2014年美国玉米平均产量:高还是真的高?

最近几周，人们普遍认为，2014年美国玉米平均产量将创下新纪录，可能大大超过2009年164.7蒲式耳的纪录。高产量预期是基于迄今为止普遍有利的生长条件，以及处于良好或优良条件的作物比例较高。美国农业部的作物进展据报告估计，截至7月6日，美国18个主要产区中有75%的玉米处于良好或极好的状态。这是自1999年以来这两个类别在那一周的最大比例，也是自1986年该报告开始以来的第五大比例，比1986年至2013年的平均水平高出10个百分点。农作物评级高无疑是玉米价格持续下滑的原因之一。

在一个farmdoc日常文章上周， Carl Zulauf提供了在良好生长条件下美国玉米平均“高”产量水平的估计，结果是在170 -170之间。在相关前期工作Gary Schnitkey的研究表明，美国的玉米平均产量要显著高于趋势水平，那么大多数玉米生产县的玉米产量必须高于趋势水平。今天这篇文章的目的是明确指出导致美国玉米高产量的夏季天气条件，并将2014年到目前为止的天气条件与之前非常有利的天气条件进行比较。

我们首先简要讨论一下美国玉米平均产量趋势的计算方法。图1说明了确定趋势的最常见方法。在特定时期内的实际平均收益率被绘制出来，并有一条趋势线适合这些收益率。在这种情况下，从1960年到2013年的收益率被绘制出来，而最佳拟合是线性趋势。从图1的方程可以看出，从1960年到2013年，美国玉米平均产量平均每英亩增加了1.7928蒲式耳，趋势产量解释了实际年产量变化的88% (R²= 0.8804)。线性趋势的计算和趋势的拟合可能根据所考虑的时间周期而变化。这种计算趋势的方法是“无条件的”，也就是说，气候条件和技术对每年平均产量的影响没有明确地解开。

趋势计算的另一种方法是测量与技术和管理实践变化相关的玉米产量的潜在趋势，这些变化与每年的天气条件变化无关。通常，为了分别估计天气和技术对产量的影响，需要估计一个回归作物天气模型。这些模型基本上“正确”了天气，因此与时间相关的系数有望更准确地反映玉米产量的潜在趋势。由于天气对产量的影响不是对称的(坏天气减少产量多于好天气增加产量)，使用这种方法的趋势计算将略高于使用实际产量拟合的趋势计算。例如，根据图1中的公式计算的2014年趋势产量是每英亩159.5蒲式耳。使用回归作物天气模型进行趋势产量计算，如这个早期的研究报告，可能会更高，但不会高很多。对于本文所进行的分析，更常用、更简单的趋势计算实际收益率的无条件方法就足够了。

根据图1所示的趋势收益率估计数，我们想要确定从1960年到2013年美国平均收益率与计算趋势收益率的正偏差最大的5年。偏离趋势的偏差可以用蒲式耳或百分比来计算(见farmdoc日常文章在这里以便进一步讨论这个问题)。自1960年以来，实际收益率与趋势收益率之差最大的5年分别是1972年、1979年、1994年、2004年和2009年。偏差最大的5年包括1982年，而不是2009年。因此，我们在分析中包括所有六年，如图1所示。趋势产率的数值偏差如表1所示。这6年的收益率比计算趋势高出11.1至18.8蒲式耳，平均差异为14.1蒲式耳。收益率较趋势值高出9.4 - 15.2%，平均差值为12.3%。

接下来，我们确定这六年中每一年的夏季天气状况，这些天气状况可能导致了美国玉米平均产量相对于趋势的大幅增长。美国整个玉米产区每一年的生长季节天气状况很难总结。这里我们使用降水和平均温度为每个月6月,7月和8月在美国伊利诺斯州,印第安纳州和爱荷华州视为整个生产地区的生长季节的天气(表2)。这类似于前面分析的玉米产量前景提供了(在这里，在这里,在这里例子)。认识到只检查部分生产区天气条件的缺点。尽管如此，这些州的玉米种植面积约占谷物种植面积的35%。

表2中的数据描绘了这三个州在玉米高产量年份的生长季节天气的有趣画面。首先，月降水量很少极端。1979年7月印第安纳州最高月降水量为8英寸，1994年7月伊利诺斯州最低月降水量为2.7英寸。将这三个州六个丰产年份的平均降水量与整个54年的平均降水量进行比较，我们发现6月比平均降水量略偏干，7月和8月比平均降水量略偏湿。

温度观测更有趣。在高产年份，一些州某些月份的平均气温高于1960-2013年的平均气温(用粗体标记)，但这些大多发生在6月份。6个丰产年份3个月平均气温均低于1960-2013年平均气温。这三个州六年来最冷的夏天是2004年。最温暖的夏天是1979年的伊利诺斯州和爱荷华州，1994年的印第安纳州。6个高产年平均气温6月比长期平均低1.0度，7月比长期平均低2.0度，8月比长期平均低2.2度。

分析结果显示，美国玉米产量高与夏季降水量略高于平均水平有关，而伊利诺斯州、印第安纳州和爱荷华州的夏季气温远低于平均水平。接近高于平均水平的降雨量对玉米高产至关重要，这一点并不神秘。人们只需要看看2012年，就能体会到发生了什么。更正式地说，夏季降水对产量的影响呈明显的“山”形，降雨量低时产量下降特别剧烈(见上文第104页)研究报告例子)。夏季凉爽气温对产量的影响，尤其是在7月和8月，可能还没有被广泛了解。普渡大学的R.L.尼尔森教授将两者的关系解释如下:

“在所有条件相同的情况下，灌浆期间较低的温度通常比较高的温度，尤其是高温，会导致更重的籽粒和更高的谷物产量。即使当温度较低时，每天的灌浆速率较慢，但灌浆期的持续时间(天数)较长。较长的籽粒灌浆期的优点通常大于每天较慢的籽粒灌浆速率的缺点。”

换句话说，凉爽的天气减缓了玉米植株的成熟，从而为每个玉米粒增加干物质重量提供了更长的时间。

作为补充说明，我们还研究了玉米种植的时效性，看看这6个高产年份是否与1971年至2013年的平均时效性不同。在这6年中，有3年在“后期”种植的美国作物的平均百分比(1972年、1982年和1999年)，有2年在“后期”种植的作物明显低于平均水平(1979年和2004年)，有1年在“后期”种植的作物明显高于平均水平(2009年)。我们得出结论，在这些选定的年份，种植的及时性对玉米产量的影响最小。

最后，我们可以将2014年迄今所知的生长期与以往高产年份的生长期进行比较。将伊利诺斯州、印第安纳州和爱荷华州2014年6月的初步天气数据与玉米产量非常高的前6年的平均天气进行了比较。在这三个州，6月的降水量都远远高于6年平均水平和长期平均水平。这在爱荷华州尤其引人注目，该州降雨量超过9英寸，大约是该月平均降雨量的两倍。2014年6月，三个州的平均降水量是那六个高产年份平均降水量的1.75倍。6月过量的降水超出了爱荷华州，包括明尼苏达州、内布拉斯加州和威斯康星州。人们普遍认为，这些州今年6月的降水量水平很可能会降低产量潜力。6月份的平均气温并不高，但高于长期平均水平，而且远高于玉米产量非常高的前6年的平均水平。2014年的生长期并不像1960年以来产量相对于趋势产量最高的六个生长期那样在6月开始时具有一致的最佳条件。

影响

从目前的作物状况评级来看，2014年美国玉米平均产量高于趋势值的预期似乎是合理的。超过趋势产量的平均产量(14.1蒲式耳)是自1960年以来最高的6年，每英亩173.6蒲式耳。然而，伊利诺斯州、印第安纳州和爱荷华州6月的天气状况与前6个最高产量年份的趋势并不完全一致。爱荷华州的情况尤其如此，该州6月份的降水量是其长期平均降水量的两倍多。过去50年里，在伊利诺斯州、印第安纳州或爱荷华州6月降水量如此之大的情况下(1972、1979、1982、1985、1986、1987、1994、2004和2009年)，玉米产量还没有出现过如此之高的历史先例。同样的结论也适用于其他主要的玉米生产州。这并不意味着这种例外不会发生，但它将是前所未有的。另一方面，还应该指出的是，7月前6天的天气对玉米的产量前景非常有利。主要玉米生产州的气温平均比正常低2到7度，大面积地区的降水接近平均水平。预计未来两周降水将接近平均水平，气温将低于平均水平。 Such weather would keep expectations of a very high average corn yield alive. History suggests that cool, moist conditions need to persist through August for the U.S. average yield to be equivalent to that of the other high yielding years examined in this article.

发行的斯科特•欧文和Darrel好
农业和消费经济学系
伊利诺伊大学