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摘要对作物生长期气象要素季节变化趋势和主要气象灾害发生规律进行了分析,提出气象服务粮食安全行事历,保障粮食安全。结果发现,小麦生长期主要关注气温和土壤墒情变化,夏玉米、大豆生长期重点关注土壤墒情和降水。
关键词气象服务;粮食安全;濉溪縣
中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611(2014)14-04332-02
濉溪县位于黄淮平原南部,地处116°23′~116°59′E、33°17′~34°01′N。属暖温带半湿润季风气候区,气候特点具有明显的季风性和大陆性。降水量年际间差异大,时空分布不均;温度波动大,气象灾害多而频繁。主要农作物为冬小麦、夏大豆、夏玉米,耕作制度以冬小麦-夏大豆、冬小麦-夏玉米一年两熟为主,复种指数184.0%。小麦产量突破7 000 kg/hm2、夏大豆1 500~2 000 kg/hm2、夏玉米7 000 kg/hm2左右。农作物生长发育需要适宜的气候条件,在适宜的范围内作物生长发育良好;超过这个范围,轻则作物的生长发育受到一定程度的抑制,重则造成不同程度的灾害。气象服务粮食安全多地都在进行,但精细化气象服务行事历或技术规程未见报道。笔者根据多年研究结果,提出濉溪县主要农作物安全生产气象服务行事历,提高气象服务农业的水平,保障粮食安全,提供精准的气象服务。
1材料与方法
气象资料来自濉溪县气象局,取1961~2010年平均。数据处理和图表绘制利用Excel进行。将气象资料输入微机,建立数据库;应用软件进行数据分析,绘制图表,建立数学模型。
2气象要素季节变化
2.1日照时数每年冬至日,太阳直射点在南回归线(23°26′S),北半球白昼时长最短;夏至日,太阳直射点在北回归线(23°26′N),北半球白昼时长最长;春分和秋分日,太阳直射点在赤道,昼夜相等。濉溪县冬至日白昼时长9.9 h,夏至日14.6 h;冬至到夏至,白昼时长逐渐延长;夏至到冬至,白昼时长逐步缩短。
4主要气象灾害
4.1小麦生长期小麦全生育期需0 ℃以上积温2 100~2 300 ℃·d,越冬前积温600~650 ℃·d;日照时数不少于1 300 h;降水量不少于350 mm[1]。濉溪县10月中旬~次年6月上旬0 ℃以上积温2 300~2 500 ℃·d,日照时数1 350~1 550 h,降水量180~380 mm。常年光温水资源及其消长与小麦各生育阶段对气候的要求基本吻合,气温适宜,光照充足,降水略感不足。同时,小麦生育期长,历时秋冬春夏4个季节。冬春季节气温多变,降水偏少。濉溪县小麦生长期主要气象灾害为低温冻害和干旱、干热风。
4.1.1低温冻害。小麦出苗—越冬期若气温偏高,麦苗生长较快,缺乏抗寒锻炼,遇到-4~-5 ℃低温就会发生冻害。暖冬年份或冬季天气回暖,越冬期间小麦仍缓慢生长,抗寒性能偏弱,遭遇低温,易受冬季冻害。冬前冻害和冬季冻害在淮北市发生的机率为14.4%[2]。春霜冻多数是暖冬年份或早春温度高,接着寒流来临,连续低温,造成低温冻害。晚霜冻多数是小麦孕穗前期,突然出现倒春寒,连续2~4 d 0 ℃左右的低温就会发生穗部冻害。灌浆起始温度17 ℃,低于17 ℃灌浆趋于停止。
4.1.2干旱。干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。濉溪县小麦生长期干旱7年4遇,主要发生在播种期至拔节期。播种期间干旱往往造成播期或出苗期推迟,播种质量差,缺苗断垄多,常导致穗数下降和生育期推迟。冬前干旱叶片会凋萎、发黄,植株细弱,生长缓慢,严重时会造成死苗。冬旱会导致麦苗素质差,抗灾能力弱。冬旱伴随冻害,常造成死苗。春旱常导致麦苗生长缓慢,茎叶枯黄,光合能力下降,干物质积累少,成穗数减少,幼穗小花退化多,穗粒数减少。
4.1.3干热风。干热风是5月中下旬~6月上旬小麦灌浆至乳熟期间出现的一种高温低湿并伴有一定风力而造成水分大量蒸散的综合气象灾害。小麦受害后茎叶青灰,炸芒干枯,穗子也脱水青枯,迫使灌浆停止,籽粒秕瘦,粒重下降,产量与品质降低,轻者减产5%~10%,重则减产10%~20%。当地重度干热风年均0.46次,大约每2年1遇;轻度干热风年均2.38次,大约每2年5遇。干热风的危害主要发生在5月15日~6月5日[3]。
4.2夏玉米和夏大豆生长期中熟夏玉米全生育期需≥10 ℃积温2 300~2 700 ℃·d,日照时数700~900 h,降水300~600 mm。中熟夏大豆全生育期需≥10 ℃积温2 300~2 600 ℃·d,日照时数700~900 h,降水320~550 mm,雨日35~45 d。要求降水时空分布均匀,降水过程间隔<10 d[4]。濉溪县6月中旬~9月下旬≥10 ℃积温2 900 ℃·d左右,日照时数750 h左右,降水350~700 mm,光照充足;旬平均气温高于20 ℃,不会遇到低温冷害;90%的年份降水量在300 mm以上,在降水时空分布均匀的情况下,完全能够满足夏玉米、夏大豆生长发育需水。但由于降水时空分布不均,干旱、涝渍成为濉溪县夏秋季节常见的一种多发性自然灾害现象,时常造成作物减产。
4.2.1干旱。濉溪县6~9月温度高,水分蒸散快,若持续15 d以上无有效降水,耕层土壤含水量低于15%,则会形成干旱[5]。夏大豆、夏玉米生长期干旱,植株生长缓慢,叶片凋萎。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期干旱基本上3年1遇,主要发生在6、9月。6月6~30日干旱会造成夏玉米、夏大豆不能适墒播种,出苗后生长缓慢。9月份干旱,会造成夏玉米灌浆速度下降、夏大豆鼓粒缓慢,粒重降低[6]。
4.2.2涝渍。某一时段遇到大雨或连续阴雨,造成耕层土壤含水量超过22%~24%,呈饱和或超饱和状态超过3~5 d即会对作物的生长发育产生影响,形成涝渍。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期涝渍大体上9年4遇,主要发生在7~8月。 由于降水时间分布不均,有些年份会出现旱涝交替。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期旱涝交替大体上8年1遇。
4.2.3高温。夏玉米授粉阶段,最高气温>35 ℃会使花粉很快失去活力,影响授粉,造成秃顶缺粒[7];夏大豆花荚期最高气温>35 ℃会造成落花落荚落叶。
5濉溪县气象服务粮食安全行事历
5.1气象服务关注重点小麦低温冻害易发时段,重点关注气温变化,尤其是低温过程最低温度和降温幅度;夏玉米、夏大豆高温时段,重点关注最高气温及其持续时间。10 d以上无有效降水时,既要关注前期土壤墒情,又要关注无有效降水天数;干旱发生时,重点关注未来5~10 d的降水量。涝渍可能发生期,要关注降水量、降水强度及持续时间(有无连阴雨)。
5.2周年氣象服务行事历从小麦和夏玉米、夏大豆生长期气象服务行事历(表1~2)可以看出,小麦生长期主要关注气温和土壤墒情变化,夏玉米、夏大豆生长期重点关注土壤墒情和降水。为便于与历史数据比较,气象服务简报应当旬初逢“1”印发。简报内容包括:①天气回顾。介绍前旬气温、降水和日照时数,并与历年平均相比较。如该旬无有效降水,还应提供累计无有效降水天数、土壤墒情。②天气展望。预报本旬天气形势,提示可能发生的气象灾害。③影响分析。分析天气形势对作物生长发育的影响,介绍苗情、虫情。④农事建议。介绍本旬农事,提出农业生产建议。
表1 濉溪县小麦生长期气象服务行事历
生育进程气象灾害关注重点播种期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数冬前分蘖期干旱、冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情,未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数越冬期干旱、冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情,未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数拔节期冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情孕穗期冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情抽穗期籽粒形成、灌浆期干热风、T<17℃影响灌浆温湿度和风速、风向成熟期干热风温湿度和风速、风向
表2濉溪县夏玉米、夏大豆气象服务行事历
夏玉米生育进程夏大豆生育进程气象灾害关注重点播种期播种期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数拔节期分枝、开花期涝渍降水量、降水强度及持续时间抽雄吐丝期结荚期涝渍、高温降水量、降水强度及持续时间,Tmax>35℃天数籽粒形成、灌浆期鼓粒期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数成熟期成熟期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数
参考文献
[1] 张存岭,陈若礼,孔令聪,等.烟农19规范化栽培技术规程示范和验证[J].安徽农业科学,2006,12(10):122-124.
[2] 陈峰,刘玉,曾广飞,等.小麦生育期间气候资源配置与高产栽培途径[J].中国农学通报,2006,22(4):207-212.
[3] 李琦,王腾蛟,汪芝寿,等.冻害冷害对淮北市小麦产量的影响及对策[J].安徽农业科学,2003,31(5):723-726
[4] 刘芸芸.淮北夏大豆3 000 kg/hm2简化栽培技术规程[J].安徽农业科学,2013,41(5):2015,2017.
[5] 王志刚,周景春,张怀念,等.濉溪县6-9月降水特征与旱涝分析[J].安徽气象,2012(4):232-233.
[6] 姚永明,陈玉琪,张启祥,等.淮北夏玉米生育期气候资源特点和增产栽培技术[J].中国农业气象,2009,30(S2):205-209.
[7] 马杰,彭婷婷,陈若礼,等.花期高温对玉米结实的影响[J].
关键词气象服务;粮食安全;濉溪縣
中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611(2014)14-04332-02
濉溪县位于黄淮平原南部,地处116°23′~116°59′E、33°17′~34°01′N。属暖温带半湿润季风气候区,气候特点具有明显的季风性和大陆性。降水量年际间差异大,时空分布不均;温度波动大,气象灾害多而频繁。主要农作物为冬小麦、夏大豆、夏玉米,耕作制度以冬小麦-夏大豆、冬小麦-夏玉米一年两熟为主,复种指数184.0%。小麦产量突破7 000 kg/hm2、夏大豆1 500~2 000 kg/hm2、夏玉米7 000 kg/hm2左右。农作物生长发育需要适宜的气候条件,在适宜的范围内作物生长发育良好;超过这个范围,轻则作物的生长发育受到一定程度的抑制,重则造成不同程度的灾害。气象服务粮食安全多地都在进行,但精细化气象服务行事历或技术规程未见报道。笔者根据多年研究结果,提出濉溪县主要农作物安全生产气象服务行事历,提高气象服务农业的水平,保障粮食安全,提供精准的气象服务。
1材料与方法
气象资料来自濉溪县气象局,取1961~2010年平均。数据处理和图表绘制利用Excel进行。将气象资料输入微机,建立数据库;应用软件进行数据分析,绘制图表,建立数学模型。
2气象要素季节变化
2.1日照时数每年冬至日,太阳直射点在南回归线(23°26′S),北半球白昼时长最短;夏至日,太阳直射点在北回归线(23°26′N),北半球白昼时长最长;春分和秋分日,太阳直射点在赤道,昼夜相等。濉溪县冬至日白昼时长9.9 h,夏至日14.6 h;冬至到夏至,白昼时长逐渐延长;夏至到冬至,白昼时长逐步缩短。
4主要气象灾害
4.1小麦生长期小麦全生育期需0 ℃以上积温2 100~2 300 ℃·d,越冬前积温600~650 ℃·d;日照时数不少于1 300 h;降水量不少于350 mm[1]。濉溪县10月中旬~次年6月上旬0 ℃以上积温2 300~2 500 ℃·d,日照时数1 350~1 550 h,降水量180~380 mm。常年光温水资源及其消长与小麦各生育阶段对气候的要求基本吻合,气温适宜,光照充足,降水略感不足。同时,小麦生育期长,历时秋冬春夏4个季节。冬春季节气温多变,降水偏少。濉溪县小麦生长期主要气象灾害为低温冻害和干旱、干热风。
4.1.1低温冻害。小麦出苗—越冬期若气温偏高,麦苗生长较快,缺乏抗寒锻炼,遇到-4~-5 ℃低温就会发生冻害。暖冬年份或冬季天气回暖,越冬期间小麦仍缓慢生长,抗寒性能偏弱,遭遇低温,易受冬季冻害。冬前冻害和冬季冻害在淮北市发生的机率为14.4%[2]。春霜冻多数是暖冬年份或早春温度高,接着寒流来临,连续低温,造成低温冻害。晚霜冻多数是小麦孕穗前期,突然出现倒春寒,连续2~4 d 0 ℃左右的低温就会发生穗部冻害。灌浆起始温度17 ℃,低于17 ℃灌浆趋于停止。
4.1.2干旱。干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。濉溪县小麦生长期干旱7年4遇,主要发生在播种期至拔节期。播种期间干旱往往造成播期或出苗期推迟,播种质量差,缺苗断垄多,常导致穗数下降和生育期推迟。冬前干旱叶片会凋萎、发黄,植株细弱,生长缓慢,严重时会造成死苗。冬旱会导致麦苗素质差,抗灾能力弱。冬旱伴随冻害,常造成死苗。春旱常导致麦苗生长缓慢,茎叶枯黄,光合能力下降,干物质积累少,成穗数减少,幼穗小花退化多,穗粒数减少。
4.1.3干热风。干热风是5月中下旬~6月上旬小麦灌浆至乳熟期间出现的一种高温低湿并伴有一定风力而造成水分大量蒸散的综合气象灾害。小麦受害后茎叶青灰,炸芒干枯,穗子也脱水青枯,迫使灌浆停止,籽粒秕瘦,粒重下降,产量与品质降低,轻者减产5%~10%,重则减产10%~20%。当地重度干热风年均0.46次,大约每2年1遇;轻度干热风年均2.38次,大约每2年5遇。干热风的危害主要发生在5月15日~6月5日[3]。
4.2夏玉米和夏大豆生长期中熟夏玉米全生育期需≥10 ℃积温2 300~2 700 ℃·d,日照时数700~900 h,降水300~600 mm。中熟夏大豆全生育期需≥10 ℃积温2 300~2 600 ℃·d,日照时数700~900 h,降水320~550 mm,雨日35~45 d。要求降水时空分布均匀,降水过程间隔<10 d[4]。濉溪县6月中旬~9月下旬≥10 ℃积温2 900 ℃·d左右,日照时数750 h左右,降水350~700 mm,光照充足;旬平均气温高于20 ℃,不会遇到低温冷害;90%的年份降水量在300 mm以上,在降水时空分布均匀的情况下,完全能够满足夏玉米、夏大豆生长发育需水。但由于降水时空分布不均,干旱、涝渍成为濉溪县夏秋季节常见的一种多发性自然灾害现象,时常造成作物减产。
4.2.1干旱。濉溪县6~9月温度高,水分蒸散快,若持续15 d以上无有效降水,耕层土壤含水量低于15%,则会形成干旱[5]。夏大豆、夏玉米生长期干旱,植株生长缓慢,叶片凋萎。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期干旱基本上3年1遇,主要发生在6、9月。6月6~30日干旱会造成夏玉米、夏大豆不能适墒播种,出苗后生长缓慢。9月份干旱,会造成夏玉米灌浆速度下降、夏大豆鼓粒缓慢,粒重降低[6]。
4.2.2涝渍。某一时段遇到大雨或连续阴雨,造成耕层土壤含水量超过22%~24%,呈饱和或超饱和状态超过3~5 d即会对作物的生长发育产生影响,形成涝渍。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期涝渍大体上9年4遇,主要发生在7~8月。 由于降水时间分布不均,有些年份会出现旱涝交替。濉溪县夏玉米、夏大豆生长期旱涝交替大体上8年1遇。
4.2.3高温。夏玉米授粉阶段,最高气温>35 ℃会使花粉很快失去活力,影响授粉,造成秃顶缺粒[7];夏大豆花荚期最高气温>35 ℃会造成落花落荚落叶。
5濉溪县气象服务粮食安全行事历
5.1气象服务关注重点小麦低温冻害易发时段,重点关注气温变化,尤其是低温过程最低温度和降温幅度;夏玉米、夏大豆高温时段,重点关注最高气温及其持续时间。10 d以上无有效降水时,既要关注前期土壤墒情,又要关注无有效降水天数;干旱发生时,重点关注未来5~10 d的降水量。涝渍可能发生期,要关注降水量、降水强度及持续时间(有无连阴雨)。
5.2周年氣象服务行事历从小麦和夏玉米、夏大豆生长期气象服务行事历(表1~2)可以看出,小麦生长期主要关注气温和土壤墒情变化,夏玉米、夏大豆生长期重点关注土壤墒情和降水。为便于与历史数据比较,气象服务简报应当旬初逢“1”印发。简报内容包括:①天气回顾。介绍前旬气温、降水和日照时数,并与历年平均相比较。如该旬无有效降水,还应提供累计无有效降水天数、土壤墒情。②天气展望。预报本旬天气形势,提示可能发生的气象灾害。③影响分析。分析天气形势对作物生长发育的影响,介绍苗情、虫情。④农事建议。介绍本旬农事,提出农业生产建议。
表1 濉溪县小麦生长期气象服务行事历
生育进程气象灾害关注重点播种期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数冬前分蘖期干旱、冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情,未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数越冬期干旱、冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情,未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数拔节期冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情孕穗期冻害和晚霜冻低温过程最低温度、降温幅度和苗情抽穗期籽粒形成、灌浆期干热风、T<17℃影响灌浆温湿度和风速、风向成熟期干热风温湿度和风速、风向
表2濉溪县夏玉米、夏大豆气象服务行事历
夏玉米生育进程夏大豆生育进程气象灾害关注重点播种期播种期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数拔节期分枝、开花期涝渍降水量、降水强度及持续时间抽雄吐丝期结荚期涝渍、高温降水量、降水强度及持续时间,Tmax>35℃天数籽粒形成、灌浆期鼓粒期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数成熟期成熟期干旱未来5~10 d的降水量和前期土壤墒情、无有效降水天数
参考文献
[1] 张存岭,陈若礼,孔令聪,等.烟农19规范化栽培技术规程示范和验证[J].安徽农业科学,2006,12(10):122-124.
[2] 陈峰,刘玉,曾广飞,等.小麦生育期间气候资源配置与高产栽培途径[J].中国农学通报,2006,22(4):207-212.
[3] 李琦,王腾蛟,汪芝寿,等.冻害冷害对淮北市小麦产量的影响及对策[J].安徽农业科学,2003,31(5):723-726
[4] 刘芸芸.淮北夏大豆3 000 kg/hm2简化栽培技术规程[J].安徽农业科学,2013,41(5):2015,2017.
[5] 王志刚,周景春,张怀念,等.濉溪县6-9月降水特征与旱涝分析[J].安徽气象,2012(4):232-233.
[6] 姚永明,陈玉琪,张启祥,等.淮北夏玉米生育期气候资源特点和增产栽培技术[J].中国农业气象,2009,30(S2):205-209.
[7] 马杰,彭婷婷,陈若礼,等.花期高温对玉米结实的影响[J].