皖江地區(qū)玉米生育期降水特征及其對玉米產(chǎn)量影響的研究.pdf

1、水是農業(yè)生產(chǎn)的限制性因子,農業(yè)生產(chǎn)所需水資源主要依賴自然降水,因此一個區(qū)域降水量的多少、降水的穩(wěn)定性等對農業(yè)生產(chǎn)至關重要,降水不足可導致干旱,但過量或過于集中的降水則常帶來嚴重的澇漬災害。玉米是高產(chǎn)糧食作物,由于農業(yè)生產(chǎn)傳統(tǒng)等方面的影響,皖江地區(qū)較少栽培,但隨著氣候變化、玉米栽培技術進步及利用方式多樣化等原因,近年來皖江地區(qū)玉米栽培面積以年均約20％速度快速擴大。玉米喜水不耐澇漬,皖江地區(qū)降水總量大且降水集中的特點,可能會對該地區(qū)玉米的

2、擴大造成不利影響。本文以安慶地區(qū)作為皖江地區(qū)代表,利用1960-2010年的降水、玉米產(chǎn)量資料等,采用小波分析法、滑動平均法等方法分生育期研究了該地區(qū)玉米生長期的降水特征及其對玉米產(chǎn)量的影響,為該地區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展提供科學支撐。其中,玉米的氣候產(chǎn)量分離采用滑動平均法,玉米各生育期降水量的變化規(guī)律采用小波分析法,玉米關鍵期篩選、氣候產(chǎn)量與各生育期降水量模型構建采用逐步回歸等方法。具體結果如下:
　　(1)近51年來安慶地區(qū)玉米相

3、對氣候產(chǎn)量序列正負交替頻繁,正值(氣候增產(chǎn))最大年份出現(xiàn)在1965年,達到55%,負值(氣候減產(chǎn))最小年份出現(xiàn)在1999年,達到-43%,其中氣候增產(chǎn)的年份有1963年、1971年、1972年、1974年、1976年、1978年、1979年、1984年、2003年,減產(chǎn)的年份有1960年、1967年、1969年、1983年、1999年。由于不同年份趨勢產(chǎn)量不同,絕對氣候產(chǎn)量與相對氣候產(chǎn)量在出現(xiàn)上有所不同,其中增產(chǎn)最大的年份為1976年,

4、增產(chǎn)達1252千克/公頃,減產(chǎn)最大為1999年,減產(chǎn)量為1582千克/公頃,51年的平均氣候產(chǎn)量262千克/公頃。這表明,該地區(qū)氣候因素對玉米生產(chǎn)的影響顯著,這也可能是該地區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小的重要原因。采用二次多項式擬合的趨勢產(chǎn)量模型為:Yt=1.0318R2-0.4912T+2070.7.式中Yt代表趨勢產(chǎn)量,t代表年代序列,其中R2=0.6164,模型表明,該地區(qū)玉米的整體生產(chǎn)水平較低,但在短期內存在較大的增產(chǎn)潛力。
　　(2

5、)安慶地區(qū)近51年玉米播種-出苗期降水包含了多個不同尺度的周期變化,形成各種尺度正負相間的振蕩中心,存在明顯的年代和年代際變化。拔節(jié)-抽穗期降水在14a時間尺度上周期振蕩非常顯著,這一尺度的變化在整個時段都有很強的信號;抽穗期-灌漿期降水在8a時間尺度上周期振蕩非常顯著;灌漿期-蠟熟期降水偏少期還沒結束,但等值線逐漸趨于閉合;蠟熟期-成熟期降水在6a尺度上,1960-1978年沒有全域性,1978年以后有較明顯的周期,在8-16a尺度上

6、,1960-1983年有明顯的周期,1983年以后沒有全域性。降水量年際間變化幅度大,曲線波動頻率高,說明降水量年際間枯豐交替頻繁,旱澇災害發(fā)生頻繁,這與玉米氣候產(chǎn)量的變化特征較為吻合,表明降水是影響該地區(qū)玉米生產(chǎn)的重要因素。
　　(3)利用SPSS對玉米各生育期降水的時間序列變化進行研究,擬合的各生育期降水量變化方程分別為:播種-出苗期y=0.1516T+123.59;拔節(jié)-抽穗期y=2.2T+158.46;抽穗期-灌漿期y=0

7、.095T+56.028;灌漿期-蠟熟期y=1.1T+720388;蠟熟期-成熟期y=-0.772T+103.48;全生育期y=0.5612T+102.79;播種-出苗期和拔節(jié)-抽穗期兩期合并為y=1.1763T+141.02。根據(jù)模擬結果,本文研究的時期內,除蠟熟期-成熟期外,其他生育期的降水量均呈增加趨勢。
　　(4)通過線性趨勢法對本文所選取的安慶地區(qū)近51a降水年變化時間序列結合玉米氣候產(chǎn)量進行分析,并用t檢驗方法檢驗傾向

8、是否顯著。結果表明,玉米播種-出苗期降水和拔節(jié)-抽穗期降水t值<0.0001通過95%置信區(qū)間檢驗,通過了顯著性檢驗,并且降水變化趨勢和玉米氣候產(chǎn)量變化趨勢大致相同,即該地區(qū)玉米的播種-出苗期和拔節(jié)-抽穗期為玉米的關鍵生育期。以玉米氣候產(chǎn)量為因變量,五個生育期、全生育期降水量為自變量進行多元逐步回歸,其回歸方程為:y=411.948-5.558R1+4.381R2,式中R1為玉米全生育期降水量,R2為抽穗期-灌漿期降水量。氣候產(chǎn)量與各生

9、育期降水量的回歸方程表明,抽穗期-灌漿期是更重要的生育期,這與通過t檢驗確定的播種-出苗期和拔節(jié)-抽穗期的結果不吻合,其中的問題值得進一步分析。
　　(5)通過對安慶地區(qū)1960-2010年玉米生育期降水的分析,該地區(qū)玉米生育關鍵期為播種-出苗期和拔節(jié)-抽穗期;根據(jù)玉米生育期平均降水量和標準差劃分為5個旱澇等級,播種-出苗期各級的降水量范圍分別為澇:>217.7mm,偏澇:157.6-217.7mm,正常:97.6-157.6mm

10、,偏旱:37.6-97.6mm,旱:<37.6mm。拔節(jié)-抽穗期各級的降水量范圍分別為澇:>407.6mm,偏澇:279.7-407.6mm,正常:151.7-279.7mm,偏旱:23.8-151.7mm,旱:<23.8mm。根據(jù)1960-2010的數(shù)據(jù),安慶地區(qū)玉米播種-出苗期和拔節(jié)-抽穗期的澇年占總年數(shù)的15.7%和11.8%,旱年占總年數(shù)的5.9%和9.8%,安慶澇年出現(xiàn)的機率稍多于旱年。而偏澇和偏旱的年份各占15.7%、13.