气象对棉花产量影响综述范文

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山东省惠民县是全国优质商品棉生产基地，2010年棉花种植面积2．79万hm2，皮棉年总产量3．0万t。棉花是惠民县主要经济作物之一，棉花生产在本县国民经济中占有十分重要的地位，及时掌握气象条件对棉花生长发育的影响，了解棉花生长发育情况，对引导棉农加强田间管理，根据天气情况趋利避害，促进增产增收有十分重要的指导意义。但长期以来，农业气象情报服务中，评价气象条件对农作物生长发育的利弊影响还停留在定性分析的阶段，缺乏定量分析。本文旨在研究影响惠民县棉花生长发育的主要气象因子，并在此基础上建立棉花产量的评价模型，提出影响棉花产量的定量分析方法，更好地为棉农服务。

1资料来源及处理方法

1．1资料来源利用山东省惠民县气象局1981—2010年棉花各生育期观测资料和惠民县棉花子棉平均单产资料，气候资料为1981—2010年逐日降水、日照、日平均气温、日最高、最低气温及日平均相对湿度。1981—2010年惠民县棉花各生育期平均日期见表1

1．2处理方法根据惠民县1981－2010年棉花各生育期平均日期，选取1981－2010年4月中旬到10月中旬逐日降水、日照、日平均气温、日最高、最低气温及日平均相对湿度资料，利用公式Mi＝∑in＝1Ei／n计算某气象要素的旬平均值［1］，其中降水量和日照时数采用旬合计值，i＝1，2，3，…，30；Ei为第i年的某气象要素值，Mi为某气象要素的旬平均值。气象条件对棉花产量的影响主要反映在影响棉花的单产，因此我们使用的棉花产量是惠民县1981－2010年30年棉花子棉平均单产。一般认为棉花单产可以分为趋势产量和气象产量两部分，趋势产量代表了农技措施及其他有类似这种影响的自然和非自然因素对产量贡献的总和，通常把经过趋势处理后的产量序列剩余项视为受气象因子影响的产量分量，统称为气象产量［2］。由于棉花单产水平低而且年际变化大，因此在处理和分离趋势产量和气象产量时采用的方法非常重要，本文采用指数、线性、对数、多项式、幂、滑动平均等多种拟合方法提取趋势产量，并计算趋势产量拟合公式与产量序列的相关系数，经比较选用5次多项式拟合方法处理产量资料，所得趋势产量公式与产量序列的相关系数为0．8401，达到了极显著水平。趋势产量公式可拟合为yt＝0．0083x5－0．724x4＋22．651x3－301．08x2＋1570．1x－27．586，其中yt为趋势产量，x为年度序号，图1为趋势产量和实际产量序列的拟合情况。根据趋势产量公式和产量序列，利用公式：yw＝y－yt计算出1981—2010年逐年气象产量，其中yw为气象产量，y为实际产量，yt为趋势产量。

2主要影响因子及其影响原因分析

2．1影响棉花产量的主要气象因子棉花产量与其生育期前、期中、期后某些时段的气象条件有着密切的联系。为了找到对棉花产量形成有显著影响的所有气象因子，本文以旬气象要素为基础，结合1981—2010年逐年气象产量数据，进行相关分析，普查与棉花产量相关显著的气象因子。表2列出了影响惠民县棉花产量的主要气象因子及相关系数。

2．2影响因子分析由表2可见，惠民县棉花产量与5月下旬的平均气温、最高气温均呈现负相关关系。5月下旬正值棉花3叶期，此时的30年旬平均最高温度为28．2℃，旬平均温度为22．1℃，而棉花苗期的最适宜温度18～22℃，显然在此期间当温度高于22℃时对棉苗生长和产量形成有不利影响。6月下旬最高气温、平均气温、最低气温与棉花产量均呈正相关关系。此时正值棉花、现蕾到开花始期，棉花进入现蕾期以后，温度高，现蕾又快又多；现蕾的适宜温度范围为日平均气温19～30℃，现蕾初花期气温以25～30℃最为适宜，在25℃以上有利于生长发育。惠民县此期间的30年旬平均最高、平均气温、最低气温分别为31．7℃、25．9℃、20．6℃，有利于棉花现蕾、开花及产量形成。7月中旬、8月中旬的平均气温、最低气温都与棉花产量呈显著的正相关关系；此时正值棉花开花到开花盛期，气温在25℃以上有利于棉花生长发育；而在此期间的30年旬平均气温分别为26．5℃、25．3℃，均较适宜棉花生长和产量形成。10月中旬降水量与棉花产量呈负相关关系。此时正值棉花吐絮盛期，要求是天气晴朗、阳光充足、空气湿度较低、气温在20℃以上，才有利于棉花发育和吐絮。如此时阴雨多，低温、寡照、高湿易引起烂铃、延缓吐絮；同时病虫害滋生，降低产量和品质。棉花产量与7月上旬日照呈负相关关系。此时正值棉花开花始期，棉花是喜光作物，充足的阳光是棉花获得高产的必要条件；但棉花蕾花期对光、温、水的反应都较为敏感，蕾花期稳长是棉花高产的关键；如蕾花期疯长，虽能早开花但座不住桃，使早发转化为迟熟，缩短结铃期，推迟集中结桃时间，导致迟熟减产［3］。本县7月上旬日照时数与棉花产量呈现负相关关系，说明在水肥、温度条件能满足的情况下，充足的光照易造成棉花疯长、导致减产；因此应加强此期间的田间管理，控制棉花疯长。9月中旬日照时数与棉花产量呈正相关关系；此时正是棉花吐絮期，充足的光照有利于光合作用，可增加铃重、提高棉絮质量，有利于提高产量。9月中旬、10月中旬平均相对湿度与棉花产量呈负相关关系；此时正值棉花吐絮期，此时湿度大，易引发病虫害，发生僵烂铃，从而影响棉花产量。

3棉花产量评价模型

3．1评价模型因子的选取棉花产量的形成与棉花全生育期的气象条件均有一定的关系。苗期的气象条件决定了棉花的长势、每株果枝数的多少；现蕾—开花期的气象条件决定了单株铃数和铃重，铃期到吐絮期的气象条件则影响棉花纤维发育的好坏，决定衣分的高低。可见只有将棉花全生育期的所有气象因子综合起来与产量建立关系，才能较好地反映全生育期气象要素对棉花产量的综合影响。因此，本文以主要气象因子逐旬的相关系数为权重将影响棉花产量的全生育期主要气象因子组合成影响棉花产量的6个组合因子，即最高气温、平均气温、最低气温、降水量、日照时数、相对湿度，组合后的因子与气象产量求相关系数见表3。

3．2评价模型的建立与检验利用1980—2008年28年的主要气象因子逐旬数据，按照3．1节的方法组合成6个组合因子与气象产量建立多元回归气象产量评价模型如下：yw′＝－130．6103＋11．5295tx－6．8012t＋39．8740tn＋2．4561r＋0．9487s＋13．0713uyw′为气象产量评估模型估算值，tx、t、tn、r、s、u分别为最高气温、平均气温、最低气温、降水量、日照时数、相对湿度全生育期的加权平均值，可以求得该模型的复相关系数为0．7970，F检验值为F＝6．0939（F0．01（6，28）＝3．5276），均符合0．01的显著性检验。由1．2中趋势产量公式及上式气象产量评价模型，根据公式yi′＝yti′＋ywi′对2009，2010年棉花产量进行评价检验，其中yi′为某年棉花子棉产量预测值，yti′为趋势产量的预测值，ywi′为气象产量的预测值，试算2009、2010年棉花产量为3062．0kg，2624．5kg，与实际产量分别相差－16．8kg、58．7kg，误差分别为0．5％，2．2％；试算结果与实际产量拟合准确率达到97．8％以上，与实际产量基本一致。图2给出了棉花产量的历史拟合及外推评价情况，从图中可以看出，棉花产量的历史拟合及外推评价情况较好。

4小结

本文以惠民县棉花单产为研究对象，以旬气象资料为基础，系统分析了影响棉花产量的主要气象因子，并建立了棉花产量的影响评价模型，考虑了棉花全生育期的气象因子对棉花产量的组合影响所建棉花产量评价模型有较高的准确率。同时应该注意到影响棉花产量的气象因子的筛选仅是在考虑单因子对产量影响情况下的统计值，实际上作物产量是受多个气象因子综合作用影响的［4－7］；不同地区由于气候条件的不同，对棉花产量造成影响的气象因子也会不同［8－9］，在实际农业气象服务中还有待进一步研究。