氣象對(duì)棉花產(chǎn)量影響綜述范文

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山東省惠民縣是全國(guó)優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地，2010年棉花種植面積2．79萬(wàn)hm2，皮棉年總產(chǎn)量3．0萬(wàn)t。棉花是惠民縣主要經(jīng)濟(jì)作物之一，棉花生產(chǎn)在本縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，及時(shí)掌握氣象條件對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響，了解棉花生長(zhǎng)發(fā)育情況，對(duì)引導(dǎo)棉農(nóng)加強(qiáng)田間管理，根據(jù)天氣情況趨利避害，促進(jìn)增產(chǎn)增收有十分重要的指導(dǎo)意義。但長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)氣象情報(bào)服務(wù)中，評(píng)價(jià)氣象條件對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的利弊影響還停留在定性分析的階段，缺乏定量分析。本文旨在研究影響惠民縣棉花生長(zhǎng)發(fā)育的主要?dú)庀笠蜃樱⒃诖嘶A(chǔ)上建立棉花產(chǎn)量的評(píng)價(jià)模型，提出影響棉花產(chǎn)量的定量分析方法，更好地為棉農(nóng)服務(wù)。

1資料來(lái)源及處理方法

1．1資料來(lái)源利用山東省惠民縣氣象局1981—2010年棉花各生育期觀測(cè)資料和惠民縣棉花子棉平均單產(chǎn)資料，氣候資料為1981—2010年逐日降水、日照、日平均氣溫、日最高、最低氣溫及日平均相對(duì)濕度。1981—2010年惠民縣棉花各生育期平均日期見(jiàn)表1

1．2處理方法根據(jù)惠民縣1981－2010年棉花各生育期平均日期，選取1981－2010年4月中旬到10月中旬逐日降水、日照、日平均氣溫、日最高、最低氣溫及日平均相對(duì)濕度資料，利用公式Mi＝∑in＝1Ei／n計(jì)算某氣象要素的旬平均值［1］，其中降水量和日照時(shí)數(shù)采用旬合計(jì)值，i＝1，2，3，…，30；Ei為第i年的某氣象要素值，Mi為某氣象要素的旬平均值。氣象條件對(duì)棉花產(chǎn)量的影響主要反映在影響棉花的單產(chǎn)，因此我們使用的棉花產(chǎn)量是惠民縣1981－2010年30年棉花子棉平均單產(chǎn)。一般認(rèn)為棉花單產(chǎn)可以分為趨勢(shì)產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量?jī)刹糠郑厔?shì)產(chǎn)量代表了農(nóng)技措施及其他有類似這種影響的自然和非自然因素對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)的總和，通常把經(jīng)過(guò)趨勢(shì)處理后的產(chǎn)量序列剩余項(xiàng)視為受氣象因子影響的產(chǎn)量分量，統(tǒng)稱為氣象產(chǎn)量［2］。由于棉花單產(chǎn)水平低而且年際變化大，因此在處理和分離趨勢(shì)產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量時(shí)采用的方法非常重要，本文采用指數(shù)、線性、對(duì)數(shù)、多項(xiàng)式、冪、滑動(dòng)平均等多種擬合方法提取趨勢(shì)產(chǎn)量，并計(jì)算趨勢(shì)產(chǎn)量擬合公式與產(chǎn)量序列的相關(guān)系數(shù)，經(jīng)比較選用5次多項(xiàng)式擬合方法處理產(chǎn)量資料，所得趨勢(shì)產(chǎn)量公式與產(chǎn)量序列的相關(guān)系數(shù)為0．8401，達(dá)到了極顯著水平。趨勢(shì)產(chǎn)量公式可擬合為yt＝0．0083x5－0．724x4＋22．651x3－301．08x2＋1570．1x－27．586，其中yt為趨勢(shì)產(chǎn)量，x為年度序號(hào)，圖1為趨勢(shì)產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量序列的擬合情況。根據(jù)趨勢(shì)產(chǎn)量公式和產(chǎn)量序列，利用公式：yw＝y(tǒng)－yt計(jì)算出1981—2010年逐年氣象產(chǎn)量，其中yw為氣象產(chǎn)量，y為實(shí)際產(chǎn)量，yt為趨勢(shì)產(chǎn)量。

2主要影響因子及其影響原因分析

2．1影響棉花產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃用藁óa(chǎn)量與其生育期前、期中、期后某些時(shí)段的氣象條件有著密切的聯(lián)系。為了找到對(duì)棉花產(chǎn)量形成有顯著影響的所有氣象因子，本文以旬氣象要素為基礎(chǔ)，結(jié)合1981—2010年逐年氣象產(chǎn)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)分析，普查與棉花產(chǎn)量相關(guān)顯著的氣象因子。表2列出了影響惠民縣棉花產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃蛹跋嚓P(guān)系數(shù)。

2．2影響因子分析由表2可見(jiàn)，惠民縣棉花產(chǎn)量與5月下旬的平均氣溫、最高氣溫均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。5月下旬正值棉花3葉期，此時(shí)的30年旬平均最高溫度為28．2℃，旬平均溫度為22．1℃，而棉花苗期的最適宜溫度18～22℃，顯然在此期間當(dāng)溫度高于22℃時(shí)對(duì)棉苗生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成有不利影響。6月下旬最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫與棉花產(chǎn)量均呈正相關(guān)關(guān)系。此時(shí)正值棉花、現(xiàn)蕾到開(kāi)花始期，棉花進(jìn)入現(xiàn)蕾期以后，溫度高，現(xiàn)蕾又快又多；現(xiàn)蕾的適宜溫度范圍為日平均氣溫19～30℃，現(xiàn)蕾初花期氣溫以25～30℃最為適宜，在25℃以上有利于生長(zhǎng)發(fā)育。惠民縣此期間的30年旬平均最高、平均氣溫、最低氣溫分別為31．7℃、25．9℃、20．6℃，有利于棉花現(xiàn)蕾、開(kāi)花及產(chǎn)量形成。7月中旬、8月中旬的平均氣溫、最低氣溫都與棉花產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；此時(shí)正值棉花開(kāi)花到開(kāi)花盛期，氣溫在25℃以上有利于棉花生長(zhǎng)發(fā)育；而在此期間的30年旬平均氣溫分別為26．5℃、25．3℃，均較適宜棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成。10月中旬降水量與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。此時(shí)正值棉花吐絮盛期，要求是天氣晴朗、陽(yáng)光充足、空氣濕度較低、氣溫在20℃以上，才有利于棉花發(fā)育和吐絮。如此時(shí)陰雨多，低溫、寡照、高濕易引起爛鈴、延緩?fù)滦酰煌瑫r(shí)病蟲(chóng)害滋生，降低產(chǎn)量和品質(zhì)。棉花產(chǎn)量與7月上旬日照呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。此時(shí)正值棉花開(kāi)花始期，棉花是喜光作物，充足的陽(yáng)光是棉花獲得高產(chǎn)的必要條件；但棉花蕾花期對(duì)光、溫、水的反應(yīng)都較為敏感，蕾花期穩(wěn)長(zhǎng)是棉花高產(chǎn)的關(guān)鍵；如蕾花期瘋長(zhǎng)，雖能早開(kāi)花但座不住桃，使早發(fā)轉(zhuǎn)化為遲熟，縮短結(jié)鈴期，推遲集中結(jié)桃時(shí)間，導(dǎo)致遲熟減產(chǎn)［3］。本縣7月上旬日照時(shí)數(shù)與棉花產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明在水肥、溫度條件能滿足的情況下，充足的光照易造成棉花瘋長(zhǎng)、導(dǎo)致減產(chǎn)；因此應(yīng)加強(qiáng)此期間的田間管理，控制棉花瘋長(zhǎng)。9月中旬日照時(shí)數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系；此時(shí)正是棉花吐絮期，充足的光照有利于光合作用，可增加鈴重、提高棉絮質(zhì)量，有利于提高產(chǎn)量。9月中旬、10月中旬平均相對(duì)濕度與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；此時(shí)正值棉花吐絮期，此時(shí)濕度大，易引發(fā)病蟲(chóng)害，發(fā)生僵爛鈴，從而影響棉花產(chǎn)量。

3棉花產(chǎn)量評(píng)價(jià)模型

3．1評(píng)價(jià)模型因子的選取棉花產(chǎn)量的形成與棉花全生育期的氣象條件均有一定的關(guān)系。苗期的氣象條件決定了棉花的長(zhǎng)勢(shì)、每株果枝數(shù)的多少；現(xiàn)蕾—開(kāi)花期的氣象條件決定了單株鈴數(shù)和鈴重，鈴期到吐絮期的氣象條件則影響棉花纖維發(fā)育的好壞，決定衣分的高低。可見(jiàn)只有將棉花全生育期的所有氣象因子綜合起來(lái)與產(chǎn)量建立關(guān)系，才能較好地反映全生育期氣象要素對(duì)棉花產(chǎn)量的綜合影響。因此，本文以主要?dú)庀笠蜃又鹧南嚓P(guān)系數(shù)為權(quán)重將影響棉花產(chǎn)量的全生育期主要?dú)庀笠蜃咏M合成影響棉花產(chǎn)量的6個(gè)組合因子，即最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度，組合后的因子與氣象產(chǎn)量求相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表3。

3．2評(píng)價(jià)模型的建立與檢驗(yàn)利用1980—2008年28年的主要?dú)庀笠蜃又鹧當(dāng)?shù)據(jù)，按照3．1節(jié)的方法組合成6個(gè)組合因子與氣象產(chǎn)量建立多元回歸氣象產(chǎn)量評(píng)價(jià)模型如下：yw′＝－130．6103＋11．5295tx－6．8012t＋39．8740tn＋2．4561r＋0．9487s＋13．0713uyw′為氣象產(chǎn)量評(píng)估模型估算值，tx、t、tn、r、s、u分別為最高氣溫、平均氣溫、最低氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度全生育期的加權(quán)平均值，可以求得該模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)為0．7970，F(xiàn)檢驗(yàn)值為F＝6．0939（F0．01（6，28）＝3．5276），均符合0．01的顯著性檢驗(yàn)。由1．2中趨勢(shì)產(chǎn)量公式及上式氣象產(chǎn)量評(píng)價(jià)模型，根據(jù)公式y(tǒng)i′＝y(tǒng)ti′＋ywi′對(duì)2009，2010年棉花產(chǎn)量進(jìn)行評(píng)價(jià)檢驗(yàn)，其中yi′為某年棉花子棉產(chǎn)量預(yù)測(cè)值，yti′為趨勢(shì)產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值，ywi′為氣象產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值，試算2009、2010年棉花產(chǎn)量為3062．0kg，2624．5kg，與實(shí)際產(chǎn)量分別相差－16．8kg、58．7kg，誤差分別為0．5％，2．2％；試算結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)量擬合準(zhǔn)確率達(dá)到97．8％以上，與實(shí)際產(chǎn)量基本一致。圖2給出了棉花產(chǎn)量的歷史擬合及外推評(píng)價(jià)情況，從圖中可以看出，棉花產(chǎn)量的歷史擬合及外推評(píng)價(jià)情況較好。

4小結(jié)

本文以惠民縣棉花單產(chǎn)為研究對(duì)象，以旬氣象資料為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析了影響棉花產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃樱⒔⒘嗣藁óa(chǎn)量的影響評(píng)價(jià)模型，考慮了棉花全生育期的氣象因子對(duì)棉花產(chǎn)量的組合影響所建棉花產(chǎn)量評(píng)價(jià)模型有較高的準(zhǔn)確率。同時(shí)應(yīng)該注意到影響棉花產(chǎn)量的氣象因子的篩選僅是在考慮單因子對(duì)產(chǎn)量影響情況下的統(tǒng)計(jì)值，實(shí)際上作物產(chǎn)量是受多個(gè)氣象因子綜合作用影響的［4－7］；不同地區(qū)由于氣候條件的不同，對(duì)棉花產(chǎn)量造成影響的氣象因子也會(huì)不同［8－9］，在實(shí)際農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中還有待進(jìn)一步研究。