黄淮海地区永优系列玉米品种光温适宜性研究

李彤霄+田宏伟+杜子璇

摘要：以玉米（Zea mays L.）永优系列4个品种为材料，根据2014年和2015年黄淮海地区12个代表站点田间分期试验的生育期资料和同期气象观测资料，分析了黄淮海地区永优系列玉米4个品种的光温适宜范围和差异，并进行了区划，以期为不同玉米品种在黄淮海地区的种植和选育提供参考。结果表明，黄淮海地區的光温条件基本上能够满足永优系列玉米品种生长发育的需要。较适宜黄淮海地区日照时间的适宜范围面积由大到小依次为浚单20、浚单29和浚单509、浚单3136；日照时间出苗-拔节期的整个黄淮海地区都为适宜，拔节-抽雄期南部和北部为主要适宜区，抽雄-成熟期仅河北省和山东省的北部为较适宜区。≥0 ℃积温的适宜范围面积由大到小依次为浚单20、浚单29、浚单3136、浚单509；≥0 ℃积温出苗-拔节期浚单20、浚单29的适宜范围最大，浚单509没有适宜范围，拔节-抽雄期浚单20的适宜范围面积最大，浚单29的次之，浚单3136的面积最小，抽雄-成熟期的4个品种基本相同，以适宜为主。日最高、最低气温的适宜区主要在中西部，各品种间差异较小。整个生育期，黄淮海地区永优系列玉米品种光温适宜区从西南往东北逐渐减少，适宜面积浚单20的最大，浚单29次之，浚单509和浚单3136较小。

关键词：黄淮海地区；玉米（Zea mays L.）品种；永优系列；光温适宜性；区划

中图分类号：S513 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）14-2821-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.15.006

Abstract： Taking 4 Yongyou series maize （Zea mays L.） varieties as material，the different stage sowing experiment was conducted in 2014 and 2015 at 12 stations of Huang-Huai-Hai region. Based on growth periods data and observed meteorological data，the differences of light-temperature suitability between 4 Yongyou series maize varieties in Huang-Huai-Hai region were analyzed，and the light-temperature suitability division were finished. The results showed that the sunshine and temperature of Huang-Huai-Hai region was basically suit for 4 Yongyou series maize varieties growth. The sunshine duration suitability of Yongyou series maize varieties were Xundan 20，Xundan29 and Xundan 509，Xundan 3136 in descending order. The Sunshine durations of all the Huang-Huai-Hai region were suitable during emergence-jointing period， the northern and southern of Huang-Huai-Hai region were manly suitable areas during jointing-heading period， and only the northern of Hebei and Shandong province were sub-suitable areas during heading-maturity period. ≥0 ℃ accumulated temperature suitable areas were Xundan 20，Xundan 29，Xundan 3136 and Xundan 509 in descending order；during emergence-jointing period， Xundan 20 and Xundan 29 suitable areas were largest and Xundan 509 had none；during jointing-heading period， Xundan 20 suitable area was largest，Xundan 29 was second，Xundan 3136 was smallest；during heading-maturity period，the 4 varieties were similar and suitable areas were mainly. The suitable area of the highest and the lowest temperature were mainly in the middle and west part of Huang-Huai-Hai region，and the differences of 4 varieties were less. In the whole growth period，the light-temperature suitable areas of 4 Yongyou series maize varieties in Huang-Huai-Hai region were decreased from southwest to northeast. The suitable area of Xundan 20 was the largest，Xundan 20 was the second，Xundan 509 and Xundan 3136 were smaller.endprint

Key words： Huang-Huai-Hai region； maize（Zea mays L.） varieties； Yongyou series； light-temperature suitability； division

黄淮海平原是中国主要的夏玉米（Zea mays L.）产区，该地区的夏玉米生产对中国的粮食安全有着极其重要的意义。黄淮海地区面积广阔，不同地区间气象条件时空差异大[1-8]，对夏玉米的稳产高产造成一定的影响[9，10]。此外，不同的品种对气候的适应性也有差异。国内一些学者对玉米的气候适宜性和敏感性方面做了大量的研究[11-18]。为了充分利用气候资源，保证黄淮海平原的玉米生产安全，对黄淮海地区不同玉米品种光温适宜范围进行分析有重要意义。永优系列玉米品种是黄淮海地区的主要玉米品种，其中浚单20是黄淮海地区种植面积最大的品种。因此，本研究选取永优系列4个玉米品种分析黄淮海地区不同品种的光温适宜范围，以期为不同玉米品种在黄淮海地区的种植和选育提供参考。

1 资料来源与方法

1.1 资料来源

选取黄淮海地区12个代表站在2014-2015年永优系列玉米4个品种分期试验的出苗-拔节、拔节-抽雄、抽雄-成熟生育期数据和同期氣象数据，以及黄淮海平原179个站近30年日气象数据。气象数据来源于各省的气候中心，历史数据来源于国家气象数据共享中心。

1.2 方法

1.2.1 适宜范围指标的选取 综合以上各期和4个品种各生育期间隔天数，将各生育期间隔天数从小到大依次排列，选取排序在10%～90%的天数为适宜天数。

数据分布检验和概率估算主要通过Matlab工具软件来完成。首先，利用Matlab统计工具箱提供的kstest函数对需分析的数据序列进行Kolmogorov-Smirnov检验，确定数据序列是否符合正态分布，对不符合正态分布的数据进行box-cox转换，将其转换为正态分布；然后利用Matlab提供的逆分布函数norminv进行概率计算。

根据建立的不同生育期气象要素样本序列绘制正态分布曲线图，分别以50%、80%的概率作为玉米生长的适宜、较适宜指标范围，利用SPSS 19.0计算适宜或较适宜范围的上下限值。

1.2.2 区划图的制作方法 首先，把气象因子按照适宜范围进行分级，利用ArcGIS进行反距离权重法插值处理，得到各期各气象因子的适宜区划图。然后，根据生育期与气象因子的相关系数确定各指标因子的权重值，运用线性加权求和法，利用ArcGIS将各评价指标叠加，进而得到黄淮海地区永优系列玉米品种生育期气候适宜范围图。

2 结果与分析

2.1 永优系列玉米品种光温气象因子适宜范围

根据各期日照时间、≥0 ℃积温、日最高气温和日最低气温的分布特点可以得到相应的适宜范围，具体见表1、表2、表3。对比4个品种的适宜范围发现，各品种间有一定差异，但总体上差异不大。

2.2 适宜范围区划

2.2.1 各生育期日照时间区划 图1、图2、图3分别为出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-成熟期日照时间适宜范围区划图。由于4个品种出苗-拔节期、抽雄-成熟期的日照时间适宜范围基本相同，这里统一用单幅图表示。由图1至图3可知，各生育期日照时间都为适宜和较适宜，但适宜范围略有不同。出苗-拔节期的整个黄淮海平原都为适宜；拔节-抽雄期南部和北部的适宜范围较大；抽雄-成熟期的除河北省和山东省的北部为较适宜外，其余都为适宜。对比4个品种发现，出苗-拔节期、抽雄-成熟期日照时间适宜范围完全相同，拔节-抽雄期日照时间适宜范围略有不同，浚单20的适宜范围最大，浚单3136的适宜范围最小，浚单29和浚单509的适宜范围居中，基本上一致，除河南省北部和河北省南部的为适宜外，其余都为较适宜。总体来说黄淮海地区日照时间的适宜范围浚单20>浚单29、浚单509>浚单3136，这可能是浚单20在黄海淮平原种植面积最大的主要原因之一。

2.2.2 各生育期≥0 ℃积温区划 图4、图5、图6分别为出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-成熟期≥0 ℃积温适宜范围区划图。由图4可知，出苗-拔节期≥0 ℃积温适宜范围面积以浚单20、浚单29的最大，主要在黄淮海平原中西部和南部的部分地区；浚单509没有适宜范围；浚单3136的适宜范围居中，主要在河南省大部和安徽省全部。由图5可知，拔节-抽雄期≥0 ℃积温适宜范围浚单20的为除北部和胶州半岛的整个黄淮海地区，面积最大；浚单29的次之，略向西南缩小；浚单509适宜范围在安徽省南部和江苏省南部；浚单3136的适应范围仅为江苏南部的小部分地区，面积最小。由图6可知，抽雄-成熟期4个品种≥0 ℃积温适宜范围基本相同，除河北省北部为较适宜外，都为适宜。整体来说，≥0 ℃积温的适宜范围浚单20>浚单29>浚单3136>浚单509，这与浚单20和浚单29在黄淮海地区种植面积较大的情况是一致的。

2.2.3 各生育期日最高、最低气温区划 图7、图8分别为永优系列玉米出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-成熟期日最高、最低气温适宜范围区划图。由于各生育期日最高、最低气温4个品种基本相同，这里以浚单29为例，说明适宜范围的区划情况。出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-成熟期日最高气温适宜范围依次有从东到西逐步扩散的趋势，出苗-拔节期的适宜范围在河南省大部、山东省西部、河北省南部，拔节-抽雄期的在河南、安徽省全部、山东省西部、河北省南部，抽雄-成熟期的为河南省中东部、河北省中南部、山东省中西部、安徽省南部和江苏省东北部。出苗-拔节期、拔节-抽雄期、抽雄-成熟期日最低气温适宜范围主要集中在黄淮海平原中部地区，表现为出苗-拔节期>抽雄-成熟期>拔节-抽雄期。总体来说，黄淮海中西部地区适宜永优系列玉米品种生长。河南省大部、河北省南部、山东省西部、安徽省北边小部分地区为日最高、最低气温的适宜区域，其他地区为较适宜区。endprint

2.2.4 黄淮海地区永优系列玉米品种光温适宜范围区划 根据生育期与气象因子的相关系数可以确定各指标因子的权重值（表4）。

根據日照时间、≥0 ℃积温、日最高气温、日最低气温的适宜范围和权重值进一步加权得到黄淮海地区永优系列玉米品种气候适宜范围区划（图9）。从图9可以看出，适宜范围从西南往东北逐渐减少。适宜面积浚单20的最大，浚单29次之，基本上涵盖黄淮海的绝大部分地区。浚单509和浚单3136较小，主要为河南省、安徽省、山东省西部和河北省南部地区。较适宜面积正好相反，但浚单509和3136的面积明显较大，河北省中部、山东省大部和江苏省基本上都属于适宜区。总体来说，黄淮海地区中西部和南部的部分地区适宜永优系列玉米品种生长，适宜范围浚单20>浚单29>浚单509>浚单3136。黄淮海地区北部和胶州半岛不适宜永优系列玉米品种生长。

3 小结与讨论

通过对黄淮海地区12个代表站2014-2015年玉米分期试验出苗-拔节、拔节-抽雄、抽雄-成熟生育期数据和同期气象数据的分析，可以得到黄淮海地区永优系列4个玉米品种各生育期气象因子的适宜范围。依据气象因子的适宜范围，可以得到4个品种出苗-拔节、拔节-抽雄、抽雄-成熟期的气象因子适宜范围区划。各生育期日照时间适宜范围都为适宜和较适宜，但适宜范围略有不同。出苗-拔节期的整个黄淮海平原都为适宜；抽雄-成熟期的除河北和山东省的北部为较适宜外，都为适宜；拔节-抽雄期南部和北部的适宜范围较大。各品种出苗-拔节期、抽雄-成熟期日照时间适宜范围相同，拔节-抽雄期日照时间适宜范围略有不同。总体来说，黄淮海地区日照时间的适宜范围浚单20>浚单29、浚单509>浚单3136，这可能是浚单20在黄海淮平原种植面积最大的主要原因之一。

各生育期≥0 ℃积温适宜范围都以适宜和较适宜为主，但适宜范围略有不同。出苗-拔节期≥0 ℃积温适宜范围以浚单20、浚单29的最大，浚单509没有适宜范围，浚单3136的适宜范围居中。拔节-抽雄期≥0 ℃积温适宜范围以浚单20的面积最大，浚单29的次之，浚单3136的面积最小。抽雄-成熟期的4个品种基本相同，除河北省北部为较适宜外，都为适宜。整体来说，≥0 ℃积温的适宜范围浚单20>浚单29>浚单3136>浚单509，这与浚单20和浚单29在黄淮海地区种植面积较大的情况是一致的。

日最高、最低气温在适宜度区划上差异较小，说明部分气象因子对永优玉米系列品种的影响差异不大，显示了品种上有一定的延续性。

从适宜范围区划图可以看出，4个品种主要的适宜范围差异较大，在出苗-拔节期、拔节-抽雄期 ≥0 ℃积温和拔节-抽雄期日照时间的适宜范围存在很大差异，可能是这些品种产量有差异的重要原因之一。浚单20和浚单29的适宜范围较大也是其在黄淮海地区种植面积较大的原因。

黄淮海地区永优系列玉米品种气候适宜范围从西南往东北逐渐减少。适宜面积浚单20的最大，浚单29次之，浚单509和浚单3136较小；较适宜面积正好相反。

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