影响白山市典型作物生长的气象条件分析

2021-10-20郭俊廷李佳奇王太然

乡村科技 2021年17期

关键词：白山市积温降水量

郭俊廷李佳奇王太然刘娜

（1.白山市气象局，吉林白山 134100；2.白山市江源区气象局，吉林白山 134700）

1 温度与农业生产的关系

温度是保障农作物正常生长发育的重要条件之一。一方面，其直接影响农作物的生长发育、品种类型选择和产量；另一方面，其影响着农作物的生长量、发育速度、作物全生育期等。另外，温度还与农作物病虫害的发生、发展有关。

1.1 三基点温度指标

植物的生命过程有3个基点温度，即最适温度、最高温度和最低温度。在最适温度下，植物生长发育迅速且良好。而在最低和最高温度下，植物停止生长发育，但仍能维持生命，如果温度继续降低或升高，则会对植株造成不同程度的危害，直至植株枯萎死亡。表1汇总了吉林省白山市常见农作物玉米和水稻的三基点温度指标。

表1 玉米、水稻三基点温度 ℃

1.2 积温对农作物生长发育的影响

农作物生长所需的常用积温指标有活动积温和有效积温2种。活动积温是作物在某时期内活动温度的总和，而有效积温是作物在某时期内有效温度的总和。不同农作物要求的有效积温不同，即使是同一作物在不同发育时期所要求的有效积温也不相同［1］。

吉林省白山市地处长白山腹地，由于地理环境复杂，可分出若干个气候区域。以浑江区为例，其年平均气温为5.1℃，7月最高气温平均值为27.9℃，1月最低气温平均值为-23.2℃，年较差为51.1℃；极端最高气温为35.8℃（1999年），极端最低气温为-42.3℃（2001年），5—9月气温日较差平均为10.6℃，较大的温度日较差较大，有利于作物营养物质的积累、糖淀的转化及果穗籽粒的形成。

平均气温稳定通过10.0℃及其期间内的积温和是衡量该区域热量资源多寡的主要标准，白山市≥10.0℃的积温和一般在2 600.0～2 850.0℃，最高可达3 129.0℃，最低为2 440.0℃，最高和最低年份相差689.0℃。白山市每年5月5日至9月25日，无特殊早霜年份可获取2 550.0～2 750.0℃左右积温和，其中80%保证率的积温亦可达2 600.0～2 650.0℃［2］。由于白山市地处山区，各乡镇的海拔高度各有差异，所以气温差值较大。此外，地形、地貌、植被及纬度不同也会影响温度的变化。笔者采用气温随高度递减及递减率在时空上的分布差异原理，计算出白山市4个类别气候区≥10.0℃积温值分配表，见表2。

表2 白山市四大类别气候区≥10.0℃积温值分配表 ℃

1.3 白山市各类主要农作物的气温临界值

日平均气温稳定通过0℃的初日，表示寒冬已过，早春来临，大田（旱田）土壤开始解冻，水田育苗农事即将开始；日平均气温稳定通过8℃，表示植物开始生长，水田要放水泡田、耙地，为插秧做好准备；日平均气温稳定通过12℃，水田掀起插秧高潮；日平均气温稳定通过15℃，大田农作物小苗出齐，已插秧的水田进入返青期；日平均气温稳定通过20℃，水旱田农作物、各类木草本植物及蔬菜类、经济（药材）作物生长发育进入旺盛时期。20℃是喜温作物进行光合作用最适宜的下限温度［3］。

2 光照

2.1 光照对植物生长的作用

光照是农业生产中各种作物生长发育不可或缺的因子。太阳辐射是光照的主要来源。农作物的生长发育、光合作用强度及产量，均与光照强度有关。植物的叶绿素只有在光照条件下才能形成，叶片的光合作用也只有在光照下才能进行。在一定的光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强，光合作用越强，制造的有机物质越多，但光照强度超过一定限度后，作物的光合作用强度不再随之增加。研究证明，农作物的干物质积累有90%～95%是通过光合作用获得的，因此，光周期与农作物的发育成熟关系密切。

2.2 白山市日照条件对农作物生长的影响

日照时间是指太阳从东方地平线升起开始受光，至西边地平线落下而失光的实际照射时间。白山市农作物生长发育期间（5—9月）的日照时间一般为1 055 h，最多为1 302 h，最少为957 h，5—9月白山市日照百分率平均为49%。由于域内山高谷深，白山市在吉林省属于光照较少的地域之一。白山市虽然光照时间较少，但热量资源较多，这有利于植物生长发育。

3 水分

3.1 农作物常见水分指标

植物的生长离不开水，土壤水分是作物吸取水分的主要来源。土壤水分含量对作物的光合作用、生长发育和产量形成等均有很大关系。根据作物的反应、土壤的保水力以及水分的移动性等，可确立各种临界值指标。农作物常用的水分指标有致死水量、有效水分下限、适宜水分下限、有效与适宜水分上限指标等。

致死水量即植物最大吸湿量，指干土在接近水汽饱和的大气中吸附水汽，在土壤表面凝结成液态水的数量。接近水汽饱和时土壤的吸水量一般为31 atm，而植物的吸水量一般不超过7 atm，至多到15atm，故剩余这部分水对植物无效，被称为致死水量。一般情况下，连续降水在72 h以上，降水强度在100 mm以上，雨水过后120 h，若田块积水得不到排除，就会出现上述问题［4］。

有效水分下限即凋萎系数（萎蔫系数），指的是在农田中当土壤水分含量下降到某一数值时，农作物因缺水而丧失膨压以致萎蔫，即使在蒸腾率最小的夜间膨压也不能恢复，这时的土壤水分含量称为凋萎系数。

适宜水分下限即在土壤水分降低过程中，毛管水逐渐停止向其消失点供水时的土壤含水量。当其低于某一量值时毛管断裂，水分移动缓慢。在该含水量以下，植物开始因缺水而影响生长。例如，夏季田间铲耥，旱能保墒、涝能散墒就是利用这一原理。

适宜水分上限即田间持水量（又叫田间最小持水量），是指地下水位很深时，地下水位以上的毛细管饱和层不能达到土壤的根系分布层时，土壤中所保持的水量。其代表在排水良好的情况下，土壤所能保持水分的最大量。

3.2 白山市自然降水变率

白山市全年降水在地理分布上比较均匀，各地（乡、镇）的年降水量一般在700～900 mm，大致由东南向西北递减，年降水变率为20.0%。白山市降水主要集中在6—8月（汛期），占年降水总量的61.3%；降水变率以冬季（12—2月）最大，为42.4%。其中，春季（3—5月）降水量占年降水总量的16.2%，降水变率为31.7%；夏季（6—8月）降水量占年降水总量的61.3%，降水变率为30.0%；秋季（9—11月）降水量占年降水总量的18.4%，降水变率为35.5%；冬季（12月至翌年2月）降水量占年降水总量的4.1%，降水变率为42.4%；农作物生长期（5—9月）平均降水量为639 mm，占全年降水量的79.9%。

3.3 白山市降水时空分布情况

春季，白山市降水量由东向西递减，最大降水量一般在东北片，降水量约150 mm；最小降水量在西片，降水量一般为120 mm。夏季，白山市降水量由南向北递减，西南片大于西片和东北片，西南片约550 mm，西片约500 mm。秋季，白山市降水量由东向西递减，东片、东北片约150 mm，而西片在130 mm左右。冬季，白山市东片、北片降雪量较大，西片、西南片降雪量较小［5］。由于降水时空分布存在差异，白山市常在下列2个时段内出现阶段性干旱。一是5月上中旬，有时会延伸到5月下旬，此阶段正是旱田播种后，种子发芽、拱土、出苗的关键时刻，如果在连续2个候次内不下透雨（透雨为24 h累积降雨量≥10.0 mm），则会影响小苗的生长。二是7月中下旬，此时正是玉米抽雄、吐丝、授粉阶段，需要大量的雨水来满足玉米生长要求。如果此时发生阶段性干旱，可能会形成“掐脖旱”。了解白山市的降雨分布情况，有利于在实际生产中及时有效采取灌水措施，从而促进农作物良好生长。