2023年夏收粮油作物生育期气象条件及其影响分析*
2023-10-20郑昌玲郭安红赵晓凤
郑昌玲,郭安红,赵晓凤,刘 涛,2
2023年夏收粮油作物生育期气象条件及其影响分析*
郑昌玲1,郭安红1,赵晓凤1,刘 涛1,2
(1.国家气象中心,北京 100081;2.天津市气候中心,天津 300074)
基于夏收粮油作物主产区内气象站的气象观测资料和农业气象站的农业气象观测资料,计算冬小麦、油菜生长季气候适宜度和灾害指数等,评价生育期内气象条件对夏收粮油作物的影响。结果表明:2022/2023年度冬小麦、油菜生育期内,产区大部分地区光热充足,大部时段农田墒情良好,湿渍害、晚霜冻等农业气象灾害和作物病虫害影响偏轻,成熟收获阶段多晴好天气,夏收总体进展较快。但陕西南部、黄淮南部及江汉东部等地,冬小麦成熟期出现持续连阴雨和强降水天气,导致麦收延缓,小麦品质有所下降,局地出现发芽霉变现象,河南影响最严重。长江中下游及贵州等地伏秋连旱导致油菜播种出苗推迟,后期长势偏差。西南地区南部冬春持续干旱,影响冬小麦和油菜产量形成。总体上,2022/2023年度冬小麦和油菜生长季内气候适宜度略低于上年,气象条件略偏差。
冬小麦;油菜;气象条件;气候适宜度;连阴雨
1 冬小麦和油菜生长季农业气象条件总体评价
2022/2023年度冬小麦生长季(2022年10月− 2023年5月),各产区平均气温较常年同期(1991− 2020年平均值,下同)偏高0.8~1.3℃,≥0℃积温较常年同期偏多50~200℃·d,日照时数接近常年同期,光热条件适宜。西北、华北和黄淮主产区降水量分别较常年同期偏多28.0%、61.8%和39.7%,江淮、江汉产区降水量接近常年同期,西南产区降水量较常年同期偏少31.6%,北方冬麦区大部分地区降水充沛,南方麦区无明显湿渍害发生,土壤墒情适宜,气象条件利于冬小麦生长发育和产量形成。但2022年5月25日−6月4日北方冬麦区出现持续阴雨天气,导致麦收延缓,冬小麦品质明显下降,局地出现发芽霉变现象,其中河南影响最严重。图 1为2022年10月中旬−2023年5月下旬冬小麦产区逐旬气候适宜度,由图可见,大部时段冬小麦产区逐旬气候适宜度低于上年度同期,平均气候适宜度(0.696)较上年(0.721)偏低,其中11月中旬−12月下旬持续偏低,5月下旬明显偏低。综合来看,2022/2023年度冬小麦生长季气象条件总体差于上年度同期。
图1 2021−2023年冬小麦生长季(10月中旬−翌年5月下旬)逐旬气候适宜度的变化
注:E-代表上旬,M-代表中旬,L-代表下旬。下同。
Note: E- is the first ten-day of a month; M- is the middle ten-day of a month; L- is last ten-day of a month. The same as below.
2022/2023年度油菜生育期内,各产区气温较常年同期偏高1.1~1.4℃。江汉、江淮产区降水量较常年同期分别偏少1.1%和7.3%,江南、西南产区分别偏少17.4%和20.0%。江淮、江汉、江南产区日照时数接近常年同期,西南地区偏多15.3%。油菜生长季产区大部积温偏多、日照正常,大部时段土壤墒情适宜,总体利于油菜生长发育。但江南、江汉和贵州等地秋播期干旱,江南等地开花结荚期阴雨寡照和强降水,西南地区南部冬春连旱,影响油菜适时播栽和产量形成,不利于油菜单产提高。由图2可知,全时段全国平均气候适宜度(0.643)接近上年同期(0.645),总体气象条件与上年接近。
图2 2021−2023年油菜生育期(9月下旬−翌年5月下旬)逐旬气候适宜度的变化
2 冬小麦生育期气象条件评价
2.1 有利条件
2.1.1 北方秋播期和冬前气象条件有利于形成冬前壮苗
2022年秋播期间土壤墒情适宜,小麦出苗质量高。8−9月上旬西北地区东部、华北大部和黄淮东部降水量50~250mm,为冬小麦播种打下充足的底墒基础;2022年9月30日−10月6日,华北至江淮北部出现大范围降水过程,降水量50~100mm,陕西、河北南部、山东北部、河南南部达100~200mm,有效增加了土壤墒情。北方冬小麦播种期多晴好天气,大部农田土壤相对湿度在60%~90%,冬小麦适期足墒播种,播种质量高,出苗整齐、均匀,基本实现了一播全苗。
冬小麦播种后水热条件良好,有利于形成冬前壮苗。播种−越冬前(2022年10月下旬−11月底)北方冬麦区大部气温较常年同期偏高1~2℃,≥0℃积温为400~750℃·d,冬小麦壮苗比例较近5a同期偏高6%~35%。降水量普遍为25~100mm,水热条件良好,仅部分地区冬小麦有旺长现象,整体苗情明显好于上年同期。南方冬麦区气温较常年同期偏高2~4℃,累计日照时数接近常年同期,温高光足利于冬小麦播种出苗和苗期生长。2022年11月下旬卫星遥感长势监测结果显示,冬小麦主产区(陕西、山西、河北、山东、河南、江苏、安徽和湖北)长势与上年持平的面积占比为32.0%,长势略偏好−偏好的占比为64.4%,苗情显著好于上年。田间调查结果显示,河北省冬小麦一类苗和二类苗占比分别为35.3%和50.7%,较常年同期持平略增;山东省冬小麦一、二类苗占比分别较上年同期提高31.5个百分点和7.0个百分点,平均每公顷茎数、单株分蘖和单株次生根分别比上年增加262.5万、16.5个和28.5条,全省小麦苗情总体达到一类苗标准。
2.1.2 后冬至春季气象条件有利于冬小麦苗情转化升级和产量形成
2023年2−4月中旬,华北、黄淮和江淮冬麦区气温较常年同期偏高2~4℃,西北冬麦区偏高1~2℃,日照时数距平百分率为−25%~25%,光温适宜,利于冬小麦返青和拔节生长,发育进程较常年偏早3~10d,冬小麦长势良好,群体质量优。4月下旬−5月上旬气温偏低1~3℃,冬小麦生长发育进程放缓,利于延长穗分化时间、增加小穗数和穗粒数。2−5月上旬,北方冬麦区大部出现8次较大范围降水过程,区域平均降水量为1981年以来第四多,较常年和上年同期分别偏多52.4%和97.2%,土壤缺墒站点百分比为近5a同期最少(图3),优越的水分条件利于冬小麦返青拔节,促进形成大穗,增加穗粒数。5月中旬北方冬麦区气温较常年同期偏高1~4℃,日照时数偏多10%~80%,温高光足对小麦灌浆乳熟有利。江淮、江汉和四川盆地冬麦区大部春季多晴好天气,降水量接近常年同期或略偏少,未发生大范围、持续性干旱或渍涝,病虫害发生轻,利于小麦春生分蘖和后期生长发育。
图3 2019−2023年北方冬麦区各级墒情站点的占比(历年5月10日数据)
注:缺墒比例为土壤相对湿度<60%的站点占全部站点的比例;适宜比例为土壤相对湿度在60%~90%站点占全部站点的比例;过湿比例为土壤相对湿度≥90%的站点占全部站点的比例。
Note: Percent short is the ratio of sites where soil relative moisture is below 60%. Percent suitable is the ratio of sites where soil relative moisture is above 60% and below 90%. Percent surplus is the ratio of sites where soil relative moisture is above 90%.
卫星遥感监测和地面调查结果显示,冬小麦长势与2022年持平或略偏好。基于遥感监测结果,主产区冬小麦在返青初期长势明显好于上年同期,生长后期逐渐与上年长势持平,至5月上旬长势持平比例为95.3%。田间调查显示,4月中旬河北省一、二类苗占比92.9%、比越冬前提升了6.9%,4月下旬部分麦田平均总穗数略少于上年,小穗数明显高于上年。4月中旬河南省冬小麦抽穗期平均密度较去年偏多约45.0万茎·hm−2,小穗数较上年略偏多0.1个。4月中旬安徽省冬小麦一类苗占60.8%,比上年和常年分别增加4.3个和3.7个百分点。4月中旬甘肃省冬小麦一类苗比上年增加3.7个百分点。2月10日江苏省冬小麦平均一、二类苗占比较上年同期高3.5个百分点,3月20日一、二类苗占比较上年同期增0.2个百分点,比返青期增3.9个百分点,超过历史同期最好水平。另外,冬季强降温减少了病虫源基数,主产省冬小麦病虫发生和危害较轻。
2.1.3 麦收期间大部时段气象条件有利于机收作业
5月中下旬,西南大部地区多阵性降水,雨日较常年同期偏少4~6d,光照接近常年,夏收整体顺利,冬小麦收获进度同比略偏快。6月6−30日,江淮、黄淮、华北和西北冬麦区大部气温较常年同期偏高1~2℃,日照时数偏多5%~50%,晴天日数接近常年同期或偏多2~7d,晴好天气利于机收作业。仅陕西6月16−18日,山西、河北和山东6月17−19日出现降水天气,夏收作业短暂受阻,但天气很快转好,对麦收影响有限。
2.2 不利条件
2.2.1 北方越冬期气温变化对旺长或晚播小麦不利
2022年11月−2023年1月,全国共发生4次寒潮过程影响北方冬麦区,造成部分长势偏弱或旺长小麦轻度受冻。2022年11月28日−12月1日强降温,北方冬麦区最低气温降至−4℃以下,华北和黄淮大部冬小麦未经抗寒锻炼直接进入越冬期,部分未及时灌溉越冬水、旺长或晚播弱苗有轻微受冻现象。1月22−25日再次出现剧烈降温过程,华北至江淮最低气温降至−24~−8℃,平均极端最低气温为1981年以来第二低值(仅高于2016年)(图4),部分小麦叶片受冻,出现不同程度的叶片干枯。其中,河北中北部麦区最低气温降至−20~−16℃,冬小麦遭受轻度冻害,部分叶片干枯。山东省西北部和中部地区部分旺长,整地质量较差地段的小麦叶片受冻,全省约有65.3万hm2左右小麦叶片受冻枯黄,其中,约6.9万hm2受冻害较重。基于越冬期墒情适宜,且小麦壮苗比例高,强降温基本未造成死茎或死蘖等严重受冻现象,冬小麦受冻程度总体较轻,寒潮过后长势恢复良好。
图4 1981−2023年北方主要冬麦区平均最低气温(历年1月22−25日最低值)
2.2.2 西南地区冬春干旱和新疆南部高温对冬小麦产量形成不利
2022年秋季至2023年春季,云南和贵州大部降水量较常年同期偏少30%~80%,出现不同程度农业干旱[1]。23a来,贵州2022年秋播期−2023年4月冬小麦干旱强度仅次于最严重的2009/2010年度同期,冬小麦生长前期(播种−分蘖期)干旱程度重于2009/2010年度,生长后期(分蘖−灌浆期)干旱发生程度轻于2009/2010年度同期。云南2023年1−4月冬小麦干旱强度仅低于2010年和2013年,严重影响冬小麦产量形成。但两省冬小麦总产量占全国比例偏小(约0.7%),对全国冬小麦产量影响有限。6月南疆地区出现6~15d、部分地区16~20d日最高温≥35℃的高温天气,较常年同期偏多6~15d,高温时段长、强度大,影响冬小麦干物质积累和灌浆,产量下降。
2.2.3 河南和陕西南部等地遭遇“烂场雨”对冬小麦收晒不利
2023年5月25日−6月4日,北方冬麦区出现大范围降水天气,陕西关中以南、黄淮南部、江汉东部降水量50~100mm,部分地区达100~200mm。河南、陕西中南部单日日照时数≤3h天数达6~10d,阴雨寡照天气特点突出。其中,河南主要降水时段为5月25−30日,累计降水量53.0mm,为1981年以来同期第3多,较常年同期偏多300%;同期累计日照时数4.2h,为1981年以来同期最少,仅为常年同期的10%。陕西降水时段主要为5月27−29日、5月31日、6月2−3日。5月25日−6月3日,累计降水量为74.8mm,为1981年以来同期最多,较常年同期偏多250%;日照时数为24.6h,为1981年以来同期最少,比常年同期偏少60%。持续阴雨和强降水,造成麦田土壤过湿,低洼田块出现积水。河南和陕西土壤过湿站点百分比最高时段分别达到60.7%和52.1%。阴雨天气导致河南南部、陕西南部已成熟小麦收获进度缓慢、晾晒受阻,部分已成熟地段出现籽粒霉变及发芽现象,个别田块出现点片倒伏。连阴雨天气期间,西北地区东部、华北南部和黄淮西部等麦区气温较常年同期偏低1~4℃,加之日照时数明显偏少,造成小麦灌浆速度普遍下降。河南和陕西部分地区土壤持续过湿,小麦根系早衰,灌浆不充分,导致千粒重降低、产量下降。冬小麦成熟期与阴雨时段高度重合,遭受严重“烂场雨”影响,河南省和陕西关中及以南地区冬小麦不能及时收晒,且产量和品质下降严重。湖北、安徽和江苏等周边省份受灾程度较轻,对小麦产量和品质影响相对较小。
3 油菜生育期气象条件评价
3.1 有利条件
3.1.1 油菜产区大部气象条件有利于苗期生长和产量形成
油菜生长季(9月中旬−翌年5月中旬),产区大部≥0℃积温比常年同期偏多100~300℃·d,日照时数接近常年同期或偏多20%~50%,总体光热充足。其中,2022年11月−2023年1月,产区大部气温较常年同期接近或偏高1~2℃,日照时数接近常年同期或偏多25%~80%。2023年2月15−3月15日气温较常年同期偏高1~4℃,长江中下游大部日照时数偏多25%~200%。4月上中旬产区大部平均气温较常年同期偏多2~4℃,日照时数接近常年同期或偏多30%~80%。持续晴好天气利于油菜苗期生长和后期生长发育,也有效遏制了油菜菌核病的发生蔓延。田间调查结果显示,安徽省4月下旬油菜一类苗比2022年增加1.0%,整体长势好于上年同期。湖南省大部地区油菜一次分枝数多于上年同期。重庆市平均单株油菜一次分枝数和荚果数较常年同期增加0.3个和7.8个。
3.1.2 油菜生长季大部时段土壤墒情适宜
油菜出苗以来,产区大部降水量接近常年同期,20cm土壤墒情适宜站点百分比高于上年同期(图5),也未出现大范围湿渍害。其中,2022年10月下旬−11月,油菜产区大部累计降水量50~250mm,有效缓解播栽期干旱,补充了油菜幼苗生长及移栽用水。2023年2月上半月和3月中下旬,长江中下游产区均出现25~250mm降水,增加了农田墒情和库塘蓄水,为油菜后期生长和产量形成提供了良好的水分条件。
3.1.3 油菜收获期气象条件有利
5月上中旬油菜产区多晴好天气,利于油菜收获晾晒。5月上中旬,长江中下游油菜进入成熟收获期,江汉东部、江南大部和西南地区大部降水日数较常年同期偏少2~7d,累计降水量较常年同期偏少25%~80%,其余大部地区降水日数和降水量接近常年同期,晴好天气利于油菜成熟收晒。
图5 2022年9月20日−2023年5月20日油菜主产区逐旬土壤墒情适宜站点百分比的变化
3.2 不利条件
3.2.1 江南和贵州等地夏秋连旱导致油菜播种移栽推迟
2022年夏秋季,长江中下游及贵州等地出现持续高温少雨天气。其中,2022年9月−10月中旬,江南大部、江汉南部、贵州等地降水量较常年同期偏少50%~90%,大部地区土壤相对湿度持续不足60%,湖南、江西等地农业干旱持续或发展,导致油菜播种和移栽进度迟缓,出苗率下降,已播油菜出苗慢,长势偏弱、偏晚,影响后期生长发育。湖南省受干旱影响,油菜苗期生长缓慢,长势弱。据11月末田间调查,油菜一类苗和二类苗占比分别比上年同期偏少10个百分点和2.6个百分点,22.3万hm2油菜出现缺苗断垄现象。
3.2.2 冬季强降温导致部分油菜叶片受冻或长势偏弱
2022年11月底−2023年1月,先后有7次冷空气过程影响中东部地区,长江中下游地区冬季日最低气温<0℃的日数较常年同期偏多3~12d,多轮冷空气过程不利于油菜越冬,造成部分地区油菜叶片受冻、长势偏弱。2023年1月中旬和下旬两次寒潮过程,江淮、江汉及江南北部极端最低气温降至−8~−4℃,造成部分地区长势弱或者已现蕾抽薹的油菜遭受冻害。
3.2.3 长江中下游春季低温阴雨寡照和强降水不利于油菜开花结荚和成熟
2023年2月上半月,长江中下游地区出现阶段性阴雨寡照天气,日照时数较常年同期偏少50%~90%,导致油菜生长缓慢、油菜菌核病等发生提前。3月下半月江南大部地区降水日数较常年同期偏多2~6d,日照时数偏少30%~80%,3月17−20日、24−27日出现两次日平均气温持续≤12℃的低温天气超过3d,造成部分正值开花结荚期的油菜出现分段结实现象,影响角果数和粒数。4月−5月中旬,长江中下游油菜产区出现6次强降水天气过程,湖北东部、湖南东部、江西大部≥25mm降水日数5~8d,强降水造成部分低洼地段出现短时湿渍害,对油菜荚果发育和成熟收晒不利。
3.2.4 西南地区南部干旱不利于油菜生长和产量形成
四川南部、贵州和云南大部2022/2023年度冬春季节,降水量较常年同期偏少30%~80%,出现不同程度的冬春连旱,油菜苗期生长、开花结荚均受到不利影响,导致结荚数、籽粒数下降。其中,贵州省总体干旱程度大于常年同期,对油菜产量造成较大影响,油菜绿熟期分枝数、角果饱满度和长势均差于上年。
[1] 吕厚荃,张玉书,李茂松,等.中华人民共和国气象行业标准(GB/T32136-2015)-农业干旱等级[S].北京:中国标准出版社,2015.
Lv H Q, Zhang Y S, Li M S, et al. Meteorological Industry Standard of the People’s Republic of China grade of agricultural drought(GB/T32136-2015)[S]. Beijing: Chinese Standard Publishing House, 2015. (in Chinese)
Report on Agrometeorological Conditions Analysis during Growing Season of Summer Harvest Crops in 2023
ZHENG Chang-ling1, GUO An-hong1, ZHAO Xiao-feng1, LIU Tao1,2
(1.National Meteorological Center, Beijing 100081, China;2.Tianjin Climate Center, Tianjin 300074)
Based on the measured agrometeorological data of meteorological observation stations and agrometeorological stations in the main production area of summer grain and oil crops in China from 2022 to 2023, the climate suitable index and disaster index were used to analyze the agrometeorological conditions in the growing season of major summer harvest crops, including winter wheat and rape. The results showed that there were sufficient thermal conditions and sunlight in the main production areas during the winter and rape growing season. At the same time, precipitation and soil moisture conditions are suitable for crop growth and development. Further, agricultural meteorological disasters such as wet damage, late frosts and crop diseases and pests had relatively light effects. It was sunny during most of the mature harvest stage, so the overall progress of the summer harvest was fast. During most of the ripening stage the weather was sunny, so the overall progress of the summer harvest was rapid. However, continuous rainy and heavy precipitation occurred in southern Shaanxi, southern Huanghuai and eastern Jianghan area from May 25thto June 4th, which resulted in delayed wheat harvest, significant decline in wheat quality and local germination mildew. Henan province has been the worst affected in terms of wheat yield and quality. Due to successive droughts in the middle and lower reaches of the Yangtze river and Guizhou, sowing and emergence of rapeseed was delayed significantly and rapeseed seedling condition deteriorated in the later growth. Additionally, the yield of winter wheat and rape was affected by continuous drought in the southern area of Southwest China in winter and spring. Overall, the 2022/2023 winter wheat and rapeseed growing season was slightly less climatically suitable than the previous year, with slightly deviated meteorological conditions.
Winter wheat; Rape; Agrometeorological conditions; Climatic suitability; Continuous rainy
10.3969/j.issn.1000-6362.2023.10.009
收稿日期:2023−07−05
中国气象局创新发展专项(CXFZ2023J060)
郑昌玲,高级工程师,主要从事农业气象业务与科研工作,E-mail:739585460@qq.com
郑昌玲,郭安红,赵晓凤,等.2023年夏收粮油作物生育期气象条件及其影响分析[J].中国农业气象,2023,44(10):964-969