柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)構(gòu)建

祁貴明，雒維萍，霍治國，馬玉平，楊建瑩

（1.格爾木市氣象局，青海格爾木 816099；2.格爾木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，青海格爾木 816099；3.中國氣象科學(xué)研究院，北京 100081；4.南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京 210044）

0 引言

藜麥?zhǔn)寝伎妻紝俚囊荒晟p子葉植物。藜麥具有非常高的營養(yǎng)價(jià)值，蛋白質(zhì)含量在16%左右，高于水稻和玉米，與小麥（17%）相當(dāng)，籽粒中氨基酸總量為9.81%～12.68%，平均為11.17%，易被人體吸收，不飽和脂肪酸等其他營養(yǎng)成分含量也十分豐富[1]。藜麥富含維生素B、維生素C、維生素E和礦物質(zhì)以及皂苷、多糖、黃酮等生物活性物質(zhì)，籽粒中富含膳食纖維，低脂、低糖、不含麩質(zhì)，是一種堿性蛋白食品［2］。聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）認(rèn)定藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N單體即可滿足人體全部營養(yǎng)需求的食物，被譽(yù)為“營養(yǎng)黃金”［3］。藜麥作為一種新興的保健型糧食作物，具有較好的抗逆性、適應(yīng)性，以及一定的景觀價(jià)值，已成為21世紀(jì)具有保障糧食安全使命的作物之一[4,5]。

柴達(dá)木盆地農(nóng)業(yè)自然環(huán)境與氣候條件，較有利于藜麥高產(chǎn)形成。姚有華等[6]研究柴達(dá)木盆地藜麥適宜性種植得出株高120～160cm，分枝高度5～60cm，穗長30～120cm，單株平均生物學(xué)產(chǎn)量180g,千粒重可高達(dá)4.0～5.0g。李成祖等[7]在格爾木適應(yīng)性種植GZ列品種系取得了3 616.5～5 577.0kg/hm2的高產(chǎn)。劉洋等[8]測定青海藜麥的淀粉含量為46.59%～58.93%，脂肪含量為4.70%～7.06%，粗纖維含量為1.73%～15.24%；蛋白質(zhì)含量為11.97%～16.72%；灰分含量在0.47%～1.21%。關(guān)于藜麥的氣候適宜性研究，劉運(yùn)華等[9]給出了青海共和地區(qū)藜麥各發(fā)育期溫度、光照等氣象條件適宜范圍。雷玉紅等[10]通過分期播種試驗(yàn)對格爾木地區(qū)藜麥種植的影響及藜麥種植對氣象條件適應(yīng)性。目前，藜麥氣候適宜性研究主要集中在氣候環(huán)境對藜麥產(chǎn)量、品質(zhì)影響及藜麥種植氣候適應(yīng)性。對藜麥適宜氣象定量化指標(biāo)研究尚未見相關(guān)報(bào)道。缺乏作為新型特色種植作物在柴達(dá)木盆地適宜性氣象指標(biāo)定量化研究，對藜麥精細(xì)化農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)和氣象防災(zāi)減災(zāi)順利開展易造成諸多限制條件。

文章采用2014—2018年格爾木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站藜麥種植與試驗(yàn)資料，選取生產(chǎn)種植和試驗(yàn)種植典型高產(chǎn)年，在綜合分析典型高產(chǎn)年藜麥生長發(fā)育、產(chǎn)量形成與氣象條件關(guān)系的基礎(chǔ)上，采用四分位統(tǒng)計(jì)方法初步構(gòu)建藜麥發(fā)育期農(nóng)業(yè)氣象氣象指標(biāo)，采用分期播種試驗(yàn)和文獻(xiàn)引證等方法進(jìn)行構(gòu)建指標(biāo)的驗(yàn)證檢驗(yàn)、補(bǔ)充修訂。構(gòu)建柴達(dá)木盆地藜麥種植適宜的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)

柴達(dá)木盆地地處青藏高原東北部，是我國內(nèi)陸大型山間斷陷盆地，為阿爾金山、祁連山和昆侖山所環(huán)繞的不規(guī)則菱形區(qū)域，盆地面積為24.01萬km2，地理位置介于東經(jīng)90°16'～99°16'、北緯35°00'～39°20'，具有典型的高寒干燥大陸性氣候特征。盆地年平均氣溫-0.4～6.0℃，年平均日照時(shí)數(shù)2 978～3 360h，年均相對濕度為30%～40%，年降水量31～232mm。柴達(dá)木盆地藜麥種植區(qū)屬于高原生態(tài)氣候型，藜麥種植區(qū)主要分布在盆地中部格爾木、德令哈、烏蘭、都蘭等地宜農(nóng)區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

氣象資料來源于青海省氣象信息中心，包括1971—2018年柴達(dá)木盆地氣溫、降水、日照等氣候整編資料。藜麥發(fā)育期和產(chǎn)量及資料來源于2014—2018年格爾木農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站藜麥引種栽培數(shù)據(jù)，藜麥發(fā)育平行的日照、溫度、降水等逐日氣象數(shù)據(jù)來源于格爾木市氣象臺。根據(jù)藜麥發(fā)育過程生理及形態(tài)特征的變化，參照任永峰等[11]相關(guān)研究，將藜麥全生育期劃分為：播種—發(fā)芽（萌芽期）、發(fā)芽—八葉（出苗期）、八葉—分枝（分枝期）、分枝—現(xiàn)穗（現(xiàn)穗期）、現(xiàn)穗—開花期（開花期）、開花—灌漿（灌漿期）、灌漿—成熟（成熟期）7個(gè)發(fā)育期。表1為2014—2018年藜麥播種到成熟發(fā)育期日期及產(chǎn)量。

表1 2014—2018年柴達(dá)木盆地藜麥發(fā)育期日期及產(chǎn)量

1.3 研究方法

1.3.1 指標(biāo)構(gòu)建方法選取

柴達(dá)木盆地藜麥?zhǔn)墙陙硇乱N特色作物，目前尚無相應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)參考，藜麥發(fā)育期資料質(zhì)量和數(shù)量參差不齊。結(jié)合柴達(dá)木藜麥生長發(fā)育觀測實(shí)際數(shù)據(jù)。藜麥適宜氣象指標(biāo)構(gòu)建遵循易于取得、合理性原則[12]，宜采用經(jīng)驗(yàn)分析法，藜麥在某種植年內(nèi)獲得最高產(chǎn)量，表明該年氣象條件對藜麥在各發(fā)育期的氣象條件均滿足藜麥生長需求。選取典型高產(chǎn)年進(jìn)行適宜氣象指標(biāo)構(gòu)建。

1.3.2 典型高產(chǎn)年選取原則和適宜氣象指標(biāo)因子篩選

典型高產(chǎn)年選取遵循以下原則：一是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)管理部門發(fā)布的作物種植平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)；二是關(guān)于作物產(chǎn)量和其他種植區(qū)的相關(guān)報(bào)道、文獻(xiàn)記載。

適宜配置的農(nóng)業(yè)氣象條件直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的物質(zhì)和能量，農(nóng)作物產(chǎn)量高低與農(nóng)業(yè)氣象資源的優(yōu)劣與不同發(fā)育期光、熱、水適宜配合具有十分密切關(guān)系。以典型年藜麥種植不同發(fā)育期光、溫、水氣象條件為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)典型年的發(fā)育期發(fā)育主要?dú)庀笠蜃?，選用日照時(shí)數(shù)、平均溫度、最高溫度、最低溫度、最大日較差、降水量等氣象因子，作為藜麥發(fā)育期的氣象指標(biāo)因子。

對指標(biāo)年藜麥從播種到成熟逐日的單一氣象因子，進(jìn)行相關(guān)分析并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，剔除無相關(guān)或相關(guān)性未通過顯著性檢驗(yàn)的氣象因子。選取具有顯著影響的因子構(gòu)建適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)。

1.3.3 藜麥適宜氣象指標(biāo)閾值界定方法優(yōu)選

為確保構(gòu)建的發(fā)育期適宜氣象指標(biāo)，具有代表性、適用性和普遍性，參照其他作物適宜度研究方法[13]，選用兩種方法篩選藜麥適宜性氣象指標(biāo)閾值：①采用對指標(biāo)年藜麥從播種到成熟逐日的單一氣象因子，進(jìn)行氣象因子顯著性水平檢驗(yàn)，建立非線性擬合方程，將發(fā)育期階段代入擬合方程得到指標(biāo)閾值上、下限及平均值。②將從播種到成熟逐日氣象因子按照發(fā)育期天數(shù)進(jìn)行劃分，采用四分位法建立氣象因子指標(biāo)閾值上、下限及平均值。對兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行變異分析，優(yōu)選指標(biāo)閾值構(gòu)建方法。

依據(jù)藜麥生長發(fā)育氣象因子逐日變化，建立多項(xiàng)式擬合方程為：

式（1）中，b1、b2分別為自變量系數(shù)，b0為常數(shù)項(xiàng)。

四分位數(shù)統(tǒng)計(jì)法，即統(tǒng)計(jì)學(xué)中，把所有數(shù)值由小到大排列并分成4等份，處于3個(gè)分割點(diǎn)位置的數(shù)值就是四分位數(shù)。

1.3.4 分期播種修訂藜麥適宜氣象指標(biāo)及檢驗(yàn)

將構(gòu)建不同發(fā)育期適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值與分期播種試驗(yàn)中產(chǎn)量接近或高于典型年的樣本對應(yīng)氣象因子進(jìn)行合理修訂，通過指標(biāo)修訂最終構(gòu)建出柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)。

選擇不同年型平產(chǎn)年、欠產(chǎn)年及分期播期除用于指標(biāo)修訂外的其他分播期數(shù)據(jù)，對構(gòu)建柴達(dá)木盆地藜麥氣象指標(biāo)適宜性進(jìn)行檢驗(yàn)分析。其中，平產(chǎn)年以選取年產(chǎn)量差≤5%為標(biāo)準(zhǔn)；欠產(chǎn)年以選取年產(chǎn)量差≥10%為標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥適宜氣象指標(biāo)構(gòu)建

2.1.1 典型高產(chǎn)年選取

按照典型高產(chǎn)年選取要求，在格爾木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站提供的藜麥平均產(chǎn)量資料中，選取2015年最高藜麥平均產(chǎn)量年作為適宜典型年，該年藜麥平均產(chǎn)量6 300kg/hm2。同年，周建峰[14]進(jìn)行試驗(yàn)播種的藜麥（西寧）品種產(chǎn)量高達(dá)8 715kg/hm2；該產(chǎn)量與閆書耀[15]在山西進(jìn)行連續(xù)3年藜麥引種試驗(yàn)藜麥最高產(chǎn)量8 100kg/hm2相比高出615kg/hm2，是目前國內(nèi)現(xiàn)有報(bào)道的藜麥單產(chǎn)最高產(chǎn)量。

2.1.2 高產(chǎn)年藜麥發(fā)育期適宜氣象指標(biāo)因子篩選

選擇藜麥在柴達(dá)木盆地種植的最適宜氣候環(huán)境條件，結(jié)合藜麥發(fā)育的特性選定指標(biāo)年日照時(shí)數(shù)、平均溫度、最高溫度、最低溫度、日較差、降水量等氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，并進(jìn)行T-顯著性水平檢驗(yàn)。圖1為高產(chǎn)年平均溫度、最高氣溫、最低氣溫與藜麥發(fā)育逐日多項(xiàng)式擬合曲線圖。

圖1 高產(chǎn)年藜麥發(fā)育日期與逐日平均、最高和最低溫度擬合曲線

對其他選定氣象因子進(jìn)行藜麥發(fā)育期的逐日多項(xiàng)式回歸分析，得出柴達(dá)木盆地氣象指標(biāo)因子與發(fā)育日期間的相關(guān)系數(shù)及顯著水平（表2）。

表2 高產(chǎn)年藜麥氣象指標(biāo)因子與發(fā)育日期間相關(guān)系數(shù)及顯著水平

結(jié)果顯示，高產(chǎn)年藜麥生長發(fā)育與日照時(shí)數(shù)相關(guān)系數(shù)小，不能通過相關(guān)顯著性檢驗(yàn)。藜麥全生育期日平均日照時(shí)數(shù)達(dá)8.7h/d，日照時(shí)間長，均可以滿足藜麥生長發(fā)育需求，日照時(shí)數(shù)不是藜麥發(fā)育的限制因子。在構(gòu)建藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)中不予考慮。

藜麥生長發(fā)育與溫度因子的相關(guān)性較高，均通過0.001顯著檢驗(yàn)，構(gòu)建溫度指標(biāo)意義明顯，優(yōu)先選定為柴達(dá)木盆地農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)關(guān)鍵氣象因子。其中，溫度日較差因子相關(guān)系數(shù)僅為0.022，未通過顯著性信度檢驗(yàn)，不考慮作為柴達(dá)木盆地氣象指標(biāo)構(gòu)建因子。

柴達(dá)木盆地種植區(qū)為灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，全生育期降水量在18.3～250mm，降水稀少，分布不均。降水對藜麥生長發(fā)育和產(chǎn)量形成影響不大，不宜作為適宜性農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)。

經(jīng)過綜合篩選，柴達(dá)木盆地氣象因子中，平均溫度、最高溫度、最低溫度3個(gè)因子適宜構(gòu)建藜麥農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)。

2.1.3 氣象指標(biāo)構(gòu)建方法優(yōu)選

擬采用多項(xiàng)式擬合法和四分位統(tǒng)計(jì)法分別進(jìn)行指標(biāo)構(gòu)建，選取兩者中更能反映藜麥生長發(fā)育實(shí)際狀況的方法來構(gòu)建藜麥發(fā)育期適宜氣象指標(biāo)。

（1）多項(xiàng)式擬合法?；?015年藜麥全生育期逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫，構(gòu)建與發(fā)育日數(shù)的多項(xiàng)式擬合方程（表3），將各發(fā)育期按日序起止的中間日期代入多項(xiàng)式擬合方程，可以得出不同發(fā)育期指標(biāo)擬合平均值。若發(fā)育期間為奇數(shù)，中間值中心位置日期對應(yīng)的日期的擬合平均值就是某發(fā)育期的平均值；發(fā)育日期為偶數(shù)，則用居中兩個(gè)日期值的平均數(shù)來確定中間值擬合平均值。

表3 柴達(dá)木盆地發(fā)育適宜氣象因子多項(xiàng)式擬合方程及顯著性

計(jì)算得出藜麥不同發(fā)育期平均溫度、最高氣溫、最低氣溫?cái)M合值結(jié)果（表4）。

表4 柴達(dá)木盆地發(fā)育期平均溫度擬合 ℃

（2）四分位統(tǒng)計(jì)法。將高產(chǎn)年藜麥不同發(fā)育期平均溫度、最高氣溫、最低氣溫3個(gè)氣象因子，按照不同發(fā)育期天數(shù)（樣本個(gè)數(shù)）分別對各發(fā)育期的氣象因子進(jìn)行四分統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行分析。根據(jù)式（2）至（4）可以得出，藜麥不同發(fā)育期氣象因子樣本個(gè)數(shù)、最小值、下四分位、中位數(shù)、最大值和T-檢驗(yàn)等詳細(xì)信息。基于各發(fā)育期區(qū)間點(diǎn)值，進(jìn)行指標(biāo)閾值范圍確定，藜麥不同發(fā)育期不同氣象因子的上四分位、下四分位值分別作為指標(biāo)閾值的下限和上限。

通過四分位統(tǒng)計(jì)閾值構(gòu)建方法，獲取柴達(dá)木盆地各發(fā)育期最低溫度、最高溫度、平均溫度因子不同發(fā)育期農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)信息及獨(dú)立樣本顯著性水平（表5）。

表5 柴達(dá)木盆地不同發(fā)育期氣象指標(biāo)信息及獨(dú)立樣本顯著水平 ℃

2.1.4 農(nóng)業(yè)氣象適宜指標(biāo)方法優(yōu)選

對上述兩種方法構(gòu)建方法結(jié)果進(jìn)行偏差分析、變異分析，得出指標(biāo)值構(gòu)建方法間的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)（表6）。

表6 指標(biāo)構(gòu)建方法間標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)

結(jié)果顯示，四分位法構(gòu)建氣象因子指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)比多項(xiàng)式擬合方法小，可見四分位法構(gòu)建氣象指標(biāo)比擬合構(gòu)建指標(biāo)穩(wěn)定性更好。而且，四分位法統(tǒng)計(jì)是藜麥發(fā)育期實(shí)際氣象因子進(jìn)行指標(biāo)構(gòu)建，擬合方法則是藜麥不同發(fā)育期的氣象因子進(jìn)行擬合的結(jié)果，這種擬合過程易造成藜麥發(fā)育氣象因子結(jié)果趨勢化，掩蓋了藜麥實(shí)際發(fā)育過程的真實(shí)發(fā)育狀況。綜合比較，選擇四分位法統(tǒng)計(jì)法作為構(gòu)建柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值的優(yōu)選方法。

2.1.5 適宜氣象指標(biāo)區(qū)間擬定閾值

用選取的四分位統(tǒng)計(jì)法，計(jì)算藜麥不同發(fā)育期平均溫度、最高溫度、最低溫度四分位結(jié)果，以上四分位為下限，中位數(shù)為平均數(shù)，下四分位為上限，初步擬定出柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值（表7）。

表7 柴達(dá)木盆地藜麥農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)擬定閾值 ℃

2.2 藜麥氣象指標(biāo)閾值修訂

2.2.1 分期播種試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

選用2016年格爾木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站藜麥分期播種試驗(yàn)。供試驗(yàn)品種為青藜-1號，試驗(yàn)區(qū)位于格爾木市河西農(nóng)場，地理位置：北緯36°25'，東經(jīng)96°42'，海拔2 812m。該地處于盆地邊緣，地勢平坦，與氣象站高度差為12m，土壤為沙壤土，pH8，肥力中等，地下水位深度＞2m。播種期從4月21日開始，每5d進(jìn)行播種，分別于4月21日、5月26日、5月1日、5月6日、5月11日進(jìn)行5個(gè)播期，小區(qū)面積10m×10m，行距50cm，株距20cm；播種量1.5kg/hm2。播種期前7d進(jìn)行底墑水灌溉，播深3～4cm。表8為格爾木藜麥5個(gè)分期播種期試驗(yàn)產(chǎn)量構(gòu)成要素。

表8 2016年格爾木藜麥分期播種試驗(yàn)產(chǎn)量要素構(gòu)成

由表8可見，藜麥試驗(yàn)5個(gè)分播期中的產(chǎn)量要素4月21日、4月26日播種藜麥產(chǎn)量較高并與選用典型年產(chǎn)量相近。均屬于柴達(dá)木盆地的產(chǎn)量優(yōu)勢播期。

2.2.2 藜麥擬定指標(biāo)的修訂

選取擬定指標(biāo)和產(chǎn)量優(yōu)勢播期，進(jìn)行的平均溫度、最高溫度、最低溫度進(jìn)行四分位法計(jì)算，得出藜麥不同發(fā)育期平均溫度、最高溫度、最低溫度進(jìn)行四分位法結(jié)果（表9）。

表9 藜麥擬定指標(biāo)、產(chǎn)量優(yōu)勢播期不同發(fā)育期氣象指標(biāo)四分位 ℃

對柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)的閾值補(bǔ)充修訂具體方法：①不同發(fā)育期四分位構(gòu)建的下四分位（即下限）選取3個(gè)產(chǎn)量優(yōu)勢每個(gè)發(fā)育期最小值作為該發(fā)育期指標(biāo)的最小值；②中位數(shù)（即平均值）將3個(gè)產(chǎn)量優(yōu)勢發(fā)育期不同溫度中位數(shù)進(jìn)行平均，獲得發(fā)育期平均值；③上四分位（即上限）選取3個(gè)產(chǎn)量優(yōu)勢不同發(fā)育期最大值作為該發(fā)育期指標(biāo)的最大值；④用平均溫度、最高溫度、最低溫度指標(biāo)的最小值、最大值作為氣象因子在藜麥發(fā)育期間極端氣象因子指標(biāo)范圍。

經(jīng)過上述方法修訂，最終構(gòu)建出柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值（表10）。

表10 柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值 ℃

2.3 藜麥氣象指標(biāo)適宜性檢驗(yàn)

以高產(chǎn)（指標(biāo)）年與2014年、2016年、2017年中進(jìn)行產(chǎn)量百分比大小比較方法，確定平產(chǎn)年和欠產(chǎn)年。2014年藜麥于4月10日播種，9月15日成熟，全生育期147d，年平均產(chǎn)量為6 135kg/hm2，比指標(biāo)典型年少265kg/hm2，產(chǎn)量減少4.2%，定為平產(chǎn)年。2017年藜麥于4月23日播種，9月28日成熟，全生育期153d，年平均產(chǎn)量為5 145kg/hm2，比指標(biāo)典型年少18.3%。定為欠產(chǎn)年。

藜麥指標(biāo)檢驗(yàn)將平產(chǎn)年、欠產(chǎn)年、5月1日分播期、5月6日分播期和5月11日分播期不同發(fā)育期進(jìn)行四分位統(tǒng)計(jì)分析，得出相應(yīng)的發(fā)育期平均溫度、最高溫度、最低溫度的下限、平均、上限值，與指標(biāo)年進(jìn)行差值和指標(biāo)年產(chǎn)量差進(jìn)行檢驗(yàn)分析。

指標(biāo)下限是藜麥某發(fā)育期正常發(fā)育所需要的溫度界限，包括平均溫度下限、最高溫度下限、最低溫度下限。藜麥下限指標(biāo)差與產(chǎn)量差對比分析。

2.3.1 藜麥不同發(fā)育期平均溫度指標(biāo)

柴達(dá)木盆地平均溫度指標(biāo)下限差與產(chǎn)量差，除在出苗期、開花期未通過顯著性檢驗(yàn)外，其余發(fā)育期均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，與發(fā)育期指標(biāo)下限越偏大，藜麥產(chǎn)量呈現(xiàn)減產(chǎn)趨勢，即溫度超出指標(biāo)值下限越高減產(chǎn)越明顯，說明新構(gòu)建的藜麥溫度下限處于適宜狀態(tài)。指標(biāo)平均值在出苗期、灌漿期未通過顯著性檢驗(yàn)，萌芽期、分枝期、現(xiàn)穗期和開花期呈明顯負(fù)相關(guān)，發(fā)育期平均值指標(biāo)適宜，成熟期平均值與產(chǎn)量差正相關(guān)，說明藜麥在完成灌漿后，溫度越高籽粒水分蒸散越快，有利于產(chǎn)量增加。平均溫度指標(biāo)上限在萌芽期、現(xiàn)穗期和開花期相關(guān)性較小，對產(chǎn)量增減影響不大，在分枝期、灌漿期和成熟期平均溫度指標(biāo)呈明顯負(fù)相關(guān)，即平均溫度超出指標(biāo)值上限越高減產(chǎn)越明顯，說明構(gòu)建的藜麥平均溫度上限適宜。

2.3.2 藜麥不同發(fā)育期最高溫度指標(biāo)

柴達(dá)木盆地最高溫度下限在出苗期相關(guān)性小，未通過顯著性檢驗(yàn)，在萌芽期、分枝期、現(xiàn)穗期、開花期和灌漿期與產(chǎn)量差之間呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)通過0.5以上顯著性檢驗(yàn)。表明這些發(fā)育期藜麥最高溫度下限指標(biāo)差越大，藜麥產(chǎn)量減產(chǎn)越明顯；成熟期最高溫度下限與產(chǎn)量差呈正相關(guān)。這也證明成熟期藜麥最高溫度下限增加有利于藜麥增產(chǎn)。最高溫度指標(biāo)平均除在出苗期、開花期相關(guān)性小外，其他發(fā)育期與最高溫度下限的一致，存在明顯負(fù)相關(guān)，成熟期最高溫度平均與產(chǎn)量差呈正相關(guān)。最高溫度上限在開花期相關(guān)性小，成熟期正相關(guān)，其他發(fā)育期均存在明顯負(fù)相關(guān)，即伴隨最高溫度上限的指標(biāo)差越高，產(chǎn)量減少越明顯。從總體表現(xiàn)來看，最高溫度指標(biāo)下限在對藜麥產(chǎn)量關(guān)鍵期的影響明顯。

2.3.3 藜麥不同發(fā)育期最低溫度指標(biāo)

藜麥最低溫度下限分枝期相關(guān)系數(shù)小，成熟期與產(chǎn)量差存在弱的正相關(guān)，其余發(fā)育期負(fù)相關(guān)性極其明顯，通過0.1顯著性檢驗(yàn)。即最低溫度下限對藜麥產(chǎn)量的影響程度較強(qiáng)。藜麥最低溫度平均在成熟期呈明顯正相關(guān)，藜麥在完成灌漿后，溫度越高籽粒水分蒸散越快，最低溫度平均高低對產(chǎn)量影響十分明顯，其余發(fā)育期呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，且產(chǎn)量關(guān)鍵期負(fù)相關(guān)性及其明顯。最低溫度上限在灌漿期、成熟期呈正相關(guān)，其他發(fā)育期呈負(fù)相關(guān)并通過0.2顯著性檢驗(yàn)，即該階段最低溫度上限溫度增加對藜麥減產(chǎn)的影響十分突出。從總體表現(xiàn)來看，最低溫度上限對藜麥產(chǎn)量影響明顯。

2.4 柴達(dá)木盆地不同發(fā)育期氣象指標(biāo)適宜性的文獻(xiàn)引證

查閱國內(nèi)外關(guān)于藜麥氣象條件相關(guān)文獻(xiàn)。藜麥對光周期、溫度等環(huán)境因子較敏感[16]。藜麥?zhǔn)堑湫偷母咴魑铮钸m栽植于3 000m左右的山地或高原上[17]。柴達(dá)木盆地藜麥種植區(qū)主要分布在海拔2 700～3 200m的柴達(dá)木盆地宜農(nóng)區(qū)，種植期間日照時(shí)數(shù)達(dá)8.7h/d，月平均氣溫8.0～17.9℃，日照和溫度條件完全符合藜麥生長發(fā)育需求。

按照藜麥主要發(fā)育進(jìn)程來看，藜麥種子沒有休眠期，在10～15℃氣溫條件下播種后即開始萌發(fā)，藜麥在2℃開始發(fā)芽，低于2℃溫度將延遲發(fā)芽[18]，藜麥在溫度-4～38℃條件下均有生長，最適耕作溫度在15～20℃[19]。這與青海藜麥主要種植區(qū)萌芽期適宜性溫度指標(biāo)范圍最低溫度-1.1～5.9℃，最高溫度14.0～21.3℃，平均溫度7.2～13.4℃，該溫度正處于藜麥極限溫度范圍內(nèi)，平均溫度較耕作溫度偏低，這是因?yàn)楦咴貐^(qū)作物耕種期溫差較大，但最高溫度能夠達(dá)到最適耕作溫度，同時(shí)，該發(fā)育期藜麥種子基本未出土，對萌芽期影響不明顯。

進(jìn)入出苗期10℃下光照12h，幼苗葉綠素含量和根系活力在氣溫為2～35℃，適宜溫度為14～18℃[20]。青海藜麥主要種植區(qū)出苗期適宜溫度12.9℃，溫度范圍6.4～19.2℃，適宜溫度接近藜麥出苗期適宜溫度范圍，溫度范圍在幼苗葉綠素含量和根系活力最活躍的溫度條件下，有利于藜麥出苗發(fā)育。

藜麥生長和開花適宜溫度應(yīng)該在8～28℃[21]。青海藜麥開花期在6月下旬至7月中旬之間，此時(shí)藜麥發(fā)育平均溫度14.5～21.2℃，最高溫度20.3～28.2℃，該溫度正好處于適宜溫度最優(yōu)區(qū)間。是藜麥產(chǎn)量高產(chǎn)形成的關(guān)鍵條件之一。

李甲平等[22]研究正寧藜麥灌漿期平均溫度、最高溫度和最低溫度分別為為17.9℃、25.4℃和15℃；環(huán)秀菊等[23]認(rèn)為在20～25℃的溫度條件下總氨基酸、抗壞血酸、直鏈淀粉、礦質(zhì)元素鐵含量積累較多。而柴達(dá)木盆地藜麥灌漿期平均溫度17.2～21.8℃，最高溫度23.0～29.3℃，與研究結(jié)果十分接近，且柴達(dá)木盆地具有晝夜溫差大、干物質(zhì)積累迅速的天然優(yōu)勢，為藜麥產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)提供了獨(dú)特的氣候環(huán)境基礎(chǔ)。

據(jù)文獻(xiàn)對照，可知構(gòu)建出的柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)與前人現(xiàn)有的研究成果相吻合。藜麥本身具有較強(qiáng)的氣候適應(yīng)性，出現(xiàn)某發(fā)育期氣象條件存在一定差異，是藜麥對不同氣候環(huán)境適應(yīng)能力極強(qiáng)的表現(xiàn)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

藜麥種植屬于新型特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)品種植，在高原地區(qū)溫度因子是決定農(nóng)作物生長的主要環(huán)境因素，采用溫度因素構(gòu)建適宜定量化氣象指標(biāo)，具有重要指示意義。形成的適宜氣象指標(biāo)對進(jìn)行藜麥特色種植的大面積推廣和示范具有科學(xué)的指導(dǎo)價(jià)值。

青海省海西州柴達(dá)木盆地宜耕地資源總量為1.74萬hm2，占青海省可開墾面積的45.67%[24]，藜麥種植是發(fā)展高原特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措。同時(shí)，柴達(dá)木盆地藜麥生長氣候環(huán)境復(fù)雜、多變。定量化構(gòu)建藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)仍存在不確定因素。且藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)還受到藜麥品種差異、土壤性質(zhì)、耕作管理環(huán)節(jié)對藜麥發(fā)育和產(chǎn)量的影響，這些影響因素有待于在今后積累更加準(zhǔn)確和完整的藜麥種植資料和數(shù)據(jù)，逐步加以完善或補(bǔ)充。

3.2 結(jié)論

（1）柴達(dá)木盆地藜麥主要種植區(qū)的光、熱、水氣候資源角度來看，藜麥主要種植區(qū)日平均日照時(shí)數(shù)達(dá)8.7h/d，日照時(shí)間長，光照條件完全滿足藜麥發(fā)育需求，日照時(shí)數(shù)不是藜麥發(fā)育的限制因子。藜麥全發(fā)育期降水量在18.3～250mm，降水稀少，分布不均，藜麥發(fā)育須合理灌溉來解決水分需求。溫度條件是影響藜麥生長發(fā)育的關(guān)鍵氣象因子，溫度條件的適宜性決定藜麥不同發(fā)育期適宜性程度，是藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)的重要表征。

（2）柴達(dá)木盆地藜麥屬于高原生態(tài)冷涼氣候型。藜麥適宜溫度閾值區(qū)間平均在4.4～25.1℃，最高溫度在13～34℃，最低溫度在-3.0～17.9℃；不同發(fā)育期適宜平均溫度在10.3～19.7℃，平均最高溫度在18.1～26.6℃，平均最低溫度在3.4～13.7℃；藜麥在柴達(dá)木盆地表現(xiàn)出較強(qiáng)的氣候適應(yīng)性。

（3）采用典型年經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)構(gòu)建方法，篩選出平均溫度、最高溫度、最低溫度3個(gè)主要?dú)庀笠蜃訕?gòu)建的柴達(dá)木盆地藜麥適宜農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)閾值客觀、合理。符合柴達(dá)木盆地藜麥種植的實(shí)際情況。