双阳区主产作物生产潜力分析

景观生态学第1页共6页双阳区主产作物生产潜力分析付瑶摘要本文利用了农作物生产潜力计算方法，计算了长春市双阳区的三大主产作物（玉米、水稻、大豆）的光合潜力、光温潜力、气候潜力、生物潜力及经济潜力，并对其进行了相应分析。结果显示，热量不足是限制作物生产潜力的首要因素，其次水肥等条件也限制了农作物的产量。同时，利用三大主产作物十年实际产量的平均值和理论产量对比，分析了农作物实际产量明显低于理论产量的原因，并提出了提高农作物实际产量的解决措施。关键词双阳区生产潜力增产潜力一、长春市双阳区自然概况双阳区（43°30′E，125°39′N）位于吉林省中部、长春市区东南部，水利资源十分丰富，东濒松花江上游的饮马河，双阳的河流从中部穿过，境内有双阳湖、黑顶水库等中、小型水库43座，素有“地下水库”之称的齐家镇地下水储量7.73亿立方米，日流量达20万立方米。双阳区地势平坦，平均海拔234.3m，属中温带亚洲季风气候区，全年降水量603.70mm，属于半湿润气候。双阳地区月均气温一般在5℃左右，大于10℃的积温2855．4℃，无霜期为151d，每月平均日照百分率为57.75％，每月平均相对湿度约为67.75％，平均风速3.65m/s。双阳区土地面积为1677.42平方公里，优质耕地面积70161公顷，其中水田面积11107公顷，旱田面积59054公顷，分别占耕地总面积的15.8%和84.2%。土地肥沃，气候适宜，以盛产玉米、水稻、大豆而闻名，是全国重要商品粮基地之一，预发展生态农业、有机农业、特色农业。研究主要农作物的生产潜力，对实现本区农业持续发展具有重要的意义。二、农作物生产潜力估算方法采用在光合作用基础上进行逐项订正的方法计算当地受温度、水分、土壤肥力的限制及物种经济系数的影响时农作物的生产潜力。1、太阳总辐射量sbQai0Q，121iiQQQi：太阳总辐射单位：百卡/月.cm2a、b大气透明度等相关的系数Q0：天文辐射量单位：百卡/月.cm2S：日照百分率景观生态学第2页共6页Q:太阳总辐射量单位：千卡/年.cm2表1双阳站太阳总辐射计算Tab.1Shuangyangstandingsuntotalradiationcalculation项目月份absQ0(百卡/月.cm2)bQ0s(百卡/月.cm2)a+bQ0s(百卡/月.cm2)冬半年104.50.840.60149.575.34879.848110.5910150.055654.5556120.5886.542.142846.642810.639952.390856.890820.65122.566.88571.38530.63190100.548105.048夏半年4360.660.5623988.3344124.334450.56292.5108.108144.10860.52302.5103.818139.81870.46302.591.839127.83980.5226390.2616126.261690.63193.580.4573116.4573年（千卡/年.cm2）119.31892、光合生产潜力光合生产潜力是指在光、热、水、CO2等外界环境条件和作物的群体结构、长势以及农业技术措施都处于最适宜的条件下，太阳能决定绿色植物产量，亦称为作物产量的理论上限，其计算公式为：P=0.0146Q，单位为公斤/亩。其中，0.0146为黄秉维系数，3、光温生产潜力光温生产潜力是在最优的土壤条件及最佳管理水平下，肥水充分满足作物生长发育的需求，仅由当地光温条件所决定的农作物产量的理论上限。其计算公式：Pt=T·P，T=n/365n为该地的无霜期日数（取值见附表），温度影响光合作用，在无霜期内t＞0℃，作物才有可能生长。4、气候生产潜力气候生产潜力指在土壤、品种及其它农业技术条件都适宜的条件下，由现实自然气候条件决定的农作物的最高产量水平。Pw=W·Pt，W=r/E或W=E/r。W：水分系数，W≤1；R：当地全年降水量；E：当地全年蒸发力，水是光合作用的原料之一，水多或水缺都会影响生产潜力。景观生态学第3页共6页5、生物生产潜力PS=S·Pw。S为土壤养分贡献率，土壤提供N、P、S等矿质元素直接或间接地影响着植物光合作用的进行。不同类型的土壤，S不同。6、经济生产潜力Pz=Z·PS。Z为作物的经济系数，亦称籽粒系数，不同种作物，Z不同。三、长春市双阳区农业生产潜力分析双阳站太阳总辐射计算如表1，各相关参数取值及生产潜力计算结果如表2，农田蒸发力E计算过程如附表。表2相关参数取值及生产潜力计算Tab.2Relatedparametersvalueandpotentialproductivitycalculation项目取值单位QnrES(黑土)PPtPwPsZPz119.32151603.70854.030.9109358452413198028782玉米稻谷大豆千卡/年.cm2天mmmmkg/hm2kg/hm2kg/hm2kg/hm2kg/hm20.350.470.1810074135285181双阳区农作物的光合生产潜力（P）为109358kg/hm2，光温生产潜力（Pt）为45241kg/hm2，而作物的气候生产潜力(Pw)为31980kg/hm2，在黑土地区，土壤养分供给高，农作物的土壤生产潜力(Ps)为28782kg/hm2，生物生产潜力是气候生产潜力的90％。1、光合—光温及光温—气候产量差值分布从△P1=P-Pt和△P2=Pt-Pw的分布情况可以看出，在双阳区的年蒸发力为119.32千卡/年.cm2的条件下，△P1=64117kg/hm2△P2=13261kg/hm2△P1(光温与气候产量差)较大，△P2(光合与光温产量差)较小，此结果表明，在双阳区，作物产量主要受热量条件限制，在实际生产中应注意热量条件的改善；同时，作物产量也受水分条件限制，在实际生产中应注意水分条件的改善，加强水利设施建设。景观生态学第4页共6页2、气候资源利用效率分析以农作物的理论产量与气候产量之比作为气候资源利用效率。在双阳区黑土未退化经计算得出，双阳区三种主要作物的气候资源利用率分别为31.5%、42.3%、16.2%，双阳区玉米和水稻的气候资源利用效率比大豆的高，且具有较大的农作物生产潜力。如能改良品种．提高栽培管理水平，使作物生长处于合适的环境条件下，则目前的农作物产量有望增加一倍以上。3、双阳区农作物的理论产量和实际产量的差异分析本文分别以双阳区三大主产作物2000～2009年十年的平均产量分别代表当地当前的实际产量水平，如表3：表3双阳区三大主产作物理论产量和实际产量(kg/hm2)Tab.3Shuiangyangdistrictthreekeisslercropstheoreticalyieldandactualproduction(kg/hm2)表3充分说明了双阳区的三大农作物的理论产量明显高于实际产量，农作物的实际增长潜力巨大。双阳区的三大农作物的理论产量与实际产量差异的原因：（1）对太阳辐射能的利用率低。双阳区位于中温带，农作物的生长季节在夏季，需要较多的太阳辐射能，而双阳区夏半年每月的太阳辐射量分布较均匀，农作物不能充分的利用双阳区每月的太阳辐射能。（2）双阳区的温度低直接造成农作物减产。双阳地区的无霜期为151d，最高月气温才22.8℃左右，即使这样的温度由于农作物品种、当地环境和当地空气湿度等因素的影响，也不能全部被农作物利用，这也造成了双阳区农作物理论产量和实际产量有差异的原因之一。（3）双阳区水量不足且水分利用率低。双阳区夏半年的降水量较少，且由于当地是温带季风气候，夏半年的蒸发力强，所以当地的相对湿度低，没有足够的水分供应农作物的生长；虽然双阳区的水利资源丰富，但是水分利用结构的不合理和较低的有效灌溉面积都降低了农作物的产量。（4）耕地质量和数量的降低。由于城市建设的影响，促使耕地面积减少，即使在可利用的耕地上，由于人们对当地土地的不合理利用，造成土壤的营养元素流失，土地贫乏，是农作物的产量进一步降低。项目理论产量实际产量2000200120022003200420052006200720082009平均值玉米1007439413344811863738857911396368766910962657352水稻1352857904906783667009284763580607855804672957341大豆5181832855239022812656252732322617304424622290景观生态学第5页共6页（5）病虫害及低温冷害对农作物产量的影响。即使每一年双阳区在农作物的生长季节有足够的光照、水分及较高的温度，但个别年份发生的病虫害或者是突然发生的低温冷害都对农作物的产量有巨大的影响，使农作物的产量大幅度降低。（6）农作物本身的对光照、水分和温度的利用率低。由于在我们有限的科学技术下，不能研发出完全适合当地环境的农作物种子，在现有的农作物品种中，由于其本身基因的限制，不能充分利用当地的光照、温度及水分，使得农作物实际产量远比理论产量低。四、双阳区农业增产措施双阳区农业正处于传统农业向现代农业转换时期和农业现代化的起步阶段。利用现代手段，进一步改善水热肥等条件的供给，满足作物生长生育需要，可有效提高农作物实际产量。主要措施包括：1、推广优良品种。通过育种手段提高作物的产量是增加粮食单产的重要措施之一。随着农业科技的发展，传统的田间系统选育手段逐渐被基因工程所取代，为人类的温饱问题做出了重大贡献。如进行高产、优质育种，抗病虫育种，抗旱、抗寒育种等。2、控制逆境，改善作物生长内外环境，提高作物产量和产量潜力在作物正常生长环境下增加投入可使作物高产；逆境下克服障碍因子可使作物变低产为高产。如改良低产田土，改善土壤理化性状，改变作物根系生长环境，改进作物的水分和养分代谢状况，促进地下、地上部生长，提高作物产量；病虫草害防治，尽可能地将作物受害损失减小到最低限度，实现作物高产稳产。此外，还有作物冷害、旱灾、水灾、盐害防治等。3、使用有色农膜。农膜的颜色不同，对光的吸收、折射和反射不同，因而对作物的生长及杂草、病虫害、地温影响也不相同，其效果相差悬殊。在农业生产上根据农作物的生长特性及当地的气候环境不同，达到增产增收和改善品质的目的。双阳区的无霜期仅151天，明显热量不足，必须采取选用适当颜色的农膜。4、兴修水利设施。双阳区，全年蒸发力为854.03mm，年降水量为603.70mm，且分配不均，应加强水库及引水工程建设，实施旱田节水灌溉。5、增施肥料。有计划地人工施肥，可改善土壤肥力状况，提升N、P等元素含量，提高土壤产出率。施肥适当利用化肥，增施有机肥；因地制宜，使用专用肥；改进施肥方法，提高肥料利用率，如深施和利用叶肥等。6、利用农机化技术。机械耕翻,精细整地可以将植物根茬和残株扣人土壤,灭草灭菌,减少作物病、虫、草害的影响,还可以达到疏松土壤,提高地力,改变土壤理化性状,保持耕层活化的目的。同时,耕翻整地,还有利于土壤接纳融景观生态学第6页共6页化的雪水,增加蓄水保墒能力,有效地防止失墒,对减轻春旱起着重要作用。另外，利用机械深施化肥是提高化肥利用率、充分发挥化肥肥效,促进产量提高的重要措施。参考文献[1]王香芝.提高作物产量的途径[M].农技服务，2009，26(6)：l2一l3[2]邢洪涛等.通辽地区农业生产潜力分析[M].干旱地区农业研究,2005,23(3):128-132[3]肖丽华等.长春市双阳区的土壤肥力分析及施肥对策.土壤肥料[4]孙彦坤等.松嫩三江平原作物生产潜力分析[M].黑龙江农业科学,1998（2）：11-13[5]郭淑敏等.我国粮食主产区粮食生产影响因素研究.农业现代化研究,2007(1)：83-87