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黑龙江省垦区玉米气候适宜性评价指标的研究
2010-02-12 19:23:14 来源:原创 作者:史纪明 李德明 李艳杰 【 】 浏览:2966次 评论:0

[摘要]利用黑龙江省农垦科学院作物所科研成果。“黑龙江省农场总局农业气象数据处理及信息服务系统”(简称:“气象数据库”),对垦区玉米气候适宜性进行了定量分析,建立了比较符合垦区实情的评价指标,可为黑龙江省垦区的农业区划、生产规划、玉米栽培等提供科学依据,也为计算机在农业上的广泛应用开辟了一条新途径。

一、引言

  气候资源和作物资源是农业自然资源的重要组成部分。建立全面的垦区玉米气候适宜性评价指标,对合理利用气候资源,充分发挥玉米的生产潜力是十分必要的。此外,科学的评价指标对垦区玉米合理布局,玉米生产发展规划,农业区划和垦区的耕作栽培措施提供科学依据,具有一定的实用价值。

  本研究参照了黑龙江省农科院耕作栽培所刘东辉先生的研究成果,采用正态回归分析法,结合垦区的特点,经对大量多年资料的调用、整理、运算、分析而成。

二、方 法

  利用“气象数据库”贮存的丰富的气象、产量等资料和数据处理软件,调出友谊、共青、八五七、克山、嫩北五个代表性农场30年左右的玉米产量和8项主要气象因子(旬平均气温:月平均最高气温、月平均最低气温、旬降水量、旬相对湿度、月日照百分率、月风速、年≥10℃积温),采用一元正态回归分析法,对产量和各项气象因子分别进行逐旬、逐月、乃至全年的分析,建立了正态回归方程,上机运算达140余次。再根据产量与气象因子相关程度和r值检验显著性,并与有关专家的反复商议,确定了影响垦区玉米产量的四个关键气象因子即5月平均气温,8月平均气温,全年≥10℃积温,全年降水量。

  然后根据各关键气象因子和产量之间建立的回归方程和正态曲线来确定气象条件对玉米生产的适宜程度:峰值区为适宜(S1),左右两侧为中等适宜(S2),再两侧为边界适宜(S3),边界适宜之外为不适宜(N)。

  考虑到垦区农场的实际情况,5月,8月平均气温的数值都分布在曲线左侧,故取值时不考虑右侧。反之,全年降水的数值分布在曲线右侧,故取值时不考虑左侧。

  全年≥10℃积温取值参照刘东辉先生的研究成果和垦区实际情况确定。

三、结果与分析

  根据建立的正态回归方程,经选择、运算得出,黑龙江省垦区影响玉米产量的各关键因子的适宜点是:5月平均气温- 14.06℃,8月平均气温- 19.98℃,全年降水量-428.6毫米。由此可知,如果该年的上述气象因子达到或靠近适宜点,玉米将有可能获得最高产量;同理,哪个农场的气候条件接近上述指标,则哪个农场适合种植玉米和发展玉米生产。

  现将它们的各个表达式列出:

  1.玉米产量与8月平均气温关系的回归方程

  Y= Yt*e-24.584148十2.74893x-0.06193176X2

  式中, Y:玉米产量(千克/亩)(以下同)

     Yt:玉米趋势产量(千克/亩)(以下同)

     x:8月平均气温(℃)

  本式的复相关系数R=0.4450,F=3.5814*,α1=2、α2=29。

  该式是一个有最大值的正态回归模型,当X=19.98℃时,Y取得最大值256.6千克/亩。其中Yt取222.8千克/亩(以下同)。产量曲线见图1。



图1

 

  2.玉米产量与5月平均气温关系的回归方程

  Y=Yt*e-9.133369+1.1316168x-0.04680688X2

  式中,X:5月平均气温(℃)  

  本式的复相关系数R=0.5099,F=5.2706*,α1=2,α2=30

该式是一个有最大值的正态回归模型,当X=14.06℃ ,Y取得最大值251.0千克/亩。产量曲线图略。

  3.玉米产量与全年降水关系的回归方程

  Y=Yt* e- 1.332739十0.007940905x-0.000009264793x2

  式中,X:全年降水量(毫米)

  本式的复相关系数R=0.7122,F=11.3210**,α1=2,α2=22

  该式是一个有最大值的正态回归模型,当X=428.6毫米时,Y取得最大值322.2千克/亩。产量曲线见图2。

  根据以上运算、分析结果,最后形成黑龙江省垦区玉米气候适宜性评价指标:(见下表)



  针对上表,联系垦区的具体情况可知,黑龙江省东部四局绝大部分农场全年≥10℃积温在2400-2600℃ 属中等适宜(S2),8月平均气温19-20℃,5月平均气温12-13℃属适宜、中等适宜范围(S1、S2)。全年降水都在550毫米以上,分布在边界适宜范围(S3) 从而可知,东部农场玉米生产的热量资源充足,比较适宜种植喜温作物玉米,尤其是8月气温适宜,对玉米后期灌浆有利,存在的主要问题是年降水偏多,加上东部农场大多数地势平坦、低洼,常常发生的湿涝状态,光照不足是影响玉米高产稳产的主要原因。为此在耕作栽培措施上应努力增加秋耕秋起垄面积,选用抗低温抗湿品种,发展岗地玉米,大垄栽种,合适密度,化学除草。以土壤处理为主,大搞农田基本建设,修建各类排涝工程等。


  西北部大多数农场全年≥10℃积温在2000-2200℃,8月平均气温17-18.5℃,5月平均气温11- 12℃ 基本上部分布在边界适宜范围,表现为热量资源不足,其中引龙河、逊克等少数农场上述气象因子在不适宜范围。因此我们认为西北部农场应选用前期耐低温、发苗快的早熟品种,如孚尔拉。同时加强各种抗御低温冷害、促早熟栽培技术措施的应用。对一些自然条件不适宜种玉米的农场,不要硬性去种玉米。

参考文献

  ①李德明等《黑龙江省农场总局农业气象数据处理及信息服务系统》,第一届全国农业计算机应用技术文流研讨会论文集,1990年12月。

  ②刘东辉,《主要作物气候适宜性评价指标体系的研究》,黑龙江农业科学,1991年第4期。

  ③李德明,《气象-王米产量模型》,中国农学会农业气象研究会东北分会论文集,1991年9月。

[注]本文出处:全国农业计算机应用技术学术交流会(第二届)论文集.《计算机农业应用》专刊,1992.10:44~46

Tags:黑龙江省 垦区 玉米 气候适宜性 评价指标 研究 责任编辑:lidm
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