晉北黃土高原區(qū)大白谷種植氣候生態(tài)適應(yīng)性分析

李效珍 李臘平 李子龍 張勛 李小強

(山西省大同市氣象局，山西 大同 037010)

引言

谷子是晉北地區(qū)農(nóng)民主要經(jīng)濟收入來源，在旱作農(nóng)業(yè)中占有重要的地位，同時晉北是山西省乃至全國谷子的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)，長期以來小雜糧僅作為填閑作物，得不到農(nóng)民的重視。谷子具有抗旱耐瘠，水分利用效率高，適應(yīng)性廣的特點[1-5]，近年來作物品種更新和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，氣象要素與谷子生長及產(chǎn)量的關(guān)系發(fā)生了變化，由于大白谷色澤金黃、口感好，市場價格為20元·kg-1左右，市場價比玉米高近2倍，價格優(yōu)勢和市場競爭力使大白谷再次引起農(nóng)民重視，在農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)中占有了應(yīng)有地位。大白谷屬于晚熟品種，目前大同地區(qū)廣靈縣大白谷種植較多，其余地區(qū)種植較少，本文根據(jù)2018—2019年大同市氣象局農(nóng)試站谷子試驗種植情況、廣靈縣農(nóng)民大白谷種植情況進行對比分析，考察大白谷在晉北地區(qū)種植的氣候適應(yīng)性。

1 資料及分析方法

本文所用谷子生育期參考資料為大同市云州區(qū)歷年谷子觀測資料，資料時間為1996—2019年,對比用谷子資料為大同市氣象局觀測站2018—2019年試驗種植資料與廣靈縣宜興鄉(xiāng)農(nóng)民大田種植的谷子資料，對應(yīng)的氣象資料來源于大同觀測站、廣靈縣氣象局資料。用Excel等軟件工具進行資料統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 谷子播期—出苗對氣象條件的要求

春季日平均氣溫穩(wěn)定通過10℃的日期為谷子的適宜播期，谷子發(fā)育的最低溫度為5℃，5～10cm地溫12～15℃，在土壤水分適宜的情況下，播種后約15d左右出苗。

2.2 谷子全生育對氣象條件的要求

谷子性喜溫，全生育期平均氣溫在20℃左右，≥10℃積溫早熟品種為1800～2400℃，中熟2500～2600℃，晚熟>2800℃[6]。需水規(guī)律為早期宜旱、中期宜濕、后期怕澇，全生育期平均降水量320mm左右，平均播種日期在5月上旬—5月中旬，9月中旬—9月下旬成熟。

2.3 大白谷種植試驗對比分析

2.3.1 試驗種植點、谷子農(nóng)氣站基本信息簡介

大同市觀測站位于大同市開發(fā)區(qū)(E113.25°，N40.05°)，海拔1052.6m，≥10℃積溫3027.4℃，生長季(5—9月)平均降水量314.5mm。廣靈縣測站位于大同東南部(E114.16°，N39.45°)，海拔977.8m，≥10℃積溫3030.9℃，生長季(5—9月)平均降水量324.5mm。云州區(qū)測站位于大同中部(E113.35°，N40.02°)，海拔1035.7m，≥10℃積溫3030.1℃，生長季(5—9月)平均降水量321.9mm。

2.3.2 試驗點與大田種植點氣象要素對比分析

從表1可以看出，2018年試驗點與大田種植點氣象要素對比分析，市區(qū)觀測站由于播種日期較早，因此全生育期積溫高、總降水量均大于廣靈縣種植點，其中，觀測站積溫較廣靈縣大田測點高99℃，降水多50.8mm，平均氣溫高0.1℃，生育期長4d，而觀測站谷子成熟度為20%，廣靈縣成熟度為80%。

從生育期積溫看，兩地的積溫均達到中熟谷子積溫要求，觀測站總降水量超過歷年平均降水量值，廣靈縣總降水量接近平均降水量值，平均氣溫在20℃以上，達到谷子生育期平均氣溫20℃的標(biāo)準(zhǔn)。

進一步分析2018年各生育期氣溫(圖1)、降水(圖略)后發(fā)現(xiàn)，從播種至抽穗(7月25日)，廣靈縣平均氣溫高于觀測站，降水少于觀測站，抽穗前觀測站與廣靈縣的降水量分別為234.2mm、150.1mm。抽穗前觀測站的氣候特點為氣溫低、降水多，廣靈縣氣候特點為氣溫高、降水少，而抽穗后觀測站氣候特點是氣溫高、降水少，廣靈縣氣候特點則是氣溫低、降水多。因此，2018年觀測站成熟度較廣靈縣差的原因可能是拔節(jié)至抽穗期溫度低影響莖葉生長，抽穗后需要充足的水分，特別是乳熟期需水更多；而觀測站降水偏少，嚴(yán)重影響谷子抽穗及灌漿生長，導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)，空比率高、產(chǎn)量低。

圖1 2018年觀測站、廣靈縣播種—收獲期各旬平均氣溫變化圖

從表1可以看出，2019年觀測站點生育期總的氣候特點為，積溫高、降水偏多、平均氣溫偏低，生育期長；廣靈縣大田種植點氣候特點相對于觀測站而言，氣候特點是積溫略低、降水略少、平均氣溫較高，生育期較短。2019年觀測站點大白谷較2018年產(chǎn)量高，但成熟度為60%，而廣靈縣成熟度100%，產(chǎn)量達到正常年份水平。

進一步分析2019年抽穗期前后氣溫(圖2)、降水(圖略)后發(fā)現(xiàn)，抽穗前觀測站、廣靈縣平均氣溫分別為19.0℃、21.0℃，降水分別為235.8mm、146.3mm，而抽穗后觀測站、廣靈縣平均氣溫分別為17.9℃、18.7℃，降水分別為129.8mm、163.3mm；觀測站抽穗前總的氣候特點為氣溫低、降水多，廣靈縣氣候特點為氣溫高、降水少。抽穗后觀測站氣候特點為氣溫低、降水少，廣靈縣氣候特點為氣溫高、降水多。

圖2 2019年觀測站、廣靈縣播種—收獲期各旬平均氣溫變化圖

經(jīng)實地調(diào)查，2018年廣靈縣大田種植的大白谷較往年減產(chǎn)20%左右，而觀測站試驗點減產(chǎn)80%以上。2018年、2019年觀測站試驗點共同氣候特點，播種—抽穗前降水偏多、氣溫偏低，抽穗后降水偏少。

3 結(jié)論與討論

大白谷在晉北黃土高原種植適宜性依次為，南部最適宜、北中部適宜、西部左云不太適宜，尤其適宜晚霜凍偏晚年份種植，同時水澆地較旱地適宜種植，因為在春季土壤墑情差的時候水澆地可以適時下種，不受春播期降水的影響。且晉北地區(qū)春季素有十年九旱之說，春播期第1場好雨的遲早，也是決定旱地適時播種的關(guān)鍵因素之一。從2a對比觀測資料看，影響谷子生育期的氣象因子很多，播種至抽穗前，熱量因子影響較大，而抽穗后水分因子較熱量因子影響大。