遼北地區(qū)氣象條件對大豆產(chǎn)量的影響

方　胄　陳雅娟

摘要 研究了遼北地區(qū)氣象條件對大豆產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明:大豆產(chǎn)量受氣象條件制約,溫度、日照與水分均是影響大豆產(chǎn)量的主要因素;應(yīng)用氣象產(chǎn)量最優(yōu)回歸方程可有效預(yù)報大豆的產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞 大豆產(chǎn)量;氣象條件;影響;遼北地區(qū)

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

遼北地區(qū)是遼寧省大豆的主產(chǎn)區(qū),從歷史資料看,大豆產(chǎn)量波動很大,直接影響著大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來,隨著生產(chǎn)水平的提高,國家對大豆的栽培技術(shù)投入加大,研究開發(fā)的大豆新品種層出不窮,生產(chǎn)措施不斷完善,大豆產(chǎn)量也有較大提高,但由于氣候變化不穩(wěn)定,大豆產(chǎn)量的波動幅度也隨之增大。為了找出影響大豆產(chǎn)量波動的主要原因,利用計算機(jī)客觀地分析大豆高產(chǎn)的氣象因素,以鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)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(shù)據(jù)為依據(jù),對大豆產(chǎn)量和氣象條件進(jìn)行相關(guān)計算和回歸分析,探討大豆產(chǎn)量與熱、水、光等氣象條件的基本關(guān)系,研究產(chǎn)量波動的實質(zhì)、關(guān)鍵時期、影響程度及地域變化規(guī)律,為合理有效利用氣候資源、科學(xué)設(shè)計農(nóng)藝措施、進(jìn)一步促進(jìn)大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

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

1.2 研究對象

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

1.3 研究方法

遼北地區(qū)大豆從出苗至成熟,至少需經(jīng)14個生物旬段(即5月上旬至9月中旬),對各縣逐旬進(jìn)行平均氣溫、降水和日照與產(chǎn)量的單、偏相關(guān)分析,以相關(guān)系數(shù)大小與顯著程度研究大豆產(chǎn)量與氣象條件的供求關(guān)系。利用計算機(jī)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(shù),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(chǎn)量的影響程度,篩選主要氣象因子進(jìn)入回歸方程,提出影響大豆產(chǎn)量的主要氣象因子和關(guān)鍵時期。再通過多項式配合曲線回歸分析,提出關(guān)鍵時期的臨界氣象指標(biāo),建立大豆產(chǎn)量的預(yù)測預(yù)報數(shù)學(xué)模型,以達(dá)到大豆氣象產(chǎn)量的預(yù)報。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆產(chǎn)量的波動受氣象條件制約

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

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

2.2 氣象資源總量對大豆產(chǎn)量影響不顯著

統(tǒng)計45年歷史資料,大豆生育季節(jié)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(shù)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(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)分析,共計算出18個相關(guān)系數(shù),除昌圖縣日照積累量與氣象產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)外,其余5個縣的17個相關(guān)系數(shù)均不顯著。

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

2.3 熱量是影響大豆產(chǎn)量的主要因素,而分布不適宜是影響的關(guān)鍵

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

另外,經(jīng)相關(guān)分析,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.05信度標(biāo)準(zhǔn)的38個相關(guān)系數(shù)中,平均氣溫占15個。由逐步回歸分析,選進(jìn)最優(yōu)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(chǎn)量的關(guān)鍵氣象因子。

溫度對大豆產(chǎn)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(fù)效應(yīng),即溫度增加產(chǎn)量減少;6月下旬至8月中旬為正效應(yīng),即溫度增加產(chǎn)量亦增;8月下旬以后又變?yōu)樨?fù)效應(yīng)。

以上分析可知,遼北地區(qū)溫度對大豆產(chǎn)量影響有一定規(guī)律,幼苗期和鼓粒期,隨溫度增加產(chǎn)量降低;開花結(jié)莢期,隨溫度增加產(chǎn)量增加。根據(jù)這一規(guī)律,在栽培上苗期應(yīng)避免出現(xiàn)徒長苗,采取蹲苗措施培育壯苗,促進(jìn)營養(yǎng)體生長,避免花期過早出現(xiàn)。鼓粒期溫度過高,必然出現(xiàn)日照多降水少,此時正是營養(yǎng)向籽粒輸運的旺盛時期,應(yīng)注意灌水。

由關(guān)鍵時期的平均氣溫與大豆產(chǎn)量關(guān)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(xiàn)為減產(chǎn);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(xiàn)減產(chǎn);8月下旬低于20.5℃表現(xiàn)為減產(chǎn)。

2.4 日照對大豆產(chǎn)量影響占有重要地位

經(jīng)逐步回歸分析,在選進(jìn)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(qū)日照對大豆產(chǎn)量影響基本為無規(guī)律變化,主要是各縣所處地理位置不同,大氣云團(tuán)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(jié)莢率,導(dǎo)致減產(chǎn);有的生育時期日照少,不利于干物質(zhì)積累,鼓粒速度慢,秕莢多,也導(dǎo)致減產(chǎn),如增加光照,則顯著增產(chǎn)。

2.5 關(guān)鍵旬降水是影響大豆產(chǎn)量不可忽視的因子

經(jīng)逐步回歸分析,降水對大豆產(chǎn)量的影響在5月下旬以前和8月上旬以后為負(fù)效應(yīng),6月上旬至7月下旬為正效應(yīng)。因此,在栽培上應(yīng)積極重視降水的關(guān)鍵時期,注意天氣預(yù)報有無降水,降水過程如低于臨界指標(biāo),應(yīng)灌水予以補充,如高于臨界指標(biāo)應(yīng)積極排水。

3 氣象產(chǎn)量預(yù)測預(yù)報

搞好氣象產(chǎn)量預(yù)報,對于及早發(fā)出市場信息和為政府有關(guān)部門及農(nóng)民種糧大戶安排生產(chǎn)和銷售貿(mào)易計劃有極其重要的意義。通過研究遼北地區(qū)氣象條件對大豆產(chǎn)量的影響,基本確定了主要氣象條件對大豆產(chǎn)量影響的程度、關(guān)鍵時期及臨界氣象標(biāo)準(zhǔn),對指導(dǎo)大豆栽培獲得高產(chǎn)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(jī)整體與不同發(fā)育時期的大豆植株組成一個復(fù)雜的統(tǒng)一體,但還是可以應(yīng)用氣象產(chǎn)量最優(yōu)回歸方程,對其定量地加以描述。將有關(guān)的氣象指標(biāo)代入方程中,得到氣象產(chǎn)量值,然后將前3年實際平均產(chǎn)量作為趨勢產(chǎn)量,并與氣象產(chǎn)量一同運算,即趨勢產(chǎn)量加氣象產(chǎn)量便得到預(yù)報產(chǎn)量。

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