陇东万寿菊适宜移栽期分析
2022-04-14车向军李天赐刘铠源
陈 帆,车向军,李天赐,黄 超,王 娟,刘铠源
(1.甘肃省镇原县气象局,甘肃 镇原 744500;2.甘肃省庆阳市气象局,甘肃 庆阳 745000;3.甘肃省镇原县种子管理站,甘肃 镇原 744500;4.内蒙古兴安盟气象局,内蒙古 兴安盟 137400;5.甘肃省环县气象局,甘肃 环县 745700;6.甘肃省平凉市水土保持研究所,甘肃 平凉 744000)
万寿菊(Tagets erecta L)为菊科一年生草本植物,原产于墨西哥[1,2]。国内外均有种植和研究,在东北、西北、华北、西南等地区有种植[3-7],并开展了相关研究[8-13],肯定了万寿菊良好的产业发展前景[14-17]。甘肃省20 世纪90 年代引进万寿菊,进行适应性、丰产性鉴定试验[18,19],在武威、张掖、天水、陇南、白银、平凉、庆阳等地均有种植。
陇东地区位于甘肃省东部,辖庆阳、平凉两市共15 个县(区)。平均海拔1 500 m,年降水量500~650 mm,年平均气温9.5~10.7 ℃,无霜期140~180 d,年日照2 213.4~2 540.4 h,地面平均蒸发量约520 mm,农业气候资源能够满足万寿菊生长需要。陇东地区2017 年引进万寿菊种植产业,对优化农业产业结构起到了促进作用[20]。当地农民种植万寿菊获益明显,每公顷可产鲜花2 000 kg,收购价2.2元/kg,实现毛收入4 000 元,纯收入2500 元以上,并形成了“公司+基地+合作社+农户”的熟产业模式,已成为特色的富民产业[21]。在甘肃省特色现代丝路寒旱农业“牛羊菜果薯药”战略中,万寿菊作为药业的重要组成部分,在政策、资金、技术等方面受到地方政府的扶持,初步建成种植、生产、加工体系,为主产区乡村振兴奠定良好的产业基础。
移栽是万寿菊生产的关键环节,陇东地区的种植实践表明,万寿菊移栽过早,幼苗期受霜冻或低温影响,造成死苗和弱苗;移栽过晚,万寿菊生长期缩短,开花茬数少,鲜花产量低。科学合理安排万寿菊移栽时期,是万寿菊生产需要解决的关键性问题。
1 材料与方法
1.1 资料数据
气象资料采用陇东地区15 个县级国家气象观测站1990—2021 年观测资料气候整编数据、各县2002 年以后建设的乡镇区域气象站资料,地理资料采用甘肃省陇东地区,即庆阳、平凉两市共15 县(区)的1∶50 000 数字高程(DEM)数据图层。
1.2 农业界限温度与移栽期分析
陇东地区春季日照充足,万寿菊抗旱性强,生产上均采用地膜覆盖的方式种植,保证土壤墒情,所以春季的日照和水分条件,能够满足万寿菊的移栽需求,对移栽影响主要的气象因素是温度。每年4—5月陇东地区均有不同强度的寒潮天气过程,春季气温起伏波动幅度大,霜冻出现频率高。种植经验表明,日平均气温10 ℃以上是万寿菊适宜移栽的基本条件,10 ℃以下的早春凌晨时段气温低于0 ℃出现频次较多,移栽后存在霜冻及低温灾害风险;日平均气温15 ℃以上,当地晚霜冻基本结束,达到万寿菊移栽后正常生长的条件。因此,日平均气温稳定通过10 ℃和15 ℃是万寿菊移栽最重要的气象指标。
1.3 万寿菊移栽期农业气象指标确定
利用陇东地区15 个县的国家气象站1990—2021 年逐日温度资料及各县218 个乡镇气象站逐日平均气温,分别统计各站第1 次出现≥15 ℃的日期,后推10 d,如日平均气温连续在10~15 ℃,则选下1 个≥15 ℃的日期,直至10~15 ℃的日数≤10 d 为止,则以该时段≥15 ℃出现的日期作为万寿菊适宜移栽的初始日期。采用细网格气候资源推算方法,在GIS 平台定点读取陇东各乡镇移栽的初始日期,确定陇东各地万寿菊适宜移栽期。
2 结果与分析
2.1 日平均气温稳定通过10 ℃初日的地域分布
陇东地区各县国家气象站资料统计见表1。陇东日平均气温稳定通过10 ℃的初日出现时间在4 月中、下旬,海拔1 200 m 以下的陇东中部地区,镇原、庆城、宁县、泾川、崇信5 县出现时间早,在4 月15 日之前;其后为海拨1 200~1 400 m 的北部,环县、合水、及南部的灵台县出现在4 月15—20 日;海拨1 400 m 以上的地区,即位于陇东西部的崆峒、华亭、庄浪、静宁及东部的西峰、华池、正宁,出现时间在4月20 日及以后。同时,≥10 ℃初日出现较早的地区,秋季≥10 ℃终日出现时间相对较晚,活动积温大,万寿菊生产季在10 ℃以上的持续日数较长。
2.2 日平均气温稳定通过15 ℃初日的地域分布
陇东地区日平均气温稳定通过15 ℃初日的地域分布与日平均气温稳定通过10 ℃基本一致(表2),各地稳定通过15 ℃的日期比稳定通过10 ℃的日期推迟约1 个月,最早出现的地区与最晚出现地区相差约17 d。秋季≥15 ℃终日和持续天数及活动积温均与10 ℃界限温度分布相似。
2.3 GIS 平台计算的万寿菊适宜移栽期
在GIS 平台利用甘肃省1∶50 000 数字高程模型(DEM)图层和经度、纬度图层,利用反距离权重(IDW)模块进行插值计算,推算甘肃省陇东地区万寿菊移栽期初始日期。以乡镇区域气象站所在地的万寿菊适宜移栽期为基础,插值形成高精度栅格,覆盖陇东地区乡镇区划,结果见图1。
由图1 可见,陇东万寿菊适宜移栽期的地区差异较大,从4 月下旬至5 月下旬,移栽期最多相差时间约30 d。中南部海拨较低的镇原、庆城、宁县、崇信、泾川等地移栽期为4 月下旬到5 月上中旬,西部、东部及北部海拔在1 400 m 以上的寒凉地带移栽期在5 月下旬及以后。大多数地方的移栽期在5 月上、中旬。
图1 陇东地区万寿菊适宜移栽期
2.4 地形因子对移栽期的影响
为保证粮食种植土地红线,作为经济作物的万寿菊,因其耐旱耐瘠,易于栽培,故陇东各地多以沟壑残塬的山区及摞荒地为种植地段。陇东山区气候生态环境复杂多样,山、川、塬、梁、峁等不同地形引起的小气候差异明显,尤其是春季0 ℃波动期,在海拔较高的塬区和低海拔的川区洼地和山间坳地,霜冻出现频率明显偏多。为避免苗期霜冻,同一县、乡、村在安排万寿菊移栽时应遵循“先南后北,先塬后坳”的原则确定移栽日期,结合气象预报,选择最佳移栽时间。在规避冻害的前提下,尽可能提早移栽,延长万寿菊生长期,增加开花期数,从而提高鲜花产量。
2.5 不同气候年型对移栽期的影响
万寿菊移栽期是基于气象观测资料及区域站同期逐日气温的滑动平均计算结果(图1、图2),反映移栽期的历史平均分布情况。在不同气候年型下,万寿菊的移栽时间要根据当年的具体气温回升状况而定。以镇原县为例,气象记录显示,历史晚霜冻最早结束日在4 月上旬,最晚结束日在5 月下旬,通过滑动平均计算后筛选出的日平均气温稳定≥15 ℃的初日,该移栽期实际每年均有差异。选取陇东地区气候差异明显的镇原县和静宁县为代表性站点,分析≥15 ℃的初日逐年趋势(图2),结果表明,镇原县适栽期早的年份与迟的年份有较大的时间差,最多相差48 d,静宁县相差45 d。≥15 ℃初日呈偏晚趋势,镇原县的10 年变化率为0.96 d,静宁县为1.10 d。
图2 镇原县、静宁县≥15 ℃初日逐年变化分析
3 结论
1)基于GIS 系统分析的结果显示,陇东地区万寿菊适宜移栽期受温度影响,各地差异较大,移栽期最长时差约30 d。移栽期陇东中南部海拔较低、地势平坦的地方早,西部、东部及北部海拔在1 400 m以上的寒凉地带迟。主要集中在5 月上、中旬。
2)日平均气温稳定通过10、15 ℃的日期主要集中在4 月中旬至5 月中旬,其后气温升高,热量资源丰富,条件适宜。应结合产业布局,规划万寿菊种植地域,在规避冻害的前提下,尽早移栽,以延长生育期,增加鲜花产量,获得更高的种植效益。
3)地形因子和不同的气候年型对万寿菊移栽也有较大的影响。在实际生产中,应考虑种植地的坡度、坡向、通风条件等因子,结合气候特征,参考本地中长期天气预报及气候趋势预测,根据地形及当年气温回暖情况,适当提前或推迟移栽,既避免灾害影响,又能充分利用气候资源。
研究基于陇东地区春季气温的回暖情况及春季低温冻害的发生发展规律,依据气温稳定通过≥15 ℃初日作为万寿菊移栽的主要农业气候指标,研究了该地万寿菊的移栽期。陇东中南部海拔较低的地区具有良好的万寿菊适种生态环境条件,地方政府及相关管理部门需加强万寿菊产业的引导和培育,促进万寿菊产业的健康稳步发展,弥补基础经济产业相对单一、农业发展受限的局限,促进农业增收。