2021 年新疆阿克蘇棉花減產(chǎn)的氣象原因分析及災(zāi)害防御措施

趙霞，李茂春，李萍，劉海蓉

（1.和田地區(qū)氣象局，新疆 和田 848000；2.新疆塔克拉瑪干沙漠氣象國家野外科學(xué)觀測研究站，烏魯木齊 830002；3.新疆烏蘭烏蘇生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象野外科學(xué)觀測研究站，新疆 石河子 832000；4.阿拉爾市氣象局，新疆 阿拉爾 843300；5.石河子氣象局，新疆 石河子 832000；6.阿克蘇地區(qū)氣象局，新疆 阿克蘇 843000）

棉花產(chǎn)量的形成與棉花全生育期的各類氣象條件均有一定的聯(lián)系[1-9]。苗期的氣象條件決定了棉花的長勢、單株果枝數(shù)；蕾期的氣象條件決定了單株結(jié)鈴數(shù)和鈴重； 花鈴期的氣象條件影響棉花品質(zhì)[4]。 氣象條件對棉花的影響隨著生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)“小-大-小”的規(guī)律：前期4-5 月播種至出苗階段，影響棉花長勢，影響比較小；5-7 月的氣象條件對產(chǎn)量因素的影響較大；后期9-10 月進(jìn)入采摘期，氣象條件對產(chǎn)量因素的影響也相對較小[5]。

新疆阿克蘇地處我國西北內(nèi)陸，具有溫帶干旱氣候特點，日照時間長，晝夜溫差大，無霜期長，全年為225 d。全區(qū)光熱資源豐富，是全國太陽輻射量較多的地區(qū)之一，年日照時間為2 855.0 h；降水量少，年降水量僅為91.2 mm。 這樣的氣候特點特別有利于棉花的生產(chǎn)種植，棉花是阿克蘇地區(qū)主要的經(jīng)濟(jì)作物之一和重要收入來源。 2021 年新疆棉花播種面積達(dá)250.6 萬hm2，較2020 年增加了0.417萬hm2，同比增長0.17%。 其中阿克蘇地區(qū)棉花播種面積為50.997 萬hm2， 占新疆棉花播種總面積的20.3%， 較2020 年增加了0.855 萬hm2； 棉花產(chǎn)量96.74 萬t，較2020 年小幅下降4.56 萬t，每666.7 m2皮棉產(chǎn)量也由2020 年的135 kg 減少到2021 年的127 kg[10]。 因此，通過對該地區(qū)棉花實地調(diào)查，結(jié)合氣象條件， 分析氣象要素異常與棉花減產(chǎn)的關(guān)聯(lián)，提出防災(zāi)減災(zāi)對策和建議，為取得棉花高產(chǎn)提供指導(dǎo)意見和建議。

1 2021 年氣象因子總體影響分析

1.1 溫度

1.1.1苗期。 棉花出苗階段對氣象條件的要求：一是5 cm 土壤溫度，棉籽萌芽需要的5 cm 最低土壤溫度為10.5～12.0 ℃（因品種等有差異），最適宜的土壤溫度為20～30 ℃[11]； 二是土壤水分，30 cm 土壤含水量為田間持水量的70%左右時，對出苗最為有利[12]。

3 月末至4 月，是阿克蘇棉花播種至出苗的階段，也是冷空氣頻繁活動的階段，當(dāng)?shù)囟喑霈F(xiàn)大風(fēng)、降溫、倒春寒等天氣，造成氣溫變化劇烈，影響棉花幼苗生長。 冷空氣活動輕則抑制幼苗生長，造成僵苗不發(fā)，形成小老苗，重則造成缺苗斷壟甚至大面積重播，是棉花產(chǎn)量和品質(zhì)下降的重要因素之一。

2021 年3 月23-29 日氣溫異常偏高，許多棉農(nóng)在溫度不穩(wěn)定的情況下開始大面積播種。3 月30日至4 月5 日發(fā)生一次寒潮降溫、降雨天氣，最高氣溫由前期的21.6 ℃降至2.0 ℃，對剛剛播種的棉種萌發(fā)出苗極為不利。 從表1 可以看出，2021 年4月阿克蘇平均氣溫較常年（2011-2020 年，下同）均值偏低3 ℃， 溫度偏低導(dǎo)致還未播種的滯后播種，棉花生育期普遍推遲；對于已播種的棉田，盡管后期溫度逐漸回升，但降雨造成土壤板結(jié)，導(dǎo)致萌動的棉籽悶死，成為嚴(yán)重缺苗、毀種重播的主要原因之一。

表1 2021 年棉花生長季月平均氣溫與常年對比 ℃

1.1.2蕾期。棉花是無限生長的植物，適期現(xiàn)蕾、開花是棉花豐產(chǎn)的重要條件之一。 現(xiàn)蕾早開花也早，說明生殖生長時間開始得早， 生殖生長時間長，易獲得相對較高的棉花產(chǎn)量。阿克蘇地區(qū)棉花一般在5 月底至6 月上旬開始現(xiàn)蕾，歷經(jīng)25～30 d。 現(xiàn)蕾期的適宜生長溫度為25～30 ℃， 需要的最低溫度為19 ℃。

2021 年5 月平均氣溫比常年平均值偏低0.4 ℃（表1），棉花現(xiàn)蕾較常年偏晚6 d；5 月28 日日平均氣溫開始回升至25 ℃以上，但最低氣溫仍偏低。雖然6 月平均氣溫比常年平均值高0.6 ℃（表1），但6 月中旬連續(xù)降雨造成氣溫異常偏低，最低氣溫高于19 ℃的只有6 d， 其中6 月14 日最低氣溫僅為14.7 ℃，導(dǎo)致棉花生長發(fā)育遲緩。 這期間氣溫偏低對蕾期棉花生殖生長極為不利，且縮短了生殖生長期，是當(dāng)年棉花減產(chǎn)的重要原因之一。

1.1.3花鈴期。棉花花鈴期是營養(yǎng)生長與生殖生長并進(jìn)期， 一般為50 d 左右， 阿克蘇一般在6 月中旬-9 月上旬。 2021 年6 月下旬升溫迅速，一定程度上減輕了前期熱量不足造成的不利影響。

2021 年7 月平均氣溫較常年平均氣溫偏高0.8 ℃（表1），≥35 ℃以上的高溫天氣出現(xiàn)了14 d，分別出現(xiàn)在7 月2-6 日（5 d）和7 月25-31 日（7 d），連續(xù)高溫天氣對棉花開花授粉和結(jié)鈴不利。

1.1.4采摘期。 10 月當(dāng)?shù)匾堰M(jìn)入棉花采摘期，平均氣溫較常年平均值偏低1.5 ℃（表1）。 對于播種偏晚的棉花，較低的溫度易因引起霜凍產(chǎn)生較多的霜后花，影響纖維成熟度，降低棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2 降水

2021 年4 月累計出現(xiàn)有效降水天氣5 次，累計降水量為10.9 mm，比常年偏多6.3 mm（表2），其中4 月1 日出現(xiàn)中量降水（5.9 mm），氣溫下降明顯。5 月累計降水量20.5 mm，比常年偏多9.6 mm，特別是5 月13-15 日大量降雨造成棉田積水，土壤濕度增大，這次低溫陰雨天氣導(dǎo)致病菌侵害棉籽概率增大，造成較多爛種爛芽。此外，盡管這次降雨后溫度逐漸回升，但是造成了因播種孔土壤板結(jié)而悶死萌發(fā)的棉籽，導(dǎo)致缺苗，這也是棉花減產(chǎn)的原因之一。

表2 2021 年棉花生長季月降水量與常年對比 mm

7 月10-22 日出現(xiàn)連陰雨天氣， 降水量為0.1～8.3 mm，7 月累計降水量為29.5 mm， 比常年平均值高20.7 mm（表2）。伏期的高溫、高濕天氣易造成棉花瘋長、蕾鈴脫落，或?qū)е旅掴彸墒於炔桓?、纖維品質(zhì)較差，也是棉花減產(chǎn)降質(zhì)的原因之一。

8-10 月降水量比常年平均值偏少（表2），此時棉花逐漸進(jìn)入吐絮階段，營養(yǎng)生長與生殖生長逐漸減弱。

1.3 積溫

新疆棉花生產(chǎn)與熱量關(guān)系最密切，生長關(guān)鍵季節(jié)熱量不足對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)都有較大的影響[13]。2021 年棉花生長季≥10 ℃積溫為3 974.9 ℃，比常年平均偏少373.2 ℃；≥15 ℃積溫為3 269.6 ℃，比常年偏少444.4 ℃；≥20 ℃積溫1 035.6 ℃，比常年偏少2 937.2 ℃。 與常年平均各項積溫的對比結(jié)果（表3）顯示，2021 年整個棉花生長季（4-10 月）中，各界限溫度積溫都比常年平均低，總體熱量嚴(yán)重偏少， 說明熱量條件不足也是影響棉花產(chǎn)量、品質(zhì)的原因之一。

表3 2021 年棉花生長季（4-10 月）積溫與常年對比℃

1.4 日照時間

2021 年阿克蘇植棉區(qū)4-10 月日照時間為1 729.8 h，比常年平均（1 935.9 h）減少206.1 h。 由表4 可知，生長期內(nèi)各月的日照時間除9 月略偏高以外，其余各月均比常年平均值偏低，特別是現(xiàn)蕾期至吐絮期，這不僅會降低棉花的品質(zhì)，也會降低產(chǎn)量。

表4 2021 年棉花生長季（4-10 月）月平均日照時間與常年對比 h

2 災(zāi)害性天氣

2021 年4 月上中旬阿克蘇天氣多變， 降水天氣過程多達(dá)5 次， 低溫陰雨對棉花出苗極為不利。影響最大的是4 月21-22 日14 時出現(xiàn)的大風(fēng)災(zāi)害性天氣，阿克蘇普遍出現(xiàn)偏北陣風(fēng)，瞬間極大風(fēng)速達(dá)24.9 m·s-1。在大風(fēng)和降雨天氣的共同影響下，此次天氣過程造成阿克蘇市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受災(zāi)面積達(dá)2 529.2 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)677.52 萬元，其中棉花受災(zāi)面積高達(dá)2 527.7 hm2。

5 月出現(xiàn)強(qiáng)降水災(zāi)害性天氣1 次。5 月12 日至15 日， 阿克蘇普遍出現(xiàn)降水天氣， 累計降水量達(dá)11.5 mm。 其中5 月14 日，阿克蘇普遍出現(xiàn)較強(qiáng)對流降水天氣，1 h 降水量達(dá)10.9 mm。 此次暴雨洪澇災(zāi)害造成阿克蘇農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)7 577.5 hm2，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3 355.23 萬元。

6 月13 日午后， 阿克蘇出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣引發(fā)的大風(fēng)、 降水和冰雹， 其中柯柯牙山區(qū)出現(xiàn)暴雨（26.5 mm），強(qiáng)降水持續(xù)1～2 h。這次風(fēng)雹災(zāi)害天氣對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、林果業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)統(tǒng)計共造成轄區(qū)內(nèi)1 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)4 個村1 161 戶5 600 人受災(zāi)，棉花受災(zāi)面積達(dá)1 147.3 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 327.62 萬元。

8 月共出現(xiàn)3 次災(zāi)害性天氣， 造成的影響如下：8 月9 日的大風(fēng)，造成經(jīng)濟(jì)損失2 565.15 萬元；8 月12 日， 大風(fēng)造成經(jīng)濟(jì)損失1 536.54 萬元；8 月16 日冰雹，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3 946 萬元，棉花受災(zāi)面積達(dá)25 083.3 hm2。

3 常見氣象災(zāi)害的防御和補(bǔ)救措施

3.1 大風(fēng)

應(yīng)提高播種質(zhì)量，確保鋪膜平展，壓膜緊密，膜孔封堵嚴(yán)實。打好防風(fēng)帶，播種完成以后，在地膜上每隔5～10 m 壓1 道小的防風(fēng)帶。 此外，采用干播濕出播種方式，在一定程度上規(guī)避或減輕不利天氣對播種出苗的影響，減輕災(zāi)害。

3.2 暴雨

暴雨洪澇易造成田間積水， 須及時排水防澇。土壤濕度過大，易造成棉苗爛根。 應(yīng)在地面干燥后及時中耕培土，增強(qiáng)土壤通透性，促進(jìn)根系盡快恢復(fù)。 適時追施速效肥，可噴施1%～2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的尿素稀釋液，或0.3%的磷酸二氫鉀溶液，促進(jìn)棉株盡快恢復(fù)。

3.3 冰雹

冰雹天氣常常造成棉花斷頭斷枝、 落蕾落葉，給棉花帶來極大的危害，從棉田系統(tǒng)本身來講是無法防御的，因此，只有加強(qiáng)監(jiān)測，進(jìn)行人工消雹。 在雹災(zāi)發(fā)生后，可采取以下補(bǔ)救措施：

3.3.1科學(xué)進(jìn)行棉田改種。 對受災(zāi)棉田的改種，應(yīng)從受災(zāi)時間和受災(zāi)程度2 個方面考慮。對于光稈絕收田塊，受災(zāi)較早的，應(yīng)改種其他作物，也可重播棉花；受災(zāi)時間較晚的，則盡量考慮改種。

3.3.2及時中耕、松土。冰雹常伴隨暴雨，造成田間積水，土壤濕度過大，易使棉苗爛根。 雹災(zāi)過后，要及時開溝排除田間積水，改善棉田生態(tài)環(huán)境。

3.3.3追施速效氮肥，促發(fā)新枝。 雹災(zāi)棉花恢復(fù)生長需肥量大， 要及時追施速效氮肥和少量鉀肥，一般每666.7 m2追施尿素10 kg 或碳酸氫銨15～20 kg。 追肥方法為開溝追肥，可結(jié)合中耕進(jìn)行。