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【编辑推荐】为探究播期与玉米产量波动关系，研究人员评估不同生育期天气（含极端天气）影响。发现播期间天气差异主要为全生育期温度和特定生育期降水，且降水年际波动大，不良降水会致低产高变异，结果为气候适应提供依据。
玉米作为全球重要粮食和饲料作物，其产量稳定对粮食安全至关重要。然而，气候变化导致极端天气频发，玉米产量波动加剧，如何通过调整播期规避不利气候成为关键问题。当前，台湾地区玉米自给率低，需通过优化播期提升本土产量稳定性，但现有播期建议缺乏对气候变化下极端天气影响的系统评估。为此，台湾农业委员会农业试验所（TARI）的研究团队开展了相关研究，成果发表于《Agricultural and Forest Meteorology》，为气候变化下的玉米种植管理提供了科学依据。
研究主要采用田间试验、作物模型模拟和统计分析相结合的技术方法。在 2021-2023 年期间，于台中开展多季田间试验，设置不同播期（如 2 月中旬至 4 月上旬、8 月下旬至 10 月上旬）和品种（TNG1、TNG7 等），采集土壤、气象数据及作物物候、产量等指标。利用 CERES-Maize 模型（DSSAT v4.8 的玉米模块）模拟不同播期下的生长过程，通过主成分分析（PCA）解析气象变量与产量波动的关联，并构建多元线性回归模型评估极端天气影响。
3.1 CERES-Maize 模型的校准与验证
通过田间数据校准模型的基因型参数（GSPs），包括从出苗到幼年期的积温（P1）、光周期敏感系数（P2）等。结果显示，模型对物候期（如开花期、成熟期）和产量的模拟与观测值吻合度较高，验证数据集的归一化均方根误差（NRMSE）显示模拟效果良好，表明模型可用于历史气候条件下的产量预测。
3.2 不同播期的天气特征
主成分分析表明，播期差异主要导致全生育期温度和特定生育期降水的变化。春季播期的温度呈前低后高趋势，降水集中在生育后期；秋季播期则初期温度高、后期低，降水较少。极端天气方面，4 月上旬播期的营养生长期极端降水（adPREC）频率高，10 月上旬播期的生殖生长期低温（adTmin）风险显著。
3.3 产量及构成因素的波动
观测和模拟结果显示，2 月中旬、3 月上旬、9 月上旬和 10 月上旬播期的产量较高且稳定（相对产量 > 70%，变异系数 CV<15%），而 4 月上旬和 8 月下旬播期因极端降水和高温导致产量波动大。极端高温（adTmax>35℃）和降水事件会显著降低穗粒数和粒重，其中生殖生长期高温可使产量减少约 1600 kg/ha。
3.4 天气与极端天气对产量的影响
回归分析表明，全生育期温度升高和特定生育期降水波动是产量下降的主要因素。极端降水在营养生长期的交互作用会加剧产量损失，而秋季播期的低温与降水组合对产量构成威胁。模型预测显示，极端高温和降水同时发生时，产量可减少约 2500 kg/ha。
研究表明，播期调整是应对气候变化的有效策略。温度是影响播期适应性的主要因素，而极端降水的年际波动是产量不稳定的关键诱因。当前台湾推荐的秋季播期（8 月中下旬）在气候变化下表现出高风险，需重新评估。研究筛选出 2 月中旬、2 月下旬、9 月上旬和 9 月中旬为最优播期，可兼顾产量和稳定性。此外，CERES-Maize 模型结合主成分分析的方法，为作物气候适应性研究提供了可借鉴的技术框架。未来研究需进一步扩大多地点试验，以验证模型在不同气候条件下的普适性，为全球类似气候区的玉米种植管理提供科学参考。
