王明亮，邵长亮
（1.丹东市气象局，辽宁 丹东 118000；
2.中国气象局气象探测中心，北京 100081）
东北地区降雨受海陆位置和地形因素的影响，东面距海洋较近，受水汽影响较大，西面距海洋较远，受水汽影响相对较小，而且来自海洋的暖湿气流到达长白山脉和大兴安岭时受山脉阻挡，迎风坡降水较多，背风坡降水较少，因此形成降水量东多西少的分布，且降雨主要集中在7月中下旬至8月初。东北地区是中国玉米主产区和重要的商品粮基地，由于其地理纬度较高，积温不足，生长季热量的年际间波动较大，加之东北地区降水量地域间差异较大，年际间波动亦较大，导致东北地区玉米极易遭受旱涝灾害[1-3]。
中国学者对农作物的需水量问题进行了大量研究，曹永强等[4]研究了 1964—2013 年近50年辽西春玉米的需水量，认为基本呈不显著下降趋势；
黄志刚等[5]预测，2040年松嫩平原玉米将会增加灌溉水量12.6亿m3；
高晓容等[3]研究表明，东北玉米4个生育阶段的需水量变化不明显，但有较大的空间差异；
袁福香等[6]研究表明，吉林省不同地域降水量对玉米生长需求的满足程度不同；
杨华等[7]研究显示，春玉米生育期受温度影响最大；
崔耀平等[8]研究说明，2000—2013年黄淮海地区玉米生育期对降水变化较敏感。
东北玉米种植区大多没有灌溉设施，多以自然降水维持玉米生长发育。近年来，受气候变化的影响，降水时空分布不均且有所变化，自然降水程度对玉米生长发育的影响需进一步明确，以制定更为合理可行的应对措施。本研究利用东北不同地区3个农业气象观测站1997—2017年的观测资料，分析降水量变化对玉米生育期的影响，依照玉米在降水敏感时期的变化情况，为适应气候变化、合理安排作物生长季提供参考。
1.1 资料来源
本文资料均取自中国气象局业务内网（http://idata.cma/idata/web/data/index），选取黑龙江省嘉荫县农业气象站（经度130°24′，纬度48°53′）1997—2017年的5—9月份、吉林省辽源市农业气象站（经度125°05′，纬度 42°55′）1997—2017年的4—10月份、辽宁省朝阳市农业气象站（经度 120°27′，纬度 41°33′）1997—2017年4—10月份的降雨量和玉米生育期资料进行相关性分析。
1.2 分析方法
采用线性趋势分析方法分析玉米生育期与降雨量的趋势变化关系，即：
式中：yi为玉米生育期天数，ti为降雨量，a和b可用最小二乘法求出。
2.1 东北不同区域玉米生育期变化
由图1可知，1997—2017年东北不同区域玉米生育期天数变化存在较大的年际差异，其中辽宁省朝阳市玉米生育期为132 d，黑龙江省嘉荫县玉米生育期为119 d，吉林省辽源市玉米生育期为150 d，即东北三省玉米从出苗到成熟的生育时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县。辽宁省朝阳市玉米苗期为52 d、穗期为23 d、花粒期为57 d；
黑龙江省嘉荫县玉米苗期为43 d、穗期为21 d、花粒期为56 d；
吉林省辽源市玉米苗期为70 d、穗期为17 d、花粒期为65 d。即苗期时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县；
穗期时长为辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县＞吉林省辽源市；
花粒期时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县。
图1 1997—2017年东北不同区域玉米生育期时间序列
2.2 东北不同区域玉米苗期与降雨量的关系
1997—2017年的20年间，东北不同区域玉米苗期时长（出苗期到拔节期）与降雨量均呈现出负相关关系，即随降雨量增加，苗期有缩短的趋势（图2）。其中吉林省辽源市二者的回归系数为-0.0061，回归常数为71.411；
黑龙江省嘉荫县二者的回归系数为-0.010 8，回归常数为47.717；
辽宁省朝阳市二者的回归系数为-0.010 8，回归常数为47.717。
图2 1997—2017年东北不同区域玉米苗期与降雨量的相关性
2.3 东北不同区域玉米穗期与降雨量的关系
图3为1997—2017年东北不同区域玉米穗期（拔节期到抽穗期）与降雨量的关系。结果显示，吉林省辽源市和辽宁省朝阳市玉米穗期均随降雨量的增加而缩短，而黑龙江省嘉荫县玉米穗期随降雨量增加而延长。其中，吉林省辽源市二者的回归系数为-0.0111，回归常数为23.65；
辽宁省朝阳市二者的回归系数为-0.0086，回归常数为26.419；
黑龙江省嘉荫县二者的回归系数为0.0183，回归常数为12.379。
图3 1997—2017年东北不同区域玉米穗期与降雨量的相关性
2.4 东北不同区域玉米花粒期与降雨量的关系
图4为1997—2017年东北不同区域玉米花粒期（抽穗期到成熟期）与降雨量的关系。结果表明，东北不同区域玉米花粒期与降雨量均呈正相关关系，即降雨量增加，花粒期延长。其中，吉林省辽源市二者的回归系数为0.0057，回归常数为61.686；
黑龙江省嘉荫县二者的回归系数为0.0022，回归常数为54.719；
辽宁省朝阳市二者的回归系数为0.0278，回归常数为45.442。
图4 1997—2017年东北不同区域玉米花粒期与降雨量的相关性
水热条件对作物物候期及生育期影响较大，其中降水是影响中国主要粮食基地—东北地区玉米生长发育的重要因素。分析显示，1997—2017年东北不同区域玉米平均生育期时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县，苗期时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县，穗期时长为辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县＞吉林省辽源市，花粒期时长为吉林省辽源市＞辽宁省朝阳市＞黑龙江省嘉荫县。降雨量与玉米苗期时长呈负相关关系，这可能是由于东北地区春季积雪和冻土融化产生返浆水，土壤含水量较为丰沛，可满足玉米种子发芽的需要，其具体原因需做进一步分析探讨。
分析显示，对降雨量较为敏感的生育期为玉米苗期和花粒期，随降雨量增加，苗期生长速度加快，花粒期成熟速度减慢。综合分析东北不同区域的降雨特点以及玉米生长发育的特点，生产上建议选用苗期相对较长、花粒期相对较短的玉米品种进行种植。
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