白麗芹 白金鳳
通過統(tǒng)計分析2011-2015年5年的玉米生長發(fā)育期溫度、降水量和日照時數(shù)及玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量構(gòu)成之間的關(guān)系,研究表明:襄汾縣不同年份玉米產(chǎn)量波動較大。降水量是造成玉米單產(chǎn)波動的主要限制性因子,其次為極個別年份的寡照天氣,該地區(qū)的積溫完全可以滿足玉米正常生長發(fā)育的需要。
隨著人口的增加和經(jīng)濟的快速增長,我國對玉米的需求也呈逐年增加的趨勢。在我國耕地面積有限的情況下,依靠增加玉米的播種面積來提高總產(chǎn)量是不可能也不現(xiàn)實的。因此,提高玉米單產(chǎn)、挖掘品種的生產(chǎn)潛力、改善品質(zhì)成為玉米生產(chǎn)和科研的首要任務(wù)。
襄汾縣是玉米種植大縣,年播種面積在60萬畝左右。襄汾地處臨汾盆地南端,屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年際間氣候變化很大,不僅影響了玉米自身潛力的表達(dá),也限制了栽培技術(shù)效應(yīng)的發(fā)揮。氣候條件的變化成為影響年際間單產(chǎn)波動的主要因子。
1 資料與方法
資料:2011-2015年玉米生育期間即每年5月1日-9月30日的氣象資料,包括旬平均氣溫、旬降水量和旬日照時數(shù)及積溫;2011-2015年大田玉米平均產(chǎn)量。
方法:采用數(shù)理統(tǒng)計法
2氣象要素變化對玉米產(chǎn)量的影響
2.1溫度對玉米生長產(chǎn)量的影響
溫度是影響玉米籽粒形成與灌漿的重要環(huán)境因子之一。玉米籽粒形成和灌漿成熟期間,最適日均溫為22-24℃,大于或連續(xù)高溫時灌漿速率明顯降低(張廷珠等,1981)。溫度低于16℃,光合作用降低,灌漿速率減慢,粒重下降,成熟期推遲(張毅等,1995)。而溫度高于25℃,又遇干旱會使葉片過早枯黃,籽粒脫水過快等高溫逼熟現(xiàn)象,嚴(yán)重地影響玉米籽粒品質(zhì)建成(孫月軒等,1994)。玉米開花后即產(chǎn)量形成期,處于最適溫度條件下,才能大幅度提高產(chǎn)量。
2.2光照對玉米產(chǎn)量的影響
玉米是高光效的c4植物,其干物質(zhì)產(chǎn)量90%以上是光合作用產(chǎn)生的,且玉米品種的高產(chǎn)潛力在很大程度上取決于群體光合作用強度。(劉素玲等,2007)通過對同一玉米品種在不同生態(tài)條件下的產(chǎn)量表現(xiàn)進(jìn)行研究表明,不同生態(tài)條件下玉米產(chǎn)量差異達(dá)到極顯著水平。主要表現(xiàn)在玉米灌漿階段光照不足,光合作用減弱,灌漿速率緩慢,灌漿期縮短且籽粒不能正常成熟,造成大面積減產(chǎn)。
2.3降水量對玉米生長產(chǎn)量的影響
玉米生育期降水量時空分布不均勻,對玉米生長發(fā)育造成影響的同時,進(jìn)而限制產(chǎn)量的形成。(扈艷萍等,2008)對遼寧玉米產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)氣候資料及玉米產(chǎn)量進(jìn)行研究,認(rèn)為玉米生育期內(nèi)降水對玉米氣象產(chǎn)量影響最大,4-5月、7-8月是降水關(guān)鍵期,降水過大和過小對玉米產(chǎn)量均會造成不利影響。(張建立,2011)對豫南地區(qū)夏玉米主要生育時段近30a的氣象資料分析,認(rèn)為降水時空分布極不均勻,干旱、洪澇和漬害頻發(fā)是玉米高產(chǎn)的主要限制因子,(王國琴等,1993)在同一玉米品種同一栽培措施條件下,抽雄-籽粒開始灌漿期即8月上旬降水量決定禿尖長短。降水多、空氣潮濕有利于玉米抽雄、開花授粉及籽粒灌漿;反之,降水少、前期空氣干燥,會使玉米受精條件惡化,授不上粉而造成缺粒、禿頂;吐絲后期干旱,頂部籽粒因水分供應(yīng)不足,造成敗育而禿尖。
襄汾是玉米主產(chǎn)區(qū)之一,自然條件良好,水分、光照充足。年平均氣溫12.8℃,無霜期202d。在4月中下旬平均氣溫穩(wěn)定≧10℃適宜玉米播種,在9月中旬平均氣溫穩(wěn)定≦15℃玉米灌漿停止,花期月平均氣溫23-25℃。玉米生長季≧10℃積溫2800℃以上,年平均降水量492.8mm,其中7-8月降水量206.7mm,日照時數(shù)2187.2h。但受大陸性季風(fēng)氣候影響,氣溫年較差和日較差較大,降水量分布很不均勻,降水主要集中在夏季,且年際間變化很大。
3 結(jié)果與分析
3.1年際間氣象要素概況
2011-2014年,襄汾基本屬于正常年份,特別是2013年降水量534.4mm且在生育期分布比較均勻,7、8月份降水量379.4mm,有利于玉米灌漿及籽粒的形成,9月份降水量45.9mm,溫度偏高降水偏少,日照充足,有利于玉米籽粒的脫水成熟,是該地的豐收年。2015年是屬于高溫干旱年,降水量僅140.3mm,比正常年的2011-2014年分別減少70%、69%、74%、74%,灌漿期尤為嚴(yán)重,7月份降水量22.5mm,8月份降水量僅為10.1mm,遠(yuǎn)低于正常年份。
3.2年際間各旬氣象要素的分布情況及對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響
3.2.1溫度
比較2011-2014年玉米生育期內(nèi)各旬溫度可見,年際間各旬日均溫存在明顯差異,變異系數(shù)為11.8-15.09%。其中2012、2013、2015年變異系數(shù)小,分別是11.8%、12.93%、13.0%。溫度變化比較均勻,2015年7月上旬-8月下旬溫度偏高。整體表現(xiàn)為,在生長季內(nèi)緩慢上升,在7、8月份日均溫最高,8月下旬到9月份溫度緩慢下降。
3.2.2降水量
比較2011-2014年玉米生育期內(nèi)各旬降水量可見,年際間各旬降水量存在明顯差異,變異系數(shù)為107.16-136.6%。其中2012年變異系數(shù)最小107.16%,說明其各旬降水量分布比較均勻。其次為2013年7月降水量341.0mm,高于歷年值。2015年則表現(xiàn)為整體降水量少,尤其是7月下旬到8月下旬降水量僅32.6mm,比歷年減少8成,出現(xiàn)“卡脖旱”,對玉米產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響,2013、2014年變異系數(shù)較大,分別為130.54%、136.6%。兩年降水量偏多,但是分布不均勻,也不同程度的影響玉米的生長發(fā)育。
3.2.3日照時數(shù)
比較2011-2014年玉米生育期內(nèi)各旬日照時數(shù)可見,年際間各旬日照時數(shù)存在明顯差異,變異系數(shù)為27.85-37.4%。2011、2012年變異系數(shù)比較小,為27.85%、30.36%,說明日照時數(shù)分布比較均勻,2013、2014、2015年變異系數(shù)比較大,為32.62%、37.4%、35.28%,各旬日照時數(shù)分布不均勻,其中2014年9月中下旬,日照時數(shù)47.9h,明顯低于常年。綜合日均溫度、降水量、日照時數(shù)分析可見,生育前期日均溫緩慢上升,7、8月份溫度達(dá)到最高,9月份緩慢下降,且降水量多、日照時間長、分布均勻,有利于玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成。
4 結(jié)論與討論
1)襄汾年際間玉米產(chǎn)量波動較大。變異系數(shù)為20.6%,其中2015年產(chǎn)量最低,2013年產(chǎn)量最高。降水量是造成玉米單產(chǎn)波動的主要限制性因子,其次為日照時數(shù),該地區(qū)積溫完全可以滿足玉米正常生長發(fā)育的需要。
2)不同年份氣象要素差異較大,嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量的穩(wěn)定性。因此,因地制宜選擇合適的品種顯得尤為重要。
作物產(chǎn)量的形成是作物群體與環(huán)境因子共同作用的結(jié)果,群體結(jié)構(gòu)的合理與否,除了受作物自身遺傳特性的影響外,氣候條件對其影響也較大。不同年份氣象要素的變化對玉米的群體結(jié)構(gòu)有明顯的影響。降水量和降水的時間分布是最主要的影響因子,其次是日照時數(shù)。
(作者單位:1.襄汾縣氣象局2.侯馬市氣象局)