贛北地區(qū)短季棉播種期間氣候適宜性與風險分析

吳拓，楊磊，曾小林，吳昊

（1.江西省共青城市氣象局，江西 贛江新區(qū) 332020；2.江西省棉花研究所，江西 九江 332105；3.江西省九江市氣象局，江西 九江 332000）

0 引言

隨著農村留守農民年齡的老化，以營養(yǎng)缽育苗移栽為顯著特征的棉花人工栽培技術，已經不適應棉花生產發(fā)展的要求，機械化、輕簡化是棉花產業(yè)發(fā)展的必然選擇。短季棉直播技術正是實現(xiàn)棉花輕簡化栽培的重要環(huán)節(jié)之一。

棉油輪作是贛北地區(qū)的傳統(tǒng)耕作制度，油菜成熟收割的時間是4月底至5月中旬，此后至6月中旬進入棉花播種育苗期。根據(jù)江西省棉花研究所近年來的試驗及文獻[1]檢索結果，贛北地區(qū)短季棉直播的適播期大致可以確定為5月16日至6月15日。

棉子萌發(fā)出苗的土壤水分條件以田間最大持水量的70%～80%為宜，最適發(fā)芽溫度為25℃～30℃[2]，日平均氣溫穩(wěn)定通過15℃是棉花直播的起點溫度[3]。5月中旬，贛北地區(qū)旬平均氣溫已達到20℃以上，能夠滿足棉花播種出苗對熱量條件的需求。只是5～6月份是贛北地區(qū)的主汛期，雨水偏多，田間積水或漬害嚴重，土壤容易板結、缺氧，影響發(fā)芽和出苗，甚至爛種[2]。

江西省湖口縣位于鄱陽湖與長江的交匯處，是傳統(tǒng)的棉花主產區(qū)。本研究以湖口縣為例，以日照時數(shù)、降水量、降水日數(shù)等為研究對象，分析評估贛北地區(qū)短季棉直播的氣象風險。

1 資料來源與方法

1.1 資料來源與處理

使用江西省氣象檔案館提供的氣象觀測與棉花農業(yè)氣象觀測資料，氣象資料時間序列為1959～2018年，代表站為湖口站。

1.2 研究方法

將氣候資料序列與自然數(shù)數(shù)列進行線性回歸分析，通過相關系數(shù)的顯著性檢驗，可以判斷該要素與時間變化的相關性；通過擬合線斜率b值的正、負及其大小，可以判斷該要素隨時間變化趨勢的強弱。把相關系數(shù)的顯著水平P稱為“氣候線性變化趨勢傾向顯著水平”；把擬合線斜率b稱為“趨勢傾向率”，把b×10表示某氣象要素(每10年)的氣候傾向率[4-5]。

將一個月劃分為6候，每候5天，鑒于5月的最后一候（即5月26～31日）有6天，為了便于比較，對該候降水量取每日平均值后乘以5，折算成5天的降水量。

2 結果與分析

對湖口縣棉花農業(yè)氣象觀測資料的分析結果表明，1994～2012年棉花播種～出苗期≥15℃活動積溫平均為100℃左右，而在5月中旬～6月中旬的旬平均氣溫氣候平均值為22℃～25℃，可見，在此期間播種棉花，平均4～5天即可出苗，也就是說，連續(xù)5天的晴好少雨天氣，對于棉花直播的成功與否至關重要。

2.1 適播期每候降水量年分布

近60 年湖口縣5月第4候至6月第2候及5月第4候至6月第3候的候平均降水量為27.4～30.4 mm，6月第2候多年平均降水量為44.9 mm（較其他各候偏多50%以上），年分布情況如圖1。其間，95%年份候降水量＜10 mm出現(xiàn)的次數(shù)≥1次，候降水量＜10 mm出現(xiàn)的次數(shù)多年平均為2.2次，近一半的年份出現(xiàn)連續(xù)2候的候降水量＜10 mm，5%的年份出現(xiàn)了2次連續(xù)2候的候降水量＜10 mm。候降水量＜10 mm的年出現(xiàn)次數(shù)的線性變化趨勢極不顯著，趨勢傾向顯著水平p為0.92。

圖1-A 短季棉適播期間5月后三候每候降水量年分布

資料分析結果還表明，6月第2候的候降水量≥100 mm的較強降水的存在概率達到0.167，即6年1遇，是其他各候的5～10倍；候降水量≥50 mm的存在概率，5月第4候和第5候均為0.15，5月第6候和6月第1候均為0.22，6月第2候與第3候分別為0.32和0.23。

圖1-B 短季棉適播期間6月前三候每候降水量年分布

2.2 適播期最長連續(xù)降水量＜1．0 mm/d 持續(xù)時間

近60 年，湖口縣5月16日至6月15日最長連續(xù)降水量＜1.0 mm/d持續(xù)日數(shù)平均為8天，其≤3 d的發(fā)生概率為5%，分別為1970、1995、2012年；持續(xù)時間最長的年份為2003年，達16 天；其線性變化趨勢極不顯著，趨勢傾向顯著水平p為0.70（詳見圖2）。

圖2 適播期最長連續(xù)日降水量＜1.0 mm/d持續(xù)時間年分布

2.3 適播期最長連續(xù)日照時數(shù)≥2．0 h/d-持續(xù)時間

近60年，湖口縣5月16日至6月15日最長連續(xù)日照時數(shù)≥2.0 h/d持續(xù)日數(shù)平均為8天，持續(xù)時間最長的年份為1962年，達18天，另有1968年、2003年持續(xù)時間達到15～17天，持續(xù)時間達2周以上的發(fā)生概率為5%；1977年和1978年最長持續(xù)日數(shù)均只有3天，發(fā)生概率為3%。最長連續(xù)日照時數(shù)≥2.0 h/d持續(xù)日數(shù)年變化呈較顯著的遞減趨勢，趨勢傾向顯著水平p為0.105，氣候傾向率為-0.38 天(10a)。詳見圖3。

圖3 最長連續(xù)日照時數(shù)≥2.0 h/d持續(xù)時間年分布

3 結論

贛北地區(qū)近60 個年份中在油菜收獲后的1個月內，95%的年份出現(xiàn)了1次或以上連續(xù)5天的少雨或連續(xù)有日照天氣，能夠滿足棉花直播對氣象條件的要求。因此，短季棉直播技術在贛北地區(qū)推廣是可行的。

近60 年的短季棉適播期內，候降水量≥100 mm的強降水過程，6月第2候的存在概率顯著大于其他各候，且候降水量≥50 mm的存在概率總體上呈越往后越大的趨勢，因此，棉花直播在5月底前完成播種，有利于降低強降水不利影響的潛在風險。

但是，由于棉花播種期與當?shù)刂餮雌诟叨戎睾希尢餄n、澇害風險高，在實際生產中應密切關注當?shù)靥鞖忸A報，準確把握有利時機進行播種。