遼北地區氣象條件對大豆產量的影響

方　胄　陳雅娟

摘要 研究了遼北地區氣象條件對大豆產量的影響,結果表明:大豆產量受氣象條件制約,溫度、日照與水分均是影響大豆產量的主要因素;應用氣象產量最優回歸方程可有效預報大豆的產量。

關鍵詞 大豆產量;氣象條件;影響;遼北地區

中圖分類號 S565.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0022-02

遼北地區是遼寧省大豆的主產區,從歷史資料看,大豆產量波動很大,直接影響著大豆產業的發展。近年來,隨著生產水平的提高,國家對大豆的栽培技術投入加大,研究開發的大豆新品種層出不窮,生產措施不斷完善,大豆產量也有較大提高,但由于氣候變化不穩定,大豆產量的波動幅度也隨之增大。為了找出影響大豆產量波動的主要原因,利用計算機客觀地分析大豆高產的氣象因素,以鐵嶺市農業科學院掌握的遼寧北部6個縣(鐵嶺、開愿、昌圖、西豐、法庫、康平)1961～2005年原始數據為依據,對大豆產量和氣象條件進行相關計算和回歸分析,探討大豆產量與熱、水、光等氣象條件的基本關系,研究產量波動的實質、關鍵時期、影響程度及地域變化規律,為合理有效利用氣候資源、科學設計農藝措施、進一步促進大豆高產穩產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究材料

大豆產量資料來自遼北6個縣的數據及分析資料,氣象資料用鐵嶺市氣象局相應年度的溫度、降水、光照資料,計算分析的計算機程序為《大豆模式化栽培研究》中的氣象條件對大豆產量影響的計算分析部分。

1.2 研究對象

大豆產量由趨勢產量和氣象產量構成。趨勢產量由生產條件和人為栽培措施等因素決定,氣象產量由氣象資源及其分布決定。因此,研究氣象條件對大豆產量的影響,必須用氣象產量即逐年實際產量與趨勢產量之差作為研究對象。

1.3 研究方法

遼北地區大豆從出苗至成熟,至少需經14個生物旬段(即5月上旬至9月中旬),對各縣逐旬進行平均氣溫、降水和日照與產量的單、偏相關分析,以相關系數大小與顯著程度研究大豆產量與氣象條件的供求關系。利用計算機的回歸積分計算和逐步回歸分析方法,求出各旬的偏回歸系數,通過平均氣溫、降水量和日照時間等氣象因素的單位變化量對大豆產量的影響程度,篩選主要氣象因子進入回歸方程,提出影響大豆產量的主要氣象因子和關鍵時期。再通過多項式配合曲線回歸分析,提出關鍵時期的臨界氣象指標,建立大豆產量的預測預報數學模型,以達到大豆氣象產量的預報。

2 結果與分析

2.1 大豆產量的波動受氣象條件制約

經45年氣象產量和實際產量對比可看出,各縣的氣象產量有12年均為負值,致使鐵嶺市在這12年中大豆明顯減產;有8年均為正值,鐵嶺市大豆明顯增產。

根據研究的氣象產量預報方程,計算出的估計產量(預報產量)和實際產量基本吻合,充分說明大豆產量受氣象條件制約。因為實際產量包含著不同的氣象條件影響,而預報產量是在計算出氣象產量后加上趨勢產量進行預報,也考慮了氣象影響,因此,遼北地區大豆平均單產波動主要是氣象條件決定的。

2.2 氣象資源總量對大豆產量影響不顯著

統計45年歷史資料,大豆生育季節平均積溫為2 989.5～3 150.9℃,平均降水為394.1～580.7mm,平均日照時數為1 084.8～1 261.1h。對大豆生育期間的溫度、降水和日照總積累量與大豆產量進行相關分析,共計算出18個相關系數,除昌圖縣日照積累量與氣象產量呈負相關外,其余5個縣的17個相關系數均不顯著。

從以上計算分析可看出,遼北地區氣象資源總量和大豆生產供求矛盾不突出,說明遼北地區溫、光、水資源總量基本適合大豆生長發育的需求。

2.3 熱量是影響大豆產量的主要因素,而分布不適宜是影響的關鍵

回歸積分計算比較各氣象要素對產量影響程度可看出,平均氣溫對產量的影響最大。通過計算得出,平均氣溫每增加1℃,最大可增產3.87kg,最大可減產3.16kg,影響變幅7.03kg。平均降水量每增加1mm,最大可增產1.51kg,最大可減產0.28kg,影響幅度1.79kg。平均日照每小時增加1h,最大可增產0.33kg,最大可減產0.32kg。消除三者不同量綱影響,以平均氣溫對大豆產量的影響最大。

另外,經相關分析,相關系數達到0.05信度標準的38個相關系數中,平均氣溫占15個。由逐步回歸分析,選進最優方程的17個項次氣象因素中,平均氣溫占9項次。大量分析資料證明,溫度是影響遼北大豆產量的關鍵氣象因子。

溫度對大豆產量的影響是由于各生物旬段分布不適宜所致,實際得出在鐵嶺5月下旬以前為負效應,即溫度增加產量減少;6月下旬至8月中旬為正效應,即溫度增加產量亦增;8月下旬以后又變為負效應。

以上分析可知,遼北地區溫度對大豆產量影響有一定規律,幼苗期和鼓粒期,隨溫度增加產量降低;開花結莢期,隨溫度增加產量增加。根據這一規律,在栽培上苗期應避免出現徒長苗,采取蹲苗措施培育壯苗,促進營養體生長,避免花期過早出現。鼓粒期溫度過高,必然出現日照多降水少,此時正是營養向籽粒輸運的旺盛時期,應注意灌水。

由關鍵時期的平均氣溫與大豆產量關系可以看出,鐵嶺5月中旬平均氣溫高于21.2℃或低于15.9℃,均表現為減產;6月下旬至8月中旬平均氣溫高于23.9℃或低于19.1℃均表現減產;8月下旬低于20.5℃表現為減產。

2.4 日照對大豆產量影響占有重要地位

經逐步回歸分析,在選進回歸方程的17項次因素中,日照占有4次。從相對變差看,日照相對變差為18.6,僅次于平均氣溫(23.9)。通過計算分析得出在遼北地區日照對大豆產量影響基本為無規律變化,主要是各縣所處地理位置不同,大氣云團和降雨過程影響不同所致。有的生育期日照足以滿足需要,如再增加必然帶來溫度增高,而促使植株徒長或縮短開花時間,減少花量,降低結莢率,導致減產;有的生育時期日照少,不利于干物質積累,鼓粒速度慢,秕莢多,也導致減產,如增加光照,則顯著增產。

2.5 關鍵旬降水是影響大豆產量不可忽視的因子

經逐步回歸分析,降水對大豆產量的影響在5月下旬以前和8月上旬以后為負效應,6月上旬至7月下旬為正效應。因此,在栽培上應積極重視降水的關鍵時期,注意天氣預報有無降水,降水過程如低于臨界指標,應灌水予以補充,如高于臨界指標應積極排水。

3 氣象產量預測預報

搞好氣象產量預報,對于及早發出市場信息和為政府有關部門及農民種糧大戶安排生產和銷售貿易計劃有極其重要的意義。通過研究遼北地區氣象條件對大豆產量的影響,基本確定了主要氣象條件對大豆產量影響的程度、關鍵時期及臨界氣象標準,對指導大豆栽培獲得高產有重大作用。雖然溫度、降水和日照之間互相影響、互相牽連,三者以一個有機整體與不同發育時期的大豆植株組成一個復雜的統一體,但還是可以應用氣象產量最優回歸方程,對其定量地加以描述。將有關的氣象指標代入方程中,得到氣象產量值,然后將前3年實際平均產量作為趨勢產量,并與氣象產量一同運算,即趨勢產量加氣象產量便得到預報產量。

4 參考文獻

[1] 魏淑秋.農業氣象統計[M].福州:福建科學技術出版社,1985.

[2] 運籌學試用教材編寫組.運籌學[M].北京:清華大學出版社,1985.

[3] 陳雅娟,賀振昌.氣象條件對大豆產量的影響[J].計算機農業應用,1988(1):23-25,26.

[4] 徐中儒.回歸分析與試驗設計[M].北京:中國農業出版社,1998.

[5] 徐中儒.農業試驗最優回歸設計[M].哈爾濱:黑龍江農業科學技術出版杜,1988.