自貢市高粱種植氣候適宜性分析

李強(qiáng) 朱玉璘 任文韜 劉奕麟 羅偉 喻琴昆

摘要 利用自貢市1991—2020年氣象數(shù)據(jù)，從熱量、水分、光照等方面對自貢市高粱種植氣候條件進(jìn)行了適應(yīng)性分析。結(jié)果表明，自貢市的熱量和光照2個氣候條件均能較好地滿足高粱各個生育階段和產(chǎn)量形成的需求；水分條件多數(shù)年份能夠滿足高粱生長需求，但在夏旱發(fā)生嚴(yán)重的年份，水分條件則不能滿足高粱生長需求。通過統(tǒng)計分析，影響自貢市高粱種植的氣象災(zāi)害主要有干旱、高溫、陰雨寡照天氣，干旱發(fā)生頻率高達(dá)93%，其中，夏旱嚴(yán)重發(fā)生頻率為37%，是影響自貢市高粱產(chǎn)量形成的最大不利因素。

關(guān)鍵詞 高粱；氣候特征；產(chǎn)量

中圖分類號：S514 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0201-03

自貢市地處四川盆地南部，位于104°02′57″～105°16′11″E、28°55′37″～29°38′25″N之間，轄區(qū)面積4 381 km2。自貢市大地構(gòu)造系楊子淮地四川臺坳、川中臺拱、自貢凹陷。地形西北部地勢高，山嶺海拔在500～800 m；東南部地勢低，海拔在300～400 m，全市最高點(diǎn)901 m，最低點(diǎn)241 m。

我國高粱主要分布在溫暖地區(qū)，赤道至高緯度均有栽培。由于各地的氣候與土壤條件差異，高粱分4個栽培大區(qū)，四川高粱屬長江流域春夏兼播區(qū)。近年來，四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳、自貢市委、市政府高度重視，堅持將發(fā)展優(yōu)質(zhì)釀酒專用糧產(chǎn)業(yè)作為保糧安促增收的重要舉措，從2018年開始集中成片規(guī)劃發(fā)展優(yōu)質(zhì)糯紅高粱，到2020年種植面積已達(dá)230 km2，集中成片打造的基地面積已達(dá)132.67 km2，年均增長率分別達(dá)62.5%和5.45%，優(yōu)質(zhì)釀酒專用高粱產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。而高粱的種植生長和品質(zhì)形成與氣象條件關(guān)系緊密，通過開展高粱種植氣候條件的適應(yīng)性分析研究，建立系統(tǒng)性、本地化、精準(zhǔn)性的高粱氣象指標(biāo)，并針對影響自貢市高粱生長的主要災(zāi)害性天氣提出對策建議，旨在為自貢市發(fā)展高粱產(chǎn)業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

1 自貢市農(nóng)業(yè)氣候特征

自貢市屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和、四季分明、無霜期長、季風(fēng)氣候顯著。春季氣溫回升快但不穩(wěn)定，寒潮活動較頻繁；夏季雨量豐沛，分配不均，雨熱同步，多夏伏旱，局部有洪澇；秋季氣溫下降快，多秋綿雨，局部有秋澇；冬季無嚴(yán)寒，多霧寡照，雨水稀少。

2 高粱種植的基本氣候指標(biāo)

高粱品質(zhì)、產(chǎn)量均與氣象條件息息相關(guān)，通過對國內(nèi)高粱生長發(fā)育氣象指標(biāo)文獻(xiàn)和前人研究成果的總結(jié)，結(jié)合自貢市本地氣候進(jìn)行分析訂正，采用相關(guān)分析等數(shù)理統(tǒng)計法，最終確定自貢市高粱種植的基本氣候指標(biāo)[1]。高粱生育期要求年平均氣溫14～22 ℃，從種子發(fā)芽到成熟需要100～160 d，一般需要≥0 ℃的活動積溫2 500～3 600 ℃·d、≥10 ℃的積溫2 500～3 400 ℃·d、≥15 ℃的積溫2 200～2 900 ℃·d；生長季需要≥15 ℃的日數(shù)在100～130 d，≥15 ℃的有效積溫600～1 100 ℃·d（表1）。全生育期需降雨量350～750 mm，需日照550～750 h，年無霜期7～12個月，土壤相對濕度60%～85%能滿足生長發(fā)育[2-4]。

3 自貢市高粱種植氣候適應(yīng)性分析

3.1 熱量條件

高粱原產(chǎn)熱帶，是喜溫作物，具有一定的耐高溫特性。影響高粱生長和產(chǎn)量形成的主要熱量因子為生長發(fā)育期（3—8月）≥15 ℃的活動積溫、低溫、高溫等。在其他條件適合的情況下，高粱種植要求年平均氣溫在14～22 ℃，播種出苗期適宜溫度為12～25 ℃，拔節(jié)孕穗期適宜溫度為18～25 ℃，高粱開花喜高溫，開花期的適宜溫度為25～35 ℃，期間只要降水量充足，氣溫達(dá)35～37 ℃時，高粱仍可以正常開花結(jié)實(shí)；≥15 ℃的年活動積溫在1 600 ℃·d以上，≥15 ℃的日數(shù)持續(xù)在85 d以上的均適宜種植[5-7]。

自貢市（1991—2020年）年平均氣溫18.3 ℃，最冷1月平均氣溫7.7 ℃，最熱7月平均氣溫27.4 ℃，歷年極端最高氣溫41.1 ℃，歷年高溫日數(shù)在15 d左右（表2）；≥15 ℃的活動積溫5 399.5 ℃·d。

自貢市在高粱播種出苗期（3—4月）的平均溫度為16.9 ℃，拔節(jié)孕穗期（5—6月）的平均溫度為24.0 ℃，開花期（6—7月）的平均溫度為26.2 ℃。

從以上熱量條件分析得出：自貢市冬季到春季升溫早、回溫快，利于高粱播種和移栽；初夏氣溫適宜，有利于高粱抽穗揚(yáng)花；夏季氣溫偏高，有利于高粱灌漿結(jié)實(shí)。因此，高粱各生育對熱量的需求均能夠得到較好滿足，高粱種植熱量條件指標(biāo)為適宜。

3.2 水分條件

高粱根系發(fā)達(dá)，既抗旱又耐澇，不同生長期對水分需求也不相同，適宜的水分條件能促進(jìn)植株生長發(fā)育。播種時土壤持水量不宜過高，在15%～20%。出苗至幼苗階段，植株小，生育緩慢，需水量僅占全生育期需水量的10%，30 mm的降水量即可滿足。拔節(jié)至孕穗期，是高粱生長最快、需水量最大的時期，更是高粱產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵期，此階段需水量約占總需水量的30%～40%，需200～300 mm以上的降水量。抽穗開花期是轉(zhuǎn)穗分化的重要階段，歷時10～15 d，葉莖稈生長迅速，穗逐漸形成，此時需水量蓄水較多，約占總需水量的20%～30%；土壤相對濕度低于60%時，會出現(xiàn)“卡脖旱”；但如遇多雨天氣，濕度過大，花粉也會吸水破裂，不利于花粉受精。開花至灌漿期所需水量占全部需水量的20%左右。灌漿后期需水量減少，僅為總需水量的5%左右。

自貢市（1991—2020年）年總降水量多年平均為962 mm，年總降水量的年際差異較大，最多年份可達(dá)1478 mm（1998年），最少年份僅605 mm（2011年），高粱全生育期（3—8月）多年平均值為726 mm，拔節(jié)至孕穗期（5—6月）多年平均值為258 mm，在正常年份自貢市的降水量能夠滿足高粱的生長（表3）。

從以上水分分析得出：在高粱整個生育期，自貢市歷年年的平均總降水量能夠滿足高粱對水分的需求，拔節(jié)孕穗需水旺盛期降水量也較為充足，有利于植株健壯。但由于降水量年際差異較大，降水時間分布不均，少數(shù)年份會出現(xiàn)水分條件不足的情況?？傮w來看，水分條件指標(biāo)為適宜。

3.3 光照條件

高粱喜光，屬短日照作物，全生育期均需要充足的光照，550～750 h的日照時數(shù)最為適宜，＜550 h的日照時數(shù)為不適宜。光照對高粱的生長發(fā)育具有主導(dǎo)作用，充足的光照是高粱高產(chǎn)的必要條件。苗期，適宜的光照能促使幼苗生長健壯，光照不足幼苗則生長遲緩、細(xì)弱。拔節(jié)后充足的光照條件可促進(jìn)光合作用和營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，利于植株生長發(fā)育，為分化、抽穗打下物質(zhì)基礎(chǔ)。抽穗至灌漿期光照適宜，可促進(jìn)灌漿，增加千粒重量。在花期、抽穗期、灌漿期階段，陰雨日數(shù)偏多光照不足，會造成花期延遲、授粉不良、穗粒數(shù)減少、灌漿不足，嚴(yán)重影響高粱的產(chǎn)量和品質(zhì)。孕穗期光照不足或陰雨連綿，會造成基部幼穗發(fā)育不良，出現(xiàn)“禿脖”現(xiàn)象。

自貢市（3—8月）日照時數(shù)多年平均為718.5 h，其中8月日照最多，平均可達(dá)143.6 h（表4）。從光照條件來看，自貢市（3—8月）的日照時數(shù)在550～750 h

的最適宜區(qū)間內(nèi)，充足的日照條件下，有利于壯苗、葉綠稈壯、穗部發(fā)育充分，有利于開花結(jié)實(shí)、灌漿，提高產(chǎn)量。高粱種植光照條件指標(biāo)為最適宜。

4 影響高粱生長的主要?dú)庀鬄?zāi)害

4.1 干旱

自貢市干旱具有明顯的季節(jié)性、連發(fā)性和間歇性等特點(diǎn)，會出現(xiàn)多種干旱相疊加的情形。從歷史資料（1991—2020年）來看，自貢市春旱、夏旱和伏旱發(fā)生頻率分別為44%、77%、63%，夏旱出現(xiàn)的次數(shù)最多，伏旱次之，春旱出現(xiàn)的次數(shù)最少。自貢市每年有1種及以上干旱出現(xiàn)的頻率為93%，即“十年九旱”；每年有2種及以上干旱出現(xiàn)的頻率為73%；每年3種干旱均出現(xiàn)的頻率為17%。2009、2011年屬干旱較突出的年份。

自貢市夏旱（5—6月，連續(xù)20 d降水總量＜30 mm）主要集中在5月上旬到6月中旬，出現(xiàn)持續(xù)時間在30 d以上嚴(yán)重夏旱的頻率為37%，高粱無法適時移栽或栽后無法成活，自動調(diào)節(jié)下降，養(yǎng)分積累減緩，籽粒數(shù)減少，正常生長發(fā)育受到限制，影響高產(chǎn)結(jié)構(gòu)的形成。伏旱（7—8月，連續(xù)20 d降水總量＜35 mm）主要集中在7月下旬至8月中旬，出現(xiàn)持續(xù)時間在30 d以上嚴(yán)重伏旱的頻率為23%，由于長時間降水偏少、蒸發(fā)劇烈，土壤含水量較少，高粱灌漿和有機(jī)物積累所需水分無法得到滿足，造成高粱籽粒輕或干癟，影響穗重、千粒重（表5）。

4.2 高溫

高溫指連續(xù)5 d以上最高氣溫≥35 ℃，或連續(xù)5 d以上日平均氣溫≥30 ℃的天氣。自貢市7—8月發(fā)生連續(xù)性高溫天氣最為頻繁，對高粱會造成一定影響，氣溫越高則危害越大[8]。自貢市出現(xiàn)高溫天氣的時段主要集中在7月中旬到8月下旬，近30年（1991—2020年）中，7月出現(xiàn)高溫天氣的過程有10次，最長持續(xù)時間高達(dá)11 d，8月出現(xiàn)高溫天氣的過程有14次，最長持續(xù)時間高達(dá)19 d。當(dāng)最高氣溫超過36 ℃時，會影響處于灌漿期的高粱，導(dǎo)致灌漿速度降低，影響干物質(zhì)積累，結(jié)實(shí)率下降，易造成高溫逼熟現(xiàn)象，不利于高產(chǎn)籽粒的形成[9]?？傮w而言，正常年份自貢市高粱6月中旬左右會進(jìn)入灌漿期，經(jīng)歷30～40 d進(jìn)入成熟收割期，此時出現(xiàn)高溫已無影響，但遇到播期較晚的年份，灌漿期推遲，出現(xiàn)高溫會對其有一定影響。

4.3 陰雨寡照天氣

陰雨寡照指連續(xù)5 d及以上無日照，其中任意3 d白天日雨量≥0.1 mm的天氣。高粱抽穗開花期間遇到連續(xù)降雨和寡照，空氣濕度增大，會使得生殖器官受到破壞，生理機(jī)能受到抑制，造成授精不良而減產(chǎn)。自貢市近30年（1991—2020年）中，5—6月抽穗開花期間共發(fā)生了85次陰雨寡照天氣過程，5月35次，6月50次，持續(xù)時間最長達(dá)13 d，大多以3～5 d為主，占70%～80%?？傮w而言，高粱抽穗開花階段出現(xiàn)陰雨寡照天氣較多，但陰雨寡照天氣持續(xù)時間短，在多數(shù)年份對產(chǎn)量造成的影響有限。

5 結(jié)論

影響高粱生長、發(fā)育、產(chǎn)量的氣候因子主要有光、溫、水等，通過分析自貢市的氣候條件，自貢市的熱量和日照條件都能夠較好地滿足高粱各個生育階段和產(chǎn)量形成所需的氣候條件。此外，僅從歷年平均降水量角度來看，水分條件能夠滿足高粱正常生長發(fā)育需求，但自貢年際降水量差異較大，5—6月的降水在時間分布上極其不均，加之自貢市“十年九旱”，夏旱出現(xiàn)頻率高，干旱發(fā)生重，在1991—2020年30年期間共出現(xiàn)了23次夏旱，其中中旱5次、重旱3次、特旱3次，干旱偏重發(fā)生年份占到近半數(shù)。在夏旱發(fā)生較重的年份，水分條件不能滿足高粱正常生長發(fā)育和產(chǎn)量形成。同時，干旱頻發(fā)，尤其是夏旱的偏重發(fā)生，造成高粱生長關(guān)鍵期雨量不足，是對高粱產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成威脅的最大因素。因此，引進(jìn)和推廣耐旱的高粱品種和加強(qiáng)農(nóng)田水利基本建設(shè)是應(yīng)對干旱影響的必要措施。

本研究僅討論了影響自貢市高粱種植的氣候因素，但耕作、土壤肥力、土壤質(zhì)地和pH值等也是影響其種植的重要因素，該研究結(jié)果具有一定的局限性。在接下來的工作研究中，還亟待進(jìn)一步完善修訂。

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Climatic Suitability Analysis of Sorghum Planting in Zigong City

Li Qiang et al（Zigong Meteorological Bureau， Zigong， Sichuan 643000）

Abstract Based on the meteorological data of Zigong from 1991 to 2020， the adaptability of Zigong sorghum planting climatic conditions was analyzed from the aspects of heat， moisture and light. The results showed that both heat and light conditions in Zigong City could meet the demand of sorghum at all growth stages and yield formation; Water conditions can meet the growth needs of sorghum in most years， but in severe summer drought years， water conditions cannot meet the growth needs of sorghum. According to the statistical analysis， the meteorological disasters affecting the planting of sorghum in Zigong City mainly include drought， high temperature， overcast and rainy weather， and the frequency of drought was up to 93%， of which the frequency of severe summer drought was 37%， which is the largest adverse factor affecting the formation of sorghum yield in Zigong City.

Key words Sorghum; Climatic characteristics; Production