解志佳+呂艷杰+崔澤宇+孔偉慶+楊德光
摘要:利用國(guó)家氣象中心1971-2011年的氣象數(shù)據(jù),系統(tǒng)分析了呼蘭區(qū)41年內(nèi)氣溫變化規(guī)律。結(jié)果表明,呼蘭區(qū)≥10 ℃的有效積溫變化范圍為2 378.5~3 007.2 ℃,5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì);呼蘭區(qū)玉米苗期平均溫度變化范圍為16.11~22.50 ℃,5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率較大,但整體呈震蕩上升趨勢(shì);玉米拔節(jié)期平均溫度變化范圍為20.02~25.92 ℃,5年滑動(dòng)平均曲線呈明顯的波動(dòng)變化;開花期平均溫度變化范圍為18.28~26.61 ℃,5年滑動(dòng)平均曲線處于平穩(wěn)狀態(tài);灌漿成熟期平均溫度變化范圍為16.41~20.37 ℃,5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。這些結(jié)果表明呼蘭區(qū)玉米生育各階段溫度基本能滿足玉米生長(zhǎng)發(fā)育的需求,近15年玉米生育期內(nèi)有效積溫的震蕩升高有利于選擇中晚熟玉米品種,但干旱發(fā)生的幾率增大。
關(guān)鍵詞:玉米;平均溫度;積溫;哈爾濱市呼蘭區(qū)
中圖分類號(hào):S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)18-4268-04
20世紀(jì)以來(lái),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到了極大的改善,生產(chǎn)力水平明顯提高,然而氣象條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接或間接的不良影響日益突出,不斷變化的氣候條件仍然是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素[1,2]。近57年來(lái),中國(guó)北方地區(qū)氣溫的增加趨勢(shì)呈非對(duì)稱性,西北西部和東北表現(xiàn)較明顯的增溫現(xiàn)象,并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)其他各地的增溫幅度[3,4]。隨著溫度持續(xù)上升,勢(shì)必導(dǎo)致降水量的變化以及高溫、干旱等極端氣候事件的頻繁發(fā)生[5]。黑龍江省農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃分為6個(gè)積溫帶[6],哈爾濱市呼蘭區(qū)屬于第一積溫帶,是黑龍江省玉米生產(chǎn)熱量條件較好的區(qū)域。氣溫帶的劃分始于20世紀(jì)80年代,但近10年來(lái)由于氣溫的變化使得生長(zhǎng)季內(nèi)總積溫增加,生長(zhǎng)季延長(zhǎng),玉米品種和播期都應(yīng)有相應(yīng)的調(diào)整。因此,研究玉米生育階段氣溫變化趨勢(shì)對(duì)呼蘭區(qū)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響,對(duì)指導(dǎo)呼蘭區(qū)玉米生產(chǎn)具有重要的參考意義。
1 材料與方法
1.1 氣象資料來(lái)源
主要利用的氣象數(shù)據(jù)來(lái)自于國(guó)家氣象中心,氣象資料為呼蘭區(qū)氣象站點(diǎn)(1971-2011年)的逐日氣象資料,包括連續(xù)41年的逐日平均氣溫。
1.2 玉米生育時(shí)期調(diào)查
玉米生育期以呼蘭區(qū)主栽玉米品種先玉335為主進(jìn)行統(tǒng)計(jì),根據(jù)玉米生產(chǎn)的實(shí)際情況,把呼蘭區(qū)的玉米種植從出苗至成熟分為4個(gè)階段:苗期為5月15日~6月22日;拔節(jié)期為6月23日~7月23日;開花期為7月24日~7月28日;成熟期為7月29日~9 月29日。全生育期在5月15日~9月29日。
1.3 數(shù)據(jù)處理
為反映溫度變化趨勢(shì),對(duì)呼蘭區(qū)玉米生育期內(nèi)平均溫度和有效積溫進(jìn)行一元線性回歸、5年滑動(dòng)平均分析。用Excel 2012進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖,采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
滑動(dòng)平均法的計(jì)算公式為:
2 結(jié)果與分析
2.1 呼蘭區(qū)玉米有效積溫逐年變化趨勢(shì)
積溫常作為熱量指標(biāo)衡量某地區(qū)熱量條件是否滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要。我國(guó)的主要玉米早熟品種所需的有效積溫為2 000~2 200 ℃,中熟品種所需的有效積溫為2 300~2 600 ℃,晚熟品種所需的有效積溫為2 500~2 800 ℃,個(gè)別晚熟品種可達(dá)到3 000 ℃[7]。近41年呼蘭區(qū)全生育期≥10 ℃有效積溫的變化范圍為2 378.5~3 007.2 ℃(圖1),相鄰兩年≥10 ℃有效積溫最大差值為304.5 ℃,最小差值為5.7 ℃。≥10 ℃有效積溫變化分為兩個(gè)階段:第一階段是1971-1994年,大多數(shù)年份的≥10 ℃有效積溫低于全生育期平均值2 700 ℃;第二階段為1995-2011年,≥10℃有效積溫全部高于2 700 ℃,2000年有效積溫甚至超過(guò)3 000 ℃。黑龍江省玉米第一積溫帶積溫為2 700 ℃以上,而呼蘭區(qū)自1995年來(lái)有效積溫均明顯高于2 700 ℃,近幾年逐漸超過(guò)中熟品種的積溫需求,適宜種植晚熟玉米品種?!?0 ℃有效積溫5年滑動(dòng)平均值整體呈波動(dòng)上升趨勢(shì),全生育期最大變幅為628.7 ℃。變化趨勢(shì)分為兩個(gè)階段:第一階段為20世紀(jì)70、80年代,其積溫都在平均值的下方;第二部分為2000年以后,積溫基本都在平均值的上方,其中2000年更是達(dá)到最高值3 007.2 ℃。
2.2 呼蘭區(qū)玉米各生育時(shí)期平均溫度逐年變化情況
2.2.1苗期日平均溫度逐年變化 玉米出苗適宜溫度15~20 ℃,呼蘭區(qū)玉米苗期平均溫度變化為16.11~22.50 ℃(圖2),大部分都滿足玉米出苗的要求,個(gè)別年份高于適宜溫度要求。苗期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率較大,1973-1980年處于大幅度波動(dòng)上升趨勢(shì),1981-1991年處于緩慢波動(dòng)下降趨勢(shì),1992年之后又呈現(xiàn)大幅度上升趨勢(shì)。苗期溫度逐漸升高有利于加快玉米發(fā)芽速度,提高玉米苗期抗病性,同時(shí)使播種期提前。
2.2.2 呼蘭區(qū)拔節(jié)期日平均溫度逐年變化 春玉米在日平均溫度達(dá)到18 ℃時(shí)開始拔節(jié),拔節(jié)期適宜溫度為18~22 ℃。呼蘭區(qū)玉米拔節(jié)期平均溫度變化范圍為20.02~25.92 ℃(圖3),表明呼蘭區(qū)玉米拔節(jié)期平均溫度整體高于玉米拔節(jié)期需求,41年中只有14年平均溫度和玉米拔節(jié)期需求吻合,多數(shù)年份平均溫度略高于玉米拔節(jié)期需求。拔節(jié)期是玉米生殖生長(zhǎng)的開始階段,當(dāng)溫度升高,玉米拔節(jié)的速度加快,容易造成基部節(jié)間伸長(zhǎng)過(guò)快從而導(dǎo)致后期倒伏,但有利于幼穗發(fā)育。拔節(jié)期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率明顯,為4個(gè)階段,1973-1985年處于緩慢波動(dòng)下降趨勢(shì),1986-1999年處于大幅度波動(dòng)上升趨勢(shì),2000年之后又處于大幅度下降趨勢(shì),整體屬于緩慢波動(dòng)上升。
2.2.3 開花期日平均溫度逐年變化 開花期溫度要求為26~27 ℃,呼蘭區(qū)開花期平均溫度變化范圍為18.28~26.61 ℃(圖4),開花期平均溫度不滿足最適溫度要求,只有近幾年的幾個(gè)年份達(dá)到了溫度要求,嚴(yán)重影響開花期玉米正常散粉。開花期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線整體處在平穩(wěn)狀態(tài),說(shuō)明開花期溫度變化不顯著,只有1990年出現(xiàn)一個(gè)極值。當(dāng)開花期溫度和濕度適宜時(shí),可以使開花期協(xié)調(diào),授粉良好,溫度高于要求時(shí),會(huì)使花期不能很好相遇,花粉粒失水,喪失發(fā)芽能力,花柱過(guò)早枯萎,壽命縮短,影響授粉,造成禿頂和缺粒。
2.2.4 灌漿成熟期日平均溫度逐年變化特征 灌漿成熟期適宜溫度為22~24 ℃,呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍16.41~20.37 ℃(圖5),不難看出灌漿成熟期的平均溫度低于適宜溫度,不滿足灌漿成熟期玉米生長(zhǎng)需求,嚴(yán)重影響玉米的子粒形成。溫度若低于16 ℃,玉米光合作用就會(huì)降低,光合有效面積減少,淀粉酶的活性受到抑制,從而影響淀粉的合成、運(yùn)輸和積累,玉米干粒重降低,出子率低[8]。灌漿成熟期平均溫度的5年滑動(dòng)平均值整體處于大幅波動(dòng)上升趨勢(shì),只有個(gè)別年份有略微下降趨勢(shì),平均溫度在灌漿成熟期上升幅度最大。在溫度適宜范圍內(nèi),灌漿成熟期溫度越高,干物質(zhì)積累速度越快。
2.2.5 全生育期日平均溫度逐年變化特征 從圖6可以看出,呼蘭區(qū)41年平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,平均值為19.74 ℃,最大差值為3.99 ℃,其中1972年最低,2000年最高。5年滑動(dòng)平均曲線顯示平均氣溫在1991年之前處于平穩(wěn)狀態(tài),1991年開始持續(xù)攀升,在2009年達(dá)到最高點(diǎn),表明全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。
3 小結(jié)與討論
玉米生育期熱量條件是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵氣象因子。已有研究表明[9-12]東北地區(qū)主要作物生長(zhǎng)季氣候變化有明顯的暖化趨勢(shì),平均溫度表現(xiàn)為穩(wěn)定的升高趨勢(shì)。苗期和拔節(jié)期平均溫度均高于生物學(xué)溫度[13]。平均氣溫還與出苗速率、生長(zhǎng)速率呈線性關(guān)系,氣溫每上升10 ℃,出苗速率提升17%,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)速率提升5%[14]。灌漿成熟期的平均溫度一般為16.7~23.5 ℃,不能滿足玉米灌漿需求[15]。本研究表明,呼蘭區(qū)≥10℃有效積溫變化范圍為2 378.5~3 007.2 ℃,達(dá)到晚熟春播品種所需的積溫需求。農(nóng)作物生長(zhǎng)期熱量資源的升高,有利于擴(kuò)大農(nóng)作物的耕作范圍,并且大幅度提高作物產(chǎn)量。積溫越高,作物生長(zhǎng)越快[13]?!?0 ℃有效積溫的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米苗期平均溫度變化范圍為16.11~22.50 ℃,能滿足玉米出苗和生長(zhǎng)發(fā)育的要求。苗期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率較大,但整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米拔節(jié)期平均溫度變化范圍為20.02~25.92 ℃,高于拔節(jié)期玉米需求,不利于抗倒伏,有利幼穗分化。拔節(jié)期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線呈明顯的波動(dòng)變化。呼蘭區(qū)玉米開花期平均溫度變化范圍為18.28~26.61 ℃,低于開花期玉米最適溫度要求,不利于花粉粒的形成,影響正常授粉。開花期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線處于平穩(wěn)狀態(tài)。呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍為16.41~20.37 ℃,低于灌漿成熟期玉米需求,影響淀粉合成、運(yùn)輸和積累,影響子粒形成,導(dǎo)致產(chǎn)量降低。灌漿成熟期的平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)全生育期平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。宋世娟等 [16] 研究認(rèn)為,玉米生長(zhǎng)后期氣象條件匹配合理,將有利于光合產(chǎn)物積累,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn),因此如何充分利用呼蘭區(qū)的溫度變化,選擇適宜的玉米品種,使玉米產(chǎn)量形成期處于最適熱量條件下,是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵。
熱量資源是決定一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素,一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、作物布局、品種搭配、耕作制度,在一定程度上取決于作物生育期間的溫度變化。隨著溫度的持續(xù)增長(zhǎng),開花期和灌漿成熟期的溫度會(huì)越來(lái)越接近玉米最適溫度要求,有利于玉米的成熟和高產(chǎn);而較高的苗期溫度和拔節(jié)期溫度會(huì)持續(xù)攀升,遠(yuǎn)高于適宜溫度,并且造成水分損失,這也是呼蘭區(qū)未來(lái)需要注意和解決的問(wèn)題,可以采取提前播種時(shí)期,做好蓄水保墑,增加灌溉設(shè)施,種植耐旱品種等措施。
參考文獻(xiàn)
[1] 曹 玲,鄧振鏞,竇永祥,等.氣候變暖對(duì)河西走廊綠洲灌區(qū)玉米產(chǎn)量影響及對(duì)策研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2008,28(5):1043-1048.
[2] 常向陽(yáng),姚華鋒等.農(nóng)業(yè)技術(shù)選擇影響因素的實(shí)證分析[J].中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì),2005(10):36-42
[3] 王海軍,張 勃,趙傳燕,等.中國(guó)北方近57年氣溫時(shí)空變化特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2009,28(4):643-650.
[4] 任國(guó)玉,徐銘志,初子瑩,等.近54年中國(guó)地面氣溫變化[J].氣候與環(huán)境研究,2005,10(4):717-727.
[5] 王 萍,李廷全,閆 平,等.近年黑龍江省春旱頻繁發(fā)生的研究分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2005,14(3):95-98.
[6] 于榮環(huán),孫孟梅.黑龍江省熱量資源及積溫帶的劃分[J].黑龍江氣象,2010,29(5):68-71.
[7] 曹衛(wèi)星.作物栽培學(xué)總論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.
[8] 魏 湜,曹廣才,高 潔,等.玉米生態(tài)基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2010.
[9] 王秀芬,楊艷昭,尤 飛.黑龍江省氣候變化及其對(duì)玉米生產(chǎn)潛力的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(5):25-29.
[10] 毛恒青,萬(wàn) 暉.華北,東北地區(qū)積溫的變化[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2000,21(3):1-5.
[11] 孫鳳華,任國(guó)玉,趙春雨,等.中國(guó)東北地區(qū)及不同典型下墊面的氣溫異常變化分析[J].地理科學(xué),2005,25(2):167-171
[12] 孫鳳華,楊素英,陳鵬獅,等.東北地區(qū)近44年的氣候暖干化趨勢(shì)分析及可能影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24(7):751-755.
[13] 張榮霞,隋 巖,楊秀華,等.聊城地區(qū)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響與對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2010,31(增1):40-42.
[14] 扈艷萍,曹敏建,劉 敏,等.遼寧省玉米主產(chǎn)區(qū)氣候因子與玉米產(chǎn)量相關(guān)性的研究[J].玉米科學(xué),2008,16(3):140-146
[15] 馬玉平,王石立,李維京,等.基于作物生長(zhǎng)模型的玉米生殖期冷害致災(zāi)因子研究[J].作物學(xué)報(bào),2011,37(9):1642-1649
[16] 宋世娟,柳金來(lái),騰文星,等.王米群體光合性能與氣象因素及產(chǎn)量的關(guān)系[J].玉米科學(xué),1996,4(4):60-62.
2.2.4 灌漿成熟期日平均溫度逐年變化特征 灌漿成熟期適宜溫度為22~24 ℃,呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍16.41~20.37 ℃(圖5),不難看出灌漿成熟期的平均溫度低于適宜溫度,不滿足灌漿成熟期玉米生長(zhǎng)需求,嚴(yán)重影響玉米的子粒形成。溫度若低于16 ℃,玉米光合作用就會(huì)降低,光合有效面積減少,淀粉酶的活性受到抑制,從而影響淀粉的合成、運(yùn)輸和積累,玉米干粒重降低,出子率低[8]。灌漿成熟期平均溫度的5年滑動(dòng)平均值整體處于大幅波動(dòng)上升趨勢(shì),只有個(gè)別年份有略微下降趨勢(shì),平均溫度在灌漿成熟期上升幅度最大。在溫度適宜范圍內(nèi),灌漿成熟期溫度越高,干物質(zhì)積累速度越快。
2.2.5 全生育期日平均溫度逐年變化特征 從圖6可以看出,呼蘭區(qū)41年平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,平均值為19.74 ℃,最大差值為3.99 ℃,其中1972年最低,2000年最高。5年滑動(dòng)平均曲線顯示平均氣溫在1991年之前處于平穩(wěn)狀態(tài),1991年開始持續(xù)攀升,在2009年達(dá)到最高點(diǎn),表明全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。
3 小結(jié)與討論
玉米生育期熱量條件是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵氣象因子。已有研究表明[9-12]東北地區(qū)主要作物生長(zhǎng)季氣候變化有明顯的暖化趨勢(shì),平均溫度表現(xiàn)為穩(wěn)定的升高趨勢(shì)。苗期和拔節(jié)期平均溫度均高于生物學(xué)溫度[13]。平均氣溫還與出苗速率、生長(zhǎng)速率呈線性關(guān)系,氣溫每上升10 ℃,出苗速率提升17%,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)速率提升5%[14]。灌漿成熟期的平均溫度一般為16.7~23.5 ℃,不能滿足玉米灌漿需求[15]。本研究表明,呼蘭區(qū)≥10℃有效積溫變化范圍為2 378.5~3 007.2 ℃,達(dá)到晚熟春播品種所需的積溫需求。農(nóng)作物生長(zhǎng)期熱量資源的升高,有利于擴(kuò)大農(nóng)作物的耕作范圍,并且大幅度提高作物產(chǎn)量。積溫越高,作物生長(zhǎng)越快[13]?!?0 ℃有效積溫的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米苗期平均溫度變化范圍為16.11~22.50 ℃,能滿足玉米出苗和生長(zhǎng)發(fā)育的要求。苗期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率較大,但整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米拔節(jié)期平均溫度變化范圍為20.02~25.92 ℃,高于拔節(jié)期玉米需求,不利于抗倒伏,有利幼穗分化。拔節(jié)期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線呈明顯的波動(dòng)變化。呼蘭區(qū)玉米開花期平均溫度變化范圍為18.28~26.61 ℃,低于開花期玉米最適溫度要求,不利于花粉粒的形成,影響正常授粉。開花期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線處于平穩(wěn)狀態(tài)。呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍為16.41~20.37 ℃,低于灌漿成熟期玉米需求,影響淀粉合成、運(yùn)輸和積累,影響子粒形成,導(dǎo)致產(chǎn)量降低。灌漿成熟期的平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)全生育期平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。宋世娟等 [16] 研究認(rèn)為,玉米生長(zhǎng)后期氣象條件匹配合理,將有利于光合產(chǎn)物積累,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn),因此如何充分利用呼蘭區(qū)的溫度變化,選擇適宜的玉米品種,使玉米產(chǎn)量形成期處于最適熱量條件下,是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵。
熱量資源是決定一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素,一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、作物布局、品種搭配、耕作制度,在一定程度上取決于作物生育期間的溫度變化。隨著溫度的持續(xù)增長(zhǎng),開花期和灌漿成熟期的溫度會(huì)越來(lái)越接近玉米最適溫度要求,有利于玉米的成熟和高產(chǎn);而較高的苗期溫度和拔節(jié)期溫度會(huì)持續(xù)攀升,遠(yuǎn)高于適宜溫度,并且造成水分損失,這也是呼蘭區(qū)未來(lái)需要注意和解決的問(wèn)題,可以采取提前播種時(shí)期,做好蓄水保墑,增加灌溉設(shè)施,種植耐旱品種等措施。
參考文獻(xiàn)
[1] 曹 玲,鄧振鏞,竇永祥,等.氣候變暖對(duì)河西走廊綠洲灌區(qū)玉米產(chǎn)量影響及對(duì)策研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2008,28(5):1043-1048.
[2] 常向陽(yáng),姚華鋒等.農(nóng)業(yè)技術(shù)選擇影響因素的實(shí)證分析[J].中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì),2005(10):36-42
[3] 王海軍,張 勃,趙傳燕,等.中國(guó)北方近57年氣溫時(shí)空變化特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2009,28(4):643-650.
[4] 任國(guó)玉,徐銘志,初子瑩,等.近54年中國(guó)地面氣溫變化[J].氣候與環(huán)境研究,2005,10(4):717-727.
[5] 王 萍,李廷全,閆 平,等.近年黑龍江省春旱頻繁發(fā)生的研究分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2005,14(3):95-98.
[6] 于榮環(huán),孫孟梅.黑龍江省熱量資源及積溫帶的劃分[J].黑龍江氣象,2010,29(5):68-71.
[7] 曹衛(wèi)星.作物栽培學(xué)總論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.
[8] 魏 湜,曹廣才,高 潔,等.玉米生態(tài)基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2010.
[9] 王秀芬,楊艷昭,尤 飛.黑龍江省氣候變化及其對(duì)玉米生產(chǎn)潛力的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(5):25-29.
[10] 毛恒青,萬(wàn) 暉.華北,東北地區(qū)積溫的變化[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2000,21(3):1-5.
[11] 孫鳳華,任國(guó)玉,趙春雨,等.中國(guó)東北地區(qū)及不同典型下墊面的氣溫異常變化分析[J].地理科學(xué),2005,25(2):167-171
[12] 孫鳳華,楊素英,陳鵬獅,等.東北地區(qū)近44年的氣候暖干化趨勢(shì)分析及可能影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24(7):751-755.
[13] 張榮霞,隋 巖,楊秀華,等.聊城地區(qū)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響與對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2010,31(增1):40-42.
[14] 扈艷萍,曹敏建,劉 敏,等.遼寧省玉米主產(chǎn)區(qū)氣候因子與玉米產(chǎn)量相關(guān)性的研究[J].玉米科學(xué),2008,16(3):140-146
[15] 馬玉平,王石立,李維京,等.基于作物生長(zhǎng)模型的玉米生殖期冷害致災(zāi)因子研究[J].作物學(xué)報(bào),2011,37(9):1642-1649
[16] 宋世娟,柳金來(lái),騰文星,等.王米群體光合性能與氣象因素及產(chǎn)量的關(guān)系[J].玉米科學(xué),1996,4(4):60-62.
2.2.4 灌漿成熟期日平均溫度逐年變化特征 灌漿成熟期適宜溫度為22~24 ℃,呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍16.41~20.37 ℃(圖5),不難看出灌漿成熟期的平均溫度低于適宜溫度,不滿足灌漿成熟期玉米生長(zhǎng)需求,嚴(yán)重影響玉米的子粒形成。溫度若低于16 ℃,玉米光合作用就會(huì)降低,光合有效面積減少,淀粉酶的活性受到抑制,從而影響淀粉的合成、運(yùn)輸和積累,玉米干粒重降低,出子率低[8]。灌漿成熟期平均溫度的5年滑動(dòng)平均值整體處于大幅波動(dòng)上升趨勢(shì),只有個(gè)別年份有略微下降趨勢(shì),平均溫度在灌漿成熟期上升幅度最大。在溫度適宜范圍內(nèi),灌漿成熟期溫度越高,干物質(zhì)積累速度越快。
2.2.5 全生育期日平均溫度逐年變化特征 從圖6可以看出,呼蘭區(qū)41年平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,平均值為19.74 ℃,最大差值為3.99 ℃,其中1972年最低,2000年最高。5年滑動(dòng)平均曲線顯示平均氣溫在1991年之前處于平穩(wěn)狀態(tài),1991年開始持續(xù)攀升,在2009年達(dá)到最高點(diǎn),表明全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。
3 小結(jié)與討論
玉米生育期熱量條件是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵氣象因子。已有研究表明[9-12]東北地區(qū)主要作物生長(zhǎng)季氣候變化有明顯的暖化趨勢(shì),平均溫度表現(xiàn)為穩(wěn)定的升高趨勢(shì)。苗期和拔節(jié)期平均溫度均高于生物學(xué)溫度[13]。平均氣溫還與出苗速率、生長(zhǎng)速率呈線性關(guān)系,氣溫每上升10 ℃,出苗速率提升17%,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)速率提升5%[14]。灌漿成熟期的平均溫度一般為16.7~23.5 ℃,不能滿足玉米灌漿需求[15]。本研究表明,呼蘭區(qū)≥10℃有效積溫變化范圍為2 378.5~3 007.2 ℃,達(dá)到晚熟春播品種所需的積溫需求。農(nóng)作物生長(zhǎng)期熱量資源的升高,有利于擴(kuò)大農(nóng)作物的耕作范圍,并且大幅度提高作物產(chǎn)量。積溫越高,作物生長(zhǎng)越快[13]。≥10 ℃有效積溫的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米苗期平均溫度變化范圍為16.11~22.50 ℃,能滿足玉米出苗和生長(zhǎng)發(fā)育的要求。苗期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線波動(dòng)頻率較大,但整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)玉米拔節(jié)期平均溫度變化范圍為20.02~25.92 ℃,高于拔節(jié)期玉米需求,不利于抗倒伏,有利幼穗分化。拔節(jié)期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線呈明顯的波動(dòng)變化。呼蘭區(qū)玉米開花期平均溫度變化范圍為18.28~26.61 ℃,低于開花期玉米最適溫度要求,不利于花粉粒的形成,影響正常授粉。開花期平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線處于平穩(wěn)狀態(tài)。呼蘭區(qū)玉米灌漿成熟期平均溫度變化范圍為16.41~20.37 ℃,低于灌漿成熟期玉米需求,影響淀粉合成、運(yùn)輸和積累,影響子粒形成,導(dǎo)致產(chǎn)量降低。灌漿成熟期的平均溫度的5年滑動(dòng)平均曲線整體呈震蕩上升趨勢(shì)。呼蘭區(qū)全生育期平均溫度變化范圍為17.80~21.79 ℃,全生育期溫度整體處于上升狀態(tài),呼蘭區(qū)氣溫呈逐年變暖趨勢(shì)。宋世娟等 [16] 研究認(rèn)為,玉米生長(zhǎng)后期氣象條件匹配合理,將有利于光合產(chǎn)物積累,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn),因此如何充分利用呼蘭區(qū)的溫度變化,選擇適宜的玉米品種,使玉米產(chǎn)量形成期處于最適熱量條件下,是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵。
熱量資源是決定一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵因素,一個(gè)地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、作物布局、品種搭配、耕作制度,在一定程度上取決于作物生育期間的溫度變化。隨著溫度的持續(xù)增長(zhǎng),開花期和灌漿成熟期的溫度會(huì)越來(lái)越接近玉米最適溫度要求,有利于玉米的成熟和高產(chǎn);而較高的苗期溫度和拔節(jié)期溫度會(huì)持續(xù)攀升,遠(yuǎn)高于適宜溫度,并且造成水分損失,這也是呼蘭區(qū)未來(lái)需要注意和解決的問(wèn)題,可以采取提前播種時(shí)期,做好蓄水保墑,增加灌溉設(shè)施,種植耐旱品種等措施。
參考文獻(xiàn)
[1] 曹 玲,鄧振鏞,竇永祥,等.氣候變暖對(duì)河西走廊綠洲灌區(qū)玉米產(chǎn)量影響及對(duì)策研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2008,28(5):1043-1048.
[2] 常向陽(yáng),姚華鋒等.農(nóng)業(yè)技術(shù)選擇影響因素的實(shí)證分析[J].中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì),2005(10):36-42
[3] 王海軍,張 勃,趙傳燕,等.中國(guó)北方近57年氣溫時(shí)空變化特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2009,28(4):643-650.
[4] 任國(guó)玉,徐銘志,初子瑩,等.近54年中國(guó)地面氣溫變化[J].氣候與環(huán)境研究,2005,10(4):717-727.
[5] 王 萍,李廷全,閆 平,等.近年黑龍江省春旱頻繁發(fā)生的研究分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2005,14(3):95-98.
[6] 于榮環(huán),孫孟梅.黑龍江省熱量資源及積溫帶的劃分[J].黑龍江氣象,2010,29(5):68-71.
[7] 曹衛(wèi)星.作物栽培學(xué)總論[M].北京:科學(xué)出版社,2006.
[8] 魏 湜,曹廣才,高 潔,等.玉米生態(tài)基礎(chǔ)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2010.
[9] 王秀芬,楊艷昭,尤 飛.黑龍江省氣候變化及其對(duì)玉米生產(chǎn)潛力的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2012,30(5):25-29.
[10] 毛恒青,萬(wàn) 暉.華北,東北地區(qū)積溫的變化[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2000,21(3):1-5.
[11] 孫鳳華,任國(guó)玉,趙春雨,等.中國(guó)東北地區(qū)及不同典型下墊面的氣溫異常變化分析[J].地理科學(xué),2005,25(2):167-171
[12] 孫鳳華,楊素英,陳鵬獅,等.東北地區(qū)近44年的氣候暖干化趨勢(shì)分析及可能影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2005,24(7):751-755.
[13] 張榮霞,隋 巖,楊秀華,等.聊城地區(qū)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響與對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象,2010,31(增1):40-42.
[14] 扈艷萍,曹敏建,劉 敏,等.遼寧省玉米主產(chǎn)區(qū)氣候因子與玉米產(chǎn)量相關(guān)性的研究[J].玉米科學(xué),2008,16(3):140-146
[15] 馬玉平,王石立,李維京,等.基于作物生長(zhǎng)模型的玉米生殖期冷害致災(zāi)因子研究[J].作物學(xué)報(bào),2011,37(9):1642-1649
[16] 宋世娟,柳金來(lái),騰文星,等.王米群體光合性能與氣象因素及產(chǎn)量的關(guān)系[J].玉米科學(xué),1996,4(4):60-62.