許佳琦，郭立峰，殷世平，李浩然，余蘭，高松陽，李輝，楊重一，孫彥坤*

黑龍江省大豆不同生育階段適宜溫度與降水量化指標(biāo)研究

許佳琦1，郭立峰2，殷世平2，李浩然1，余蘭1，高松陽1，李輝3，楊重一4，孫彥坤1*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.黑龍江省氣象科學(xué)研究所，哈爾濱150030；3.肇源縣氣象局，黑龍江大慶163000；4.桓仁縣林業(yè)局，遼寧桓仁117200）

利用黑龍江省7個具有代表性農(nóng)業(yè)氣象觀測站1981～2014年大豆不同生育階段逐日氣溫、逐日降水量、≥10℃有效積溫、10 cm地溫、密度、產(chǎn)量以及發(fā)育天數(shù)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)分析黑龍江大豆不同生育階段適宜溫度與降水量。結(jié)果表明，黑龍江大豆播種至出苗期適宜10 cm地溫為8℃；出苗至開花期適宜平均氣溫為18～22℃，適宜平均降水量為70～145 mm；開花至結(jié)莢期適宜平均氣溫為19～25℃，適宜平均降水量為70～120 mm；結(jié)莢至成熟期適宜平均氣溫為15～21℃，適宜平均降水量為110～185 mm。

大豆；氣溫；降水；生育期

大豆是喜溫且耐冷作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大豆種植面積自2008年以來逐年遞減，僅次于水稻、玉米和小麥，是我國第四大糧食作物[1]。黑龍江省是我國大豆主產(chǎn)區(qū)，近年來，在進(jìn)口大豆和收益降低沖擊下，產(chǎn)量大幅度下降，加之全球氣候變暖，自然災(zāi)害加重，生產(chǎn)風(fēng)險增加[2]。黑龍江大豆生長發(fā)育期個別階段提前[3]，農(nóng)作區(qū)高溫、干旱等極端天氣頻發(fā)，降水減少和分布不均顯著影響大豆產(chǎn)量[4]，而大豆生長發(fā)育過程與溫度和降水等氣象條件密不可分。因此，研究大豆不同發(fā)育期適宜氣象條件，明確適宜量化氣象指標(biāo)，成為大豆安全生產(chǎn)重要課題。氣象條件與大豆生產(chǎn)關(guān)系研究方面，潘鐵夫等利用歷史氣象數(shù)據(jù)和大豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)，分析氣象條件與大豆產(chǎn)量[5-6]，相關(guān)研究果表明，氣溫[7-8]、降水[9-10]、光照[11-12]、土壤濕度[13]等氣象條件對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量均有不同程度影響。利用分期播種和定位種植試驗(yàn)方法研究氣象條件與大豆產(chǎn)量關(guān)系應(yīng)用廣泛，張素梅等利用分期播期方法，研究表明播期和密度對大豆產(chǎn)量有顯著影響[14-16]，袁晉等通過多點(diǎn)分期播種和定位種植等試驗(yàn)研究，認(rèn)為溫度[17-19]、光照[19-21]、降水[17]、和土壤濕度[22-24]等是影響大豆發(fā)育和產(chǎn)量主要?dú)庀笠蛩?。申曉慧等依?jù)氣象歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，結(jié)合模型分析，認(rèn)為密度、氣溫和土壤濕度對大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量有不同影響[25-27]。馬樹慶研究吉林大豆不同發(fā)育期降水量和氣溫，確定相關(guān)適宜氣象條件[28]；毛留喜等通過總結(jié)分析、驗(yàn)證修正、歸納梳理近30年農(nóng)業(yè)氣象觀測調(diào)查資料，確定東北春大豆不同發(fā)育期有利氣象條件[29]。

當(dāng)前研究主要利用歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、分期播種和定位種植試驗(yàn)、模型分析等方法，研究氣溫、降水和光照等氣象條件與大豆產(chǎn)量相關(guān)關(guān)系，對大豆不同發(fā)育期適宜氣象條件研究較少。馬樹慶指出，在未來氣候變化背景下，東北三省大豆發(fā)育期可能縮短[28]，針對大豆不同發(fā)育期確定適宜氣象指標(biāo)研究尤為必要。目前，黑龍江大豆不同發(fā)育期適宜量化氣象指標(biāo)尚不明確[30]；劉景利等認(rèn)為與固定時間氣象條件和大豆生產(chǎn)關(guān)系研究比較，研究大豆不同發(fā)育期氣象條件和大豆生產(chǎn)關(guān)系更合理[9]。因此，本文利用黑龍江省大豆主產(chǎn)區(qū)7個具有代表性農(nóng)業(yè)氣象觀測站點(diǎn)1981～2014年大豆不同發(fā)育期逐日氣溫、降水、≥10℃有效積溫、10 cm地溫、密度、產(chǎn)量及發(fā)育天數(shù)等資料，分析大豆不同發(fā)育期適宜溫度和降水，比較分析前人研究結(jié)果，明確適宜量化氣象指標(biāo)，為指導(dǎo)黑龍江省大豆生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地點(diǎn)及氣象資料

黑龍江省為溫帶大陸季風(fēng)氣候，年平均氣溫-5～5℃，無霜凍期100～150 d，年平均降水量400～650 mm，生長季內(nèi)降水量約為全年83%～94%，年日照時數(shù)2 400～2 800 h。本文選取黑龍江省大豆主產(chǎn)區(qū)內(nèi)，黑河、五大連池、慶安、湯原、雙城、虎林和穆棱7個大豆主產(chǎn)地氣象觀測站點(diǎn)為代表站點(diǎn)（見圖1），大豆種植包括極早熟、早熟、中熟和中晚熟品種，1981～2014年7個農(nóng)業(yè)氣象觀測站點(diǎn)大豆不同發(fā)育期階段逐日氣溫、逐日降水量、≥10℃有效積溫、10 cm地溫、密度、發(fā)育天數(shù)及產(chǎn)量等資料，來源于黑龍江省氣象檔案資料館。

1.2 研究方法

1.2.1 氣象產(chǎn)量提取

糧食產(chǎn)量可分解為社會經(jīng)濟(jì)因素決定趨勢產(chǎn)量、氣象因素決定的氣象產(chǎn)量和偶然因素造成的隨機(jī)產(chǎn)量，即：

y=yb+ym+δ

式中，y為大豆實(shí)際單產(chǎn)；yb為趨勢產(chǎn)量；ym為氣象產(chǎn)量；δ為隨機(jī)產(chǎn)量，通常忽略不計(jì)。故上式可簡化為：

y=yb+ym

本文采用直線滑動平均方法作趨勢產(chǎn)量分離，計(jì)算氣象產(chǎn)量。該方法將線性回歸模型與滑動平均相結(jié)合，將大豆產(chǎn)量時間序列在某個階段內(nèi)變化作為線性函數(shù)。隨階段連續(xù)滑動，直線不斷變換位置，后延滑動，反映產(chǎn)量歷史演變趨勢變化。依次確定各階段直線回歸模型，而各時間點(diǎn)上直線滑動回歸模擬平均值即為趨勢產(chǎn)量。設(shè)某階段線性趨勢方程為：

yb,i=ai+bit

i=n-K+1

式中，i為方程個數(shù)，K為滑動步長，n為樣本序列個數(shù)，t為時間序號。計(jì)算每個方程在t點(diǎn)上函數(shù)值yb,i（t），每個t點(diǎn)上分別有q個函數(shù)值，其值與n，K有關(guān)。本文中n=40（50），K取11。計(jì)算每個t點(diǎn)上q個函數(shù)平均值：

將各站1981～2014年大豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)采用上述方法分離出氣象產(chǎn)量。

1.2.2 數(shù)據(jù)規(guī)定方式及指標(biāo)確定方法

圖1 代表性觀測站點(diǎn)分布Fig.1 Representative observation sites distribution

氣象產(chǎn)量為正，代表氣象條件適宜大豆生長發(fā)育年份即平豐年，根據(jù)各站點(diǎn)1981～2014年大豆觀測數(shù)據(jù)結(jié)合中國氣象災(zāi)害大典綜合分析，篩除大豆各生長發(fā)育期受災(zāi)年份和異常觀測數(shù)據(jù)。利用氣象產(chǎn)量為正，即氣象條件比較適宜年份（平豐年）中，各站大豆不同生育期逐日氣溫、逐日降水量、≥10℃有效積溫、10 cm地溫、密度和發(fā)育天數(shù)等數(shù)據(jù)，將黑龍江大豆分為播種至出苗、出苗至開花、開花至結(jié)莢、結(jié)莢至成熟四個發(fā)育期，統(tǒng)計(jì)分析適宜溫度和降水，綜合確定黑龍江大豆四個發(fā)育期適宜溫度與降水量化指標(biāo)。

1.2.2.1 溫度指標(biāo)確定方法

由于大豆播種至出苗期地溫是主要影響因素之一，大豆密度反映出苗率。對比分析10 cm地溫與大豆密度，結(jié)合前人研究結(jié)果，確定黑龍江大豆播種至出苗期適宜10 cm地溫指標(biāo)。利用平均氣溫和氣象產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以前人相同分析方法，確定其他三個大豆發(fā)育期適宜平均氣溫指標(biāo)。

1.2.2.2 降水指標(biāo)確定方法

選取氣溫和土壤濕度適宜年份數(shù)據(jù)，分析大豆出苗至開花期、開花至結(jié)莢期、結(jié)莢至成熟期降水量與發(fā)育天數(shù)相關(guān)關(guān)系，并結(jié)合前人研究結(jié)果，確定黑龍江大豆適宜平均降水量指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種至出苗期10 cm地溫量化指標(biāo)

選取經(jīng)篩選1981～2014年大豆播種至出苗期各站10 cm地溫和大豆密度數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析各站該發(fā)育期內(nèi)日平均10 cm地溫最小值和大豆密度，并與歷年平均密度比較。

由表1可知，僅黑河、五大連池、雙城和虎林4個站點(diǎn)部分年份在播種至出苗期間，存在日平均10 cm地溫最小值＜6℃數(shù)據(jù)。分析發(fā)現(xiàn)，日平均10 cm地溫＜6℃時，如果大豆密度較歷年平均密度低，即認(rèn)為大豆出苗不全，例如，黑河1986、1987和2013年，雙城1987和1995年，及虎林1983年，站點(diǎn)對應(yīng)年份，受低溫影響，出苗不全。但少數(shù)站點(diǎn)相應(yīng)年份大豆密度高于歷年平均密度，或與歷年平均密度持平。針對這一現(xiàn)象，統(tǒng)計(jì)分析相應(yīng)年份大豆逐日平均10 cm地溫（見表2）。

表1 日平均10 cm地溫最小值＜6℃時大豆密度比較Table 1 Comparison of soybean density with daily average 10 cm minimum ground temperature＜6℃

由表2可知，黑河、五大連池和雙城分別在1998年、1981年和1983年大豆播種當(dāng)日或播種初期地溫較低，種子不萌發(fā)或萌發(fā)緩慢，但未遭受低溫影響，后期地溫提升迅速，種子正常萌發(fā)、出苗。由此可見，種子萌發(fā)后，日均10 cm地溫＜6℃時，種子易受低溫災(zāi)害，影響出苗。

表3為播種至出苗期日平均10 cm地溫為6～8℃時，大豆密度比較統(tǒng)計(jì)。由表3可知，部分站點(diǎn)大豆正常出苗，而雙城1981和1986年，黑河1983、1993、1992、1990和2007年，湯原1994和2006年，慶安2003年，穆棱2008年，五大連池1986、1984和2003年，虎林1987年，大豆密度比歷年大豆平均密度低0.97～9.1株·m-2；雙城1994和1996年，虎林1996年，穆棱1986年，大豆密度比歷年大豆平均密度低10.14～16.19株·m-2。由此可見，種子萌發(fā)后，10 cm地溫在6～8℃時，仍然有部分種子遭受低溫災(zāi)害，影響出苗。

表2 播種至出苗期間日平均10 cm地溫Table 2 Daily average 10 cm ground temperature during the sowing stage to the emergence stage(℃)

馬樹慶認(rèn)為大豆播種至出苗期，適宜氣溫在10℃以上，播種期要求日平均氣溫＞8℃[28]。毛留喜等認(rèn)為大豆播種至出苗期有利日平均氣溫在10℃以上，10 cm地溫＜8℃，種子發(fā)芽緩慢，6℃不能發(fā)芽，易爛種[29]。李帥等認(rèn)為黑龍江大豆6～7℃即可播種，氣溫＜6℃，影響出苗，氣溫12～16℃，有利于種子發(fā)芽[27]。

綜上分析，確定黑龍江大豆播種至出苗期適宜10 cm地溫量化指標(biāo)等級（見表4），適宜10 cm地溫為8℃。10 cm地溫＞8℃時，大豆出苗正常，出苗率較高；10 cm地溫為6～8℃時，大豆出苗期延長，出苗率降低；10 cm地溫＜6℃時，大豆出苗緩慢，出苗率低。

表3 日平均10 cm地溫為6～8℃時大豆密度比較Table 3 Comparison of soybean density with daily average 10cm ground temperature at 6 to 8℃

2.2 出苗至開花期溫度與降水量化指標(biāo)

統(tǒng)計(jì)分析篩選后黑河大豆出苗至開花期溫度條件（見表5）。由表5可見，該發(fā)育期各平豐年平均氣溫為17～22℃，多數(shù)年份平均氣溫集中在19～20℃，表明平均氣溫19～20℃比較適宜大豆生長發(fā)育；該發(fā)育期內(nèi)，最高日平均氣溫最大值為28℃，最低日平均氣溫最小值為9℃；≥10℃有效積溫在575～910℃，多數(shù)年份≥10℃有效積溫集中在700～850℃，≥10℃有效積溫下限575℃可滿足大豆生長發(fā)育需要。

結(jié)合大豆需水特性，選取土壤水分條件適宜年份數(shù)據(jù)并篩除受災(zāi)害影響年份數(shù)據(jù)（后文不同階段同此處理），分析降水量與發(fā)育天數(shù)相關(guān)關(guān)系。大豆出苗至開花期降水量與發(fā)育天數(shù)為顯著二次曲線關(guān)系（見圖2）。降水量為90～125 mm，大豆發(fā)育天數(shù)較少，比較適宜；降水量＜90 mm或＞125 mm時，大豆發(fā)育天數(shù)高于平均發(fā)育天數(shù)，發(fā)育天數(shù)增加，發(fā)育期延長。五大連池、慶安、湯原、雙城、虎林、穆棱站點(diǎn)采用與黑河相同統(tǒng)計(jì)分析方法，確定適宜當(dāng)?shù)卮蠖箽庀笾笜?biāo)（見表6）。

表4 大豆10 cm日平均地溫氣象等級Table 4 Daily average 10cm ground temperature meteorological grade of soybean

表5 黑河大豆出苗至開花期溫度條件Table 5 Temperature conditions of soybean from the emergence stage to the flowering stage in Heihe (℃)

由表6可見，黑河和五大連池大豆多為極早熟或早熟品種，適宜平均氣溫為18～20℃，適宜降水量為60～140 mm；慶安、湯原、虎林、穆棱大豆多為中早熟或中熟品種，適宜平均氣溫為18～21℃，適宜降水量為60～160 mm；雙城大豆多為中熟或中晚熟品種，適宜平均氣溫為20～22℃，適宜降水量為75～150 mm。確定黑龍江大豆出苗至開花期適宜平均氣溫為18～22℃，適宜平均降水量為70～145 mm。馬樹慶認(rèn)為大豆出苗至開花期適宜氣溫18.5～23.5℃，降水量65～125 mm[28]；毛留喜等認(rèn)為大豆出苗至開花期適宜氣溫18～24℃，日平均氣溫＜14℃時大豆生長發(fā)育受阻，適宜降水量60～125 mm[29]；李帥等認(rèn)為大豆出苗至開花期氣溫20～25℃有利于植株快速生長，日平均氣溫＜16℃對大豆幼苗發(fā)育有抑制作用[30]，并未明確適宜平均溫度和降水量指標(biāo)。

圖2 大豆出苗至開花期降水量與發(fā)育天數(shù)關(guān)系Fig.2 Ralationship of precipitation and number of day growth from the emergence stage to the flowering stage

表6 代表站點(diǎn)大豆出苗至開花期適宜氣象指標(biāo)Table 6 Suitable meteorological index of soybean from the emergence stage to the flowering stage in representative sites

本文確定黑龍江大豆出苗至開花期適宜平均氣溫為18～22℃，與馬樹慶和毛留喜研究適宜氣溫基本吻合，與李帥等結(jié)論差異不大；適宜平均降水量70～145 mm，與馬樹慶和毛留喜結(jié)論差異不大。結(jié)合大豆溫度特性分析，出苗至開花期最高日平均氣溫28～31℃，并不影響大豆生長發(fā)育[5,21]；因最低氣溫最小值具有一定偶然性，統(tǒng)計(jì)最低日平均氣溫平均值12～14℃，均低于毛留喜等研究結(jié)果[29-30]大豆生長發(fā)育受限溫度，而此時大豆生長發(fā)育未受影響，原因是最低氣溫極值較少未影響大豆發(fā)育所需平均氣溫，但尚需進(jìn)一步田間試驗(yàn)驗(yàn)證。綜上分析，確定黑龍江大豆出苗至開花期適宜氣象指標(biāo)（見表7），適宜平均氣溫為18～22℃，適宜平均降水量為70～145 mm。

2.3 開花至結(jié)莢期溫度與降水量化指標(biāo)

以黑河為例，統(tǒng)計(jì)分析篩選后大豆開花至結(jié)莢期溫度條件（見表8）。該發(fā)育期各平豐年平均氣溫為19～24℃，多數(shù)年份平均氣溫集中在20～23℃，表明平均氣溫20～23℃比較適宜大豆生長發(fā)育；該發(fā)育期內(nèi)，最高日平均氣溫最大值為30℃，最低日平均氣溫最小值為14℃；≥10℃有效積溫在260～600℃，多數(shù)年份≥10℃有效積溫集中在300～600℃，≥10℃有效積溫下限260℃可滿足大豆生長發(fā)育需要。

大豆開花至結(jié)莢期降水量與發(fā)育天數(shù)為顯著二次曲線關(guān)系（見圖3）。降水量為75～125 mm，大豆發(fā)育天數(shù)較少，較適宜；降水量＜75 mm或＞125 mm時，大豆發(fā)育天數(shù)高于平均發(fā)育天數(shù)，發(fā)育天數(shù)增加，發(fā)育期延長。

五大連池、慶安、湯原、雙城、虎林、穆棱站點(diǎn)采用與黑河相同統(tǒng)計(jì)分析方法，確定適宜當(dāng)?shù)卮蠖箽庀笾笜?biāo)（見表9）。

由表9可見，黑河和五大連池大豆多為極早熟或早熟品種，適宜平均氣溫為19～23℃，適宜降水量為65～125 mm；慶安、湯原、虎林和穆棱大豆多為中早熟或中熟品種，適宜平均氣溫為19～24℃，適宜降水量60～130 mm；雙城大豆多為中熟或中晚熟品種，適宜平均氣溫22～25℃，適宜降水量75～110 mm。綜上，確定黑龍江大豆開花至結(jié)莢期適宜平均氣溫19～25℃，適宜平均降水量70～120 mm。

表7 黑龍江省不同品種大豆出苗至開花期適宜氣象指標(biāo)Table 7 Suitable meteorological index of different soybean varieties from the emergence stage to the flowering stage in Heilongjiang Province

表8 黑河大豆開花至結(jié)莢期溫度條件Table 8 Temperature conditions of soybean from the flowering stage to the pod stage in Heihe(℃)

馬樹慶認(rèn)為大豆開花至結(jié)莢期適宜氣溫為23.0～25.5℃，適宜降水量為85～120 mm[28]；毛留喜等認(rèn)為大豆開花至結(jié)莢期適宜氣溫23～26℃，日平均氣溫＜17℃花芽不能分化，適宜降水量60～140 mm[29]；李帥等認(rèn)為大豆開花至結(jié)莢期，平均氣溫19～21℃對大豆生長發(fā)育有利，日平均氣溫＜17℃對大豆生長發(fā)育有抑制作用[30]，但并未明確適宜平均溫度和降水量指標(biāo)。本文確定黑龍江大豆開花至結(jié)莢期適宜平均氣溫為19～25℃，與李帥等結(jié)論差異不大，與馬樹慶和毛留喜結(jié)論適宜氣溫上限基本吻合，但是黑龍江省中北部地區(qū)種植大豆多為中早熟品種，其氣候特點(diǎn)可能導(dǎo)致本文適宜平均氣溫下限低于馬樹慶和毛留喜結(jié)論適宜氣溫下限；本文確定大豆開花至結(jié)莢期適宜平均降水量為70～120 mm，與馬樹慶和毛留喜結(jié)論差異不大。結(jié)合大豆溫度特性分析，開花至結(jié)莢期最高日平均氣溫為28～31℃，并不影響大豆生長發(fā)育[5,21]，最低日平均氣溫平均值為17～19℃，高于馬樹慶等研究結(jié)果[28-30]中大豆生長發(fā)育受限溫度，此時黑龍江大豆生長發(fā)育不受最低日平均氣溫影響。綜上分析，確定黑龍江大豆開花至結(jié)莢期適宜氣象指標(biāo)（見表10），適宜平均氣溫為19～25℃，適宜平均降水量為70～120 mm。

2.4 結(jié)莢至成熟期溫度與降水量化指標(biāo)

圖3 大豆開花至結(jié)莢期降水量與發(fā)育天數(shù)關(guān)系Fig.3 Ralationship of precipitation and number of day growth from the flowering stage to the pod stage

表9 代表站點(diǎn)大豆開花至結(jié)莢期適宜氣象指標(biāo)Table 9 Suitable meteorological index of soybean from the flowering stage to the pod stage in representative sites

以黑河為例，統(tǒng)計(jì)分析篩選后黑河大豆結(jié)莢至成熟期溫度條件（見表11），該發(fā)育期各平豐年平均氣溫為14～19℃，多數(shù)年份平均氣溫集中在15～18℃，表明平均氣溫15～18℃比較適宜大豆生長發(fā)育；該發(fā)育期內(nèi)，最高日平均氣溫最大值為28℃，最低日平均氣溫最小值為1℃；≥10℃有效積溫為350～550℃，多數(shù)年份≥10℃有效積溫集中在350～500℃，≥10℃有效積溫下限350℃可滿足大豆生長發(fā)育需要。

大豆結(jié)莢至成熟期降水量與發(fā)育天數(shù)為顯著二次曲線關(guān)系（見圖4）。降水量為90～170 mm，大豆發(fā)育天數(shù)較少，較適宜；降水量＞170 mm時，大豆發(fā)育天數(shù)高于平均發(fā)育天數(shù)，發(fā)育天數(shù)增加，發(fā)育期延長。

五大連池、慶安、湯原、雙城、虎林、穆棱站點(diǎn)采用與黑河相同統(tǒng)計(jì)分析方法，確定適宜當(dāng)?shù)卮蠖箽庀笾笜?biāo)（見表12）。

由表12可見，黑河和五大連池大豆多為極早熟或早熟品種，適宜平均氣溫為15～18℃，適宜降水量為90～200 mm；慶安、湯原、虎林和穆棱大豆多為中早熟或中熟品種，適宜平均氣溫為17～20℃，適宜降水量為105～230 mm；雙城大豆多為中熟或中晚熟品種，適宜平均氣溫為19～21℃，適宜降水量為105～140 mm。綜上分析，確定黑龍江大豆結(jié)莢至成熟期適宜平均氣溫為15～21℃，適宜平均降水量為110～185 mm。馬樹慶認(rèn)為大豆結(jié)莢至成熟期適宜氣溫為18.0～24.5℃，適宜降水量為110～200 mm[28]；毛留喜等認(rèn)為大豆結(jié)莢至成熟期適宜氣溫為18～25℃，日平均氣溫＜15℃灌漿速度下降，適宜降水量為133～550 mm[29]；李帥等認(rèn)為大豆結(jié)莢至成熟期氣溫為15～18℃對大豆灌漿成熟有利，日平均氣溫＜13℃影響大豆灌漿[30]，但并未明確適宜平均溫度和降水量指標(biāo)。

本文確定黑龍江大豆結(jié)莢至成熟期適宜平均氣溫為15～21℃，與李帥等結(jié)論差異不大，但低于馬樹慶和毛留喜結(jié)論適宜氣溫，原因是：①本文統(tǒng)計(jì)分析黑龍江省7個代表站點(diǎn)平均氣溫，而馬樹慶和毛留喜統(tǒng)計(jì)分析吉林省和東北地區(qū)平均氣溫，統(tǒng)計(jì)分析樣本差異造成適宜平均氣溫差異；②本文以黑龍江為研究區(qū)域，其氣候特點(diǎn)與吉林和東北其他地區(qū)氣候差異可能造成適宜氣溫差異，但尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。本文確定大豆結(jié)莢至成熟期適宜平均降水量為110～185 mm，與馬樹慶等研究結(jié)論差異不大，但與毛留喜等研究適宜降水量上限差異較大，原因是兩者統(tǒng)計(jì)降水量區(qū)域范圍不同。

表10 黑龍江省不同品種大豆開花至結(jié)莢期適宜氣象指標(biāo)Table 10 Suitable meteorological index of different soybean varieties from the flowering stage to the pod stage in Heilongjiang Province

表11 黑河大豆結(jié)莢至成熟期溫度條件Table 11 Temperature conditions of soybean from the pod stage to the maturity stage in Heihe (℃)

圖4 大豆結(jié)莢至成熟期降水量與發(fā)育天數(shù)關(guān)系Fig.4 Ralationship of precipitation and number of day growth from the pod stage to the maturity stage

表12 代表站點(diǎn)大豆結(jié)莢至成熟期適宜的氣象指標(biāo)Table 12 Suitable meteorological index of soybean from the pod stage to the maturity stage in representative sites

結(jié)合大豆溫度特性分析，結(jié)莢至成熟期最高日平均氣溫為27～30℃，并不影響大豆生長發(fā)育[5,21]；最低日平均氣溫平均值為6～12℃，低于前人研究結(jié)果[29-30]大豆生長發(fā)育受限溫度，而此時大豆生長發(fā)育未受影響，原因可能是最低氣溫極值發(fā)生概率較低且不影響大豆正常發(fā)育所需平均氣溫。綜上分析，確定黑龍江大豆結(jié)莢至成熟期適宜氣象指標(biāo)（見表13），黑龍江大豆結(jié)莢至成熟期適宜平均氣溫為15～21℃，適宜平均降水量為110～185 mm。

表13 黑龍江省不同品種大豆結(jié)莢至成熟期適宜氣象指標(biāo)Table 13 Suitable meteorological index of different soybean varieties from the pod stage to the maturity stage in Heilongjiang Province

3 討論與結(jié)論

本文利用黑龍江省大豆主產(chǎn)區(qū)7個代表性站點(diǎn)30年大豆農(nóng)業(yè)氣象觀測資料，研究黑龍江大豆不同發(fā)育期適宜溫度和降水指標(biāo)。結(jié)果表明，大豆播種至出苗期適宜10 cm地溫8℃，10 cm地溫＞8℃時，大豆出苗正常，出苗率較高，10 cm地溫6～8℃時，大豆出苗期延長，出苗率降低，10 cm地溫＜6℃時，大豆出苗緩慢，出苗率低；出苗至開花期適宜平均氣溫18～22℃，適宜平均降水量為70～145 mm；開花至結(jié)莢期適宜平均氣溫為19～25℃，適宜平均降水量70～120 mm；結(jié)莢至成熟期適宜平均氣溫15～20℃，適宜平均降水量110～185 mm。

比較本文最高日平均氣溫與前人研究結(jié)果[5,21]發(fā)現(xiàn)，黑龍江大豆不受高溫限制；分析最低日平均氣溫平均值發(fā)現(xiàn)，大豆開花至結(jié)莢期不受最低日平均氣溫影響，出苗至開花期和結(jié)莢至成熟期最低日平均氣溫平均值均低于前人研究[29-30]中大豆生長發(fā)育受限溫度，此期間大豆生長發(fā)育未受影響，原因是最低氣溫極值出現(xiàn)具有偶然性，不影響大豆正常發(fā)育所需平均氣溫，但尚需田間試驗(yàn)驗(yàn)證。本文確定大豆結(jié)莢至成熟期適宜平均降水量上限與前人研究結(jié)果[29]差異較大，原因是兩者統(tǒng)計(jì)降水區(qū)域范圍不同造成，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

本文選取7個代表站點(diǎn)農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)分析大豆適宜溫度和降水指標(biāo)，具有一定區(qū)域代表性，但受分析樣本數(shù)量和區(qū)域限制，研究結(jié)果具有一定局限性。后續(xù)試驗(yàn)需繼續(xù)增加分析樣本和站點(diǎn)數(shù)量，考慮前期降水量、土壤濕度和光照等因素，配合田間試驗(yàn)，檢驗(yàn)黑龍江大豆適宜溫度和降水量化指標(biāo)。

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Study on suitable temperature and precipitation quantification indexes in different soybean growth periods in Heilongjiang Province

/XU Jiaqi1,GUO Lifeng2,YIN Shiping2,LI Haoran1,YU Lan1,GAO Songyang1,LI Hui3,YANG Zhongyi4,SUN Yankun1

(1.School of Resource and Environment Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.Heilongjiang Institute of Meteorological,Harbin 150030,China;3.Zhaoyuan Meteorological Bureau,Daqing 163000,China;4.Huanren County Forestry Bureau,Huanren Liaoning 117200,China)

Based on the daily temperature,the daily precipitation,≥10effective accumulated temperature,10 cm ground temperature,density,yield and number of day growth of different soybean growth periods,from 1981 to 2014 of seven representative agrometeorological observatories in Heilongjiang Province,the suitable temperature and precipitation of Heilongjiang Province soybean were analyzed statistically,and combined with previous research results to obtain quantitative indexes. The results showed that from the sowing stage to the emergence stage,the suitable ground temperature of 10cm was 8.From the emergence stage to the flowering stage,the suitable average temperature was 18-22,and the suitable average precipitation was 70-145 mm.From the flowering stage to the pod stage,the suitable average temperature was 19-25and the suitable averageprecipitation was 70-120 mm.From the pod stage to the maturity stage,the suitable average temperature was 15-21and the suitable average precipitation was 110-185 mm.

soybean;temperature;precipitation;growth period

S565.1；X172

A

1005-9369（2017）08-0033-12

時間2017-9-12 11:36:41[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170912.1136.010.html

許佳琦,郭立峰,殷世平,等.黑龍江省大豆不同生育階段適宜溫度與降水量化指標(biāo)研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2017,48(8):33-44.

Xu Jiaqi,Guo Lifeng,Yin Shiping,et al.Study on suitable temperature and precipitation quantification indexes in different soybean growth periods in Heilongjiang Province[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(8):33-44.(in Chinese with English abstract)

2016-12-29

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31471440）；黑龍江省氣象局科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（HQZC2015015）

許佳琦（1989-），女，碩士，研究方向?yàn)閼?yīng)用氣象學(xué)。E-mail:149480919@qq.com

*通訊作者：孫彥坤，教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閼?yīng)用氣象學(xué)。E-mail:511064380@qq.com