气温降水对开封2016年小麦产量的影响

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1.1数据来源与统计整理开封市小麦播种面积和产量由市统计局提供,气象资料由市气象局提供,各项数据统计整理,应用计算机处理,10~5月为小麦生长期。1.2研究方法在Excel软件支持下建立数据库,以图表模式,将小麦产量、气温、降水分别进行分析研究,以数理统计学和模糊数学原理分析气温、降水对小麦产量的影响。2.1气候特点开封市地处中原腹地,位于114°18ˊE、34°48ˊN,海拔高度73.7 mm,属大陆性季风气候,四季分明,并处亚热带向暖温带过渡带,受过渡带的影响,气候过渡性和气象灾害多发性十分明显。2.2播种面积和单产小麦是开封市主要粮食作物,近五年全市小麦平均播种面积递减,2012、2013年全市小麦平均播种面积为297.6×103hm2,约占粮食平均播种面积的64%,2014、2015年全市小麦平均播种面积减少,约占粮食平均播种面积的55%,2016年全市小麦平均播种面积又减少,播种面积为241.3×103hm2,约占粮食平均播种面积的54%。单产(kg/hm2)递年增产,分别是5904、5917、6102、6244、6270。3.1气温积温是直接影响小麦的播种→发育→籽粒充实→产量[7],在一定适宜范围,小麦产量随积温升高而增加,达到一定适宜值,产量随积温升高而减少,小麦生产的温度适宜度可用下式计算:STT=[(T-T1)(T2-T)B]/[(T0-T1)(T2-T0B](1)式中,T是某一时的平均气温,T1、T2、TO分别是冬小麦在该时段内生长发育的下线气温、上限气温和最适气温(见表1),B=(T2-T0)/(T0-T1),ST(T)是由各时段平均气温T和T1、T2、TO决定的小麦温度适宜度,二者隶属模糊函数[6]。2016年全市小麦生长期的1~3旬下线气温高于T1,上线气温低于T2,满足该时段小麦生长对气温的需求,三旬平均气温为16.7℃,接近于最适气温,有利于播种和出苗;4~15旬下线平均气温高于T1,上线气温低于T2,下线气温低于T1的有5旬,此时段是小麦的越冬期,虽然部分旬下线气温低于T1,但整时段平均气温高于T1,又可通过优良品种和科学种田弥补;16~23旬下线气温高于T1,上线气温低于T2符合该时段小麦生长对气温的需求。开封市2016年小麦生长期的旬平均气温(见图1)、平均最高气温、平均最低气温均呈上升趋势,期间出现5次零下6℃左右的最低气温,最低气温达到气象灾害1次,出现在1月24日为零下11.5℃,出现的时间短,积温变化不明显,没有造成农业气象定义的灾害。根据成林等《华北冬小麦—夏玉米两熟区干旱特征分析》[10]对华北各区域冬小麦主要研究的三个时段,为播种期(10月上旬~10月下旬)、拔节~抽穗期(3月下旬~4月下旬)、灌浆成熟期(5月上旬~5月下旬),结合这三个时段开封市气温实况和表1,开封市2015年10月1日~2016年5月31日的气温满足冬小麦的生长,为全市小麦产量的提高和丰收奠定了基础。3.2降水俗话说:"寒九湿三春,菜麦勿生根;旱九水三春,烂断大麦根;桃花落在逢尘里,打麦打在泥浆里",说明降水量对小麦产量有很大推动的作用。小麦从播种→出苗→返青→拔节→孕穗→灌浆等各时期需要的水分不同,而后期(3~5月)所需水分是前期(10~次年2月)的近3倍[11]。根据刘伟昌等《基于气候适宜度指数的冬小麦动态产量预报技术研究》[6]的河南省冬小麦分旬耗水量(见表2),结合本年度开封市小麦生长期降水量和小麦产量综合分析如下:开封市2015~2016年度小麦生长期降水量与前30年相比呈明显先下降趋势,为160.2mm。低于开封市小麦生长期平均降水量210.9 mm[8],且降水时空分布不均,与河南省冬小麦生长期共需要耗降水量约370 mm指标(该指标远大于全省同期平均降水量)的差距更大,不能满足小麦生长期对降水的需要。期间仅有三旬(10月上旬、1月下旬、5月下旬)符合指标;偏多的三旬(11月上旬明显偏多、中旬偏多、下旬多出近6倍),有7旬无降水(10月中旬、12月中旬、1月上中旬、2月上旬、3月中下旬),其它各旬偏少或明显偏少。暴雪和干旱达到气象灾害的各1次,出现在11月24日的暴雪,雪深为13.0 mm,雪深对土壤的水分起到了一定的保护作用,使蒸发量得到有效的控制,为后期小麦生长储备了充足的水分;出现在7—13旬的严重干旱,49天,降水量4.2 mm,由于抗旱保墒措施及时和前期降水明显偏多,两次灾害都没有造成农业气象定义的受灾。农作物丰歉与降水总量无正相关关系[9]。按照刘伟昌冬小麦分旬耗水量和成林三个主要时段,结合全市各旬实际降水量,开封市2016年度小麦生长期的降水,与耗水量相差很大,从气象角度讲非常不利于小麦生长。由于开封市有"十年九旱"之说,因此多年来开封市各级政府指挥抗旱浇麦的渠道比较畅通,利用科学种田抗旱浇麦的预案准备的比较完善,用于农业生产抗旱浇麦的基础设施比较完备,抵御干旱的手段和措施比较齐全,在优良品种和有利于小麦生长的气象条件下,近10年来开封市小麦产量连年创新高,与2015年度小麦产量相比,2016年全市小麦单产增长9%。
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