辽北地区气象条件对大豆产量的影响

方　胄　陈雅娟

摘要 研究了辽北地区气象条件对大豆产量的影响,结果表明:大豆产量受气象条件制约,温度、日照与水分均是影响大豆产量的主要因素;应用气象产量最优回归方程可有效预报大豆的产量。

关键词 大豆产量;气象条件;影响;辽北地区

中图分类号 S565.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)13-0022-02

辽北地区是辽宁省大豆的主产区,从历史资料看,大豆产量波动很大,直接影响着大豆产业的发展。近年来,随着生产水平的提高,国家对大豆的栽培技术投入加大,研究开发的大豆新品种层出不穷,生产措施不断完善,大豆产量也有较大提高,但由于气候变化不稳定,大豆产量的波动幅度也随之增大。为了找出影响大豆产量波动的主要原因,利用计算机客观地分析大豆高产的气象因素,以铁岭市农业科学院掌握的辽宁北部6个县(铁岭、开愿、昌图、西丰、法库、康平)1961～2005年原始数据为依据,对大豆产量和气象条件进行相关计算和回归分析,探讨大豆产量与热、水、光等气象条件的基本关系,研究产量波动的实质、关键时期、影响程度及地域变化规律,为合理有效利用气候资源、科学设计农艺措施、进一步促进大豆高产稳产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究材料

大豆产量资料来自辽北6个县的数据及分析资料,气象资料用铁岭市气象局相应年度的温度、降水、光照资料,计算分析的计算机程序为《大豆模式化栽培研究》中的气象条件对大豆产量影响的计算分析部分。

1.2 研究对象

大豆产量由趋势产量和气象产量构成。趋势产量由生产条件和人为栽培措施等因素决定,气象产量由气象资源及其分布决定。因此,研究气象条件对大豆产量的影响,必须用气象产量即逐年实际产量与趋势产量之差作为研究对象。

1.3 研究方法

辽北地区大豆从出苗至成熟,至少需经14个生物旬段(即5月上旬至9月中旬),对各县逐旬进行平均气温、降水和日照与产量的单、偏相关分析,以相关系数大小与显著程度研究大豆产量与气象条件的供求关系。利用计算机的回归积分计算和逐步回归分析方法,求出各旬的偏回归系数,通过平均气温、降水量和日照时间等气象因素的单位变化量对大豆产量的影响程度,筛选主要气象因子进入回归方程,提出影响大豆产量的主要气象因子和关键时期。再通过多项式配合曲线回归分析,提出关键时期的临界气象指标,建立大豆产量的预测预报数学模型,以达到大豆气象产量的预报。

2 结果与分析

2.1 大豆产量的波动受气象条件制约

经45年气象产量和实际产量对比可看出,各县的气象产量有12年均为负值,致使铁岭市在这12年中大豆明显减产;有8年均为正值,铁岭市大豆明显增产。

根据研究的气象产量预报方程,计算出的估计产量(预报产量)和实际产量基本吻合,充分说明大豆产量受气象条件制约。因为实际产量包含着不同的气象条件影响,而预报产量是在计算出气象产量后加上趋势产量进行预报,也考虑了气象影响,因此,辽北地区大豆平均单产波动主要是气象条件决定的。

2.2 气象资源总量对大豆产量影响不显著

统计45年历史资料,大豆生育季节平均积温为2 989.5～3 150.9℃,平均降水为394.1～580.7mm,平均日照时数为1 084.8～1 261.1h。对大豆生育期间的温度、降水和日照总积累量与大豆产量进行相关分析,共计算出18个相关系数,除昌图县日照积累量与气象产量呈负相关外,其余5个县的17个相关系数均不显著。

从以上计算分析可看出,辽北地区气象资源总量和大豆生产供求矛盾不突出,说明辽北地区温、光、水资源总量基本适合大豆生长发育的需求。

2.3 热量是影响大豆产量的主要因素,而分布不适宜是影响的关键

回归积分计算比较各气象要素对产量影响程度可看出,平均气温对产量的影响最大。通过计算得出,平均气温每增加1℃,最大可增产3.87kg,最大可减产3.16kg,影响变幅7.03kg。平均降水量每增加1mm,最大可增产1.51kg,最大可减产0.28kg,影响幅度1.79kg。平均日照每小时增加1h,最大可增产0.33kg,最大可减产0.32kg。消除三者不同量纲影响,以平均气温对大豆产量的影响最大。

另外,经相关分析,相关系数达到0.05信度标准的38个相关系数中,平均气温占15个。由逐步回归分析,选进最优方程的17个项次气象因素中,平均气温占9项次。大量分析资料证明,温度是影响辽北大豆产量的关键气象因子。

温度对大豆产量的影响是由于各生物旬段分布不适宜所致,实际得出在铁岭5月下旬以前为负效应,即温度增加产量减少;6月下旬至8月中旬为正效应,即温度增加产量亦增;8月下旬以后又变为负效应。

以上分析可知,辽北地区温度对大豆产量影响有一定规律,幼苗期和鼓粒期,随温度增加产量降低;开花结荚期,随温度增加产量增加。根据这一规律,在栽培上苗期应避免出现徒长苗,采取蹲苗措施培育壮苗,促进营养体生长,避免花期过早出现。鼓粒期温度过高,必然出现日照多降水少,此时正是营养向籽粒输运的旺盛时期,应注意灌水。

由关键时期的平均气温与大豆产量关系可以看出,铁岭5月中旬平均气温高于21.2℃或低于15.9℃,均表现为减产;6月下旬至8月中旬平均气温高于23.9℃或低于19.1℃均表现减产;8月下旬低于20.5℃表现为减产。

2.4 日照对大豆产量影响占有重要地位

经逐步回归分析,在选进回归方程的17项次因素中,日照占有4次。从相对变差看,日照相对变差为18.6,仅次于平均气温(23.9)。通过计算分析得出在辽北地区日照对大豆产量影响基本为无规律变化,主要是各县所处地理位置不同,大气云团和降雨过程影响不同所致。有的生育期日照足以满足需要,如再增加必然带来温度增高,而促使植株徒长或缩短开花时间,减少花量,降低结荚率,导致减产;有的生育时期日照少,不利于干物质积累,鼓粒速度慢,秕荚多,也导致减产,如增加光照,则显著增产。

2.5 关键旬降水是影响大豆产量不可忽视的因子

经逐步回归分析,降水对大豆产量的影响在5月下旬以前和8月上旬以后为负效应,6月上旬至7月下旬为正效应。因此,在栽培上应积极重视降水的关键时期,注意天气预报有无降水,降水过程如低于临界指标,应灌水予以补充,如高于临界指标应积极排水。

3 气象产量预测预报

搞好气象产量预报,对于及早发出市场信息和为政府有关部门及农民种粮大户安排生产和销售贸易计划有极其重要的意义。通过研究辽北地区气象条件对大豆产量的影响,基本确定了主要气象条件对大豆产量影响的程度、关键时期及临界气象标准,对指导大豆栽培获得高产有重大作用。虽然温度、降水和日照之间互相影响、互相牵连,三者以一个有机整体与不同发育时期的大豆植株组成一个复杂的统一体,但还是可以应用气象产量最优回归方程,对其定量地加以描述。将有关的气象指标代入方程中,得到气象产量值,然后将前3年实际平均产量作为趋势产量,并与气象产量一同运算,即趋势产量加气象产量便得到预报产量。

4 参考文献

[1] 魏淑秋.农业气象统计[M].福州:福建科学技术出版社,1985.

[2] 运筹学试用教材编写组.运筹学[M].北京:清华大学出版社,1985.

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