2018—2019年度湖北省冬小麥主產(chǎn)區(qū)冬至苗期遙感監(jiān)測(cè)分析報(bào)告

錢可峰 尹亮 彭凱

摘要：根據(jù)2018年11月29日、12月12日高分一號(hào)衛(wèi)星影像，解譯提取了湖北省冬小麥主產(chǎn)區(qū)的7個(gè)代表性城市的冬小麥種植空間分布與面積情況，并以其中的襄陽(yáng)市作為實(shí)例進(jìn)行具體分析;同時(shí)分析了湖北省冬小麥實(shí)地苗情，從降雨量、墑情和氣溫適宜性方面比較驗(yàn)證了冬小麥苗期氣象水平。在此基礎(chǔ)上，提出了湖北省冬小麥田間管理的建議及其形勢(shì)展望。

關(guān)鍵詞：冬小麥;苗情;氣象水平;遙感監(jiān)測(cè);湖北省

中圖分類號(hào)：S512.1+1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）04-0132-08

Abstract： According to the high-resolution 1 satellite imagery on November 29 and December 12， 2018， the spatial distribution and area of winter wheat planting in seven representative cities in the main winter wheat producing areas of Hubei province were extracted; and Xiangyang city was taken as an example for specific analysis. At the same time， the field seedlings of winter wheat in Hubei province were analyzed. The meteorological level of winter wheat seedlings was verified from the aspects of rainfall， moisture and temperature suitability. On this basis， the suggestions for the management of winter wheat fields in Hubei Province and their prospects are put forward. The spatial distribution and planting area of the winter wheat in 7 representative cities in the main producing areas in Hubei province were interpreted， taking Xiangyang as an example for specific analysis according to the High-1 Satellite image on November 29 and December 12， 2018. Meanwhile， the field seedlings of winter wheat in Hubei province were analyzed. The meteorological level of winter wheat seedlings was verified from the aspects of rainfall， moisture and temperature suitability. On the basis of the above， the suggestions for the fields management and prospects of winter wheat in Hubei province were put forward.

Key words： wheat; seedlings; meteorological level; remote sensing monitoring; Hubei province

農(nóng)業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，“看天吃飯”的傳統(tǒng)勞作模式嚴(yán)重抑制著中國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化變革，農(nóng)情監(jiān)測(cè)與農(nóng)事預(yù)警技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)調(diào)查、監(jiān)管決策、生產(chǎn)指導(dǎo)和防災(zāi)減災(zāi)等就顯得尤為重要。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，特別是基于3S技術(shù)（遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS和全球定位系統(tǒng)GPS）的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)，具有視點(diǎn)高、視域廣、數(shù)據(jù)采集快和重復(fù)連續(xù)的特點(diǎn)，可對(duì)主要農(nóng)作物進(jìn)行省、市、縣等多級(jí)尺度進(jìn)行全方位的遙感監(jiān)測(cè)，獲取高精度農(nóng)作物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[1]，提高農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)預(yù)警水平，為農(nóng)業(yè)科學(xué)決策提供更實(shí)時(shí)、更客觀、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)[2]，有效助推現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2013年4月26日成功發(fā)射的高分一號(hào)01衛(wèi)星，是中國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星，自此開(kāi)啟了中國(guó)對(duì)地觀測(cè)的新時(shí)代。2018年3月高分一號(hào)02、03、04衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射升空，與高分一號(hào)01衛(wèi)星共同構(gòu)建陸地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)星座，主要面向國(guó)土資源調(diào)查、監(jiān)管應(yīng)急等主體業(yè)務(wù)以及面向環(huán)保、住建交通、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、測(cè)繪、氣象、防災(zāi)減災(zāi)、保險(xiǎn)等行業(yè)[3-5]提供社會(huì)化應(yīng)用服務(wù)，通過(guò)遙感解譯技術(shù)獲取高精度、寬范圍、廉價(jià)方便的空間觀測(cè)遙感信息，有效促進(jìn)統(tǒng)計(jì)監(jiān)管、產(chǎn)業(yè)增收、承保理賠、金融投資等業(yè)務(wù)提高效益，節(jié)約成本。2013—2018年，武漢珈和科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“珈和科技”）主要采用高分一號(hào)01衛(wèi)星和MODIS衛(wèi)星等對(duì)湖北省主要農(nóng)作物種植分布面積、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)量預(yù)估、降雨、溫度、土壤墑情、洪澇干旱等災(zāi)害進(jìn)行了多年持續(xù)觀測(cè)和趨勢(shì)分析，有效提高了農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)預(yù)警效率，節(jié)省了大量人工調(diào)查時(shí)間，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和科學(xué)決策提供了重要信息參考。

1? 2018—2019年度湖北省冬小麥種植分布與面積

1.1? 冬小麥種植空間分布

2018年11—12月主要為湖北省冬小麥的出苗及分蘗期。由于臨近冬至苗期，鄂西、鄂西北、鄂東、鄂東南等地有較多云量和衛(wèi)星影像覆蓋不全的緣故，通過(guò)高分一號(hào)衛(wèi)星16 m分辨率影像數(shù)據(jù)，對(duì)2018—2019年度湖北省無(wú)云少云和衛(wèi)星影像完整的江漢平原及鄂中北一帶的冬小麥種植分布面積進(jìn)行持續(xù)遙感監(jiān)測(cè)，樣本區(qū)域包含襄陽(yáng)、荊州、荊門、天門、隨州、潛江、仙桃7市，涵蓋了湖北省冬小麥大部分主產(chǎn)區(qū)。

根據(jù)2018年11月29日、12月12日衛(wèi)星影像，解譯提取了7個(gè)市的冬小麥種植分布情況（圖1），圖中以線條表示市（州）邊界;其空間分布情況見(jiàn)圖2，種植分布圖由若干像素點(diǎn)組成，圖中灰色像素點(diǎn)代表冬小麥種植區(qū)，顏色越深表示該地區(qū)冬小麥種植的越多。

1.2? 冬小麥種植面積情況

經(jīng)珈和科技遙感監(jiān)測(cè)，2018—2019年度湖北省7個(gè)市冬小麥總面積與上年基本持平（表1，圖3）。7個(gè)市冬小麥種植總面積為62.65萬(wàn)hm2，較上年相同物候期（12月20日前后）解譯的面積減少0.26萬(wàn)hm2，減幅0.11%。其中，襄陽(yáng)、天門、潛江面積分別為29.46、3.95、2.64萬(wàn)hm2，增幅分別為0.56%、3.36%、7.22%;荊州、荊門、隨州、仙桃面積分別為12.77、8.75、3.24、2.02萬(wàn)hm2，減幅分別為0.56%、2.65%、5.06%、2.74%。總體來(lái)看，7個(gè)市冬小麥種植面積基本與上年持平。湖北省緊密圍繞農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，采取穩(wěn)定糧食作物舉措，小麥種植面積保持平穩(wěn)趨勢(shì);這7個(gè)市代表了湖北省大部分冬小麥主產(chǎn)區(qū)，預(yù)計(jì)全省冬小麥種植面積將與近幾年持平。

由于當(dāng)前冬小麥處于分蘗期，植被覆蓋度較低，加上部分區(qū)域因播期稍晚、干旱，引起發(fā)育進(jìn)度較慢，局部地區(qū)以及云層遮擋影響，遙感影像不易準(zhǔn)確識(shí)別，可能存在混合像元，解譯過(guò)程中存在漏提現(xiàn)象，冬小麥遙感解譯面積存在一定誤差。本次冬小麥冬至苗期的遙感面積僅供參考，不作為最終定論，將在下期2019年3～4月孕穗開(kāi)花期（冬小麥遙感最佳識(shí)別監(jiān)測(cè)時(shí)期）作進(jìn)一步持續(xù)監(jiān)測(cè)和解譯訂正。

1.3? 襄陽(yáng)市冬小麥種植分布情況

襄陽(yáng)市是湖北省冬小麥種植面積最大的主產(chǎn)區(qū)，據(jù)衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，襄陽(yáng)市冬小麥近6年來(lái)種植面積相對(duì)平穩(wěn)，在28.8萬(wàn)～31.2萬(wàn)hm2，2018—2019年度為29.46萬(wàn)hm2，與上年29.29萬(wàn)hm2基本持平，略增0.48%。從圖4可以看出，襄陽(yáng)市冬小麥主要分布在襄州、棗陽(yáng)、宜城、老河口、襄城南部、樊城中西部及南漳東部，種植分布區(qū)域基本沒(méi)有大的變化;棗陽(yáng)、老河口的少數(shù)地區(qū)可能因干旱少雨影響，部分冬小麥發(fā)育較緩慢，植被特征不明顯，提取識(shí)別較弱，在圖4中表現(xiàn)不是很明顯。總體來(lái)講，襄陽(yáng)市冬小麥種植面積相對(duì)平穩(wěn)。

2? 冬小麥實(shí)地苗情總體較好

本研究實(shí)地考察范圍超出上述7市，從2018年11～12月的實(shí)地考察情況來(lái)看，武漢市洪山區(qū)獅子山農(nóng)場(chǎng)冬至苗1～2個(gè)分蘗，每667 m2總蘗數(shù)37.2萬(wàn)，長(zhǎng)勢(shì)較好。因墑情充足，出苗整齊，長(zhǎng)勢(shì)較好，部分田塊長(zhǎng)勢(shì)較旺。根據(jù)荊門京山、襄陽(yáng)棗陽(yáng)、荊州公安等地珈和科技人員的實(shí)地考察及農(nóng)戶反饋（圖5至圖8），當(dāng)前小麥冬至苗早發(fā)旺苗分蘗數(shù)為3～5個(gè)，較好的（一類苗）分蘗數(shù)為2～3個(gè)，一般的（二類苗）分蘗數(shù)為0.8～1.5個(gè)，略差略遲的（三類苗）分蘗數(shù)為0～1個(gè)。大部分地區(qū)冬至苗4～6片葉，每667 m2分蘗數(shù)30萬(wàn)～60萬(wàn)個(gè)，與常年長(zhǎng)勢(shì)水平接近，優(yōu)于2017年苗情長(zhǎng)勢(shì);隨州、襄陽(yáng)等局部地區(qū)由于10～11月降雨較少，出苗生長(zhǎng)進(jìn)度較遲緩。

3? 冬小麥苗期氣象接近常年水平

2018年湖北省大多數(shù)地區(qū)小麥秋冬播期間（主要集中在10月底至11月初）的氣象條件與常年基本相似，播期與常年相近;而2017年小麥秋冬播受“華西秋雨”影響，較常年推遲1～2周，故生長(zhǎng)發(fā)育較常年和2018年遲1～2周。為保持同物候期氣象和苗情對(duì)比，日期可作相應(yīng)平移。

3.1? 降雨量及墑情評(píng)價(jià)

根據(jù)珈和遙感監(jiān)測(cè)，2018年10～12月湖北省各地降雨量及常年同期降雨量（近10年歷史均值）情況如表2所示，天門、潛江、荊門、荊州等地降雨量累計(jì)超過(guò)150 mm，隨州、襄陽(yáng)、孝感、黃岡、十堰、恩施等地累積降雨量低于95 mm，其他地區(qū)累積降雨量多在100～120 mm。降雨主要在10月中下旬、11月中旬及12月上旬。

根據(jù)連續(xù)兩個(gè)月累積降雨量對(duì)土壤墑情初評(píng)狀況可知，湖北省墑情總體較常年略偏低。2018年天門、潛江、荊門、荊州、仙桃等地墑情適中或略偏高，配合四溝排灌等管理措施，有利于冬小麥的播種和出苗。宜昌、孝感、黃石、武漢、咸寧、隨州、襄陽(yáng)、鄂州、黃岡等地的墑情偏低，結(jié)合降雨量來(lái)看，襄陽(yáng)、孝感、隨州降雨總量較少，局部地區(qū)出苗和苗情發(fā)育較慢。十堰、恩施等地降雨量較常年少40%～53%，表現(xiàn)輕度干旱。2018年12月初，全省大部分地區(qū)降雨充沛，墑情得以改善。荊州、仙桃等江漢平原一帶降雨和墑情較適宜;但襄陽(yáng)、隨州局部地區(qū)降雨較少，墑情較低，對(duì)麥苗分蘗生長(zhǎng)有不利影響，需加強(qiáng)肥水冬灌管理。

襄陽(yáng)市2016—2018年10月1日至12月20日降雨情況如圖9所示。2018年10～11月，襄陽(yáng)市降雨比常年少38.2%，其中10月降雨量16.94 mm，以10月中旬為主;11月降雨量59.64 mm，以11月上、下旬為主;12月上、中旬與常年相當(dāng)，距平率5.85%。襄陽(yáng)市降雨較少，部分地區(qū)墑情偏低，棗陽(yáng)、老河口、襄城等局部地區(qū)出現(xiàn)干旱，冬小麥出苗及分蘗生長(zhǎng)進(jìn)度比較遲緩，苗情轉(zhuǎn)化較慢。

3.2? 氣溫適宜度評(píng)價(jià)

3.2.1? 溫度特點(diǎn)? 據(jù)中國(guó)氣象局歷史天氣網(wǎng)數(shù)據(jù)，2018年11月7個(gè)市大部分以多云天氣為主，呈現(xiàn)晴好天氣相間，階段性降雨的特點(diǎn)。平均氣溫多在10.0～18.4 ℃，氣象條件較好，有利于冬小麥出苗生長(zhǎng)，各地冬小麥由苗期陸續(xù)進(jìn)入分蘗期。12月上旬部分地區(qū)出現(xiàn)雨雪降溫天氣，平均氣溫在0.5～12.3 ℃，局部最低氣溫在3 ℃以下，隨氣溫逐漸降低，冬小麥生長(zhǎng)速度逐漸放慢。12月中旬氣溫有所回升，冬小麥生長(zhǎng)速度加快。在冬至后，氣溫有降低趨勢(shì)，冬小麥陸續(xù)進(jìn)入越冬期。

綜合來(lái)看，2018年11上中旬、12月上旬氣溫總體略低于常年，11月下旬、12月中旬氣溫略高于常年;2018年氣溫與常年相當(dāng)，冬小麥苗情達(dá)到常年水平，好于2017年。2017年氣溫總體與常年持平或略低，加之麥苗生長(zhǎng)進(jìn)度遲10～15 d，相同物候期的苗情低于常年（圖10）。

3.2.2? 氣溫適宜度評(píng)價(jià)? 氣溫適宜度Si參考國(guó)內(nèi)外前人研究[6，7]，Si=，b=。Ti1、Ti2、Ti0分別為冬小麥某發(fā)育期的三基點(diǎn)溫度，出苗分蘗期所需的最低、最適、最高溫度分別為3、13、23 ℃。當(dāng)Ti=Ti0時(shí)，Si=1;當(dāng)Ti>Ti2或Ti

2018年11月7市氣溫平均適宜度為0.90（0.85～0.95），優(yōu)于常年0.86（0.71～0.96），利于冬小麥出苗;12月上中旬因氣溫較低，12月7～12日平均氣溫3 ℃以下，局部較常年提早出現(xiàn)雨雪天氣，氣溫適宜度為0.32（0.26～0.38），低于常年0.56（0.46～0.66），低溫雨雪天氣引起小麥生長(zhǎng)速度放緩。

2017年因“華西秋雨”影響，小麥遲播1～2周，為進(jìn)行相同物候期的氣溫適宜度比較，將2017年的氣溫適宜度值均向前平移10 d，得到2017年7市氣溫平均適宜度數(shù)據(jù)。2018年11月氣溫適宜度0.91，苗情基礎(chǔ)好于2017年的0.84，12月上旬適宜度與2017年接近，12月中旬較2017年低。整體來(lái)講，2018年冬小麥適期播種，前期有較高的氣溫適宜度，苗情好于2017年。

4? 湖北省冬小麥田間管理建議

根據(jù)當(dāng)前各類苗情進(jìn)行分類管理。①追施臘肥促長(zhǎng)。對(duì)地力差、底肥不足、群體偏小、長(zhǎng)勢(shì)較弱的小麥地塊，要結(jié)合雨雪天氣及時(shí)補(bǔ)施臘肥提苗，促進(jìn)分蘗生長(zhǎng)。②化控鎮(zhèn)壓控旺。對(duì)播種出苗早、群體過(guò)大的旺長(zhǎng)田塊，每667 m2用15%多效唑40 g對(duì)水30 kg噴霧，或采用鎮(zhèn)壓方式抑制麥苗徒長(zhǎng)，提高麥苗防凍、抗倒能力，確保麥苗安全越冬。③疏通四溝降濕。尤其是稻茬田和低洼地，保證溝溝相通，達(dá)到明水能排、暗水能濾的要求，促進(jìn)麥苗根系健康生長(zhǎng)，防止?jié)n害發(fā)生。春季清溝升級(jí)排漬預(yù)防漬害。④噴施藥劑除草。以禾本科雜草為主的田塊每667 m2可用6.9%精惡唑禾草靈（驃馬）水乳劑50 mL對(duì)水40 kg噴霧;以闊葉類雜草為主的田塊可每667 m2用75%苯黃隆（巨星）1 g對(duì)水40 kg;兩類雜草混生的田塊，可將上述兩種除草劑混合使用。化除應(yīng)選擇在小麥拔節(jié)前、日平均溫度10 ℃以上的晴好天氣進(jìn)行莖葉噴霧。⑤準(zhǔn)確測(cè)報(bào)防病蟲(chóng)。加強(qiáng)田間調(diào)查，掌握病蟲(chóng)發(fā)生動(dòng)態(tài)，重點(diǎn)加強(qiáng)小麥銹病及蚜蟲(chóng)、麥圓蜘蛛的防控工作。防治小麥蚜蟲(chóng)每667 m2用25%吡蟲(chóng)啉30 g，麥圓蜘蛛每667 m2用20%掃螨凈20 g對(duì)水晴天噴霧。

5? 湖北省冬小麥形勢(shì)展望

根據(jù)全國(guó)農(nóng)技中心病蟲(chóng)害測(cè)報(bào)消息，2018年主要農(nóng)作物病蟲(chóng)害總體發(fā)生平穩(wěn)，輕于近年，小麥赤霉病在長(zhǎng)江中下游、江淮、黃淮南部等麥區(qū)偏重流行，重于2017年。預(yù)計(jì)2019年小麥條銹病總體中等或偏重發(fā)生，小麥赤霉病在長(zhǎng)江中下游、江淮和黃淮南部麥區(qū)偏重流行風(fēng)險(xiǎn)高，蚜蟲(chóng)總體偏重發(fā)生。

根據(jù)當(dāng)前湖北省7市冬小麥苗情，大部分地區(qū)葉片和分蘗數(shù)與常年相當(dāng)，預(yù)計(jì)有效穗與常年持平，產(chǎn)量估計(jì)保持平穩(wěn)，對(duì)過(guò)旺苗和晚弱苗進(jìn)行促弱控旺等田間肥水措施和春后病蟲(chóng)害防治工作，確保營(yíng)養(yǎng)均衡充足，有益于苗情提檔升級(jí)，溫光水肥調(diào)配得當(dāng)，可穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。

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