烏蘭察布地區(qū)冷涼蔬菜紫甘藍(lán)生長發(fā)育氣象條件分析及氣象災(zāi)害影響與防御

鄒純麗

(內(nèi)蒙古烏蘭察布市氣象局，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)

引言

烏蘭察布市地處內(nèi)蒙古陰山北麓，是典型中緯度內(nèi)蒙古北部冷涼地區(qū)，其氣候基本特點(diǎn)是干旱、冷涼、生長期短，但是常年光照充足。在冷涼生態(tài)和冷涼天氣前提下，適宜種植具備綠色、優(yōu)良特性的冷涼蔬菜。根據(jù)1991—2020年整編資料顯示，烏蘭察布市集寧區(qū)4—9月生長季常年月平均氣溫15.3℃，月降水總量323.1mm，月日照時(shí)數(shù)1526.8h，月蒸發(fā)量656.3mm，無霜期95～145d。主要?dú)庀鬄?zāi)害有暴雨洪澇、干旱、霜凍、冰雹和大風(fēng)沙塵暴等，其中干旱是影響農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)最主要的氣象災(zāi)害。

紫甘藍(lán)作為具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的冷涼蔬菜作物，在烏蘭察布各地區(qū)廣泛種植。近些年，烏蘭察布市冷涼蔬菜工作站積極參與地方經(jīng)濟(jì)科技扶貧工作，結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際和科技項(xiàng)目實(shí)施，2019年以來，對(duì)“甘藍(lán)新品種選育及其栽培技術(shù)”進(jìn)行推廣，在興和縣、卓資縣、察右前旗、察右中旗等地進(jìn)行紫甘藍(lán)種植。紫甘藍(lán)每年市場價(jià)格不等且在上升，因此對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育氣象指標(biāo)進(jìn)行研究，找出適合當(dāng)?shù)貧夂虻倪m宜條件，提高紫甘藍(lán)產(chǎn)量，進(jìn)一步擴(kuò)大種植，帶動(dòng)農(nóng)村效益，增加農(nóng)民收入，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常有價(jià)值。

1 研究對(duì)象及方法

在本次研究中，選取研究對(duì)象是烏蘭察布市冷涼蔬菜院士工作站種植基地。選取6塊試驗(yàn)田，為有機(jī)質(zhì)含量高、排灌條件好、疏松肥沃的沙壤土，且種植地前茬不是十字花科蔬菜。

利用集寧區(qū)國家站和白海子區(qū)域站5—8月的氣溫、降水、日照以及地溫等氣象資料，應(yīng)用Excel和SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用對(duì)比分析、數(shù)據(jù)相關(guān)性等方法，從熱量和水分2個(gè)方面對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育期氣象條件進(jìn)行分析，找出紫甘藍(lán)生長過程中各生長期對(duì)溫度、水分、光照等氣象要素的關(guān)聯(lián)，研究紫甘藍(lán)的最優(yōu)播種期，最終形成生長發(fā)育最適條件。

2 紫甘藍(lán)生長特點(diǎn)及生長需求分析

紫甘藍(lán)屬于中甘系列品種，屬于十字花科蕓苔屬，葉片中花青素含量比較高。其生長發(fā)育期一般可以分為育苗期、蓮座期、結(jié)球期和收獲期等。生育期65～80d，單球重在1.5～2.0kg，外觀呈紫色，扁圓球形狀，具有一定耐寒性，營養(yǎng)價(jià)值較高，抗病性好，適宜廣泛種植，產(chǎn)量較高，經(jīng)濟(jì)效益好。一般4月中下旬在大棚或溫室內(nèi)進(jìn)行紫甘藍(lán)育苗，苗齡在30～40d。播種后應(yīng)保持較高溫度，白天20～25℃，夜間15℃左右，在第1片真葉出土后適當(dāng)降低溫度，白天維持在18～20℃，夜間10～13℃。5月下旬進(jìn)行移栽定植，在定植前的7～10d，幼苗應(yīng)該進(jìn)行低溫鍛煉。幼苗5～7片，莖粗0.5cm左右時(shí)即可移栽。苗期注意防治小菜蛾、菜青蟲等害蟲。

3 熱量條件分析

3.1 積溫條件

紫甘藍(lán)整個(gè)生長發(fā)育期的適宜溫度一般是前期低、后期高，對(duì)≥7℃的積溫有一定要求，從播種到收獲需有效積溫1200～1400℃，無霜期在90d以上。從紫甘藍(lán)種植歷年統(tǒng)計(jì)資料可以看出，冷涼蔬菜工作站5月中旬播種，8月中旬收獲，生育期為90～120d，期間穩(wěn)定通過7℃的積溫為2036.2℃，可滿足紫甘藍(lán)對(duì)積溫的要求。

3.2 全生育期各階段氣溫條件

紫甘藍(lán)是一種具有耐寒性和耐熱性的蔬菜，每年5月中下旬適宜溫度播種移栽，在紫甘藍(lán)生長發(fā)育過程中，不同階段對(duì)溫度有不同的需求。溫度在7～25℃能正常生長結(jié)球。

3.2.1 育苗期

在溫度2～3℃條件下，種子緩慢發(fā)芽，發(fā)芽最適溫度為15～20℃，2～3d即可發(fā)芽，最低溫度需15d左右發(fā)芽。2022年4月下旬10cm平均地溫為10.8℃，已經(jīng)滿足種子發(fā)芽的條件。但由于春季氣溫波動(dòng)較大，以及低溫凍害的影響，4月中旬在大棚內(nèi)進(jìn)行育苗，待小苗長至5片葉子時(shí)，開始進(jìn)行定植。到5月下旬，10cm地溫上升至17.1℃，進(jìn)行移栽定植，適宜紫甘藍(lán)生長發(fā)育溫度。

3.2.2 蓮座期

紫甘藍(lán)能耐短期3～5℃的低溫和35℃以上的高溫。植株生長生育適溫為18～20℃，2022年5月下旬紫甘藍(lán)移栽定植的溫度為18℃以上，溫度條件能夠滿足作物的正常生長。從定植到蓮座期后期30～40d，外葉生長適溫為20～25℃，6月上旬—7月上旬，此階段平均氣溫為20.1℃，非常適合紫甘藍(lán)外葉生長。

3.2.3 收獲期

紫甘藍(lán)進(jìn)入結(jié)球末期后，當(dāng)葉球包合達(dá)到相當(dāng)緊實(shí)時(shí)，球重為0.75kg左右時(shí)陸續(xù)收獲，其中一些比較小的也要收獲，因?yàn)樽细仕{(lán)生長周期是一定的，如果放在田間繼續(xù)種植，可能會(huì)變老或影響紫甘藍(lán)口感。收獲標(biāo)準(zhǔn)是葉球充分緊實(shí)，切去根蒂，去掉外葉、損傷葉等，做到葉球干凈，不帶泥土。

圖1 2022年白海村平均氣溫與降水量變化

表1 紫甘藍(lán)全生育期氣溫條件和適宜條件

3.3 水分條件

紫甘藍(lán)生長喜較濕潤的環(huán)境條件，在空氣相對(duì)濕度為80%～90%和土壤含水量為70%～80%時(shí)生長發(fā)育良好，土壤水分不足會(huì)影響結(jié)球的質(zhì)量和產(chǎn)量的下降。紫甘藍(lán)在幼苗期和蓮座期有一定的耐旱能力。結(jié)球期則要水分充分供應(yīng)，保證土壤濕潤，使之結(jié)球緊實(shí)。在收獲前期水肥不能過大，以避免裂球。

表2 全生育期水分條件與適宜條件

紫甘藍(lán)葉片面積大，能夠吸收利用土壤深層水分，在生長旺盛期耗水量大，在生長發(fā)育過程中，需加強(qiáng)水分的及時(shí)澆灌。紫甘藍(lán)苗期管理在冷涼蔬菜大棚內(nèi)進(jìn)行，往往能夠保障育苗濕度要求。2022年5月中旬白海子鎮(zhèn)大部分土壤墑情為二類下等墑，由于春季降水少、大風(fēng)日數(shù)偏多，出現(xiàn)階段性干旱，土壤墑情嚴(yán)重下滑。后期隨著有效降水的出現(xiàn)，但時(shí)空分布不均勻，對(duì)紫甘藍(lán)生長仍較為不利，需要對(duì)移栽定植后植株保持水分的供應(yīng)，尤其在紫甘藍(lán)結(jié)球期，充分保持土壤濕度，提前蓄墑澆水灌溉。但是紫甘藍(lán)根系淺，怕積水，由于7—8月局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣具有不確定性，雨水多時(shí)需及時(shí)進(jìn)行排水排澇，否則容易引起植株病害的發(fā)生。

3.4 光照條件

紫甘藍(lán)為長日照植物，喜陽光充足。紫甘藍(lán)對(duì)光照強(qiáng)度要求不嚴(yán)格，在未通過春化的條件下，長日照有利于植株生長，日照較短和較弱的光照有利于結(jié)球。通過春化的則高溫長日照下抽薹開花。5—7月日照時(shí)數(shù)分別為281.4h、240.2h、260.4h，基本滿足紫甘藍(lán)生長需求，8月由于降水偏多，日照時(shí)數(shù)相對(duì)減少，為249.0h，但仍可以滿足結(jié)球期光照條件。

圖2 2022年5—8月日照時(shí)數(shù)變化

4 氣象災(zāi)害引起異常水熱條件對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育的影響及應(yīng)對(duì)措施

在紫甘藍(lán)生長發(fā)育階段，如遇較為惡劣的天氣狀況，會(huì)出現(xiàn)生長緩慢甚至作物死亡的現(xiàn)象，如低溫、干旱、洪澇和冰雹等氣象災(zāi)害，對(duì)其生長發(fā)育造成嚴(yán)重影響。紫甘藍(lán)一般在5月中下旬移栽定植，到8月底開始收獲，生育期一般是90～120d。期間氣溫和水分的異常變化都會(huì)對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育帶來不利影響，如5月應(yīng)預(yù)防低溫帶來的紫甘藍(lán)抽薹現(xiàn)象，7—8月會(huì)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水造成紫甘藍(lán)爛根現(xiàn)象，冰雹還會(huì)使作物葉莖造成破壞，9月初要預(yù)防早霜凍等，應(yīng)根據(jù)不同氣象環(huán)境因素采取不同的保護(hù)預(yù)防措施。

4.1 異常熱量條件

4.1.1 低溫

低溫對(duì)紫甘藍(lán)移栽定植后產(chǎn)生較大影響，春季氣溫偏低，可能會(huì)遇到較長時(shí)間的低溫災(zāi)害，5月中下旬也會(huì)出現(xiàn)連續(xù)低溫情況。紫甘藍(lán)在生長過程中，必須經(jīng)過一段時(shí)間的低溫，才能完成開花結(jié)實(shí)，這一過程叫紫甘藍(lán)的春化過程。紫甘藍(lán)屬于長日照作物，在低溫條件下更容易完成春化現(xiàn)象，尤其在苗齡較大的情況下，通過春化時(shí)間更短。所以，在育苗期或定植期遇到長時(shí)間低溫的話，會(huì)使紫甘藍(lán)早期抽薹而不能形成葉球，嚴(yán)重影響到紫甘藍(lán)產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)種植戶造成一定的損失。因此，在移栽定植前，做好防低溫準(zhǔn)備措施，可選用優(yōu)質(zhì)塑料膜、挖設(shè)防寒溝等保溫增溫措施。

4.1.2 高溫

高溫是影響紫甘藍(lán)生長的另一氣象災(zāi)害。尤其是在紫甘藍(lán)結(jié)球期，對(duì)溫度有一定的要求，才能夠保證紫甘藍(lán)品質(zhì)和產(chǎn)量。氣溫高于25℃以上時(shí)，紫甘藍(lán)短縮莖易伸長，導(dǎo)致包心不緊實(shí)。因此，可采取遮陽網(wǎng)預(yù)防高溫，或?qū)χ仓赀M(jìn)行灌溉噴水，使其溫度降低。

4.1.3 霜凍

霜凍分為初霜凍和終霜凍，終霜凍影響較小，危害較大的是初霜凍(歷年平均日期出現(xiàn)在9月15日)，初霜凍最早出現(xiàn)在1972年8月30日。紫甘藍(lán)品種具有一定的抗逆性，但是一旦遭遇霜凍災(zāi)害，會(huì)使得結(jié)球變質(zhì)，影響紫甘藍(lán)口感，造成品質(zhì)下降，使得農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益受損。在紫甘藍(lán)生長晚期，要密切監(jiān)測日最低氣溫，預(yù)防霜凍。

4.2 異常水分條件

4.2.1 干旱

干旱對(duì)于紫甘藍(lán)生長發(fā)育影響非常嚴(yán)重，在整個(gè)生長周期內(nèi)對(duì)水分需求非常重要。水分供應(yīng)不足，會(huì)導(dǎo)致土壤濕度下降，土壤板結(jié)。在春夏兩季都有可能發(fā)生階段性干旱，因此，在不同時(shí)期根據(jù)土壤濕度，進(jìn)行適時(shí)澆灌。

4.2.2 洪澇

洪澇一般發(fā)生在夏季，由于6—8月平均降水較多，但降水時(shí)空分布不均，局地易發(fā)生強(qiáng)降水。由于長時(shí)間雨水沖刷和浸泡，土壤透氣性變差，土壤長期處于水分過飽和狀態(tài)，氧氣含量不足，造成作物呼吸能力減弱，會(huì)使得葉片和根部腐爛，或者葉片發(fā)黃，對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育非常不利。同時(shí)水分過多根系生長不良，更容易病蟲害的發(fā)生和發(fā)展。因此，提前做好措施，及時(shí)進(jìn)行排澇。

4.2.3 冰雹

冰雹不論對(duì)于任何作物都是一種影響較大的氣象災(zāi)害種類，會(huì)將紫甘藍(lán)葉莖打爛，造成機(jī)械損傷，嚴(yán)重影響后期結(jié)球。在紫甘藍(lán)生長的任何階段，一旦發(fā)生，就會(huì)造成紫甘藍(lán)減產(chǎn)甚至絕收的情況。因此，應(yīng)密切關(guān)注天氣變化，及早做好預(yù)防措施。

5 加強(qiáng)紫甘藍(lán)生長發(fā)育期氣象災(zāi)害防御的具體措施

近年來，隨著氣溫變暖，極端天氣頻發(fā)。為了提高紫甘藍(lán)品質(zhì)和產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入，加強(qiáng)對(duì)氣象災(zāi)害的防御是非常重要的。

5.1 加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)預(yù)警，提升智慧農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)

為有效降低氣象災(zāi)害造成的損失，要加強(qiáng)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，通過利用一體化平臺(tái)、雷達(dá)、智慧農(nóng)業(yè)預(yù)報(bào)平臺(tái)等各種監(jiān)測軟件，準(zhǔn)確分析預(yù)報(bào)各個(gè)生長階段所面臨的氣象災(zāi)害，預(yù)報(bào)預(yù)警、情報(bào)信息準(zhǔn)確及時(shí)。加強(qiáng)中小尺度系統(tǒng)的預(yù)報(bào)分析，密切監(jiān)測局地強(qiáng)對(duì)流天氣，減輕氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)牧業(yè)的影響；要加強(qiáng)氣象災(zāi)害防御體系建設(shè)，加強(qiáng)與氣象部門、農(nóng)業(yè)部門聯(lián)合互動(dòng)，科學(xué)決策，提前做好防御工作；建立防災(zāi)減災(zāi)機(jī)制，完善決策服務(wù)流程和應(yīng)急預(yù)案，明確責(zé)任分工，將防災(zāi)減災(zāi)工作納入政府績效考核，促進(jìn)“政府主導(dǎo)，部門聯(lián)動(dòng)，全民參與”的防災(zāi)減災(zāi)機(jī)制。

5.2 強(qiáng)化品種選擇，提高紫甘藍(lán)的抗逆性

品種抗逆性一直是紫甘藍(lán)品種研究的一個(gè)重要內(nèi)容。抗逆性是指植物在某些不利環(huán)境中具有抵抗各種脅迫因子的抗御能力的某些性狀，抗逆性包括抗病性、耐極端環(huán)境能力等。強(qiáng)化耐受性實(shí)驗(yàn)技術(shù)，通過品種選育有效提高紫甘藍(lán)的抗逆性。提高紫甘藍(lán)對(duì)各種自然災(zāi)害抵御能力，提高品質(zhì)和產(chǎn)量。

5.3 強(qiáng)化設(shè)施栽培，為紫甘藍(lán)生長提供良好條件

設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培是現(xiàn)階段能夠克服自然環(huán)境中不利因素，人為保護(hù)作物正常生長狀態(tài)的有效措施。在紫甘藍(lán)育苗過程中，可以采用一些小設(shè)施促進(jìn)幼苗生長，如覆蓋一層塑料薄膜，可以提高溫度，讓種子更快發(fā)芽。這樣有利于育苗，也能夠讓幼苗更快生長。

5.4 加強(qiáng)田間管理，提高紫甘藍(lán)的品質(zhì)和產(chǎn)量

有效的田間管理更是保障紫甘藍(lán)品質(zhì)和產(chǎn)量的重要手段。加強(qiáng)各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，如修建水渠、覆蓋地膜等。紫甘藍(lán)需肥水量較大，其中，蓮座期和結(jié)球期需肥量最大。針對(duì)不同時(shí)期不同水熱條件環(huán)境所面臨的氣象災(zāi)害，采取不同設(shè)施減輕低溫、強(qiáng)降水、冰雹等氣象災(zāi)害對(duì)作物生長的不利影響。如覆蓋地膜、加蓋草簾、設(shè)置遮陽網(wǎng)等措施，保證紫甘藍(lán)正常生長。

6 總結(jié)

通過利用3年4—9月氣溫、降水等氣象資料，從熱量和水分等方面對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育期氣象條件進(jìn)行研究分析，并闡述不同階段氣象災(zāi)害對(duì)紫甘藍(lán)生長發(fā)育過程中產(chǎn)生的不利影響以及防御措施，得出以下結(jié)論。

熱量和水分是紫甘藍(lán)生長發(fā)育的關(guān)鍵因素，烏蘭察布地區(qū)熱量條件基本滿足紫甘藍(lán)生長需求。而水分條件僅在7—8月雨水好的天氣狀況滿足，還需種植者及時(shí)關(guān)注作物的生長狀態(tài)，在蓮座期、結(jié)球期及時(shí)澆灌。

為實(shí)現(xiàn)紫甘藍(lán)穩(wěn)定高產(chǎn)，針對(duì)不同氣象災(zāi)害采取不同措施，如春季低溫、夏季高溫、早霜凍等異常熱量條件，謹(jǐn)防階段性干旱、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等異常水分條件帶來的不利影響。

提高氣象防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，密切關(guān)注天氣變化，科學(xué)有效進(jìn)行現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)管理。加強(qiáng)紫甘藍(lán)品種選育，提高抗逆性，提高抗病以及耐極端環(huán)境能力，強(qiáng)化設(shè)施栽培，加強(qiáng)田間管理，提高紫甘藍(lán)的品質(zhì)和產(chǎn)量，為農(nóng)民帶來經(jīng)濟(jì)收益。

本文主要實(shí)現(xiàn)了紫甘藍(lán)種植適宜氣象指標(biāo)及服務(wù)方法研究，對(duì)烏蘭察布農(nóng)業(yè)種植具有重要意義，為烏蘭察布地區(qū)大面積推廣種植紫甘藍(lán)提供了科學(xué)依據(jù)，為種植優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)豐富的紫甘藍(lán)奠定了理論基礎(chǔ)；紫甘藍(lán)是烏蘭察布重要種植經(jīng)濟(jì)作物，通過研究論證得出適宜生產(chǎn)紫甘藍(lán)的氣候標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高烏蘭察布鄉(xiāng)村振興起到極大的推動(dòng)作用。