劉奕辰 高雅潔 張 玲 石大山

（山東省濟(jì)南市章丘區(qū)氣象局，山東濟(jì)南 250200）

1 資料與方法

1.1 資料 試驗(yàn)中所用的積溫和降水資料來(lái)源于山東省濟(jì)南市章丘區(qū)氣象局，產(chǎn)量資料來(lái)源于章丘區(qū)統(tǒng)計(jì)局。

1.2 研究方法 試驗(yàn)采用15年直線滑動(dòng)平均法處理作物實(shí)際產(chǎn)量，分離氣象產(chǎn)量與趨勢(shì)產(chǎn)量。根據(jù)積分回歸原理，建立積溫、降水的時(shí)間分布對(duì)作物最終形成產(chǎn)量的影響效應(yīng)的模型，把積溫、降水對(duì)產(chǎn)量的影響化為具體的數(shù)值。

2 積溫、降水對(duì)產(chǎn)量影響的積分回歸分析

2.1 氣候模型的建立 章丘小麥生育期為10月上旬至次年6月上旬，玉米和大豆為6月中旬至9月下旬，根據(jù)生育期分別劃分為25個(gè)時(shí)段和11個(gè)時(shí)段。設(shè)積溫（降水）作為自變量x（k=1），a（x）均取3次項(xiàng)（m=3）。依照積分回歸原理建立模型：

式（1）中，Yc為用各時(shí)段各氣象要素估計(jì)的產(chǎn)量，aj（t）為t+△t時(shí)刻的氣象要素每變化一個(gè)單位時(shí)，對(duì)作物產(chǎn)量的影響效果，X（t）為t+△t時(shí)刻的氣象要素值，c為常數(shù)項(xiàng)，Φj（t）為時(shí)間的正交多項(xiàng)式（查正交多項(xiàng)式表）。

令∫ Φj（t）X（t）dt=ρj（t） j=0，1，2，3

其中，正交系數(shù)Φj（t）分別查n=25和11的正交多項(xiàng)式表。則：

2.2 積溫、降水對(duì)作物產(chǎn)量的影響

2.2.1 積溫、降水對(duì)小麥產(chǎn)量的影響 10月上旬至11月下旬積溫對(duì)小麥產(chǎn)量影響為正效應(yīng)，積溫每增加1 ℃，小麥產(chǎn)量增加0.066～1.066 kg/hm2，此時(shí)小麥經(jīng)歷播種～分蘗期，積溫影響正效應(yīng)驟減，此時(shí)，溫度適當(dāng)?shù)纳哂欣趬衙绲男纬?，因此可提高產(chǎn)量。12月上旬至4月中旬積溫對(duì)小麥的產(chǎn)量均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，小麥?zhǔn)悄秃矝鲂宰魑?，這一時(shí)段小麥經(jīng)歷越冬期、返青期、拔節(jié)期和抽穗開花期4個(gè)階段，積溫對(duì)產(chǎn)量的負(fù)效應(yīng)在2月上中旬以前增加，在2月上中旬達(dá)到峰值后又呈下降趨勢(shì)，第一階段為12月上旬至次年2月中旬，此時(shí)是越冬階段，積溫每增加1 ℃，小麥產(chǎn)量減少0.074～0.494 kg/hm2，第二階段為2月下旬至4月中旬，此時(shí)小麥經(jīng)歷返青～抽穗開花階段，此時(shí)積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量下降0.074～0.494 kg/hm2，由于此時(shí)低溫會(huì)使小麥小穗數(shù)目增加，并相對(duì)減慢了光照階段的發(fā)展，而導(dǎo)致器官發(fā)生階段的延長(zhǎng)，而且小麥花期怕高溫干旱，會(huì)引起花期器官勝利干旱，花粉失去受精能力而降低結(jié)實(shí)率，因此這一階段積溫對(duì)產(chǎn)量成負(fù)效應(yīng)。

10月上旬至10月中旬的降水對(duì)小麥產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)正效應(yīng)，此時(shí)小麥經(jīng)歷播種、出苗期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量增加0.123～0.349 kg/hm2，此時(shí)降水量適當(dāng)升高可以滿足小麥發(fā)育所需要的底墑。10月下旬至次年1月下旬降水對(duì)小麥產(chǎn)量影響呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)，12月前負(fù)效應(yīng)逐漸增大，在12月上旬負(fù)效應(yīng)達(dá)到峰值后逐漸降低，第一階段，10月下旬至11月下旬，此時(shí)小麥經(jīng)歷分蘗期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量降低0.05～0.301 kg/hm2，第二階段，12月上旬至次年1月下旬，小麥經(jīng)歷越冬期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量降低0.047～0.312 kg/hm2。2月上旬-5月上旬的降水對(duì)小麥產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)正效應(yīng)，3月下旬前正效應(yīng)逐漸增大，在3月下旬正效應(yīng)達(dá)到峰值后逐漸降低，第一階段，2月上旬至3月下旬，此時(shí)小麥經(jīng)歷越冬末期及返青期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量增加0.035～0.315 kg/hm2，降水增加土壤墑情，有利于小麥返青，第二階段，4月上旬至5月上旬，此時(shí)小麥經(jīng)歷拔節(jié)期、抽穗開花期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量增加0.083～0.31 kg/hm2，小麥花期若是降水過(guò)多，空氣濕度大，花粉粒會(huì)因吸水過(guò)多膨脹破裂，造成不實(shí)，降低產(chǎn)量[1]。

2.2.2 積溫、降水對(duì)玉米產(chǎn)量的影響 6月中旬和6月下旬積溫對(duì)玉米產(chǎn)量影響為正效應(yīng)，該階段玉米處于播種期、出苗期、三葉期，積溫每增加1 ℃，玉米增產(chǎn)0.047～0.323 kg/hm2，玉米種子在較低的溫度時(shí)發(fā)芽不僅緩慢，而且易感染病害而發(fā)生沒爛，因此，播種溫度升高有利于產(chǎn)量形成。7月上旬至8月下旬積溫對(duì)玉米產(chǎn)量影響均為負(fù)效應(yīng)，在7月下旬前，負(fù)效應(yīng)逐漸增大，在7月下旬達(dá)到峰值后逐漸下降，第一階段，7月上旬至7月下旬為玉米七葉、拔節(jié)期，積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量減少0.139～0.281 kg/hm2，第二階段，8月上旬至8月下旬玉米處于抽雄、開花期，積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量減少0.069～0.257 kg/hm2，由于溫度過(guò)高不利于玉米根的生長(zhǎng)，因此呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。9月上旬至9月下旬，積溫對(duì)玉米產(chǎn)量影響均為正效應(yīng)，該階段玉米處于乳熟、成熟期，此時(shí)，積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量增加0.075～0.413 kg/hm2，玉米成熟時(shí)，溫度過(guò)高則不利于養(yǎng)分的積累，而且會(huì)影響到淀粉酶的活性而不利于物質(zhì)運(yùn)輸和積累。

6月中旬至9月中旬的降水對(duì)玉米產(chǎn)量呈現(xiàn)正效應(yīng)，這短時(shí)間包含除成熟期以外的全部生育期，在播種～七葉期降水每增加1 mm，產(chǎn)量增加0.127～0.303 kg/hm2，玉米在苗期矮小，因此需水量也少，所以降水少量的增加就可以滿足玉米的需要，對(duì)產(chǎn)量的形成有很大的影響。7月中旬至9月上旬降水對(duì)玉米產(chǎn)量影響變化不大，基本位置在0.1 kg/hm2上下。9月下旬降水對(duì)小麥產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)效應(yīng)，此時(shí)玉米經(jīng)歷成熟期，降水每增加1 mm，產(chǎn)量降低0.017 kg/hm2，這個(gè)時(shí)期玉米容易受到澇害，降水增多，土壤中的空氣相對(duì)減少，成熟期根的生命力減弱，因此降水多會(huì)造成減產(chǎn)。

2.2.3 積溫、降水對(duì)大豆產(chǎn)量的影響 6月中旬積溫對(duì)大豆的影響為正效應(yīng)，此時(shí)大豆經(jīng)歷播種期，積溫每增加1 ℃，增產(chǎn)0.155 kg/hm2。6月下旬至8月下旬積溫對(duì)大豆的影響為負(fù)效應(yīng)，在7月下旬前，負(fù)效應(yīng)逐漸增大，在7月下旬達(dá)到峰值后逐漸下降，第一階段，6月下旬至7月下旬為大豆出苗、分枝期，積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量減少0.004～0.161 kg/hm2，第二階段，8月上旬至8月下旬大豆處于開花結(jié)莢期，積溫每增加1 ℃，產(chǎn)量減少0.048～0.14 kg/hm2，大豆生殖生長(zhǎng)初期，生殖器官形成階段，熱量不足會(huì)導(dǎo)致大量減產(chǎn)，溫度低，會(huì)造成落花、落莢。

6月中旬至9月中旬降水對(duì)大豆的產(chǎn)量影響呈現(xiàn)正效應(yīng)，這短時(shí)間包含除成熟期以外的全部生育期，在播種～鼓粒期降水每增加1 mm，產(chǎn)量增加0.022～0.1 kg/hm2，鼓粒、灌漿階段是大豆的第2個(gè)需水臨界期，降水適度增加會(huì)提高大豆的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)積分回歸原理，建立模型，分析得出：2月上中旬(-0.494 kg/hm2)積溫對(duì)小麥影響達(dá)到峰值，12月上旬 (-0.312 kg/hm2)和 3 月 下 旬 (0.315 kg/hm2)降 水 對(duì) 小 麥 影響達(dá)到峰值，7月下旬(-0.281 kg/hm2)積溫對(duì)玉米影響達(dá)到峰值，6月中旬 (0.303 kg/hm2)和 9月下旬 (-0.017 kg/hm2)降水對(duì)玉米影響達(dá)到峰值，7月下旬(-0.161 kg/hm2)溫對(duì)大豆影響達(dá)到峰值，6月中旬(0.1 kg/hm2)和9月下旬(-0.02 kg/hm2)降水對(duì)大豆影響達(dá)到峰值。