興安盟科右前旗2010—2019年大豆種植區區域氣候與產量概況

王思儀

科右前旗氣象局，內蒙古科右前旗 137400

近百年來，全球氣候正在向顯著變暖的大趨勢發生變化。在這種氣候大環境的影響下，農業是對天氣氣候狀況較為依賴的行業，所以農業對氣候的變化最為敏感，氣候對農業行業的影響也最大[1]。氣溫、降水、日照等氣象要素因子綜合影響著作物的生長和發育，因此，因地制宜地研究農業作物種植區域氣候概況和對產量結構開展分析，更有利于針對性地了解農作物種植區域的氣候特征和產量結構組成，對于有針對性地助力農作物趨利避害、揚長避短地適應氣候變化，使本地農業生產高質量發展和提高生態農業專項氣象服務水平等方面都具有十分重要的意義，也為后續對農作物種植區的科學研究奠定基礎[2]。

1 研究背景

科爾沁右翼前旗位于內蒙古自治區東北部興安盟的中部地區，大興安嶺山脈的南麓，西部與錫林郭勒盟相連，東部與吉林省白城市接壤，地處大興安嶺與松嫩平原過渡帶，其北部坐落于大興安嶺山脈，其余地區地形為淺山丘陵。屬于溫帶半干旱大陸性季風氣候，四季分明，由西至東立體性氣候特征明顯，熱量資源由西北向東南逐步遞減，呈階梯形分布，年平均氣溫在5℃左右、年總降水量400 mm左右，無霜期最短95 d，最長125 d，年總日照時數為2 400～2 800 h，有利于種植一季作物且適宜該作物的生長發育[3-5]。

科右前旗地區季節氣候特征劃分明顯，春季的降水量較少，蒸發量相對較大，春秋季節大風日數較多，且冷暖空氣交替頻繁，進一步加劇了春季地區的干旱程度，使得極端性低溫、干旱、倒春寒、霜凍等成為了春季影響農作物初期出苗發育的主要氣象因素。夏季常呈現雨熱同季的特征，降水時段集中，且降水量占全年約3/4的比重。由于夏季大氣環流條件易觸發午后強對流，導致冰雹天氣的出現，也成為了夏季影響農作物生長發育和產量主要氣象災害；夏季由于科右前旗光照充足，氣溫較高，較易發生干旱，干旱對農作物對水分吸收的影響較大，因而也成為了影響農作物生長發育和產量結構的主要氣象災害之一。進入秋季冷空氣活動頻繁，氣溫急劇下降，此時段容易發生霜凍災害，對水稻的晚期發育和產量品質均有不良影響。

2 資料與方法

2.1 資料來源

采用的氣象要素數據均來源于興安盟科右前旗的國家基準氣候站，采用2010—2019年大豆農作物全生育期的逐日平均氣溫、氣溫日較差、降水量20:00—翌日20:00、日照時數和蒸發量等數據，活動積溫和有效積溫通過收集到的數據計算得出。

農作物數據采用2010—2019年具有多年種植經驗的種植區的大豆全生育期觀測數據和產量數據，數據來源于興安盟科右前旗統計局農業調查大隊和科右前旗農業氣象站。

2.2 資料處理

2.2.1 氣象數據處理根據大豆全生長發育期特點和所需氣象要素，將2010—2019年收集到的逐日氣象要素依照作物的發育期，分階段進行平均值或累計值的統計和分析，氣象要素中存在極個別數據缺失現象，已通過內插法求出補全，其對整體數據的影響可以忽略不計。

2.2.2 作物產量數據處理將2010—2019年大豆逐年逐生育期時間節點進行統計劃分，主要分為出苗期、三真葉期、分枝期、開花期、結莢期、鼓粒期、成熟期等7個生育期。再分析2010—2019年大豆年總產量的產量結構，通過查詢相關資料，選取能夠反映產量優劣的關鍵指標，選取產量、百粒重、株結實粒數、株籽粒重等產量指標。

2.3 研究方法

采用內插法、模糊數學法、產量結構分析法等方法，完善補充缺失氣象要素觀測數據。

3 大豆種植區區域的氣候概述

大豆屬于喜溫類作物，它在不同生長發育時期對氣溫的適宜程度是不一樣的。大豆作物對高溫不耐受，在開花結莢期，要求日均氣溫19℃以上，若高于27℃，會增加大豆落花落莢，超過40℃，結莢率減少57%～71%，產量顯著降低。大豆抗低溫的能力不如小麥、油菜，但強于玉米、高粱、水稻[6]。在出苗期，真葉是否出現是大豆苗抗旱能力的分水嶺，真葉出現前，豆苗抗寒能力較強，真葉出現后，其抗寒能力明顯減弱。

大豆幼苗苗期如遇到不低于-4℃低溫天氣時，大豆苗將受害輕微；如果溫度降至-5℃以下幼苗可能會全部被凍死。大豆幼苗在受到霜凍之后，只要子葉未被凍死，子葉節就還會出現分枝，繼續生長。在開花期，大豆抗寒力最弱，短時間內氣溫降至-0.5℃，大豆花朵會受到傷害，氣溫降至-1℃時，花朵會死亡，-2℃時植株也會死亡，未成熟的豆莢在-2.5℃受害。成熟期，植株死亡的臨界溫度是-3℃。秋季，短時間的早霜會凍死大豆葉片，氣溫恢復正常后，籽粒重會繼續增加[7]。

圖1 2010—2019年大豆逐發育期氣溫的變化趨勢

由于降水是大豆生長發育期所需水分的重要來源，因此，大豆的產量高低與全生育期期間的降水量有密切關系，是需水較多的作物。自古以來，就有“旱谷子，澇豆子”的說法，在大豆的整個生育期內，從開花期到鼓粒期這個階段大豆的需水量占全生育期的45%左右。在我國東北地區，大豆全生育期降水量為600 mm左右最為適宜，降水量為500 mm左右次之，降水量高于700 mm或者低于400 mm時會造成大豆減產。2010—2019年大豆逐發育期降水量（表1）可以看出，大豆開花至鼓粒期降水量較為充沛，可以滿足大豆發育所需[8]。

表1 2010—2019年大豆各生育期的降水量變化 mm

大豆是短日照作物，對光照長短非常敏感。在一晝夜的日照與黑暗交替的過程中，以9 h為界限，黑夜越長，白晝越短，大豆就能提早開花，否則生育期變長。

圖2 2010—2019年大豆逐發育期累計日照時數的變化趨勢

4 大豆種植區的產量概述

根據農業作物觀測規范中的規定，通常在作物全生育期內要在特定的發育期根據作物的長勢、長相以及影響產量的各主要產量因子的情況，對整個作物群體的生長發育狀況進行綜合、全面的目測評定[9]。具體的評定方法為：以整個觀測地段內全部作物為觀測對象，觀測范圍內的作物與全縣范圍內作物進行對比，或者將當年作物與歷年作物進行對比，綜合評定作物生長狀況的各要素，所得結果根據劃分“三類苗”的方法進行評定，前后2次評定結果有變化時，要注明原因。

根據農業作物觀測規范對生長狀況劃分標準評定研究得出：2010—2019年，科右前旗全縣范圍內大豆生長狀況有小幅波動。2012年，全縣大豆種植面積11 822 hm2，2013—2015年大豆播種面積在2.73萬～3.00萬hm2，其余年份大豆播種面積均在4萬hm2左右[10]。從生長狀況來看，2012年科右前旗受到干旱災害影響產量較低，2015年、2016年大豆在生長發育的鼓粒、成熟時期，植株比較矮小，生長發育狀況為三類。總體來看，10年間大豆一類苗占比68%，二類苗占比28%，三類苗占比4%（表2）。

表2 2010—2019年科右前旗大豆生長狀況及產量變化

5 未來展望

（1）在分析氣候概況時，可以增加時間長度，采用更多年度的數據進行更全面的氣候概況分析。

（2）在區域產量情況分析方面，可以考慮除氣象要素以外的客觀因子對農作物暫時的影響。

（3）在后續研究中，將更全面地利用10年以上的氣象數據，做更長時段的氣候概況分析，同時，在分析產量結構時，考慮除氣象因子以外的其他可能影響作物氣生長發育的因素，例如土壤類型、施肥情況和人工灌溉情況等[11]。