影響白山市典型作物生長(zhǎng)的氣象條件分析

郭俊廷 李佳奇 王太然 劉 娜

（1.白山市氣象局，吉林 白山 134100；2.白山市江源區(qū)氣象局，吉林 白山 134700）

1 溫度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系

溫度是保障農(nóng)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的重要條件之一。一方面，其直接影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、品種類型選擇和產(chǎn)量；另一方面，其影響著農(nóng)作物的生長(zhǎng)量、發(fā)育速度、作物全生育期等。另外，溫度還與農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

1.1 三基點(diǎn)溫度指標(biāo)

植物的生命過(guò)程有3個(gè)基點(diǎn)溫度，即最適溫度、最高溫度和最低溫度。在最適溫度下，植物生長(zhǎng)發(fā)育迅速且良好。而在最低和最高溫度下，植物停止生長(zhǎng)發(fā)育，但仍能維持生命，如果溫度繼續(xù)降低或升高，則會(huì)對(duì)植株造成不同程度的危害，直至植株枯萎死亡。表1匯總了吉林省白山市常見(jiàn)農(nóng)作物玉米和水稻的三基點(diǎn)溫度指標(biāo)。

表1 玉米、水稻三基點(diǎn)溫度 ℃

1.2 積溫對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響

農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的常用積溫指標(biāo)有活動(dòng)積溫和有效積溫2種?；顒?dòng)積溫是作物在某時(shí)期內(nèi)活動(dòng)溫度的總和，而有效積溫是作物在某時(shí)期內(nèi)有效溫度的總和。不同農(nóng)作物要求的有效積溫不同，即使是同一作物在不同發(fā)育時(shí)期所要求的有效積溫也不相同［1］。

吉林省白山市地處長(zhǎng)白山腹地，由于地理環(huán)境復(fù)雜，可分出若干個(gè)氣候區(qū)域。以渾江區(qū)為例，其年平均氣溫為5.1℃，7月最高氣溫平均值為27.9℃，1月最低氣溫平均值為-23.2℃，年較差為51.1℃；極端最高氣溫為35.8℃（1999年），極端最低氣溫為-42.3℃（2001年），5—9月氣溫日較差平均為10.6℃，較大的溫度日較差較大，有利于作物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累、糖淀的轉(zhuǎn)化及果穗籽粒的形成。

平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)10.0℃及其期間內(nèi)的積溫和是衡量該區(qū)域熱量資源多寡的主要標(biāo)準(zhǔn)，白山市≥10.0℃的積溫和一般在2 600.0～2 850.0℃，最高可達(dá)3 129.0℃，最低為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，無(wú)特殊早霜年份可獲取2 550.0～2 750.0℃左右積溫和，其中80%保證率的積溫亦可達(dá)2 600.0～2 650.0℃［2］。由于白山市地處山區(qū)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的海拔高度各有差異，所以氣溫差值較大。此外，地形、地貌、植被及緯度不同也會(huì)影響溫度的變化。筆者采用氣溫隨高度遞減及遞減率在時(shí)空上的分布差異原理，計(jì)算出白山市4個(gè)類別氣候區(qū)≥10.0℃積溫值分配表，見(jiàn)表2。

表2 白山市四大類別氣候區(qū)≥10.0℃積溫值分配表 ℃

1.3 白山市各類主要農(nóng)作物的氣溫臨界值

日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)0℃的初日，表示寒冬已過(guò)，早春來(lái)臨，大田（旱田）土壤開(kāi)始解凍，水田育苗農(nóng)事即將開(kāi)始；日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)8℃，表示植物開(kāi)始生長(zhǎng)，水田要放水泡田、耙地，為插秧做好準(zhǔn)備；日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)12℃，水田掀起插秧高潮；日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)15℃，大田農(nóng)作物小苗出齊，已插秧的水田進(jìn)入返青期；日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)20℃，水旱田農(nóng)作物、各類木草本植物及蔬菜類、經(jīng)濟(jì)（藥材）作物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)入旺盛時(shí)期。20℃是喜溫作物進(jìn)行光合作用最適宜的下限溫度［3］。

2 光照

2.1 光照對(duì)植物生長(zhǎng)的作用

光照是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各種作物生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的因子。太陽(yáng)輻射是光照的主要來(lái)源。農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、光合作用強(qiáng)度及產(chǎn)量，均與光照強(qiáng)度有關(guān)。植物的葉綠素只有在光照條件下才能形成，葉片的光合作用也只有在光照下才能進(jìn)行。在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)，光合作用越強(qiáng)，制造的有機(jī)物質(zhì)越多，但光照強(qiáng)度超過(guò)一定限度后，作物的光合作用強(qiáng)度不再隨之增加。研究證明，農(nóng)作物的干物質(zhì)積累有90%～95%是通過(guò)光合作用獲得的，因此，光周期與農(nóng)作物的發(fā)育成熟關(guān)系密切。

2.2 白山市日照條件對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響

日照時(shí)間是指太陽(yáng)從東方地平線升起開(kāi)始受光，至西邊地平線落下而失光的實(shí)際照射時(shí)間。白山市農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育期間（5—9月）的日照時(shí)間一般為1 055 h，最多為1 302 h，最少為957 h，5—9月白山市日照百分率平均為49%。由于域內(nèi)山高谷深，白山市在吉林省屬于光照較少的地域之一。白山市雖然光照時(shí)間較少，但熱量資源較多，這有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。

3 水分

3.1 農(nóng)作物常見(jiàn)水分指標(biāo)

植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)水，土壤水分是作物吸取水分的主要來(lái)源。土壤水分含量對(duì)作物的光合作用、生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成等均有很大關(guān)系。根據(jù)作物的反應(yīng)、土壤的保水力以及水分的移動(dòng)性等，可確立各種臨界值指標(biāo)。農(nóng)作物常用的水分指標(biāo)有致死水量、有效水分下限、適宜水分下限、有效與適宜水分上限指標(biāo)等。

致死水量即植物最大吸濕量，指干土在接近水汽飽和的大氣中吸附水汽，在土壤表面凝結(jié)成液態(tài)水的數(shù)量。接近水汽飽和時(shí)土壤的吸水量一般為31 atm，而植物的吸水量一般不超過(guò)7 atm，至多到15atm，故剩余這部分水對(duì)植物無(wú)效，被稱為致死水量。一般情況下，連續(xù)降水在72 h以上，降水強(qiáng)度在100 mm以上，雨水過(guò)后120 h，若田塊積水得不到排除，就會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題［4］。

有效水分下限即凋萎系數(shù)（萎蔫系數(shù)），指的是在農(nóng)田中當(dāng)土壤水分含量下降到某一數(shù)值時(shí)，農(nóng)作物因缺水而喪失膨壓以致萎蔫，即使在蒸騰率最小的夜間膨壓也不能恢復(fù)，這時(shí)的土壤水分含量稱為凋萎系數(shù)。

適宜水分下限即在土壤水分降低過(guò)程中，毛管水逐漸停止向其消失點(diǎn)供水時(shí)的土壤含水量。當(dāng)其低于某一量值時(shí)毛管斷裂，水分移動(dòng)緩慢。在該含水量以下，植物開(kāi)始因缺水而影響生長(zhǎng)。例如，夏季田間鏟耥，旱能保墑、澇能散墑就是利用這一原理。

適宜水分上限即田間持水量（又叫田間最小持水量），是指地下水位很深時(shí)，地下水位以上的毛細(xì)管飽和層不能達(dá)到土壤的根系分布層時(shí)，土壤中所保持的水量。其代表在排水良好的情況下，土壤所能保持水分的最大量。

3.2 白山市自然降水變率

白山市全年降水在地理分布上比較均勻，各地（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）的年降水量一般在700～900 mm，大致由東南向西北遞減，年降水變率為20.0%。白山市降水主要集中在6—8月（汛期），占年降水總量的61.3%；降水變率以冬季（12—2月）最大，為42.4%。其中，春季（3—5月）降水量占年降水總量的16.2%，降水變率為31.7%；夏季（6—8月）降水量占年降水總量的61.3%，降水變率為30.0%；秋季（9—11月）降水量占年降水總量的18.4%，降水變率為35.5%；冬季（12月至翌年2月）降水量占年降水總量的4.1%，降水變率為42.4%；農(nóng)作物生長(zhǎng)期（5—9月）平均降水量為639 mm，占全年降水量的79.9%。

3.3 白山市降水時(shí)空分布情況

春季，白山市降水量由東向西遞減，最大降水量一般在東北片，降水量約150 mm；最小降水量在西片，降水量一般為120 mm。夏季，白山市降水量由南向北遞減，西南片大于西片和東北片，西南片約550 mm，西片約500 mm。秋季，白山市降水量由東向西遞減，東片、東北片約150 mm，而西片在130 mm左右。冬季，白山市東片、北片降雪量較大，西片、西南片降雪量較小［5］。由于降水時(shí)空分布存在差異，白山市常在下列2個(gè)時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)階段性干旱。一是5月上中旬，有時(shí)會(huì)延伸到5月下旬，此階段正是旱田播種后，種子發(fā)芽、拱土、出苗的關(guān)鍵時(shí)刻，如果在連續(xù)2個(gè)候次內(nèi)不下透雨（透雨為24 h累積降雨量≥10.0 mm），則會(huì)影響小苗的生長(zhǎng)。二是7月中下旬，此時(shí)正是玉米抽雄、吐絲、授粉階段，需要大量的雨水來(lái)滿足玉米生長(zhǎng)要求。如果此時(shí)發(fā)生階段性干旱，可能會(huì)形成“掐脖旱”。了解白山市的降雨分布情況，有利于在實(shí)際生產(chǎn)中及時(shí)有效采取灌水措施，從而促進(jìn)農(nóng)作物良好生長(zhǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

白山市地處山區(qū)，地形比較復(fù)雜，山、川、平、坡交錯(cuò)分布，適宜多種作物生長(zhǎng)發(fā)育，而各種作物對(duì)氣象因子要求較高。因此，分析白山市的溫、光、水等氣象因素非常重要，通過(guò)分析有利于找出與農(nóng)作物生長(zhǎng)密切相關(guān)的氣象因子及適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)的條件，有利于培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的農(nóng)作物。