基于氣候適宜度的貴南小油菜發(fā)育期預(yù)報(bào)

吳廣厚 邢生惠 趙久淵

摘要 利用青海省貴南縣熱量、降水、日照等氣象資料，對貴南地區(qū)小油菜發(fā)育期的動態(tài)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行驗(yàn)證。利用實(shí)際天數(shù)減去模擬天數(shù)，最大誤差為5.7 d，最小誤差為0.1 d。利用預(yù)報(bào)所得氣象要素結(jié)合各發(fā)育期回歸方程去靠攏最適宜發(fā)育期天數(shù)指標(biāo)，即為預(yù)報(bào)天數(shù)。

關(guān)鍵詞 貴南縣；氣象要素；油菜；發(fā)育期

中圖分類號：S565.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）04-038-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.04.015

Abstract By using heat， precipitation， sunshine data in Guinan County， dynamic forecasting model for spring rape development period was verified. The results showed that compared the simulated days with the true days， the errors were within 0.1 days to 5.7 days.

Key words Guinan County； Meteoro logical elements； Rape； Development period

油菜，又叫油白菜、苦菜，屬于草本十字花科作物，性喜冷涼或較溫暖的氣候，是我國主要油料作物和蜜源作物之一，其根系發(fā)達(dá)，耐旱性強(qiáng)，能在土壤肥力差、氣候干旱的條件下栽培。當(dāng)前，已有不少對作物發(fā)育期動態(tài)預(yù)報(bào)的研究，并取得了較好的成果[1-3]。氣象因子對作物發(fā)育形成有著顯著影響[4]，發(fā)育期和產(chǎn)量分析預(yù)報(bào)已經(jīng)成為研究的熱門領(lǐng)域[5-6]。小油菜發(fā)育期動態(tài)預(yù)報(bào)模型，可為農(nóng)事活動預(yù)報(bào)以及發(fā)布農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)提供依據(jù)，更好地服務(wù)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，為氣象工作融入地方特色經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮積極作用。

1 貴南縣氣候特征

貴南縣屬高原大陸性氣候，冬長夏短，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，適宜發(fā)展草原畜牧業(yè)。年均氣溫3.1℃，年極端最高氣溫31.8℃，年極端最低氣溫-29.2℃，降水量485 mm以上，年平均日照時(shí)數(shù)為2 907.8 h，年平均蒸發(fā)量為1 378.5 mm。氣溫低，日照長，輻射強(qiáng)，降水集中，雨熱同季，但降水不足，蒸發(fā)量大。

1.1 熱量條件

貴南地處青藏高原，是典型的高原大陸氣候，晝夜溫差較大，四季不分明，僅有“寒季”、“暖季”之分（圖1）。

1.2 降水條件

貴南縣年降水分布特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：南部多，北部少，東部多，西部少，從東南向西部遞減，且降水主要集中在5—9月，此期間的降水量占全縣降水量的89%～91%，因此對農(nóng)作物及牧草的生長極為有利（圖2）。

1.3 日照條件

貴南地區(qū)日照充足，歷年平均日照時(shí)數(shù)為4 432 h，年平均日照百分率為50.6%，其中5—8月日照均超過400 h/月（圖3）。

2 貴南縣油菜種植適宜性分析

2.1 熱量條件

早、中、晚熟種油菜種植需要≥0℃積溫分別為2 000～2 200℃、2 200～2 400℃、2 400～2 600℃。春性油菜日平均氣溫穩(wěn)定通過3℃后，種子即萌發(fā)，出苗的適宜溫度條件為5～8℃；日平均氣溫超過8℃時(shí)，出苗所需時(shí)間迅速減少；10～15℃的日平均氣溫，有利于油菜抽薹和發(fā)芽的進(jìn)一步分化及養(yǎng)分積累；開花期和角果發(fā)育成熟期的適宜溫度分別為14～18℃和18～20℃，氣溫低于5℃或高于25℃，一般都不利于油菜生育和籽粒產(chǎn)量，氣溫低于-1℃的低溫條件，通常會導(dǎo)致油菜落花、落角，受凍減產(chǎn)。成熟期以平均氣溫15～20℃為宜，最低氣溫降至-2℃時(shí)出現(xiàn)霜凍?？购詮?qiáng)的小油菜，花期能耐-2℃低溫，成熟期能耐-3℃的低溫。

2.2 水分條件

油菜營養(yǎng)體大，枝葉繁茂，發(fā)育期間需水較多。從播種到收獲田間耗水量一般為300～500 mm。白菜型和芥菜型油菜相對而言耐旱性強(qiáng)，耐漬性弱，在不同的生育階段對水分條件的要求表現(xiàn)為營養(yǎng)生長期需水較多、生殖生長期需水相對較少的特點(diǎn)。其中，蕾薹期是油菜對水分最敏感的需水“臨界期”，開花后油菜單株有效角果數(shù)和菜籽結(jié)籽率與空氣濕度呈負(fù)相關(guān)，較為適宜的空氣相對濕度為70%～85%。水分條件對油菜產(chǎn)量的制約作用顯著。

2.3 油菜種植適宜性區(qū)劃

由圖4可知，貴南縣大部適宜油菜種植，且呈現(xiàn)由東南向西北種植面積依向擴(kuò)大的趨勢，以中部及東南南部最為適宜。就各鄉(xiāng)鎮(zhèn)而言，過馬營、日安、完秀、角色地區(qū)最適宜油菜種植，其次為塔秀、扎日干、旺什科地區(qū)。貴南縣西部和東部部分區(qū)域普遍海拔較高，氣溫較低，無法滿足油菜發(fā)育條件，故不適宜油菜種植。因此制作貴南縣油菜發(fā)育期預(yù)報(bào)有一定的實(shí)用性。

3 貴南縣油菜發(fā)育期預(yù)報(bào)模型

3.1 數(shù)據(jù)來源

資料為貴南縣氣象局提供的逐日溫度（℃）、日照（h）、降水（mm）數(shù)據(jù)。

3.2 研究方法

將油菜生育期劃分為播種、出苗、現(xiàn)蕾、開花、成熟幾個(gè)階段，以發(fā)育期內(nèi)逐日氣象要素為基礎(chǔ)，建立油菜逐日平均溫度、降水和光照適宜度動態(tài)函數(shù)。在此基礎(chǔ)上分析各個(gè)氣象要素對油菜生育期的影響程度，最終利用線性回歸方程模擬油菜發(fā)育期函數(shù)模型[7-8]。

3.3 各發(fā)育期模型建立

其中，t為每天的平均溫度，tl為油菜發(fā)育最低溫度，th為油菜發(fā)育最高溫度，t0為油菜播種到出苗期生長適宜溫度，st為三基點(diǎn)溫度決定的適宜溫度。并結(jié)合公式（2）得到SS。

結(jié)合公式（3）和（4）得到RR，結(jié)合SS和RR以及發(fā)育天數(shù)，利用線性回歸得到方程：1.382y+5.172=z，P≤0.05，y為該發(fā)育期內(nèi)適宜日照累計(jì)量，z為發(fā)育天數(shù)。

3.3.4 開花至成熟期 根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，該發(fā)育期僅與溫度有關(guān)，可采用有效積溫結(jié)合發(fā)育天數(shù)進(jìn)行線性回歸。公式如下：

Ws=S，0≤S≤200，S≤0 S≥20（8）

式中，S為每日平均溫度，累加WS就可以得到區(qū)間有效積溫Wt，最終模擬得到方程： y=0.074x+2.36， P≤0.05，x為發(fā)育區(qū)間有效積溫，y為發(fā)育天數(shù)。

3.4 模型檢驗(yàn)

利用上述發(fā)育期模型帶入歷年對應(yīng)氣象數(shù)據(jù)即為模擬天數(shù)，與實(shí)際天數(shù)對比如下（表1）。

利用實(shí)際天數(shù)減去模擬天數(shù)，可見最大誤差為5.7 d，最小誤差為0.1 d。

5 結(jié)論

最終根據(jù)歷年各發(fā)育期天數(shù)及氣象因子，利用加權(quán)平均法，確定最適宜發(fā)育期天數(shù)指標(biāo)。利用預(yù)報(bào)所得氣象要素結(jié)合各發(fā)育期回歸方程去靠攏最適宜發(fā)育期天數(shù)指標(biāo)，即為預(yù)報(bào)天數(shù)。

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責(zé)任編輯：鄭丹丹