摘要:在分析了江蘇省南通市1998—2011年棉花產(chǎn)量的變化趨勢及不同年份間各氣象因素狀況的基礎(chǔ)上,研究了棉花不同生育期的氣溫、降水量、日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量的相關(guān)性,結(jié)果表明:蕾期溫度與棉花產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),吐絮期氣溫與棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)性不顯著?;ㄢ徠谌照諘r數(shù)與棉花產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。降水量與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān),但是影響較小。
關(guān)鍵詞:棉花產(chǎn)量;氣象因素;多元線性回歸;江蘇南通
中圖分類號: S162.5+4文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2014)10-0076-04
收稿日期:2014-01-07
基金項目:國家公益性行業(yè)(氣象)科研專項(編號:GYHY201106019)。
作者簡介:孫佩(1989—),女,江蘇靖江人,碩士研究生,從事氣象災(zāi)害風(fēng)險管理研究。E-mail:qfxlrms@163.com。1999年以來,特別是在2001年成功入世后,中國的紡織品出口得到迅猛增長。紡織品出口激增,使得作為紡織工業(yè)主要原料棉花的需求大幅度增加,刺激了棉花的種植、加工、流通。與此同時,國內(nèi)棉花產(chǎn)量供應(yīng)不足也成為限制我國紡織工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實問題,在生產(chǎn)過程中需要通過進(jìn)口原棉來彌補內(nèi)需不足。南通是著名的紡織之鄉(xiāng),紡織工業(yè)是其傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè),占全省紡織的16%,對棉花有著極大的需求。同時,南通由于氣候溫和、光照充足,棉花也成為南通具有比較優(yōu)勢的經(jīng)濟(jì)作物。近年來,由于棉花產(chǎn)量的大幅波動,原棉供給和需求發(fā)生了偏差,棉花價格大起大落,當(dāng)?shù)丶徔椥袠I(yè)的發(fā)展受到了一定程度的影響。因此,為了使棉花生產(chǎn)能夠滿足紡織行業(yè)的需求,穩(wěn)定棉花產(chǎn)量,有必要對南通市棉花生產(chǎn)的現(xiàn)狀以及影響棉花產(chǎn)量的因素進(jìn)行分析。
我國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國和消費國,棉花種植由來已久,長期以來,氣象因素和非氣象因素是影響棉花產(chǎn)量的2大主要原因。非氣象要素包括種植面積、種植技術(shù)、土壤條件、棉花價格等可預(yù)期因素,它們對棉花產(chǎn)量的影響帶有一定的階段性和導(dǎo)向性,僅在一段時間內(nèi)會影響到棉花產(chǎn)量,對產(chǎn)量波動影響力較小。氣象要素包括溫度、降水、光照等自然因素,這些屬于不可控力,對棉花產(chǎn)量波動的影響程度較大。特別是近年來,全球氣候變化致使高溫、干旱、暴雨等極端天氣頻繁發(fā)生,顯著影響棉花的產(chǎn)量。
關(guān)于氣象因素對棉花產(chǎn)量的影響,國內(nèi)外已有眾多學(xué)者進(jìn)行了研究和分析[1-2]。前人的研究主要集中在以下3個方面:一是利用傳統(tǒng)的相關(guān)分析法研究氣象要素對產(chǎn)量的影響。王建林等利用相關(guān)分析法,研究影響黃河流域、長江流域、新疆3大棉區(qū)棉花產(chǎn)量的主要氣象因子,并對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,研究氣象條件對棉花產(chǎn)量豐歉的影響[3]。吳澤新等根據(jù)德州市11個縣(市)近50年的氣象資料和棉花產(chǎn)量,利用計算氣候因子與氣象產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)的方法,研究氣候因子對棉花產(chǎn)量的影響[4]。二是利用聚類分析法研究氣象要素對產(chǎn)量的影響。費勤貴等整理分析了南通棉區(qū)降雨量和棉花產(chǎn)量的長序列資料,利用聚類分析方法,把生育期的雨量劃分為特征鮮明的若干年型,再用水量平衡方法進(jìn)一步分析降水年型對棉花生產(chǎn)的影響[5]。結(jié)論表明蕾期、花鈴期和吐絮期多雨是造成棉花減產(chǎn)的重要原因。三是利用灰色關(guān)聯(lián)法研究氣象要素對產(chǎn)量的影響。顧雙平對氣象要素與棉花產(chǎn)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,結(jié)論認(rèn)為影響棉花產(chǎn)量年度差異的主要氣象因素依次是積溫、日照時數(shù)和降水量[6]。嚴(yán)彩虹等根據(jù)2000—2009年新疆境內(nèi)棉花單產(chǎn)、年降水量、年平均氣溫、年平均相對濕度等統(tǒng)計數(shù)據(jù),利用灰色關(guān)聯(lián)分析法研究了各氣象因素對棉花產(chǎn)量的影響程度。結(jié)論表明,年日照時數(shù)與棉花單產(chǎn)之間的相關(guān)性最好,對棉花產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大[7]。
上述研究為深入了解氣象因素對棉花產(chǎn)量的影響提供了很好的參考和指導(dǎo)。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上,選取了1998—2011年南通市月平均氣溫、降水量和日照時數(shù)等氣象因素的數(shù)據(jù)資料及其棉花產(chǎn)量[8],運用時間序列分析方法,構(gòu)建棉花氣象產(chǎn)量模型,并對各氣象因素和棉花產(chǎn)量進(jìn)行多元線性回歸分析,經(jīng)檢驗,所建模型具有較高的準(zhǔn)確性,比較符合當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)的實際情況。分析影響棉花產(chǎn)量的氣象要素,以期在日后的生產(chǎn)過程中能夠趨利避害,利用有利的氣候資源,提高棉花產(chǎn)量,增加棉花的供給,滿足市場的需求。
1材料與方法
1.1氣象數(shù)據(jù)來源與分類
氣象數(shù)據(jù)來源于1999—2012年《南通統(tǒng)計年鑒》,依據(jù)棉花生育期,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分階段統(tǒng)計,計算平均值。棉花生育期大致分為4個階段:苗期(4—5月)、蕾期(6月)、花鈴期(7—8月)和吐絮期(9—10月份)。搜集整理了這4個階段的月平均降雨量、平均氣溫、平均日照時數(shù),共12個氣象因素數(shù)據(jù)作為分析樣本,分別為:苗期月平均降雨量(P1),苗期月平均氣溫(T1),苗期月平均日照時數(shù)(S1),蕾期月平均降雨量(P2),蕾期月平均氣溫(T2),蕾期月平均日照時數(shù)(S2),花鈴期月平均降雨量(P3),花鈴期月平均氣溫(T3),花鈴期月平均日照時數(shù)(S3),吐絮期月平均降雨量(P4),吐絮期月平均氣溫(T4),吐絮期月平均日照時數(shù)(S4)。
1.2產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源與分析
棉花產(chǎn)量數(shù)據(jù)同樣來源于1999—2012年《南通統(tǒng)計年鑒》,選取1998—2011年南通市皮棉單位產(chǎn)量(以下簡稱單產(chǎn))數(shù)據(jù)作為研究對象,皮棉單產(chǎn)y=總產(chǎn)量/播種面積。為了更準(zhǔn)確地反映出受氣象因素影響的棉花產(chǎn)量,本研究將棉花單產(chǎn)分解成3部分,即:
α的取值要求得趨勢產(chǎn)量,最關(guān)鍵的是求出α和S(1)t 、S(2)t 、S(3)t 。根據(jù)表1中棉花產(chǎn)量的統(tǒng)計數(shù)據(jù),對其作圖分析,可以看出南通市皮棉產(chǎn)量的時間序列變動不大,比較平穩(wěn),所以α的取值應(yīng)該小一點。經(jīng)過反復(fù)試驗,取α=0.3,以減少修正幅度,降低擬合誤差,使得模型能夠包含較長時間的序列信息。
初始值的確定。對于初始值和S(1)0、S(2)0和S(3)0的取值,由于本研究的時間序列數(shù)據(jù)較少,產(chǎn)量序列長度為14,初始值對以后的預(yù)測值影響頗大,所以以最初3年實際產(chǎn)量的平均值作為初始值,即S(1)0=S(2)0=S(3)0=(y1+y2+y3)/3。擬合后估計值和實際產(chǎn)量的對比結(jié)果見圖5。
3.3棉花生育期氣象要素對氣象產(chǎn)量的影響
3.3.1平均氣溫對氣象產(chǎn)量的影響根據(jù)表3得出的棉花各生長階段氣象要素的相關(guān)系數(shù)及其顯著性,苗期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。這可能是由于南通市苗期降水量較少,在日照充足的情況下,溫度升高會降低土壤的含水量。土壤水分不足會影響棉苗的正常生長活動,導(dǎo)致弱苗遲發(fā)、病苗等現(xiàn)象。蕾期月平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。此時是棉花的現(xiàn)蕾期,現(xiàn)蕾的最低臨界溫度為19~20 ℃,且溫度升高,現(xiàn)蕾速度加快。一般來說,現(xiàn)蕾的適宜溫度為25~30 ℃。棉花現(xiàn)蕾期南通市14年的最高溫度、最低溫度、平均溫度分別為26.7、22、24.15 ℃,有利于棉花現(xiàn)蕾?;ㄢ徠谄骄鶜鉁嘏c棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系?;ㄢ徠跍囟冗^高易造成高溫危害,導(dǎo)致蕾鈴大量脫落。吐絮期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。氣溫高于20 ℃時,有利于棉花發(fā)育、吐絮,溫度較低容易延緩?fù)滦酢D贤ㄊ?月份的平均氣溫均在20 ℃以上,有利于棉花吐絮,而10月份的平均氣溫只有18.7 ℃,會影響棉花吐絮,但是影響不顯著。
3.3.2平均降水量對氣象產(chǎn)量的影響由表3可知,在棉花生長發(fā)育的苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期4個階段,降水量與棉花產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。苗期棉花需水量較少,蕾期和花鈴期棉花需水量增多,但是過多的降水不利于花粉正常授粉,引起蕾鈴大量脫落,影響棉花產(chǎn)量。6月中旬到7月中旬,南通正值梅雨季節(jié),降水量偏多,易形成雨澇,導(dǎo)致棉花爛根,不利于開花,還易加重病害發(fā)生,導(dǎo)致棉花減產(chǎn),降低棉花質(zhì)量。吐絮期棉花需水量減少,若此時降水量過多,會導(dǎo)致田間相對濕度增大,使得鈴殼增厚,延遲開裂,致使病菌侵染,從而引起爛鈴,出現(xiàn)黑桃、爛桃等現(xiàn)象,減少產(chǎn)量。9月份為吐絮盛期,近幾年,南通市9月份的平均降水量相較于往年有增加的趨勢,對棉花產(chǎn)量的不利影響加大。
3.3.3日照時數(shù)對氣象產(chǎn)量的影響苗期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。這是因為棉花是好光作物,光照時間的長短以及光照強度都會對棉花的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。在充足的光照條件下,棉株發(fā)育充分,有利于棉株現(xiàn)蕾。南通光照較為充足,有利于棉花的生長發(fā)育,但是影響不顯著。蕾期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。主要是因為苗期降水量較少,日照時數(shù)較多,導(dǎo)致水分缺失,不利于棉株的生長發(fā)育?;ㄢ徠谌照諘r數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。棉花是喜光作物,充足的日照是棉花獲得高產(chǎn)的必要條件。吐絮期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這一時期,南通市降水量減少,日照時數(shù)長,光照足,導(dǎo)致水分相對減少,影響鈴重,造成棉花早衰。
4結(jié)論與討論
本研究分析了氣象因素對南通市單位棉花產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,棉花生育期對產(chǎn)量影響最大的氣象要素是氣溫,其次是日照時數(shù),降水量的影響相對較弱。適宜的溫度有利于棉花的生長發(fā)育[11],蕾期溫度越高,棉鈴發(fā)育、成熟得也越快,棉鈴也越大。吐絮期氣溫與棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)度不顯著,可能是由于這段時間南通市日照充足,氣溫穩(wěn)定,溫度變化波動幅度較小導(dǎo)致的。日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系[12],花鈴期充足的日照可以使光合作用得到較大的發(fā)揮,增加鈴數(shù)。棉花是好光作物,花鈴期充足的日照有利于棉花的光合作用,有助于增加鈴數(shù),提高鈴重。降水量與棉花產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。蕾鈴期一般是在6月上旬到8月下旬,6月份開始,南通市逐漸進(jìn)入梅雨期,降水量明顯增多,而7—8月份又是全年降水的高峰期,雨水過多會增加土壤濕度,導(dǎo)致棉花瘋長,降低結(jié)鈴率,同時還會造成爛鈴,降低棉花產(chǎn)量。
在棉花的種植過程中,應(yīng)充分考慮各階段影響棉花產(chǎn)量的氣象因素,趨利避害,增加棉花產(chǎn)量。在研究的過程中,還應(yīng)注意到,不僅要分析單個氣象因子對棉花產(chǎn)量的影響,還需考慮它們對棉花產(chǎn)量的綜合影響[13]。此外,本研究是以棉花各生長階段的平均氣象數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)的,消除了氣象數(shù)據(jù)的波動性,在以后的研究中可以將氣象數(shù)據(jù)進(jìn)一步細(xì)分,考慮極值情況對產(chǎn)量的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]Reddy V R,Baker D N. Application of GOSSYM to analysis of the effects of weather on cotton yields[J]. Agricultural Systems,1990,32(1):83-95.
[2]Blanc E,Quirion P,Strobl E. The climatic determinants of cotton yields:evidence from a plot in West Africa[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2008,148(6/7):1093-1100.
[3]王建林,太華杰. 影響中國棉花產(chǎn)量豐歉的氣象指標(biāo)[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報,1995,6(增刊1):96-101.
[4]吳澤新,李鳳云. 德州氣候?qū)γ藁óa(chǎn)量的影響及對策分析研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(12):141,144.
[5]費勤貴,秦兆球. 降雨年型對南通棉花生產(chǎn)的影響[J]. 中國農(nóng)村水利水電,1997(11):17-21,48.
[6]顧雙平. 棉花生育期氣候要素與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析及應(yīng)用[J]. 江西棉花,2001,23(5):17-19.
[7]嚴(yán)彩虹,李曉明. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的新疆棉花產(chǎn)量氣象影響因素研究[J]. 沙漠與綠洲氣象,2012,6(5):51-53.
[8]房世波. 分離趨勢產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量的方法探討[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報,2011,20(6):13-18.
[9]王石立,王馥棠. 指數(shù)平滑法在產(chǎn)量趨勢預(yù)報中應(yīng)用的探討[J]. 氣象科學(xué)研究院院刊,1989,4(2):178-185.
[10]朱紅霞,黃嚴(yán)帥,張耀鴻. 氣象條件對南通地區(qū)棉花生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):70-73.
[11]呂新,馬俊杰. 石河子氣溫對棉花產(chǎn)量影響的初步研究[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1997,1(2):33-37.
[12]朱紅霞,周曉冬,黃嚴(yán)帥. 南通氣象因素對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(33):176-179.
[13]翟貴明,張希春,劉樹棣. 氣象因子對山東惠民棉花產(chǎn)量的影響及其評價模型[J]. 中國棉花,2011(11):26-29.
3.3棉花生育期氣象要素對氣象產(chǎn)量的影響
3.3.1平均氣溫對氣象產(chǎn)量的影響根據(jù)表3得出的棉花各生長階段氣象要素的相關(guān)系數(shù)及其顯著性,苗期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。這可能是由于南通市苗期降水量較少,在日照充足的情況下,溫度升高會降低土壤的含水量。土壤水分不足會影響棉苗的正常生長活動,導(dǎo)致弱苗遲發(fā)、病苗等現(xiàn)象。蕾期月平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。此時是棉花的現(xiàn)蕾期,現(xiàn)蕾的最低臨界溫度為19~20 ℃,且溫度升高,現(xiàn)蕾速度加快。一般來說,現(xiàn)蕾的適宜溫度為25~30 ℃。棉花現(xiàn)蕾期南通市14年的最高溫度、最低溫度、平均溫度分別為26.7、22、24.15 ℃,有利于棉花現(xiàn)蕾。花鈴期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系?;ㄢ徠跍囟冗^高易造成高溫危害,導(dǎo)致蕾鈴大量脫落。吐絮期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。氣溫高于20 ℃時,有利于棉花發(fā)育、吐絮,溫度較低容易延緩?fù)滦?。南通?月份的平均氣溫均在20 ℃以上,有利于棉花吐絮,而10月份的平均氣溫只有18.7 ℃,會影響棉花吐絮,但是影響不顯著。
3.3.2平均降水量對氣象產(chǎn)量的影響由表3可知,在棉花生長發(fā)育的苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期4個階段,降水量與棉花產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。苗期棉花需水量較少,蕾期和花鈴期棉花需水量增多,但是過多的降水不利于花粉正常授粉,引起蕾鈴大量脫落,影響棉花產(chǎn)量。6月中旬到7月中旬,南通正值梅雨季節(jié),降水量偏多,易形成雨澇,導(dǎo)致棉花爛根,不利于開花,還易加重病害發(fā)生,導(dǎo)致棉花減產(chǎn),降低棉花質(zhì)量。吐絮期棉花需水量減少,若此時降水量過多,會導(dǎo)致田間相對濕度增大,使得鈴殼增厚,延遲開裂,致使病菌侵染,從而引起爛鈴,出現(xiàn)黑桃、爛桃等現(xiàn)象,減少產(chǎn)量。9月份為吐絮盛期,近幾年,南通市9月份的平均降水量相較于往年有增加的趨勢,對棉花產(chǎn)量的不利影響加大。
3.3.3日照時數(shù)對氣象產(chǎn)量的影響苗期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。這是因為棉花是好光作物,光照時間的長短以及光照強度都會對棉花的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。在充足的光照條件下,棉株發(fā)育充分,有利于棉株現(xiàn)蕾。南通光照較為充足,有利于棉花的生長發(fā)育,但是影響不顯著。蕾期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。主要是因為苗期降水量較少,日照時數(shù)較多,導(dǎo)致水分缺失,不利于棉株的生長發(fā)育?;ㄢ徠谌照諘r數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。棉花是喜光作物,充足的日照是棉花獲得高產(chǎn)的必要條件。吐絮期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這一時期,南通市降水量減少,日照時數(shù)長,光照足,導(dǎo)致水分相對減少,影響鈴重,造成棉花早衰。
4結(jié)論與討論
本研究分析了氣象因素對南通市單位棉花產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,棉花生育期對產(chǎn)量影響最大的氣象要素是氣溫,其次是日照時數(shù),降水量的影響相對較弱。適宜的溫度有利于棉花的生長發(fā)育[11],蕾期溫度越高,棉鈴發(fā)育、成熟得也越快,棉鈴也越大。吐絮期氣溫與棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)度不顯著,可能是由于這段時間南通市日照充足,氣溫穩(wěn)定,溫度變化波動幅度較小導(dǎo)致的。日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系[12],花鈴期充足的日照可以使光合作用得到較大的發(fā)揮,增加鈴數(shù)。棉花是好光作物,花鈴期充足的日照有利于棉花的光合作用,有助于增加鈴數(shù),提高鈴重。降水量與棉花產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。蕾鈴期一般是在6月上旬到8月下旬,6月份開始,南通市逐漸進(jìn)入梅雨期,降水量明顯增多,而7—8月份又是全年降水的高峰期,雨水過多會增加土壤濕度,導(dǎo)致棉花瘋長,降低結(jié)鈴率,同時還會造成爛鈴,降低棉花產(chǎn)量。
在棉花的種植過程中,應(yīng)充分考慮各階段影響棉花產(chǎn)量的氣象因素,趨利避害,增加棉花產(chǎn)量。在研究的過程中,還應(yīng)注意到,不僅要分析單個氣象因子對棉花產(chǎn)量的影響,還需考慮它們對棉花產(chǎn)量的綜合影響[13]。此外,本研究是以棉花各生長階段的平均氣象數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)的,消除了氣象數(shù)據(jù)的波動性,在以后的研究中可以將氣象數(shù)據(jù)進(jìn)一步細(xì)分,考慮極值情況對產(chǎn)量的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]Reddy V R,Baker D N. Application of GOSSYM to analysis of the effects of weather on cotton yields[J]. Agricultural Systems,1990,32(1):83-95.
[2]Blanc E,Quirion P,Strobl E. The climatic determinants of cotton yields:evidence from a plot in West Africa[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2008,148(6/7):1093-1100.
[3]王建林,太華杰. 影響中國棉花產(chǎn)量豐歉的氣象指標(biāo)[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報,1995,6(增刊1):96-101.
[4]吳澤新,李鳳云. 德州氣候?qū)γ藁óa(chǎn)量的影響及對策分析研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(12):141,144.
[5]費勤貴,秦兆球. 降雨年型對南通棉花生產(chǎn)的影響[J]. 中國農(nóng)村水利水電,1997(11):17-21,48.
[6]顧雙平. 棉花生育期氣候要素與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析及應(yīng)用[J]. 江西棉花,2001,23(5):17-19.
[7]嚴(yán)彩虹,李曉明. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的新疆棉花產(chǎn)量氣象影響因素研究[J]. 沙漠與綠洲氣象,2012,6(5):51-53.
[8]房世波. 分離趨勢產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量的方法探討[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報,2011,20(6):13-18.
[9]王石立,王馥棠. 指數(shù)平滑法在產(chǎn)量趨勢預(yù)報中應(yīng)用的探討[J]. 氣象科學(xué)研究院院刊,1989,4(2):178-185.
[10]朱紅霞,黃嚴(yán)帥,張耀鴻. 氣象條件對南通地區(qū)棉花生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):70-73.
[11]呂新,馬俊杰. 石河子氣溫對棉花產(chǎn)量影響的初步研究[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1997,1(2):33-37.
[12]朱紅霞,周曉冬,黃嚴(yán)帥. 南通氣象因素對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(33):176-179.
[13]翟貴明,張希春,劉樹棣. 氣象因子對山東惠民棉花產(chǎn)量的影響及其評價模型[J]. 中國棉花,2011(11):26-29.
3.3棉花生育期氣象要素對氣象產(chǎn)量的影響
3.3.1平均氣溫對氣象產(chǎn)量的影響根據(jù)表3得出的棉花各生長階段氣象要素的相關(guān)系數(shù)及其顯著性,苗期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)。這可能是由于南通市苗期降水量較少,在日照充足的情況下,溫度升高會降低土壤的含水量。土壤水分不足會影響棉苗的正常生長活動,導(dǎo)致弱苗遲發(fā)、病苗等現(xiàn)象。蕾期月平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。此時是棉花的現(xiàn)蕾期,現(xiàn)蕾的最低臨界溫度為19~20 ℃,且溫度升高,現(xiàn)蕾速度加快。一般來說,現(xiàn)蕾的適宜溫度為25~30 ℃。棉花現(xiàn)蕾期南通市14年的最高溫度、最低溫度、平均溫度分別為26.7、22、24.15 ℃,有利于棉花現(xiàn)蕾?;ㄢ徠谄骄鶜鉁嘏c棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。花鈴期溫度過高易造成高溫危害,導(dǎo)致蕾鈴大量脫落。吐絮期平均氣溫與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。氣溫高于20 ℃時,有利于棉花發(fā)育、吐絮,溫度較低容易延緩?fù)滦?。南通?月份的平均氣溫均在20 ℃以上,有利于棉花吐絮,而10月份的平均氣溫只有18.7 ℃,會影響棉花吐絮,但是影響不顯著。
3.3.2平均降水量對氣象產(chǎn)量的影響由表3可知,在棉花生長發(fā)育的苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期4個階段,降水量與棉花產(chǎn)量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。苗期棉花需水量較少,蕾期和花鈴期棉花需水量增多,但是過多的降水不利于花粉正常授粉,引起蕾鈴大量脫落,影響棉花產(chǎn)量。6月中旬到7月中旬,南通正值梅雨季節(jié),降水量偏多,易形成雨澇,導(dǎo)致棉花爛根,不利于開花,還易加重病害發(fā)生,導(dǎo)致棉花減產(chǎn),降低棉花質(zhì)量。吐絮期棉花需水量減少,若此時降水量過多,會導(dǎo)致田間相對濕度增大,使得鈴殼增厚,延遲開裂,致使病菌侵染,從而引起爛鈴,出現(xiàn)黑桃、爛桃等現(xiàn)象,減少產(chǎn)量。9月份為吐絮盛期,近幾年,南通市9月份的平均降水量相較于往年有增加的趨勢,對棉花產(chǎn)量的不利影響加大。
3.3.3日照時數(shù)對氣象產(chǎn)量的影響苗期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。這是因為棉花是好光作物,光照時間的長短以及光照強度都會對棉花的生長發(fā)育產(chǎn)生影響。在充足的光照條件下,棉株發(fā)育充分,有利于棉株現(xiàn)蕾。南通光照較為充足,有利于棉花的生長發(fā)育,但是影響不顯著。蕾期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。主要是因為苗期降水量較少,日照時數(shù)較多,導(dǎo)致水分缺失,不利于棉株的生長發(fā)育?;ㄢ徠谌照諘r數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系。棉花是喜光作物,充足的日照是棉花獲得高產(chǎn)的必要條件。吐絮期日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這一時期,南通市降水量減少,日照時數(shù)長,光照足,導(dǎo)致水分相對減少,影響鈴重,造成棉花早衰。
4結(jié)論與討論
本研究分析了氣象因素對南通市單位棉花產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,棉花生育期對產(chǎn)量影響最大的氣象要素是氣溫,其次是日照時數(shù),降水量的影響相對較弱。適宜的溫度有利于棉花的生長發(fā)育[11],蕾期溫度越高,棉鈴發(fā)育、成熟得也越快,棉鈴也越大。吐絮期氣溫與棉花產(chǎn)量之間的相關(guān)度不顯著,可能是由于這段時間南通市日照充足,氣溫穩(wěn)定,溫度變化波動幅度較小導(dǎo)致的。日照時數(shù)與棉花產(chǎn)量呈正相關(guān)關(guān)系[12],花鈴期充足的日照可以使光合作用得到較大的發(fā)揮,增加鈴數(shù)。棉花是好光作物,花鈴期充足的日照有利于棉花的光合作用,有助于增加鈴數(shù),提高鈴重。降水量與棉花產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。蕾鈴期一般是在6月上旬到8月下旬,6月份開始,南通市逐漸進(jìn)入梅雨期,降水量明顯增多,而7—8月份又是全年降水的高峰期,雨水過多會增加土壤濕度,導(dǎo)致棉花瘋長,降低結(jié)鈴率,同時還會造成爛鈴,降低棉花產(chǎn)量。
在棉花的種植過程中,應(yīng)充分考慮各階段影響棉花產(chǎn)量的氣象因素,趨利避害,增加棉花產(chǎn)量。在研究的過程中,還應(yīng)注意到,不僅要分析單個氣象因子對棉花產(chǎn)量的影響,還需考慮它們對棉花產(chǎn)量的綜合影響[13]。此外,本研究是以棉花各生長階段的平均氣象數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)的,消除了氣象數(shù)據(jù)的波動性,在以后的研究中可以將氣象數(shù)據(jù)進(jìn)一步細(xì)分,考慮極值情況對產(chǎn)量的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]Reddy V R,Baker D N. Application of GOSSYM to analysis of the effects of weather on cotton yields[J]. Agricultural Systems,1990,32(1):83-95.
[2]Blanc E,Quirion P,Strobl E. The climatic determinants of cotton yields:evidence from a plot in West Africa[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2008,148(6/7):1093-1100.
[3]王建林,太華杰. 影響中國棉花產(chǎn)量豐歉的氣象指標(biāo)[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報,1995,6(增刊1):96-101.
[4]吳澤新,李鳳云. 德州氣候?qū)γ藁óa(chǎn)量的影響及對策分析研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(12):141,144.
[5]費勤貴,秦兆球. 降雨年型對南通棉花生產(chǎn)的影響[J]. 中國農(nóng)村水利水電,1997(11):17-21,48.
[6]顧雙平. 棉花生育期氣候要素與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)分析及應(yīng)用[J]. 江西棉花,2001,23(5):17-19.
[7]嚴(yán)彩虹,李曉明. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的新疆棉花產(chǎn)量氣象影響因素研究[J]. 沙漠與綠洲氣象,2012,6(5):51-53.
[8]房世波. 分離趨勢產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量的方法探討[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報,2011,20(6):13-18.
[9]王石立,王馥棠. 指數(shù)平滑法在產(chǎn)量趨勢預(yù)報中應(yīng)用的探討[J]. 氣象科學(xué)研究院院刊,1989,4(2):178-185.
[10]朱紅霞,黃嚴(yán)帥,張耀鴻. 氣象條件對南通地區(qū)棉花生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(7):70-73.
[11]呂新,馬俊杰. 石河子氣溫對棉花產(chǎn)量影響的初步研究[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1997,1(2):33-37.
[12]朱紅霞,周曉冬,黃嚴(yán)帥. 南通氣象因素對棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(33):176-179.
[13]翟貴明,張希春,劉樹棣. 氣象因子對山東惠民棉花產(chǎn)量的影響及其評價模型[J]. 中國棉花,2011(11):26-29.