- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:基于1990-2009年阜新蒙古族自治县气象观测数据及大豆生育期资料,本文分析了当地大豆全生育期内温度、降水、日照等关键气候因子的变化特征及其对大豆生长发育的影响。研究进一步探讨了温度、降水及日照异常可能引发的农业胁迫(如高温抑制授粉、干旱或湿涝危害等),并提出了适应性栽培、抗逆品种选育及精准水分管理等对策。
关键词:大豆;全生育期;气候概况
0 前言
近百年来,全球气候呈现出显著的变暖趋势。农业作为对自然条件高度依赖的产业,对此表现得尤为敏感。气温、降水、日照等气象要素因子综合影响着作物的生长和发育[1],因此,深入探究气候变化的规律,不仅对科学评估农业风险至关重要,更对指导我们高效利用气候资源、优化作物布局与品种调整具有重大的现实意义,是保障未来粮食安全与农业可持续发展的关键所在。
1 研究背景
阜新蒙古族自治县(以下简称“阜新县”)位于辽宁省西北部,地处科尔沁沙地南缘,境内地势西北低山、丘陵,东部平洼,南部低山,北部丘陵,中部低丘、平原。阜新县属温带半干旱大陆性季节气候,其特点是四季分明,降水集中,日照充足,温差较大,季风盛行。春季寒冷期长,回暖快,干燥,多大风,易生春旱;夏季炎热,夏季三个月内气温变化较小,降水集中;秋季降温快,但气温高于春季,雨量骤减;冬季寒冷干燥。年平均气温为8.4℃;年平均降水量为433.9mm,全年降水主要集中在6-8月;年平均日照时数为2696.7h。
2 资料与方法
2.1 资料来源
采用的气象要素数据和农作物数据均来源于阜新蒙古族自治县国家基本气象站。气象观测数据包括1990-2009年大豆全生育期的逐日平均气温、降水量、日照时数等数据。农作物数据包括1990-2009年大豆全生育期观测数据。
2.2 资料处理
2.2.1 气象数据处理
依据大豆全生育期的特点及关键气象要素,我们将1990-2009年的逐日气象数据按各发育期阶段进行划分,并统计了其平均值与累计值。数据中存在极个别缺失值,已通过内插法予以插补,该处理对数据整体完整性与分析结果的影响可忽略。
2.2.2 农作物数据处理
将1990-2009年大豆逐年逐生育期时间节点进行统计划分,主要分为出苗期、三真叶期、分枝期、开花期、结荚期、鼓粒期、成熟期等7个生育期。
2.3 研究方法
针对气象要素观测数据的缺失问题,本研究运用内插法、模糊数学法和产量结构分析法等多种方法予以补全。
3 1990-2009年大豆全生育期气候概况
3.1 温度
大豆喜温暖,但耐冷凉。辽宁地区一般春播晚熟大豆,必须在日平均气温超过8℃且地表下5cm处温度达到10~12℃时才能正常生长[2],温度过高或过低都会造成大豆种子无法发芽或影响生长速度。阜新县年平均温度年在8.4℃之间,昼夜温差较大,如果没有遇到极端天气,夏季气温往往也不高于30℃。可见,阜新县的温度条件非常适合大豆种植。
大豆在不同生长发育时期对气温的适宜程度是不一样的。日平均气温达到18.0-20.0℃时,大豆芽苗生长加快,开花结荚期以23.0-26.0℃为宜,鼓粒期要求气温23.0-25.0℃,成熟期适宜气温为18.0℃[3]。根据阜新蒙古族自治县国家基本气象站观测资料(图1),出苗期平均气温为17.3℃,分枝期达到22.3℃,开花期升至24.7℃,之后气温下降,鼓粒灌浆期为23.5℃,成熟收获期在18.8℃,温度条件满足大豆生长发育需求。阜新地区的大豆各发育阶段均在适宜温度范围内。
图1 1990-2009年大豆逐发育期气温的变化趋势
3.2 降水
大豆在生长发育过程中对水分的需求较大,且不同生长阶段的需水量也有所不同。自古以来,就有“旱谷子,涝豆子”的说法,在大豆的整个生育期内,苗期需水量占全生育期降水量的20%左右,开花期和结荚期达到需水临界期,要求水量占全生育期需水量50%以上,从鼓粒期至晚熟期,需水又逐渐减少,约占大豆全生育期总水量的25%。阜新县降水集中在夏季,6-8月降水量占全年降水总量的60%以上,这与大豆开花期和结荚期需水高峰同步,可以减少灌溉依赖,促进根系发育与籽粒形成,保障大豆稳产[4]。
根据阜新蒙古族自治县国家基本气象站观测资料(表1),大豆开花至鼓粒期降水量较为充沛,可以满足大豆发育所需。
表1 1990-2009年大豆各生育期的降水量变化 mm
年份 | 生育期 | ||||||
出苗 | 三真叶 | 分枝 | 开花 | 结荚 | 鼓粒 | 成熟 | |
1990 | 6.7 | 9.5 | 112.3 | 84.9 | 89.4 | 6.0 | 114.3 |
1991 | 6.5 | 29.0 | 208.2 | 88.9 | 87.3 | 66.8 | 53.8 |
1992 | 33.1 | 0.0 | 67.4 | 132.3 | 63.1 | 49.6 | 24.6 |
1993 | 18.5 | 0.0 | 145.3 | 15.5 | 34.6 | 71.5 | 51.4 |
1994 | 74.0 | 11.7 | 319.0 | 54.8 | 0.8 | 205.0 | 73.1 |
1995 | 23.7 | 0.3 | 128.6 | 54.3 | 194.1 | 110.8 | 46.6 |
1996 | 0.4 | 24.8 | 95.4 | 5.9 | 12.6 | 129.2 | 85.9 |
1997 | 9.7 | 0.0 | 90.9 | 30.4 | 20.2 | 215.4 | 48.3 |
1998 | 86.8 | 2.8 | 108.5 | 40.5 | 124.6 | 277.5 | 31.5 |
1999 | 7.4 | 0.0 | 86.3 | 0.8 | 25.5 | 115.9 | 19.0 |
2000 | 11.9 | 0.0 | 32.2 | 0.0 | 50.8 | 151.5 | 26.6 |
2001 | 11.1 | 0.7 | 173.4 | 3.8 | 73.8 | 56.2 | 11.9 |
2002 | 0.0 | 1.7 | 71.1 | 52.1 | 88.7 | 93.9 | 2.8 |
2003 | 6.0 | 2.0 | 74.2 | 26.0 | 62.5 | 23.0 | 41.3 |
2004 | 9.8 | 1.2 | 141.4 | 8.1 | 68.9 | 85.1 | 6.1 |
2005 | 8.2 | 86.3 | 135.6 | 5.0 | 105.5 | 49.9 | 16.0 |
2006 | 2.8 | 16.3 | 108.0 | 26.3 | 6.0 | 21.3 | 45.6 |
2007 | 6.8 | 37.6 | 163.3 | 46.4 | 35.4 | 74.3 | 28.1 |
2008 | 33.8 | 15.5 | 130.6 | 135.3 | 37.1 | 7.9 | 94.6 |
2009 | 7.5 | 8.9 | 100.5 | 59.7 | 24.8 | 5.0 | 7.1 |
3.3 日照时数
大豆喜短日照,对日照长度及强度敏感。在一昼夜的日照与黑暗交替的过程中,以9h为界限,黑夜越长,白昼越短,大豆就能提早开花,否则生育期变长。
根据阜新蒙古族自治县国家基本气象站观测资料(图2),光照充足,能够满足大豆生长关键期的光照需求,有利于植株进行光合作用,促进生长和籽粒饱满。
图2 1990-2009年大豆逐发育期累计日照时数的变化趋势
4 不同气象因子对大豆的影响
4.1 温度对大豆的影响
温度是影响大豆生长发育及产量形成的关键环境因子,其效应具有双重性。适度高温可加速大豆生育进程,提升光合效率,促进同化产物积累,对生长有利;但持续或极端高温会抑制生理代谢,降低花粉活力与授粉成功率,导致结荚数减少,最终引起减产。另一方面,低温则会延缓大豆生长发育,延长生育期,减少干物质积累,并削弱植株抗病能力,增加根腐病与霜冻的发生风险。为应对温度胁迫,可采取以下针对性管理措施:
1)温度适应性栽培:根据当地气候条件调整播期,使大豆关键生育阶段避开极端温度时段,如通过适时早播规避后期低温,或调整播期使开花结荚期避开高温天气。
2)抗逆品种选育与利用:因地制宜选用耐高温或耐低温的大豆品种,提高植株对温度逆境的适应能力。
4.2 降水对大豆的影响
降水作为关键环境因子,通过影响土壤水分状况直接调控大豆的生长发育和产量形成。水分胁迫,包括干旱与湿涝,二者是主要限制因素。干旱会导致土壤水分匮乏,阻碍根系对水分和养分的吸收,引发植株生长迟缓、叶片卷曲发黄;在生殖生长阶段,水分亏缺会显著降低花粉活力与授粉成功率,导致结荚数减少而减产。反之,湿涝则造成土壤积水缺氧,抑制根系呼吸,影响养分转运,并易诱发根腐病等病害,进一步损害植株机能[5]。为应对水分胁迫,可采取以下针对性管理措施:
1)精准水分管理:遵循“旱能灌、涝能排”原则。干旱时段适时补充灌溉,保持土壤适宜湿度;雨季或低洼地区则需建设并维护畅通的排水系统,确保田间无积水。
2)抗逆品种选育与应用:因地制宜选用抗旱或耐涝品种,从遗传基础上提高大豆对水分胁迫的适应能力。
4.3 日照对大豆的影响
日照是影响大豆生长发育的关键气象因子,主要通过调节光合作用直接决定植株的物质积累与产量形成。日照条件的变化对大豆生长具有显著影响。持续过强的光照可能导致光抑制现象,降低光合效率,严重时会使叶片灼伤,并加剧植株蒸腾作用,导致水分亏缺,进而影响正常生理活动。反之,光照不足时光合作用受限,植株有机物质合成减少,易出现叶片变小、叶色发黄、茎秆细弱等现象,导致生物量积累不足,最终影响结荚数与籽粒充实度。为应对光照胁迫,可采取以下针对性管理措施:
1)合理密植优化群体结构:根据品种特性和地方光照条件,科学配置行株距,构建通风透光良好的群体,提高光能利用效率。
2)选用光适应性品种:选择耐弱光或耐强光的大豆品种,提升对不同光照环境的适应性与稳定性。
5 结束语
了解不同气象因子对大豆的影响,是应对气候变化、保障稳产高产的重要基础。阜新地区气象部门应加强农业气象监测预警能力,深化气候规律分析与影响评估,并与农业部门协同联动,将气象信息有效转化为具有区域针对性的生产建议。通过提供前瞻性的科学指导,助力农户科学决策,从而提升大豆产业对气候变化的整体适应能力,为区域农业的可持续发展提供坚实支撑。
参考文献:
[1]王思仪.兴安盟科右前旗2010—2019年大豆种植区区域气候与产量概况[J].农业灾害研究,2022,12(09):103-105.
[2]武福强.辽宁地区气象条件对大豆种植的影响与防御对策[J].基层农技推广,2020,8(6):73-74.
[3]高莉莉,吴航,张放,等.锦州地区大豆种植气象条件分析及生产调整对策[J].黑龙江粮食,2024,(09):43-45.
[4]史岽辰.辽宁气象条件对大豆种植的影响及防范措施[J].农业科技与装备,2025,(01):26-27.
[5]孙悦,于博,侯博.不同年份气象因子对夏大豆生长及产量的影响[J].种子科技,2024,42(04):131-133.
作者简介:李苗苗(1999.04),女,汉,辽宁省盘锦市大洼区,本科,助理工程师,从事研究:气象观测。
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