基于氣候適宜度的貴南小油菜發育期預報

吳廣厚 邢生惠 趙久淵

摘要 利用青海省貴南縣熱量、降水、日照等氣象資料，對貴南地區小油菜發育期的動態預報模型進行驗證。利用實際天數減去模擬天數，最大誤差為5.7 d，最小誤差為0.1 d。利用預報所得氣象要素結合各發育期回歸方程去靠攏最適宜發育期天數指標，即為預報天數。

關鍵詞 貴南縣；氣象要素；油菜；發育期

中圖分類號：S565.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）04-038-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.04.015

Abstract By using heat， precipitation， sunshine data in Guinan County， dynamic forecasting model for spring rape development period was verified. The results showed that compared the simulated days with the true days， the errors were within 0.1 days to 5.7 days.

Key words Guinan County； Meteoro logical elements； Rape； Development period

油菜，又叫油白菜、苦菜，屬于草本十字花科作物，性喜冷涼或較溫暖的氣候，是我國主要油料作物和蜜源作物之一，其根系發達，耐旱性強，能在土壤肥力差、氣候干旱的條件下栽培。當前，已有不少對作物發育期動態預報的研究，并取得了較好的成果[1-3]。氣象因子對作物發育形成有著顯著影響[4]，發育期和產量分析預報已經成為研究的熱門領域[5-6]。小油菜發育期動態預報模型，可為農事活動預報以及發布農用天氣預報提供依據，更好地服務農牧業生產，為氣象工作融入地方特色經濟發展發揮積極作用。

1 貴南縣氣候特征

貴南縣屬高原大陸性氣候，冬長夏短，冬無嚴寒，夏無酷暑，適宜發展草原畜牧業。年均氣溫3.1℃，年極端最高氣溫31.8℃，年極端最低氣溫-29.2℃，降水量485 mm以上，年平均日照時數為2 907.8 h，年平均蒸發量為1 378.5 mm。氣溫低，日照長，輻射強，降水集中，雨熱同季，但降水不足，蒸發量大。

1.1 熱量條件

貴南地處青藏高原，是典型的高原大陸氣候，晝夜溫差較大，四季不分明，僅有“寒季”、“暖季”之分（圖1）。

1.2 降水條件

貴南縣年降水分布特點主要表現為：南部多，北部少，東部多，西部少，從東南向西部遞減，且降水主要集中在5—9月，此期間的降水量占全縣降水量的89%～91%，因此對農作物及牧草的生長極為有利（圖2）。

1.3 日照條件

貴南地區日照充足，歷年平均日照時數為4 432 h，年平均日照百分率為50.6%，其中5—8月日照均超過400 h/月（圖3）。

2 貴南縣油菜種植適宜性分析

2.1 熱量條件

早、中、晚熟種油菜種植需要≥0℃積溫分別為2 000～2 200℃、2 200～2 400℃、2 400～2 600℃。春性油菜日平均氣溫穩定通過3℃后，種子即萌發，出苗的適宜溫度條件為5～8℃；日平均氣溫超過8℃時，出苗所需時間迅速減少；10～15℃的日平均氣溫，有利于油菜抽薹和發芽的進一步分化及養分積累；開花期和角果發育成熟期的適宜溫度分別為14～18℃和18～20℃，氣溫低于5℃或高于25℃，一般都不利于油菜生育和籽粒產量，氣溫低于-1℃的低溫條件，通常會導致油菜落花、落角，受凍減產。成熟期以平均氣溫15～20℃為宜，最低氣溫降至-2℃時出現霜凍。抗寒性強的小油菜，花期能耐-2℃低溫，成熟期能耐-3℃的低溫。

2.2 水分條件

油菜營養體大，枝葉繁茂，發育期間需水較多。從播種到收獲田間耗水量一般為300～500 mm。白菜型和芥菜型油菜相對而言耐旱性強，耐漬性弱，在不同的生育階段對水分條件的要求表現為營養生長期需水較多、生殖生長期需水相對較少的特點。其中，蕾薹期是油菜對水分最敏感的需水“臨界期”，開花后油菜單株有效角果數和菜籽結籽率與空氣濕度呈負相關，較為適宜的空氣相對濕度為70%～85%。水分條件對油菜產量的制約作用顯著。

2.3 油菜種植適宜性區劃

由圖4可知，貴南縣大部適宜油菜種植，且呈現由東南向西北種植面積依向擴大的趨勢，以中部及東南南部最為適宜。就各鄉鎮而言，過馬營、日安、完秀、角色地區最適宜油菜種植，其次為塔秀、扎日干、旺什科地區。貴南縣西部和東部部分區域普遍海拔較高，氣溫較低，無法滿足油菜發育條件，故不適宜油菜種植。因此制作貴南縣油菜發育期預報有一定的實用性。

3 貴南縣油菜發育期預報模型

3.1 數據來源

資料為貴南縣氣象局提供的逐日溫度（℃）、日照（h）、降水（mm）數據。

3.2 研究方法

將油菜生育期劃分為播種、出苗、現蕾、開花、成熟幾個階段，以發育期內逐日氣象要素為基礎，建立油菜逐日平均溫度、降水和光照適宜度動態函數。在此基礎上分析各個氣象要素對油菜生育期的影響程度，最終利用線性回歸方程模擬油菜發育期函數模型[7-8]。

3.3 各發育期模型建立

其中，t為每天的平均溫度，tl為油菜發育最低溫度，th為油菜發育最高溫度，t0為油菜播種到出苗期生長適宜溫度，st為三基點溫度決定的適宜溫度。并結合公式（2）得到SS。

結合公式（3）和（4）得到RR，結合SS和RR以及發育天數，利用線性回歸得到方程：1.382y+5.172=z，P≤0.05，y為該發育期內適宜日照累計量，z為發育天數。

3.3.4 開花至成熟期 根據相關文獻可知，該發育期僅與溫度有關，可采用有效積溫結合發育天數進行線性回歸。公式如下：

Ws=S，0≤S≤200，S≤0 S≥20（8）

式中，S為每日平均溫度，累加WS就可以得到區間有效積溫Wt，最終模擬得到方程： y=0.074x+2.36， P≤0.05，x為發育區間有效積溫，y為發育天數。

3.4 模型檢驗

利用上述發育期模型帶入歷年對應氣象數據即為模擬天數，與實際天數對比如下（表1）。

利用實際天數減去模擬天數，可見最大誤差為5.7 d，最小誤差為0.1 d。

5 結論

最終根據歷年各發育期天數及氣象因子，利用加權平均法，確定最適宜發育期天數指標。利用預報所得氣象要素結合各發育期回歸方程去靠攏最適宜發育期天數指標，即為預報天數。

參考文獻

[1] 宋迎波.2000年度農業氣象條件對全國油菜產量的影響評價[J].氣象科技，2001，29（S）：88-91.

[2] 楊霏云，王建林.晚稻單產動態預測方法研究[J].氣象科技，2005，33（5）：433-436.

[3] 王建林，宋迎波.棉花產量動態預測方法研究[J].中國棉花，2002，29（9）：5-7.

[4] 董占強.地市級主要農作物發育期、產量預測模式研究[C].中國氣象學會、新世紀氣象科技創新與大氣科學發展——中國氣象學會2003年年會“農業氣象與生態環境”分會論文集.中國氣象學會，2003.

[5] 尹東，王長根.中國北方牧區牧草氣候資源評價模型[J].自然資源學報，2002，17（4）：494-497.

[6] 呂玉華，鄭大偉.北方農牧交錯帶牧草與作物生態氣候適宜性研究[J].中國生態農業學報，2003，11（4）：130-135.

[7] 胡立勇，劉鐵梅，鄭小林，等.油菜發育過程及生育期機理模型的研究Ⅱ.模型的檢驗和評價[J].中國油料作物學報，2004（2）：52-56.

[8] 劉洪，金之慶.油菜發育動態模擬模型[J].應用氣象學報，2003（5）：634-640.

責任編輯：鄭丹丹