六盘山区油菜花期与气象条件的关系研究

田 慧，田倍齐，祁 菲，李化泉，李海涛

（1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏 银川 750002；2.宁夏回族自治区隆德县气象局，宁夏 隆德 756300）

隆德县位于六盘山西麓、宁南边陲，年平均气温为5.6℃，春季平均气温为6.4℃，夏季平均气温为16.3℃，秋季平均气温为5.8℃，冬季平均气温为-5.9℃，最热月集中在6—8月。年平均日照时数为2303.5 h，年均降水量492.0 mm，全年降水量主要集中在6—8月。

近年来，隆德县因地制宜，大力发展旅游乡村提升项目，以市场为导向，以农民增收为核心，立足于隆德县海拔高、无霜期短、气候喜凉、昼夜温差大等气候特点以及土壤类型、传统产业发展现状和优势特色产业发展前景，2017年以来，隆德县选择成熟期较短的油菜作为群众增收致富产业，沿隆张公路一带，种植油菜面积333.33 hm2以上，发挥生态效益，带动村集体经济，推动乡村振兴战略实施，蹚出了一条“靠山增收、靠地致富”的产业扶贫路，极大的助推乡村旅游，为隆德县特色活动提供优良条件，实现以旅带农、以农促旅，促进农旅产业融合发展。到2020年，全县油菜种植面积达1000 hm2以上，延绵隆张公路20余km，是宁夏目前面积最大、分布最广、海拔最高、花期最长、开花最晚的油菜种植区。目前隆德县油菜花观光旅游已形成一条趋于完整的乡村旅游产业链。为有效延长油菜花观赏期，相关部门采取错时播种的方式，但对油菜花期及最佳观赏期预测不够精准，不能最大程度发挥其旅游经济效益。

气候因素、油菜品种、种植技术及土壤性质等对油菜花期都有不同程度影响，在一定环境条件下，气候条件对油菜始花期的影响尤为明显。国内已有很多学者对植物花期与气候条件的关系进行了深入研究，如郭连云[1]等（2016年）分析气象因子对梨树始花期的影响，依此建立始花期预报模型；廖碧婷、王四化[2]等通过分析气温数据与同一时段的梅花花期观测数据，对广州地区梅花花期进行了预报。以上研究证明，植物花期在很大程度上受气候变化影响，根据前期气候变化预测花期，能够有效服务赏花旅游。但是西北地区特别是宁夏区内针对宁南山区油菜花期与气象条件的关系研究较少。因此，本文利用六盘山区2017—2020年油菜发育期观测资料以及同一时间段相关气象数据，对油菜始花期进行初步预报，基于油菜始花期预报开展油菜花期旅游气象服务，对提升隆德县乡村旅游项目有重要作用。

1 资料来源

2017—2021年油菜历史观测资料来自隆德县农业技术推广服务中心、泾源县农业农村局、西吉县农业农村局。观测油菜为春油菜，根据《农业气象观测规范》[3]开展油菜出苗、抽薹、开花等发育期的观测记录。始花期标准为开花植株数占总株数比例达到10%。气温、日照、降水等气象资料均来自隆德、泾源、西吉3县气象局。

2 研究方法

2.1 数据处理

六盘山区油菜为春油菜，种植一般在4月下旬到5月初，开花始期一般在6月中下旬。为便于数据处理，将始花期出现的时间利用Julian日换算方法，转换为距离6月1日的日数，可以得到一个时间序列（如6月1日可以记为1，6月2日记为2，……，以此类推）[4]。

2.2 统计分析

数据处理软件采用Excel、Origin等，对2017—2020年油菜发育期观测资料及同一时间段的相关气象数据进行处理，利用相关分析法判断气温、降水、日照等因子对油菜始花期的影响程度，然后采用逐步回归分析法找出对油菜始花期影响最为明显的因子，计算出预报模型。用2021年的实际观测数据对建立的模型进行验证。

3 结果与分析

3.1 六盘山区油菜花期特征分析

根据2017—2020年油菜物候资料（表1），六盘山区油菜始花期最早为6月13日，最晚为6月24日，平均始花期为6月19日。油菜始花期的稳定程度可以通过均方差的大小来判定，计算2017—2020年油菜始花期日序数均方差为3.9，可见油菜始花期波动不明显，相对稳定。

表1 2017—2020年六盘山区油菜发育期

3.2 气象因子对油菜始花期的影响

光照、温度和湿度对植物生长有着极其重要的作用，植物开花需要一定的光温积累，油菜开花前温度、光照、湿度的变化在一定程度上能够反映始花期的早迟[5]。

对六盘山区气温、日照、降水等气象因子与油菜花期进行相关分析，发现油菜始花期与始花期前期平均气温、最低气温有明显负相关关系，前期平均温度及最低气温偏高会使始花期提前；充足的光照条件有利于油菜在苗期进行光合作用，积累养分，进而在花期增加花朵开放量；降水量对油菜始花期影响较小，无明显相关性，因此降水量暂不作为预测六盘山区油菜始花期的一个气象因子。

计算油菜出苗、抽薹、开花等关键发育期稳定通过0℃、5℃、7℃、10℃的积温，分析不同积温对油菜各发育期的影响。发现播种后温度回升快、保持较高温度将缩短出苗期，有利于出苗；稳定通过10℃的积温对抽薹期影响较小，相关性不显著，而稳定通过5℃的积温对抽薹期有较大影响，抽薹期的油菜对温度的需求较低，相对低温可在一定程度上延长油菜的抽薹期，进而使油菜有效分枝数增加。高温不仅不宜于油菜生长期养分积累，还可能会造成土壤水分缺失、湿度降低以及诱发一系列病虫害；稳定通过10℃的积温对开花期有较大影响，因为作物需要积累一定的热量和温度才能正常开花授粉。因此，稳定通过10℃的积温可作为预测六盘山区油菜开花始期的重要因素[6]。

3.3 油菜花期预报模型的建立与检验

3.3.1 预报模型建立 通过上述分析，从影响油菜发育期的各种气象因子中挑选出对油菜始花期日序数有较大影响的因子，利用Origin 8.0软件对挑选的气象因子进行逐步回归分析，计算出油菜始花期预报模型：

式中，Y为始花期日序数，X1为6月上中旬平均气温，X2为6月上中旬日照时数。方程复相关系数R=0.9988，P=0.000048 1，显著性概率小于5%，因此回归方程可用。

3.3.2 预报模型检验 利用2017—2020年实际观测到的六盘山区油菜始花期，对得到的预报模型进行检验，结果显示（表2），始花期模型预测值与实际观测值相差在0.1～1.2 d，平均准确率达97%，证明此模型能够对油菜始花期进行较为准确的预报。

表2 2017—2020年六盘山区油菜发育期

利用油菜始花期预报模型，将2021年的各气象因子预测值代入得到Y值为23.78003，换算成日期，则2021年油菜始花期预报日期为6月24日，而实际观测始花期为6月22日，两者相差1.78 d，预报准确率为92.5%，进一步证明验证了预报模型是可信的。

4 讨论

在实际应用此模型预报油菜始花期时，要结合始花期前期气象因子的变化情况，对预报模型进行相应订正。由于六盘山区海拔较高且冷空气活动频繁，气温变化明显，对油菜始花期有很大的影响，始花期会随气温升高而提前，气温降低会使始花期延迟。因此，结合实际情况对油菜始花期预报进行相应修正，可以使预报结论与实际花期更相符。

油菜始花期不只受气象因素影响，还受油菜品种、种植技术及土壤性质等影响，且油菜发育期是人工观测，有一定人为因素影响，观测记录的人为误差也会影响油菜始花期预报模型的准确性。

六盘山油菜物候观测时间短、记录少，因此预报模型代表性较差。需进一步观测油菜物候资料，收集相关气象因子，对预报模型加以订正优化，使其能更好地预报油菜始花期。