趙孟偉

(華北水利水電大學，河南 鄭州 450045)

本研究采用通徑分析法對冬小麥各生育時段不同氣象因素進行分析，探討不同生育期影響冬小麥產(chǎn)量的主要氣象因素．

1 研究對象與分析方法

1．1 研究區(qū)概況

開封市地處河南省中東部，位于黃河中下游平原．氣溫四季分明，屬于溫帶大陸性季風氣候． 受過渡帶的影響，氣象災害多發(fā)，降水量、積溫、日照和風速都對冬小麥產(chǎn)量有影響．

開封市1981—2010 年冬小麥單位產(chǎn)量見表1，氣象數(shù)據(jù)(降雨，日照時數(shù)，氣溫，風速)來源于開封站氣象資料． 采用文獻［7］的分類方法把開封地區(qū)冬小麥冬小麥生長階段分為底墑期和全生育期． 底墑期為每年的9 月中下旬;全生育期為每年的10 月上旬到次年6 月上旬，共230 天左右．全生育期包括以下4 個階段:①播種—分蘗期，10 月上旬—12 月上旬，該期包括播種、出苗、三葉和分蘗期;②越冬—起身期，12 中下旬—3 月中旬，該期包括越冬、返青、起身3 個生長期;③拔節(jié)—抽穗期，3 月下旬—5 月上旬，該期包括拔節(jié)、孕穗和抽穗期;④開花—成熟期，5 月中下旬—6 月上旬，該期包括開花、乳熟和成熟期．

表1 開封市1981—2010 年冬小麥單位產(chǎn)量

1．2 通徑分析法

通徑分析法是一種多元統(tǒng)計分析方法，將自變量xi(i=1，2，…，n)與因變量y 的簡單相關系數(shù)riy分為xi對y 的直接效應(直接通徑系數(shù))和xi通過其它自變量對y 的間接效應(間接通徑系數(shù))，從而直接比較各因素的相對重要性［8］，這使分析結(jié)果更加符合實際情況．

設因變量y 受到多個因素(x1，x2，…，xn)的影響，則可建立多元回歸方程:

根據(jù)通徑分析原理，利用相關系數(shù)求解通徑系數(shù)的方程組為［8－9］:式中:rij為xi與xj的相關系數(shù);riy為xi與y 的簡單相關系數(shù);bi為直接通徑系數(shù)，反映了自變量xi對因變量y 的直接影響效應;rijbj為間接通徑系數(shù)，反映了自變量xi通過自變量xj對因變量y 的間接影響效應．

640 雷公藤紅素抑制鼻咽癌細胞的增殖、遷移及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化 張 雪，張登海，陳曉平，滕偉強，彭 彬，張 燚，王 瑩，曹帆帆，薛曉成

任一變量xi與y 的相關系數(shù)riy等于直接通徑系數(shù)bi和通過與其相關的各因素對y 的所有間接通徑系數(shù)之和．在通徑分析中稱)為xi對y 的直接決定系數(shù)，Rij為xi通過xj對y 的間接決定系數(shù)，

通徑分析的決定系數(shù)大小可以表示為自變量對因變量的解釋程度的大?。?］，但難以確定自變量xi通過x1，x2，…，xn的相關通路對y 的綜合決定作用．本文用決策系數(shù)表示各自變量對因變量的綜合決定作用，計算公式為:

式中R(i)為自變量xi對因變量y 的決策系數(shù)，R(i)可以為正數(shù)也可以為負數(shù)． 若R(i)＞0，說明xi對y 起增強作用;若R(i)＜0，說明xi對y 起限制作用．利用R(i)值可以把各自變量對因變量y 的綜合作用由大到小排序，排序最大的變量為主要決策變量［10］，通過決策系數(shù)的大小找到主要決策變量和限制決策變量．誤差項對因變量y 的通徑系數(shù)為剩余通徑系數(shù)，計算公式為:

2 結(jié)果分析

2．1 氣象因素對產(chǎn)量的影響分析

影響冬小麥的氣象因素主要有降水、日照、積溫、風速等，通徑系數(shù)是無量綱的，消除了各產(chǎn)量構(gòu)成因素變異幅度大小不一給評價造成的影響［11］．表2 給出了各氣象因素與產(chǎn)量的通徑系數(shù)．

表2 各氣象因素與產(chǎn)量的通徑系數(shù)

從表2 可以看出全生育期日照時數(shù)、降水量、積溫與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)分別為0． 377、0． 275、0．387，說明降水量、日照時數(shù)、積溫對產(chǎn)量的直接決定作用大． 風速總量與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0．021，其對產(chǎn)量的影響不明顯，但風速總量通過其它氣象因素對產(chǎn)量的間接通徑系數(shù)為0．267，其對產(chǎn)量的間接決定作用大．

表3 給出了各氣象因素與產(chǎn)量的決定系數(shù)．由表3 可知，在全生育期中積溫對產(chǎn)量的決定系數(shù)最大，為0．150，說明積溫對小麥產(chǎn)量的解釋程度高，積溫變化引起小麥產(chǎn)量變化占總變化的百分比高．降水量對產(chǎn)量的決定系數(shù)為0．076，日照時數(shù)對產(chǎn)量的決定系數(shù)為0．142，風速總量對產(chǎn)量的決定系數(shù)比較?。墒?5)計算出誤差項的剩余通徑系數(shù)為0．433，說明在全生育期中考慮的氣象因素對產(chǎn)量構(gòu)成的影響為主導因子．為了更好地發(fā)現(xiàn)各生育期氣象因素對產(chǎn)量的影響，選擇冬小麥各個生育期的氣象因素分別對冬小麥產(chǎn)量的影響進行分析，這樣能夠更好地找到冬小麥生育期中哪個氣象因素對冬小麥產(chǎn)量的影響比較大．

表3 各氣象因素與產(chǎn)量的決定系數(shù)

由表2 可計算出全生育期各變量的決策系數(shù)分別為:

按決策系數(shù)進行排序:R(3)＞R(2)＞R(1)＞R(4)，可知積溫決定作用最大．

2．2 不同生育階段氣象因素對產(chǎn)量的影響

各生育階段氣象因素變化情況見表4．

表4 各生育階段氣象因素變化情況

續(xù)表

2．2．1 底墑期

土壤墑情與播種前的降水量有直接的關系，對出苗影響很大，進而間接影響冬小麥的產(chǎn)量．開封地區(qū)冬小麥底墑期為9 月中下旬，平均降水量為64．41 mm，1986 年降水量最大，為196．9 mm，1998 年降水量最少，為0．2 mm，標準差為54．30，變異系數(shù)為84．29%，可以看出開封市的底墑期降水量變化較大、離散程度大．土壤墑情差，導致冬小麥出苗不齊，分蘗少，進而影響小麥粒重，造成冬小麥的減產(chǎn)［12］．

2．2．2 播種—分蘗期

從表2 可以看出，播種—分蘗期的氣象因素對冬小麥產(chǎn)量的影響比較大．降水量、日照時數(shù)與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)分別為－0．292、－0．426，為負效應;積溫與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0． 275，為正效應，通過其它因素作用于產(chǎn)量的總效應不大;風速總量對產(chǎn)量的影響不明顯． 由式(5)計算出這個時期誤差項的剩余通徑系數(shù)為0．435，這個時期中考慮的氣象因素為主要因素．由表4 可知，這個時期日照時數(shù)的變異系數(shù)為18．22%，變化不大;2003 年的降水量最大，為146． 6 mm，1998 年降水量最小，為7．2 mm，遠遠低于平均降水量59．23 mm，變異系數(shù)為54．22%，降水量離散程度為這個時期所有氣象因素中最大的;2006 年積溫最大，為850．5 ℃，1981年積溫，最小，為410．4 ℃，變異系數(shù)為17．55%，這個時期積溫變異程度較?。?/p>

通過表3 可以看出，這個時期對產(chǎn)量起決定性因素的是日照時數(shù)，日照時數(shù)與產(chǎn)量的決定系數(shù)為0．181，由表2 計算出這時期各變量的決策系數(shù)分別為:R(1)= 0．002，R(2)=0．282，R(3)=0．143，R(4)=0．010．按決策系數(shù)進行排序:R(2)＞ R(3)＞ R(1)＞R(4)，可知日照時數(shù)和積溫為主要決策變量．但日照時數(shù)與產(chǎn)量為負效應，直接決定作用最大的是積溫．以上4 個氣象因素決策系數(shù)都大于0，都不是限制決策變量．這個時期降水量變化大．這個時期是冬小麥營養(yǎng)器官成長期，是保苗、齊苗、促進根多與根深形成壯苗的關鍵時期．

2．2．3 越冬—起身期

這個時期日照時數(shù)的變異系數(shù)為18． 65%;1989 年的降水量最大，為119．9 mm，2004 年的降水量最小，為10．7 mm，變異系數(shù)為54．22%;2008 年積溫最大，為235．3 ℃，1985 年積溫最小，為0 ℃，低于平均值86．27 ℃，變異系數(shù)為68．64%;風速總量的變異系數(shù)為9．49%． 從表4 可以看出，降水量和積溫的變異程度較大，遠遠大于其它兩個氣象因素，通過降水量的標準差可以看出這個時期的降水量偏離平均值的程度是整個生產(chǎn)階段中最小的． 從表2 可以看出，越冬—起身期中氣象因素對冬小麥產(chǎn)量影響最大的是積溫，與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0．431，為正效應，通過其它氣象因素作用于產(chǎn)量的間接效應不大;降水量對產(chǎn)量的影響為正效應．由式(5)計算出這個時期誤差項的剩余通徑系數(shù)為0．431，說明這個時期中考慮的氣象因素為主要因素．由表2 計算出這個時期各變量的決策系數(shù)分別為:R(1)=0． 202，R(2)= 0． 025，R(3)= 0． 235，R(4)=0．105．按決策系數(shù)進行排序，R(3)＞R(1)＞ R(4)＞R(2)，可知積溫為主要決策變量，其直接決定作用最大，對產(chǎn)量影響為正效應．

從12 月中下旬起，這時如果出現(xiàn)－15 ℃左右的低溫，對小麥造成嚴重的凍害［13］． 從2 月下旬開始，冬小麥開始陸續(xù)生長，早春天氣氣候多變，會造成冬小麥凍害頻繁發(fā)生，影響小麥生長［13］．

2．2．4 拔節(jié)—抽穗期

這個時期2000 年日照時數(shù)最大，為437．4 h，1996年日照時數(shù)最少，為249．6 h，日照時數(shù)變異程度小;1998 年的降雨量最大，為153．4 mm，1982 年的降水量最小，為9．8 mm，變異系數(shù)為66．89 %，降水量的變異程度最大;2007 年積溫最大，為883．9 ℃，1991 年積溫最小，為554．9 ℃，變異系數(shù)為10．70 %．

由表2 中可以看出這個時期對產(chǎn)量影響最大的是積溫，然后依次是日照時數(shù)、降水量、風速總量．降水量對產(chǎn)量的影響為正效應，風速總量對產(chǎn)量的影響為負效應． 由式(5)計算出這個時期誤差項的剩余通徑系數(shù)為0．450，說明這個時期中考慮的氣象因素為主要因素．從表3 中可以看出這個時期對產(chǎn)量起決定性作用的是積溫和日照時數(shù)，決定系數(shù)分別為0．465 和0．199，遠遠大于其它氣象因素．由表2計算出這時期各變量的決策系數(shù)分別為:R(1)=－0．003，R(2)=0．187，R(3)=0．274，R(4)= －0．028．按決策系數(shù)進行排序:R(3)＞R(2)＞R(1)＞R(4)，可知這個時期積溫和日照時數(shù)為主要決策變量，降水量和風速總量為限制變量． 這個時期要注意降水量和風速的大小，以避免它們造成冬小麥的減產(chǎn)．

2．2．5 開花—成熟期

這個時期1992 年日照時數(shù)最大，為289．2 h，1999 年的日照時數(shù)最少，為166． 6 h，變異系數(shù)為14．65%;1987 年的降水量最大，為110．4 mm，2001年的降水量最小，為0．0 mm，變異系數(shù)為54．10%，降水量的變異程度為同時期各因素中最大;2001 年積溫最大，為783．6 ℃，1998 年積溫最小，為651．0 ℃，變異系數(shù)為4． 45%;2001 年的風速總量最大，為108．7 m/s，1996 年的風速總量最小，為70．6 m/s，變異系數(shù)為10．14%，這個時期的風速總量變異程度為各生育期中最大，需要注意風速的變化．

通過表2 可以看出開花—成熟期，降水量與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為－0．349，為負效應;日照時數(shù)與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為－0．666，為負效應;大于10 ℃積溫與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為0．454，為正效應，積溫通過其它氣象因素對產(chǎn)量的總體效益值為負效應，積溫是這個時期最重要的氣象因素;風速總量與產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)為－0．155，為負效應． 這個時期，少雨，積溫高，對冬小麥的干物質(zhì)積累起到積極的作用，有利于產(chǎn)量的提高．由式(5)計算出這個時期誤差項的剩余通徑系數(shù)為0．442． 日照時數(shù)和積溫在這個時期對產(chǎn)量起決定性作用． 由表2 計算出這時期各變量的決策系數(shù)分別為:R(1)=0．060，R(2)=0．234，R(3)=0．140，R(4)= －0．05． 按決策系數(shù)進行排序:R(2)＞R(3)＞R(1)＞R(4)，可知日照時數(shù)為主要決策變量． 日照時數(shù)的直接作用為負效應，風速總量為這個時期的限制變量，這個時期應該注意風速的大小，以避免它們造成小麥的減產(chǎn)．在這個時期出現(xiàn)大風天氣，會造成花粉流失，小麥授粉程度減弱，影響小麥產(chǎn)量．如果冬小麥在收獲前或收獲中遇到大范圍降雨天氣，冬小麥則容易生芽．

3 結(jié) 語

1)冬小麥全生育期． 積溫對產(chǎn)量的影響顯著．降水量、日照時數(shù)、積溫總體效應值為正，風速總量對產(chǎn)量的影響不明顯． 開封地區(qū)小麥生育期氣象因素變化最大的是降水量，然后依次是日照時數(shù)、積溫和風速總量．底墑期降水量變化幅度最大，變異系數(shù)高達84．29%，然后依次是越冬—起身期、拔節(jié)—抽穗期，降水變異系數(shù)均在60%以上．就降水來說，起身前比起身后變化大，容易造成冬小麥生長前期受干旱影響，生長后期受濕澇影響，對小麥產(chǎn)量有一定威脅;對于積溫來說，前期積溫偏高容易造成小麥旺苗易受凍害影響，后期積溫較低，限制了產(chǎn)量的增加，中期光照不足不利于冬小麥生長，后期光照不足則不利于冬小麥灌漿充實． 應結(jié)合開封地區(qū)冬小麥種植特點，種植抗旱、抗寒等優(yōu)質(zhì)冬小麥品種，采用合理方法，使用科學的耕作方法，結(jié)合政府指導，提高冬小麥的產(chǎn)量．

2)播種—分蘗期．降水量和日照時數(shù)對產(chǎn)量的影響主要是負效應．積溫對產(chǎn)量的影響為正效應．播種—分蘗期是冬小麥營養(yǎng)器官成長期，是保苗、促進根多、根深形成的關鍵時期．在這個時期起決定性因素的是降水量．這說明在播種—分蘗期要注意土壤中的水分含量，注意土壤保墑．

3)越冬—起身期． 積溫對產(chǎn)量的影響最大，通徑系數(shù)為0．431，為正效應，降水量對產(chǎn)量的通徑系數(shù)為0．323，為正效應． 越冬時期，降雪可以有效補充土壤水分，也可以對農(nóng)田起到增加墑情、保溫的作用．

4)拔節(jié)—抽穗期．積溫和降水量對產(chǎn)量的影響為正效應，日照時數(shù)和風速對產(chǎn)量的影響為負效應．這個時期對產(chǎn)量影響最大的是積溫，然后依次是日照時數(shù)、降水量、風速總量． 降水量對產(chǎn)量的影響為正效應，日照時數(shù)和風速對產(chǎn)量的影響為負效應．這個時期的小麥如果遇風速過大，會造成小麥的倒伏，影響產(chǎn)量．小麥生育期遭受災害性天氣也對冬小麥產(chǎn)量有很大的影響［14－15］．冬小麥如遇“倒春寒”，可能會造成凍害死苗，應加強提防．小麥正常抽穗每天需要有較長的日照時數(shù)，其次要有比較高的溫度．5月份，冬小麥生長進入需水最關鍵時期，如果這段時期缺少降水，土壤中缺少水分，則影響穗器官的發(fā)育，使穗粒數(shù)銳減，同時也會導致粒重下降，對產(chǎn)量影響最大．撥節(jié)期水分的及時供應，對增加穗粒數(shù)極為重要［16］．

5)開花—成熟期． 降水少、積溫高對冬小麥的干物質(zhì)積累起到積極的作用，有利于產(chǎn)量的提高．日照時數(shù)和積溫在這個時期對產(chǎn)量起決定性作用．

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