黃 巖,陳鵬獅,王 瑩,王賀然,劉東明,胡春麗
遼寧省生態氣象和衛星遙感中心,遼寧沈陽 110166
遼寧旱田作物產量的波動一直受氣象條件的巨大影響,遼寧主要為雨養農業,降水條件嚴重影響農業生產,降水是遼寧地區作物產量波動的主要因素[1-2]。
農業氣象條件診斷評價是氣象部門的農業氣象服務基本內容[3]。近年來,氣象部門主要向特定用戶提供農業氣象信息,但服務對象多局限于糧食企業、交易所等,而對地方市場提供的氣象信息還不夠連續和詳盡。
2021年是近年遼寧農業氣象條件總體優良的年份,氣象災害強度較大、影響范圍較廣,但農業災害較少,對秋糧作物生長發育和產量的影響較小。因此,分析2021年遼寧秋收作物的農業氣象資料可以為氣象條件對比分析和災害研究提供參考。
2021年遼寧秋收作物生長季內(5—9月,下同),農業氣象條件總體優良。熱量條件基本充足,表現為平均氣溫略高于常年值(1981—2010年平均值,下同),略低于近5年平均值(2016—2020年平均值,下同)。降水總體充足,遼西地區較常年偏多,遼東地區偏少;多雨期為6月開花吐絲期(發育期以玉米為參考,下同)和9月中旬乳熟期,其中乳熟期遭遇2次區域性暴雨天氣過程;成熟收獲期仍有多次降水,以強對流過程為主。
5—9月,遼寧省平均氣溫為21℃,比常年值偏高0.3℃,比近5年平均值偏低0.5℃。全省活平均動積溫(≥10℃,下同)為3 125.4℃·d。7月中下旬,全省平均最高氣溫為歷史同期第四高。8月低溫過程持續日數較長,8月中旬全省平均氣溫比常年偏低1.7℃,為2005年以來歷史同期最低。遼寧省平均降水量為666.6 mm,比常年值偏多28%,遼西大部分偏多,遼東偏少。遼寧省平均日照時數為1 126.5 h,比常年值偏少218.7h(圖1~圖2)。

圖1 2021年遼寧省5—9月氣溫、降水、日照時數的距平分布

圖2 遼寧省2021年4—9月逐日全省平均氣溫和降水量分布(對應玉米發育期)
播種期,可以將遼寧2021年4—9月農業氣象條件按月度概括為4月熱量條件較好,春季透雨出現,土壤墑情很好;5月下旬氣溫偏低,春播關鍵期降水偏少,中西部地區出現階段性表層土壤缺墑,旱田作物陸續播種;6月降水異常偏多,7月降水總體偏少,且時空分布不均;8月中旬出現階段性低溫,積溫明顯不足。9月上旬后期至中旬降水偏多,9月下旬后期秋收陸續啟動。
2021年遼寧農業氣象災害以強降水等強對流天氣為主,單災種影響范圍廣、程度較嚴重。4—9月,遼寧省發生的氣象災害包括大風、暴雨(大風)、臺風(大風、降水)、雹災(大風、降水),對產量影響最大的是暴雨(大風)、雹災(大風、降水)(表1)。大部分地區遭遇暴雨(大風)。

表1 遼寧省2021年的主要氣象災害分析
前期底墑較好,凍土化通較早,春播順利。2020年封凍前,強降水形成“雨封地”,早春全省大部地區土壤墑情好,明顯好于其他年份,為近5年最好,各地墑情適宜或飽和。4月25日,各國家級氣象站凍土全部化通,較2020年偏早6 d。5月1—3日,5 cm地溫(15.6℃)能夠滿足秋糧作物播種、出苗需求。
2021年4—5月,遼西部分地區為輕度干旱,墑情明顯好于常年且好于2020年同期;其他地區的土壤墑情接近2020年同期,且偏濕程度低于去年同期。大部分地區入春后第一場透雨出現在4月下旬。春播關鍵期的5月1—22日降水總體偏少,遼西干旱程度和范圍加大,嚴重時發展為中度干旱,個別地區發展為重度干旱,有但利于東部和北部土壤散墑。5月下旬降水依然集中在中部和東部,遼西旱情反復或發展。
遼寧省春播工作從3月中旬持續至5月底,5月為旱田作物的集中播種期,3月下旬春小麥、馬鈴薯陸續進入播種期,分別持續至4月上、中旬;水稻育秧期為4月上、中旬,5月中旬進入移栽期,持續至5月底;玉米、花生于4月下旬進入播種期,大豆于4月下旬進入播種期,5月上旬進入集中播種期,遼西和遼北部分地區因持續無有效降水,6月初才完成玉米播種,春播持續時間為近年來最長。
總體看來,2021年春播順利得益于較好的墑情,遼西遼北等常年墑情較差的情況較輕,持續時間短,范圍較小。春播工作進展較為順利,略有推遲,遼東和遼南地區降水多,墑情適宜但地溫不足影響播種進度;遼西和遼北地區降水少,墑情較差影響播種進度。各地大田作物均在適播期和豐產期完成播種。
在苗期—開花吐絲期,溫度條件完全滿足作物生產需求。5月23—31日,全省氣溫較常年偏低,期間氣溫持續偏低2℃以上,但未對幼苗生長產生影響。6月全省氣溫偏低,光照偏少。7月氣溫偏高,光照偏少,出現持續高溫悶熱天氣。全省平均氣溫為25.2℃,較常年偏高1.2℃,遼西大部積溫依然偏少。7月17—29日受副熱帶高壓影響,全省出現入夏以來范圍最大、持續時間最長的悶熱天氣,全省平均最高氣溫為26.7℃,為歷史同期第三高,中東部地區出現33℃以上高溫。
遼西等易旱區降水量較常年偏多,墑情較好,干旱出現時間短、范圍小。6月降水異常偏多,全省平均降水量比常年偏多近90%,比去年同期偏多3.3倍,為1951年以來歷史同期第一多,全省土壤墑情為近5年較好水平。7月降水總量略少,且時空分布不均,出現階段性漬澇和區域性干旱,其中遼西地區降水量較常年偏多。玉米發育期較常年持平或偏晚,水稻較常年持平或偏早,大豆較常年略偏晚。旱田作物生長較好,局部低洼地段出現農田被淹或漬澇,對作物產量形成有不利影響。
由于今年副高偏北偏西,異常增強,并與東北冷渦在遼寧地區交匯,導致夏秋降水偏多。7月中下旬,全省平均最高氣溫為歷史同期第四高。8月低溫過程持續日數較長,8月中旬全省平均氣溫比常年偏低1.7℃,為2005年以來歷史同期最低。8月積溫、光照稍顯不足,其中,8月9—18日全省平均氣溫比常年偏低2℃,為1992年以來歷史同期最低。東西部山區出現水稻障礙性冷害,但對水稻主產區影響較小。5—8月底,全省活動積溫平均為2 549.7℃·d,比近年均值偏低,積溫最低值主要出現東西部山區,作物發育進程較歷年偏晚。8月的低溫過程持續日數較長,對水稻灌漿速度產生了一定程度的影響,但對大田作物和主產區的水稻影響較小。9月全省平均氣溫較常年偏高,各地氣溫普遍偏高。全省62個國家氣象站中,有8個站9月平均氣溫為1951年以來歷史同期最高值。
8月下旬后期以晴好天氣為主,農田偏濕狀況有所改善、大田作物灌漿加速。50%的降水集中在9月中旬。強降水、大風、冰雹導致農田漬澇、果樹落果以及作物倒伏。月內遼寧省出現2次
區域性暴雨過程,分別出現在11日和20—21日,過程綜合強度評估分別為中等和較強。各地普遍出現農田漬澇、果樹落果和作物倒伏,倒伏為近年最重。
土壤偏濕、霜凍偏晚、成熟期偏晚,秋收作物收獲普遍偏晚。9月下旬后期,降水基本結束,偏濕偏澇狀況改善,遼西地區花生開始零星秋收,全省收獲啟動比常年偏晚10 d左右。全省初霜平均較歷年晚7 d,大部分地區在10月16—17日出現初霜。10月降水主要集中在上旬,降水量異常偏多,形成今年少見的“埋汰秋”天氣。“
埋汰秋”天氣是北方地區在大田作物收獲期因降水異常偏多而對籽粒脫水、成熟和大田收獲、糧食晾曬均產生了不利影響的天氣[4]。“埋汰秋”天氣導致農機無法正常進地,增加了大田作物收獲的難度,同時由于土壤偏濕,作物大風倒伏,籽粒貼地受潮霉變,品質下降。
與近10年相比,大部分地區產量好于近年,增產趨勢明顯,產量水平位于歷史高位。遼寧旱田玉米產量與降水量密切相關。
(2)遼寧地區降水條件好,墑情好于近年,產量有所提升。
(2)受降水帶來的大風冰雹天氣,作物倒伏較多,但基本為區域性天氣,產量受影響程度較小。
(3)多雨天氣易造成病蟲害多發,玉米易發大小斑病等,但2021年多雨天氣集中在收獲季,對產量的影響較小。
2021年,階段性低溫和降水是影響遼寧省大田作物發育進程的主要因素。2021年的氣象條件,干旱不是制約產量的主要因素,階段性的低溫天氣對大田作物的發育進程帶來了較大的影響。灌漿期較長階段的持續低溫天氣,影響了作物的灌漿速率,導致成熟期推遲。同時“埋汰秋”使得全省大田作物成熟較晚,收獲期進度比歷年偏慢,結束較晚。
秋雨較多對糧食收曬、儲運不利,在遼寧地區出現的較少,研究較少,日后有待進一步研究。