晋北黄土高原区大白谷种植气候生态适应性分析
2021-01-18李效珍李腊平李子龙张勋李小强
李效珍 李腊平 李子龙 张勋 李小强
(山西省大同市气象局,山西 大同 037010)
引言
谷子是晋北地区农民主要经济收入来源,在旱作农业中占有重要的地位,同时晋北是山西省乃至全国谷子的优质产区,长期以来小杂粮仅作为填闲作物,得不到农民的重视。谷子具有抗旱耐瘠,水分利用效率高,适应性广的特点[1-5],近年来作物品种更新和农业生产技术的不断提高,气象要素与谷子生长及产量的关系发生了变化,由于大白谷色泽金黄、口感好,市场价格为20元·kg-1左右,市场价比玉米高近2倍,价格优势和市场竞争力使大白谷再次引起农民重视,在农业种植结构中占有了应有地位。大白谷属于晚熟品种,目前大同地区广灵县大白谷种植较多,其余地区种植较少,本文根据2018—2019年大同市气象局农试站谷子试验种植情况、广灵县农民大白谷种植情况进行对比分析,考察大白谷在晋北地区种植的气候适应性。
1 资料及分析方法
本文所用谷子生育期参考资料为大同市云州区历年谷子观测资料,资料时间为1996—2019年,对比用谷子资料为大同市气象局观测站2018—2019年试验种植资料与广灵县宜兴乡农民大田种植的谷子资料,对应的气象资料来源于大同观测站、广灵县气象局资料。用Excel等软件工具进行资料统计分析。
2 结果与分析
2.1 谷子播期—出苗对气象条件的要求
春季日平均气温稳定通过10℃的日期为谷子的适宜播期,谷子发育的最低温度为5℃,5~10cm地温12~15℃,在土壤水分适宜的情况下,播种后约15d左右出苗。
2.2 谷子全生育对气象条件的要求
谷子性喜温,全生育期平均气温在20℃左右,≥10℃积温早熟品种为1800~2400℃,中熟2500~2600℃,晚熟>2800℃[6]。需水规律为早期宜旱、中期宜湿、后期怕涝,全生育期平均降水量320mm左右,平均播种日期在5月上旬—5月中旬,9月中旬—9月下旬成熟。
2.3 大白谷种植试验对比分析
2.3.1 试验种植点、谷子农气站基本信息简介
大同市观测站位于大同市开发区(E113.25°,N40.05°),海拔1052.6m,≥10℃积温3027.4℃,生长季(5—9月)平均降水量314.5mm。广灵县测站位于大同东南部(E114.16°,N39.45°),海拔977.8m,≥10℃积温3030.9℃,生长季(5—9月)平均降水量324.5mm。云州区测站位于大同中部(E113.35°,N40.02°),海拔1035.7m,≥10℃积温3030.1℃,生长季(5—9月)平均降水量321.9mm。
2.3.2 试验点与大田种植点气象要素对比分析
从表1可以看出,2018年试验点与大田种植点气象要素对比分析,市区观测站由于播种日期较早,因此全生育期积温高、总降水量均大于广灵县种植点,其中,观测站积温较广灵县大田测点高99℃,降水多50.8mm,平均气温高0.1℃,生育期长4d,而观测站谷子成熟度为20%,广灵县成熟度为80%。
从生育期积温看,两地的积温均达到中熟谷子积温要求,观测站总降水量超过历年平均降水量值,广灵县总降水量接近平均降水量值,平均气温在20℃以上,达到谷子生育期平均气温20℃的标准。
进一步分析2018年各生育期气温(图1)、降水(图略)后发现,从播种至抽穗(7月25日),广灵县平均气温高于观测站,降水少于观测站,抽穗前观测站与广灵县的降水量分别为234.2mm、150.1mm。抽穗前观测站的气候特点为气温低、降水多,广灵县气候特点为气温高、降水少,而抽穗后观测站气候特点是气温高、降水少,广灵县气候特点则是气温低、降水多。因此,2018年观测站成熟度较广灵县差的原因可能是拔节至抽穗期温度低影响茎叶生长,抽穗后需要充足的水分,特别是乳熟期需水更多;而观测站降水偏少,严重影响谷子抽穗及灌浆生长,导致严重减产,空比率高、产量低。
图1 2018年观测站、广灵县播种—收获期各旬平均气温变化图
从表1可以看出,2019年观测站点生育期总的气候特点为,积温高、降水偏多、平均气温偏低,生育期长;广灵县大田种植点气候特点相对于观测站而言,气候特点是积温略低、降水略少、平均气温较高,生育期较短。2019年观测站点大白谷较2018年产量高,但成熟度为60%,而广灵县成熟度100%,产量达到正常年份水平。
进一步分析2019年抽穗期前后气温(图2)、降水(图略)后发现,抽穗前观测站、广灵县平均气温分别为19.0℃、21.0℃,降水分别为235.8mm、146.3mm,而抽穗后观测站、广灵县平均气温分别为17.9℃、18.7℃,降水分别为129.8mm、163.3mm;观测站抽穗前总的气候特点为气温低、降水多,广灵县气候特点为气温高、降水少。抽穗后观测站气候特点为气温低、降水少,广灵县气候特点为气温高、降水多。
图2 2019年观测站、广灵县播种—收获期各旬平均气温变化图
经实地调查,2018年广灵县大田种植的大白谷较往年减产20%左右,而观测站试验点减产80%以上。2018年、2019年观测站试验点共同气候特点,播种—抽穗前降水偏多、气温偏低,抽穗后降水偏少。
3 结论与讨论
大白谷在晋北黄土高原种植适宜性依次为,南部最适宜、北中部适宜、西部左云不太适宜,尤其适宜晚霜冻偏晚年份种植,同时水浇地较旱地适宜种植,因为在春季土壤墒情差的时候水浇地可以适时下种,不受春播期降水的影响。且晋北地区春季素有十年九旱之说,春播期第1场好雨的迟早,也是决定旱地适时播种的关键因素之一。从2a对比观测资料看,影响谷子生育期的气象因子很多,播种至抽穗前,热量因子影响较大,而抽穗后水分因子较热量因子影响大。