遼西北地區(qū)雜糧谷子生育期適宜溫度及降水指標(biāo)研究

金宇　于璐　金樹志

摘 要：目的：遼西北地區(qū)氣象條件明顯影響谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)。通過試驗探討谷子生育期適宜溫度降水指標(biāo)，為“三農(nóng)”專項氣象服務(wù)產(chǎn)品提供較為準(zhǔn)確的本地溫度降水指標(biāo)。方法：采用谷子分期播種法，試驗小區(qū)隨即排列，分8期播種，每期2次重復(fù)，對谷子生育期溫度、降水、生長狀況及產(chǎn)量品質(zhì)進(jìn)行對比觀測，選用臨近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象觀測站氣象資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。結(jié)果：通過分期播種，使谷子不同生育期所處溫度降水條件不同，統(tǒng)計分析谷子各生育期適宜溫度降水指標(biāo)為：苗期適宜溫度16.6℃，適宜降水量36.2mm；拔節(jié)期適宜溫度23.3℃，適宜降水量90.6mm；抽穗期適宜溫度24.0℃，適宜降水量74.0mm；成熟期適宜溫度25.1℃，適宜降水量52.6mm。結(jié)論：遼西北地區(qū)雜糧谷子全生育期間活動積溫達(dá)2 400℃以上，谷子才能正常成熟。谷子全生育期間降水量達(dá)200mm以上，才能滿足谷子正常生長需求。谷子全生育期降水量達(dá)到220mm以上，全生育期間活動積溫達(dá)2 650℃以上，才能使種植的谷子品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、商品性好。

關(guān)鍵詞：雜糧谷子；生育期；溫度；降水指標(biāo)

中圖分類號 S515 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）05-25-03

雜糧谷子為喜溫?zé)?、耐旱?qiáng)的農(nóng)作物，遼西北地區(qū)較適宜種植[1]。目前，遼西北地區(qū)年種植以谷子為主的小雜糧面積達(dá)6.1萬hm2以上，占農(nóng)作物總播種面積的47%。遼西北各縣土地資源豐富，年平均降水量541.7mm，平均氣溫6.4℃，氣溫平均日較差12.6℃，極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫-42.3℃，平均蒸發(fā)量2 013.5mm，有效積溫3 076.8℃，具有典型的北方旱地農(nóng)業(yè)特點，地理位置和氣候特點為特色農(nóng)業(yè)谷子等雜糧作物提供了良好的生長條件。小雜糧谷子適應(yīng)性強(qiáng)，耐瘠薄，抗干旱，生育期短，抗災(zāi)避災(zāi)能力強(qiáng)，非常適合該地區(qū)的氣候特點，尤其是建平縣、喀左縣、阜新縣等地生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)黃小米籽粒飽滿、色澤純正。從近年來雜糧谷子種植情況來看，雖然遼西北地區(qū)雜糧谷子種植歷史悠久，但有些年份出現(xiàn)了不利于谷子生長的氣象條件，明顯影響谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前遼西北各縣氣象局為谷子等雜糧開展了初步的氣象服務(wù)工作，由于在“三農(nóng)”專項氣象服務(wù)產(chǎn)品中缺少數(shù)字方面的氣象服務(wù)指標(biāo)，引用外省資料指標(biāo)開展服務(wù)時與本地區(qū)生產(chǎn)實際有誤差，從而影響了氣象服務(wù)的效果。為解決在“三農(nóng)”專項氣象服務(wù)產(chǎn)品中缺少氣象指標(biāo)問題，筆者在遼西北地區(qū)進(jìn)行了雜糧谷子溫度降水等氣象指標(biāo)試驗研究，總結(jié)分析溫度降水指標(biāo)對其關(guān)鍵期生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，為雜糧谷子生產(chǎn)氣象服務(wù)產(chǎn)品提供指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地選擇 選擇有代表性的遼西北地區(qū)雜糧谷子示范田設(shè)置試驗小區(qū)，試驗地面積0.1hm2。

1.1.2 試驗品種 朝谷7號。

1.1.3 氣象資料 選用臨近的鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象觀測站氣象資料進(jìn)行統(tǒng)計分析[2]。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗小區(qū)設(shè)計 試驗小區(qū)分布采用對比排列法，隨機(jī)排列，2次重復(fù)。

1.2.2 分期播種法 按試驗小區(qū)設(shè)計，播期間隔日數(shù)5～10d，分8期播種雜糧谷子。

1.2.3 對比觀測、統(tǒng)計分析方法 對不同播種期的朝谷7號雜糧谷子進(jìn)行不同生育期溫度、降水、生長狀況、產(chǎn)量對比觀測，采用插值法、最小二乘法、相關(guān)公式、規(guī)范化公式等統(tǒng)計分析指標(biāo)[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜糧谷子不同發(fā)育期溫度及降水指標(biāo) 雜糧谷子在播種到出苗階段對溫度反應(yīng)比較敏感、對水分需求量較小，土壤濕度一般達(dá)到12%時均能出苗。出苗的遲早，在土壤水分滿足的條件下，關(guān)鍵取決于溫度狀況。谷子播種期一般在4月下旬至5月上旬較適宜，播種至出苗日數(shù)在8d左右、此階段約需活動積溫160℃，經(jīng)統(tǒng)計分析，平均氣溫每上升或降低1℃，播種至出苗間隔天數(shù)約提前或拖后1d左右。出苗至拔節(jié)期間，平均氣溫在19.3～22.7℃，溫度上升1℃，間隔天數(shù)約縮短3d左右，需活動積溫61.0℃。拔節(jié)至抽穗階段，本地自然降水對谷子生長需求略有不足；此期占谷子生長季中耗水量的40%左右。發(fā)育速度與平均氣溫的關(guān)系不明顯。熱量條件與發(fā)育期早晚呈正相關(guān)。拔節(jié)至抽穗階段生育期為37d左右，需活動積溫880℃。抽穗成熟期是雜糧谷子干物質(zhì)積累時期，熱量條件充足，有利于開花授粉，促使灌漿速度加快。抽穗成熟階段平均氣溫在21.2～22.9℃，平均氣溫每上升1℃，其間隔天數(shù)約縮短3～4d。當(dāng)秋季溫度降至生物學(xué)下限溫度時，影響籽粒灌漿。抽穗成熟期對水分需求比較大，尤其在開花至乳熟階段，本地自然降水更顯不足，常發(fā)生秋吊現(xiàn)象，從而影響谷子產(chǎn)量和品質(zhì)。抽穗成熟期積溫指標(biāo)約為950℃，生育天數(shù)為45d左右。

2.3 雜糧谷子全生育期溫度指標(biāo) 雜糧谷子從出苗至成熟全生育期為106～120d，需≥10℃積溫2 400～2 650℃。從熱量條件看，本地歷年≥10℃積溫為3 500℃，能夠滿足谷子生長的要求。

2.4 溫度影響雜糧谷子產(chǎn)量的關(guān)鍵期 采用公式：

[r=XY-XYN（X2-（X）2N）（Y2-（Y）2N）]進(jìn)行相關(guān)分析。應(yīng)用不同播種期試驗資料和鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象站資料統(tǒng)計分析雜糧谷子各生育期溫度與產(chǎn)量關(guān)系。在水分條件適宜的情況下，溫度條件是影響產(chǎn)量的主要因素。溫度影響谷子產(chǎn)量的關(guān)鍵期為出苗至拔節(jié)期和抽穗至開花期。經(jīng)相關(guān)分析，出苗至拔節(jié)間平均氣溫與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平（y=0.996、α=0.1），開花授粉天數(shù)與產(chǎn)量豐欠關(guān)系也達(dá)顯著水平（y=0.968、α=0.05）。

2.5 雜糧谷子分期播種與品質(zhì)及產(chǎn)量關(guān)系 從雜糧谷子分期播種結(jié)果來看，4月末至5月初播種的谷子品質(zhì)好、產(chǎn)量高，過早播種或過晚播種都會明顯影響谷子的品質(zhì)和產(chǎn)量；全生育期間活動積溫達(dá)2 400℃以上，谷子才能正常成熟；全生育期間降水量達(dá)200mm以上，才能滿足正常生長需要；谷子全生育期降水量達(dá)到220mm以上，全生育期間活動積溫達(dá)2 650℃以上，才能使種植的谷子品質(zhì)優(yōu)產(chǎn)量高商品性好（表2）。

2.6 雜糧谷子適宜溫度、降水指標(biāo) 采用以下公式對雜糧谷子不同生育期溫度、降水指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理：[Di=0.5+0.5×xi-xminxmax-xmin]。式中，[Di]是第[i]個評價溫度、降水指標(biāo)的歸一化數(shù)值，[xi]是第[i]個評價溫度、降水指標(biāo)，[xmax]是評價溫度、降水指標(biāo)中的最大值，[xmin]是評價溫度、降水指標(biāo)中的最小值。評價谷子不同生育期適宜溫度、降水指標(biāo)，結(jié)果如表3[4]。

3 結(jié)論與討論

3.1 雜糧谷子各生育期適宜溫度降水指標(biāo) 苗期適宜溫度16.6℃，適宜降水量36.2mm。拔節(jié)期適宜溫度23.3℃，適宜降水量90.6mm。抽穗期適宜溫度24.0℃，適宜降水量74.0mm。成熟期適宜溫度25.1℃，適宜降水量52.6mm。

3.2 播種時間 分期播種結(jié)果表明，4月末至5月初播種的谷子品質(zhì)好、產(chǎn)量高，過早播種或過晚播種都會明顯影響谷子的品質(zhì)和產(chǎn)量。

3.3 結(jié)果 遼西北地區(qū)種植雜糧谷子全生育期間活動積溫達(dá)2 400℃以上，其才能正常成熟。谷子全生育期降水量達(dá)200mm以上，才能滿足其正常生長的需要。谷子全生育期降水量達(dá)到220mm以上，全生育期活動積溫達(dá)2 650℃以上，才能使種植的谷子品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高、商品性好。

參考文獻(xiàn)

[1]程純樞，馮秀藻，高亮之，等.中國的氣候與農(nóng)業(yè)[M].北京：氣象出版社，1991，5：240-241.

[2]國家氣象局.農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，1993：141-143.

[3]李慶楊，王能超，易大義.數(shù)值分析[M].武漢：華東大學(xué)出版社，2010，4：13-35.

[4]許昌燊，朱壽燕，張文明，等.農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)大全[M].北京：氣象出版社，2004，1：14. （責(zé)編：張宏民）