基于分期播種氣溫對大豆生長速度及產量的影響

梁群等

摘 要：為了保障糧食生產安全，合理安排農業生產，探討遼寧西部地區大豆生產中的農業氣象問題，通過大豆分期播種實驗，運用數理統計和氣候診斷分析方法，分析氣溫變化對大豆出苗速度、營養生長、生殖生長發育速度及產量的影響。結果表明：氣溫變化對大豆生長速度和產量的影響十分顯著，在水分基本滿足的條件下，氣溫升高積溫增加，大豆播種至開花階段生長速度加快，開花至成熟階段生長速度減慢。當≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d，大豆產量表現最佳，在適宜氣溫情況下播種，≥10℃積溫每增加100℃·d，產量增加約294kg/hm2。

關鍵詞：大豆；分期播種；氣溫；產量

中圖分類號 S515 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）05-134-04

Abstract：In order to ensure food safety and reasonable arrangements for agricultural production，to explore western Liaoning soybean production in the agricultural meteorology problem by soybean stages seeding experiments，the use of mathematical statistics and diagnostic analysis of climate，analyze temperature changes on seed germination rate，vegetative growth，growth and development of the reproductive rate and yield. The results show that：the temperature changes affect the growth rate and yield of soybean is very significant in the water to satisfy the basic conditions，temperatures accumulated increased soybean planting to flowering stage of accelerated growth，flowering to maturity growth rate slows down. When≥10℃ accumulated temperature in 2 850～3 050℃·d between soybean yield the best performance，sowing under appropriate temperature conditions，≥10℃ accumulated temperature for each additional 100℃·d，production increased by approximately 294kg/hm2.

Key words：Soybean；Staging sowing；Temperature；Yield

大豆是我國主要的油料作物之一，在保障國家糧食安全中占有重要位置。近些年來，遼寧西部地區大豆產量低而不穩，播種面積呈逐漸減少趨勢，不僅嚴重影響了農作物種植結構，也影響了農民的經濟收入，挫傷了農民種植大豆的積極性。究其原因，政策體系、生產水平、氣候變化等方面對大豆生產影響最大[1-2]，而氣候變化則是導致大豆產量不穩的主要因素之一。關于大豆生產的農業氣象問題，20世紀末程桂敏等[3]分析了黑龍江墾區大豆高產的氣象原因，并提出了生產對策；汪慧芳等[4]研究了浙西丘陵山區春大豆產量與氣象條件的關系；21世紀初陳若禮等[5]對安徽省濉溪縣夏大豆生育期間氣候資源進行了分析；近年來孫培樂等[6]研究了春大豆不同播期的光溫生態特性，戚尚恩等[7]也分析了影響夏大豆生長的關鍵氣象因子和生育階段。這些研究從不同角度揭示了大豆生產中的農業氣象問題，帶給農業生產一定的啟示和指導作用。在氣候變暖情景下，針對遼寧西部地區大豆生產存在的農業氣象問題，本文采用分期播種較為傳統的農業生態學的研究方法，分析大豆在不同氣候條件下，播種至出苗、營養生長、生殖生長等不同生長階段發育速度與氣候變化的關系，以及氣候變化對大豆產量的影響，為解決遼西地區大豆產量低而不穩所存在的農業氣象問題提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源 大豆發育期及產量資料來自于遼寧省水土保持研究所實驗基地1998、1999年和朝陽縣氣象局2011、2012年大豆分期播種實驗。氣象資料取自朝陽縣氣象站1998、1999、2011和2012年4～10月的逐日氣溫資料。

1.2 實驗設計 供試大豆品種為‘鐵豐18和‘鐵豐29。實驗分5個播種期，播種期從4月20日開始每10d間隔，播種時遇到降雨天氣適時后延，每個播種期設3次重復，隨機排列，小區面積18m2，播種栽培方式與大田相同。遼西地區春季干旱較為嚴重，播種前5d小區灌溉，播種時將土壤濕度保持在17%～24%，確保大豆種子發芽和出苗速度不受水分的制約。

1.3 分析方法 應用最小二乘法、相關分析、線性模擬等氣候診斷分析[8]方法，分別建立大豆播種至出苗、營養生長和生殖生長等不同生長階段發育速度、產量與平均氣溫、積溫的統計相關模式（表1）。數據處理分析過程在Excel2003軟件[9]支持下進行。

2.5 氣溫對大豆產量的影響 氣候變化對大豆各個生長時期生長速度的影響最終在產量上體現出來。實驗結果顯示，在4月20日至5月30日5個播種期次中，4月30日和5月10日產量最高，播種過早產量較低，播種過晚產量則更低。播種期平均氣溫在15.0～20.0℃表現出最高產量，這一溫度范圍可以保證大豆正常發芽和出苗速度，特別是這一時期播種可以使大豆出苗之后的各個生長階段處在適宜的氣候環境條件之中，因而可以獲得最高產量。模式（12）顯示，大豆產量與全生育期≥10℃積溫呈二次項關系，并達到極顯著水平。從圖6可以看出，當≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d大豆產量最高，這是來自4月30日和5月10日播種期的貢獻。在分期播種實驗中，雖然各個期次都能成熟，但≥10℃積溫低于2 850℃·d的產量（如5月30日播期）相對較低；而當≥10℃積溫高于3 050℃·d時，產量也反映出低水平，是因播種過早（如4月20日播期）出苗過緩而造成。通過對后4個播期（4月30日、5月10日、5月20日和5月30日）分析，大豆產量與≥10℃積溫呈線性關系，建立模式為y產量=2.9398∑t≥10℃-5 708.4（r=0.794 4，P<0.01），由此模式推算≥10℃積溫每增加100℃·d，產量增加約294kg/hm2。

3 結論

（1）通過分期播種實驗得出，遼寧西部地區氣候變化對大豆生長發育及產量的影響是顯著的，當水分條件適宜的情況下，大豆不同生長發育階段對氣溫的反應不同，平均氣溫每升高1℃，大豆出苗將提前1.2d，營養生長階段縮短3.7d，生殖生長階段延長2.8d。大豆播種至出苗期下限溫度為8.7℃，適宜播種溫度為12℃，最佳播種溫度為15～20℃。

（2）大豆播種至出苗階段需要≥10℃積溫最低為109.4℃·d；營養生長階段需要≥10℃積溫最低值為

1 144℃·d；生殖生長階段需要≥10℃積溫最低值為

1 217℃·d；全生育期需要≥10℃積溫最低為2 589℃·d。播種出苗至成熟≥10℃積溫每增加100℃·d，生育期可延長4～5d。

（3）分期播種實驗結果表明，最高產量出現在播期4月30日，過早和過晚播種產量均較低。大豆產量與全生育期≥10℃積溫緊密相關，當≥10℃積溫在2 850～3 050℃·d時大豆產量最高。在適宜氣溫情況下播種，

≥10℃積溫每增加100℃·d，產量增加約294kg/hm2。

4 討論

（1）通過分期播種實驗，進一步了解了大豆不同生育階段對氣候條件的響應，當水分條件滿足的情況下，其生長發育對溫度條件反應十分敏感，在營養生長階段氣溫高可加快生長速度，而生殖生長階段氣溫高可贏得干物質積累的過程和時間，說明夏半年氣候變暖對大豆生產是有利的。氣候變暖遼西地區≥10℃積溫增加約200℃·d[10]，可以考慮引入偏晚熟大豆品種以及喜溫作物的比例，從而提高作物產量水平。但遼西地區在氣候變暖的同時存在著嚴重的水分不足，據分析近年代遼西地區作物生長季降水量減少約30～40mm[11]，干旱程度有增無減氣候變干，氣候干旱對大豆干物質積累和產量形成造成不利影響，尤其使開花至成熟期縮短，高溫干旱迫使大豆加速成熟，從而造成減產。農作物生長季干旱日趨加重和頻繁，對農業生產是不利的。

（2）在氣候變暖的過程中，農業生產要采取積極應對措施。其一，從近年來對氣候變化研究的結果看，遼西地區年平均氣溫升高0.6～0.8℃[10]，冬季高于夏季，并以最低溫度升高為主。為此，切實掌握氣候變暖的變化幅度和分布特征，才有利于農業產業結構調整工作，應用氣候變暖所帶來的熱量資源擴大喜溫作物種植比例，適當引進擴大大豆中晚熟品種，提高單位面積產量水平。其二，遼西地區氣溫升高伴隨著降水量的減少，干旱化趨勢明顯，為了充分利用熱量資源，必須以防御農業干旱為前提，大力修建水利工程、農田水利工程、擴大農田灌溉面積，研發推廣抗旱、節水栽培技術，引進、培育抗旱品種，以此來防御干旱的威脅。

參考文獻

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[3]程掛敏，王國林，陳道榮.大豆高產的氣象原因與生產對策[J].中國農業氣象，1996，17（3）：28-29，32.

[4]汪慧芳，毛健.浙西丘陵山區春大豆產量與氣象條件的關系[J].中國農業氣象，1994，15（6）：32-34.

[5]陳若禮，楊義發，張愛華，等.安徽省濉溪縣夏大豆生育期間氣候資源分析[J].大豆通報，2005（2）：4-6.

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[10]周廣學，李普慶，周曉東.遼寧西部地區光熱水資源變化對農業生產的影響[J].中國農業氣象，2011，32（增刊）：38-42.

[11]張國林，戴海燕，隋景躍.近60年農業生產期干旱發生風險分析[J].中國農學通報，2014，30（32）：227-231.

（責編：張宏民）