摘 要 氣候變暖已經(jīng)是全球化現(xiàn)象,為確保夏玉米優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),結(jié)合降水量距平百分率劃分標(biāo)準(zhǔn),選取山東省鄆城縣1991—2022年夏玉米生長(zhǎng)期降水量及667 m2產(chǎn)量數(shù)據(jù),分析當(dāng)?shù)叵挠衩咨L(zhǎng)期降水量及產(chǎn)量變化特征,計(jì)算出降水量異常偏多、偏少及正常年份等,并分析降水量變化對(duì)夏玉米的影響及各生育期降水量與產(chǎn)量的相關(guān)性。研究結(jié)果表明,近32年鄆城縣夏玉米生長(zhǎng)期降水量年際變化較大,整體趨于略減少,同期夏玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)增多趨勢(shì),以及降水偏多、偏少均不利于夏玉米產(chǎn)量的形成。
關(guān)鍵詞 夏玉米;降水量變化;產(chǎn)量;山東省鄆城縣
中圖分類號(hào):S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.09.064
鄆城縣是山東省乃至全國(guó)的糧食主產(chǎn)縣,其中玉米是當(dāng)?shù)爻D攴N植的糧食作物之一,2022年玉米種植面積為7.7萬(wàn)hm2,約占秋糧種植面積的92%,以夏玉米種植為主。水分是玉米生長(zhǎng)的重要?dú)夂驐l件之一,除苗期對(duì)水分需求較少外,各生育時(shí)期需要充足的水分才能保證其正常生長(zhǎng)發(fā)育,獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)[1]。鄆城縣地處魯蘇豫皖4省交界地帶,屬于暖溫帶半濕潤(rùn)東亞季風(fēng)大陸性氣候,四季分明,春季干燥多風(fēng),夏季炎熱雨多,秋季干爽,冬季干冷少雨雪,近些年鄆城縣氣候出現(xiàn)明顯的變暖趨勢(shì),一定程度上給農(nóng)作物生長(zhǎng)帶來(lái)了影響。筆者分析降水量對(duì)鄆城縣夏玉米產(chǎn)量的影響,旨在了解夏玉米各生育時(shí)期降水變化特征,以趨利避害,積極做好夏玉米生產(chǎn)氣象服務(wù)。
1" 數(shù)據(jù)與方法
鄆城縣以夏玉米種植為主,通常在6月中下旬播種,7月上旬進(jìn)入3葉期,7月中旬為7葉期,7月下旬至8月上旬為拔節(jié)期,8月中下旬開(kāi)始抽雄授粉,9月為乳熟期,9月下旬至10月為成熟收獲期[2]。結(jié)合夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育期,選取鄆城縣國(guó)家基本氣象站1991—2022年夏玉米主要生長(zhǎng)季6月中旬至10月上旬的降水量觀測(cè)數(shù)據(jù),以及同期鄆城縣農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站及農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供的夏玉米產(chǎn)量資料。采用線性趨勢(shì)方程求出鄆城縣夏玉米生長(zhǎng)期降水量及其年產(chǎn)量的變化趨勢(shì),對(duì)夏玉米生長(zhǎng)期降水量與產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)化處理做相關(guān)分析得出其相關(guān)性。
降水量距平百分率主要用于反映某一時(shí)段降水量與同期平均狀態(tài)的偏離程度。對(duì)鄆城縣1991—2022年夏玉米主要生長(zhǎng)季6月中旬至10月上旬的降水量做降水距平百分率分析,百分率值的大小反映該年份降水總量與多年平均降水量之間的關(guān)系,其計(jì)算公式為
[P=Pa-PavePave×100%]
式中:P為降水量距平百分率;Pa為某時(shí)段降水量;Pave為多年平均降水量。
根據(jù)降水量距平百分率對(duì)降水量等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 鄆城縣夏玉米生長(zhǎng)期降水量變化特征
1991—2022年,鄆城縣玉米生長(zhǎng)期6月中旬至10月上旬平均降水量為456.8 mm,近32年的降水量呈現(xiàn)略減少趨勢(shì),氣候傾向率為-0.435 6 mm·a-1(見(jiàn)圖1)。鄆城縣在近32年中玉米生育期降水量的正距平為13年,負(fù)距平為19年,降水量最多的年份是1993年,為850.5 mm,降水量最少的僅有158.3 mm,出現(xiàn)在2002年。參照降水量的距平百分率定義標(biāo)準(zhǔn),對(duì)鄆城縣近32年6月中旬至10月上旬玉米生長(zhǎng)期降水量距平百分率進(jìn)行分析(見(jiàn)圖2),得出各年降水量等級(jí)劃分。其中,1993年和2021年的降水量距平百分率分別為86.2%和83.5%,屬于降水量異常偏多的年份;降水量顯著偏多的是2004年,降水量距平百分率為69%;1994年、2003年和2005年的降水量距平百分率為30.5%、40.6%和30.2%,為降水量偏多年份;1995—1996年、1998—2000年、2006—2011年、2013—2018年及2022年的降水量距平百分率在 -21.0%~24.3%,屬于降水量正常的年份;1991—1992年、1997年、2001年、2012年和2019—2020年的降水量距平百分率分別為-39.3%、-34.1%、-41.8%、 -31.9%、-44.9%、-47.9%及-33.9%,為降水量偏少的年份;降水量顯著偏少的年份為2002年,降水量距平百分率為-65.3%;期間未出現(xiàn)降水量異常偏少的年份??傮w上看,鄆城縣近32年夏玉米主要生長(zhǎng)時(shí)期的降水量及降水量距平百分率都表現(xiàn)出年際間變化幅度較大的現(xiàn)象。
分析鄆城縣夏玉米不同生長(zhǎng)期的降水量變化可知,近32年鄆城縣夏玉米播種期、拔節(jié)期和成熟收獲期的降水量表現(xiàn)為增多趨勢(shì),氣候傾向率分別為0.121 2 mm·a-1、0.490 7 mm·a-1和0.934 0 mm·a-1;3葉期、7葉期和乳熟期的降水量則趨于減少,氣候傾向率分別為-0.881 3 mm·a-1、-0.946 6 mm·a-1和 -0.153 5 mm·a-1。參照降水量的距平百分率定義標(biāo)準(zhǔn)得出,近32年鄆城縣夏玉米播種期平均降水量為54.9 mm,降水量異常偏多年份有7個(gè),異常偏少年份有6個(gè),其中6個(gè)年份降水量正常;夏玉米苗期平均降水量為122.9 mm,降水量異常偏多年份有5個(gè),降水量異常偏少年份有4個(gè),正常年份為10個(gè);夏玉米拔節(jié)期平均降水量為243.5 mm,降水量異常偏多年份為5個(gè),降水量異常偏少年份為4個(gè),降水量正常年份有11個(gè);抽雄授粉期的平均降水量為74.7 mm,降水量異常偏多年份為4個(gè),降水量異常偏少年份為3個(gè),降水量正常年份有5個(gè);夏玉米乳熟期平均降水量為57.5 mm,降水量異常偏多和異常偏少年份均是7個(gè),降水量正常的年份有6個(gè);成熟收獲期平均降水量為26.1 mm,降水量異常偏多年份有6個(gè),降水量異常偏少年份有13個(gè),降水量正常的年份有4個(gè)。
2.2" 鄆城縣夏玉米年產(chǎn)量變化分析
由圖3可知,鄆城縣夏玉米平均667 m2產(chǎn)量為417.6 kg,整體呈現(xiàn)增多趨勢(shì),產(chǎn)量?jī)A向率分別為4.786 6 kg·a-1。根據(jù)近32年夏玉米年均667 m2產(chǎn)量的距平百分率演變看,夏玉米667 m2產(chǎn)量的正距平年份有19個(gè),主要集中在2004年以后,正距平顯著的是2022年,其次是2017年,為相對(duì)高產(chǎn)年;負(fù)距平年份有13個(gè),主要出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代,且1993年負(fù)距平明顯,可以認(rèn)定為低產(chǎn)年份。
2.3" 降水量變化對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響
影響農(nóng)作物產(chǎn)量的因素較多,此次研究?jī)H從氣候角度進(jìn)行闡述分析[3]。降水量是氣候發(fā)生變化的一種表現(xiàn),對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量造成都會(huì)帶來(lái)一定的影響[4]。近32年6月中旬至10月上旬,鄆城縣降水量異常偏多的年份是1993年,夏玉米平均667 m2產(chǎn)量為32年中最少的年份,僅232.4 kg,降水量顯著偏多的年份2004年,夏玉米667 m2產(chǎn)量也較低,與平均667 m2產(chǎn)量相比偏少78.7 kg;2002年為降水量顯著偏少的年份,較平均667 m2產(chǎn)量偏少68.1 kg;降水量正常的年份有18個(gè),對(duì)應(yīng)的夏玉米平均667 m2產(chǎn)量除1995—1996年、1998年和2009—2010年為負(fù)距平之外,其余13個(gè)年份均為正距平。由此可以認(rèn)為,鄆城縣6月中旬至10月上旬降水量正常情況下,夏玉米的產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定。
對(duì)鄆城縣夏玉米主要生長(zhǎng)時(shí)期各月的降水量與夏玉米667 m2產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行分析,結(jié)果表明近32年鄆城縣夏玉米播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄授粉期及乳熟期的降水量與667 m2產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.057 8,-0.293 8、-0.246 4、-0.280 2和 -0.208 4,說(shuō)明氣候條件的變化對(duì)夏玉米產(chǎn)量的波動(dòng)有一定的影響,氣候變暖,氣溫上升,降水量減少,蒸發(fā)量加大,引發(fā)的干旱對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育有著不同程度的影響,反之,降水量過(guò)多同樣不利于夏玉米產(chǎn)量的形成。9月下旬,鄆城縣夏玉米進(jìn)入成熟收獲期,期間降水量與產(chǎn)量呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.233 6,降水量適宜有利于玉米千粒重的增加[5]。
3" 結(jié)論
鄆城縣近32年夏玉米生長(zhǎng)期6月中旬至10月上旬的降水量存在著較大的年際變化,整體趨于略減少,同期夏玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為增多趨勢(shì)。降水量異常偏多或顯著偏少年份,夏玉米產(chǎn)量均較低,而降水量正常的年份,667 m2產(chǎn)量大部分年份為正距平,說(shuō)明降水偏多或偏少均不利于夏玉米生長(zhǎng),適宜的降水量對(duì)夏玉米產(chǎn)量的相對(duì)穩(wěn)定有利。夏玉米播種期、苗期、拔節(jié)期、抽雄授粉期和乳熟期的降水量與夏玉米667 m2產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān),其中播種期的相關(guān)性最不明顯,成熟收獲期降水量與夏玉米產(chǎn)量呈正相關(guān)。近年來(lái),全球暖干化加劇,極端天氣氣候事件頻發(fā),因此鄆城縣要結(jié)合夏玉米的生長(zhǎng)特性及其對(duì)水分的需求特點(diǎn),培育地域性優(yōu)良品種,加強(qiáng)旺長(zhǎng)期肥水管理,做好夏玉米生產(chǎn)氣象服務(wù)保障工作。
參考文獻(xiàn):
[1] 張志興.玉米種植的氣候條件分析與研究[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備,2018(3):71-72.
[2] 李少芹.分析玉米種植的氣候條件:以山東地區(qū)為例[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)信息,2015(15):101.
[3] 王柳,熊偉,溫小樂(lè),等.溫度降水等氣候因子變化對(duì)中國(guó)玉米產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2014,30(21):138-146.
[4] 紀(jì)瑞鵬,張玉書(shū),姜麗霞,等.氣候變化對(duì)東北地區(qū)玉米生產(chǎn)的影響[J].地理研究,2012,31(2):290-298.
[5] 王平華.氣象條件對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究[D].沈陽(yáng):沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué),2017.
(責(zé)任編輯:敬廷桃" 張春雨)