高温热害对鄢陵县夏玉米产量的影响分析

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月8期(中)   作者:徐如仕,王彩玲
[导读] 鄢陵县是河南省产粮大县,尤其是夏玉米年种植面积达35万亩以上
        徐如仕,王彩玲
        鄢陵县气象局, 河南 许昌 461200

        摘要:鄢陵县是河南省产粮大县,尤其是夏玉米年种植面积达35万亩以上,对国民经济做出了较大的贡献,但由于受各种农业气象灾害的影响,严重制约了夏玉米产量和品质的提升、高产稳产。研究结果表明:鄢陵县玉米生育期多年平均高温日数为25天,且年际变化幅度较大,其中出现高温天数最多的为35天;近40年来,鄢陵县7月下旬至8月上旬极端最高气温有15年发生轻度高温热害,有14年发生中度高温热害,有8年发生重度高温热害,只有3年没有发生高温热害,发生高温热害的概率为92.5%;玉米产量波动与7月下旬至8月上旬极端最高气温呈明显的负相关关系,当出现重度高温热害时,产量就出现负增长的趋势。
关键词:高温热害;玉米产量;高温日数;极端最高气温

        鄢陵县位于河南省中东部,东经114°02′-114°19′,北纬33°46′-34°14′,气候温和,适宜多种植物生长,是典型的农业大县,2020年玉米播种面积达到35万亩以上。夏玉米生长季常遭受各种农业气象灾害的影响,严重制约了玉米产量和品质的提升以及高产和稳产[1]。尤其是高温、干旱、渍涝、倒伏和低温阴雨寡照等灾害对玉米的产量影响较大[2-3]。
        玉米高温热害[4]是指玉米在生殖生长阶段遭遇炎热夏季,太阳辐射强,地面吸收和累积的热量多,影响玉米雄穗开花散粉少,花粉丧失授粉能力,以致授粉受精率低,形成大量缺粒或较长秃尖,减少籽粒数甚至空杆,降低产量的高温现象,是影响鄢陵县夏玉米生产的不利气候因素之一。为此,本文分析了鄢陵县高温热害特点,及其对玉米产量的影响,旨在为农业防灾减灾,以及粮食增产稳产提供一定的技术基础。
1材料与方法
1.1资料选取
        气象资料来自鄢陵县气象观测站,时间为1981-2020年共计40年,资料内容包括逐日气象观测资料;产量资料来源于鄢陵县统计局,时间为1981-2020年共计40年。
1.2研究方法
        运用EXCEL软件玉米生育期间的高温天气分布特征、对夏玉米产量的影响以及高温对玉米产量影响的相关性进行数据分析。
2结果与分析
2.1玉米生育期间高温日数分布特点
        通过统计鄢陵县气象站近40年6-9月期间逐日最高气温分布特征(按照34~36℃,36~38℃,>38℃三个标准进行高温日数划分),可知:全县多年平均高温日数为25天,且年际变化幅度较大,其中出现高温天数最多的为35天,出现在2015年;其中34<T≤36℃为15天,36<T≤38℃的为8天,T>38℃有2天;极端最高气温为40.7℃,出现在2002年7月15日。
2.2 鄢陵县夏玉米生发育期间高温日数变化特征
        每年的7月下旬至8月上旬,正是夏玉米生发育处于抽雄~吐丝期,也是形成夏玉米产量的关键时期,还是对高温天气对玉米影响最大的时期之一,此时期的高温天气不仅会影响玉米的光合作用,还对夏玉米的开花授粉、干物质的积累及籽粒灌浆造成较大的影响[5],严重的影响了夏玉米产量和品质的提升。
        根据鄢陵县高温天气发生的程度和频率以及对玉米产量造成危害的状况,以7月下旬至8月上旬的极端最高气温的大小为依据(表1),将高温热害分为无危害、轻度、中度、重度危害四个等级。轻度热害可造成夏玉米减产11.9%;中度热害可造成减产52.9%;严重热害可造成绝产;当最高气温达到38-39℃时,其时间越长对夏玉米产量造成的危害越严重。

        通过分析近40年来,鄢陵县7月下旬至8月上旬极端最高气温的变化特征,可以看出:其中34℃<T≤36℃有15年,36℃<T≤38℃的有14年,T>38℃有8年,只有3年没有发生高温热害,发生高温热害的概率为92.5%。可见:鄢陵县在7月下旬到8月上旬受到高温热害威胁的可能性较大,要提前做好防范措施。
2.3玉米产量与极端最高气温的关系
        根据近40年来,鄢陵县夏玉米产量资料变化和7月下旬至8月上旬极端最高气温分布特征[6],利用EXCEL软件的数理统计功能建立玉米产量数据与极端最高气温的相关性方程(图略),y=-0.6781x+68.9,可见:夏玉米产量与高温天气呈明显的负相关关系,相关系数为-0.6781,并通过了0.05的显著性检验。当极端最高气温超过38℃时,即当出现重度高温热害时,产量就出现负增长的趋势。
3结论与讨论
        通过以上分析可知:
        (1)鄢陵县玉米生育期平均高温日数为25天,且年际变化幅度较大,其中出现高温天数最多的为35天,出现在2015年;其中34<T≤36℃为15天,36<T≤38℃的为8天,T>38℃有2天;(2)鄢陵县站7月下旬至8月上旬极端最高气温有15年发生轻度高温热害,有14年发生中度高温热害,有8年发生重度高温热害,只有3年没有发生高温热害,发生高温热害的概率为92.5%;(3)玉米产量波动与7月下旬至8月上旬极端最高气温呈明显的负相关关系,并通过了0.05的显著性检验,即:夏玉米生长的关键期一旦遭受中等强度以上的高温危害时,就会严重影响夏玉米产量的增长和品质的提高。
4应对措施
        优化作物布局,选择耐高温玉米品种,调整玉米播期,运用合理的土壤耕作技术,加强水肥管理,同时配合施用化控调节剂等是应对高温风险的有效对策[7]。适度的宽窄行种植,或采取玉米与花生间作,有利于田间通风,可有效降低植株间的温度,减轻高温危害,且方便抗旱等农事操作。人工辅助授粉,在玉米开花授粉期间,进行人工辅助授粉,或在上午9时左右进行喷水,可防止花粉因干瘪而丧失活力,从而提高结实率,减少缺粒和秃尖。保持适宜的土壤水分、覆盖保墒、根外追肥等措施,或采取叶面喷洒尿素、磷酸二氢钾或其它叶面肥,均可有效的防止高温热害对玉米带来的危害。另外,做好高温天气预测预报,及时采取应对措施,降低高温危害。
        另外,夏季高温天气逐年增多,对夏玉米生长发育的影响也降持续加大,因此,我们应当加大高温日积温、高温热害空间分布规律以及对夏玉米影响等方向的研究力度,以全面揭示高温热害的时空分布规律,为更加合理的指导农业生产提供依据。
        

参考文献
[1]钱永兰,吕厚荃.2013 年秋收作物生长季农业气象条件评价[J].中国农业气象, 2014, 35(1): 116-118.
[2]付祥建,刘伟昌,刘忠阳,等.河南省气候概况及农业气象灾害[J].河南气象,2006(3):65-66.
[3]成林,刘荣花.夏玉米生长中后期连阴雨灾害指标研究[J].中国农业气象,2014,35(2):221-227.
[4]鄢陵县农业地方标准规范DB4113/T168-2015,玉米高温热害防控技术规程。
[5]Mitchell JC, Petolino JF. Heat stress effects on isolated reproductive organs of maize. Journal of Plant Physiology, 1988,133:625-628.
[6]房世波.分离趋势产量和气候产量的方法探讨[J].自然灾害学报,2011,20(6):13-18.
[7]尹小刚,王猛,孔箐锌等.东北地区高温对玉米生产的影响及对策[J].应用生态学报, 2015,26(1):186-198.
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