 mm

适宜玉米生长，但1993—2019年仅有1993年降水量（81.0 mm）符合玉米苗期降水量需求，其余年份降水量不是偏多就是偏少，多雨和干旱均不利于玉米苗期的生长;日照时数年际变化呈下降趋势，平均日照时数为85.9 h，最大值出现在2016年，为129.3 h，最小值出现在2008年，仅有39.6 h（图2）。

2.1.3 七叶—拔节期气温、降水、日照气候变化特征分析 七叶—拔节期的气温年变化呈上升趋势，1993—2003年年际间波动明显，2003—2019年年变化较平缓。降水量年际间变化略大于出苗—七叶期，年变化呈下降趋势，且年变化波动明显，而此期是夏玉米分化茎节的营养生长阶段，以根生长为中心，是需水量最多的发育阶段，降水量不足严重影响夏玉米的生长发育，尤其是2000年、2003年、2014年，降水量分别为1.3 mm、2.9 mm、5.8 mm。日照时数年变化呈下降趋势，1993—2003年年变化较小，2004—2019年年变化较大，最小年份是39.8 h，最大年份是119.9 h（图3）。

2.1.4 拔节—抽雄期气温、降水、日照气候变化特征分析 拔节—抽雄期的气温年变化呈上升趋势，年际间波动较小;降水年变化呈下降趋势，下降趋势在所有发育期中最明显，且年际间波动较大，拔节到抽雄期是玉米营养生长和生殖生长并进时期，生育特点是生长中心由根系转向茎叶，雄穗、雌穗已先后开始分化，植株进入快速生长期。这个阶段根、茎、叶的生长与穗分化之间争夺养分、水分的矛盾突出，是决定穗数、每穗小花数和成熟期早晚的关键时期，因此主攻目标是促叶、壮秆，争取穗大、粒多，正是追肥灌水的关键时期。这个时期正值雨热同季，是所有发育期降水量最多的时期，气温和降水基本适宜夏玉米的生长，但1994年、1996年、2018年在该发育期，降水量分别为336.5 mm、461.2 mm、339.1 mm，降水量远大于发育期需求，出现了内涝，导致这3年夏玉米产量受到严重影响（图4）。

2.1.5 抽雄—乳熟期氣温、降水、日照气候变化特征分析 抽雄—乳熟期的气温年变化比较平稳;降水年变化呈上升趋势，抽雄—乳熟期夏玉米需水达到高峰，该期间降水量决定着夏玉米的产量，田间水分状况对玉米开花、授粉和籽粒的形成有着重要影响。1999年、2007年降水量最少，分别为15.8 mm、7.5 mm，同年玉米产量也较其他年份明显偏低;日照时数年变化呈弱的下降趋势，年际间变化较小（图5）。

2.1.6 乳熟—成熟期气温、降水、日照气候变化特征分析 乳熟—成熟期的气温年变化呈微弱上升趋势，降水年变化也呈微弱上升趋势，年际间变化仍旧波动较大，日照年变化呈下降趋势。乳熟—成熟期对降水量需求相对较少，这个时期的平均气温19.7℃，基本在适宜温度范围之内（图6）。由于夏玉米在灌浆时期需要充足的光照，故对日照要求较高，而该时期的日照时数年变化呈下降趋势，因此光照不足对夏玉米的灌浆有一定影响，气温和降水对夏玉米来说是较适宜的。

2.2 全发育期气温、降水、日照变化特征分析

全发育期气温年变化较平稳，呈微弱上升趋势，尤其是2006—2015年这10年年际间变化很小。降水年变化呈下降趋势，年际间变化较大，降水量明显偏多和明显偏少都不利于夏玉米的生长发育，1994年降水量最大，为888.8 mm，

该年夏玉米受灾严重，产量为历年最低，1999年、2000年、2003年降水量仅为历年同期51%、56%、52%（图7）。由于干旱，同年夏玉米产量也较低。日照年变化呈下降趋势，对夏玉米的生长发育有一定的影响。

3 结论与讨论

三河地区夏玉米各个发育期气温年变化普遍呈上升趋势，但变化不太明显;降水年变化除抽雄—乳熟期、乳熟—成熟期呈上升趋势外，其余发育期年变化均呈下降趋势，全发育期降水年变化也呈下降趋势;日照年变化除拔节—抽雄期呈上升趋势外，其余发育期均呈下降趋势，全发育期日照年变化也呈下降趋势。

在三河地区，夏玉米播种时间一般在6月中下旬，收获季节一般在9月下旬，这时期的气温适宜夏玉米的生长发育，所以气温不是限制夏玉米生长发育的主要气候因子;降水是限制夏玉米生长发育的主要气候因子，降水适宜度大小和旱涝有着很好的对应关系，同时影响着夏玉米的产量，三河1994年发生涝灾，2000年发生旱灾，同年夏玉米产量明显偏低;夏玉米是短日性C4植物，光合作用效率较高，喜光，尤其是乳熟—成熟期，日照的明显偏少对夏玉米的生长发育和产量也形成了一定的影响。

研究考虑了影响夏玉米生长发育的主要气候因子，未考虑大风、冰雹等突发性灾害天气对夏玉米造成的影响，也未考虑随着气候的变化夏玉米品种该如何改良以及相关田间管理技术的改进，在今后的研究中将作进一步完善。

参考文献

[1] 刘晓英，周鹏，闫利霞，等.廊坊地区夏玉米气候适宜度评价分析[J].中国农学通报，2016，32（6）：151-159.

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[12] 廊坊市统计局.廊坊经济统计年鉴[M].廊坊：廊坊市统计局，1993-2014.

责任编辑：黄艳飞

Adaptation of Climate Change to Summer Corn Production in the Sanhe Region

LIU Xiao-ying et al （Sanhe Meteorol-ogical Bureau， Langfang， Hebei 065200）

Abstract In order to study the adaptation of climate change to the production of summer corn in Sanhe region， this paper presents a comprehensive analysis of the changes of temperature， rainfall and sunlight in the developmental stages of summer corn in Sanhe region from 1993 to 2019. The results show that the annual changes of temperature at each developmental stage of summer maize in Sanhe area generally showed an upward trend， but the changes were not obvious; the annual changes of rainfall showed a downward trend， except for the rising trend at the male extraction-milk ripening stage， milk ripening stage-maturing stage， and the annual changes of rainfall at the whole developmental stage also showed a downward trend; The annual variation of sunlight showed a downward trend except the jointing tasseling stage， and the annual variation of sunlight during the whole development period also showed a downward trend. To Sanhe Region， temperature is suitable for summer corn growth， but rainfall is the main reason of limiting the production.

Key words Summer corn; Adaptation; Climate change; Sanhe region