六盤山區油菜花期與氣象條件的關系研究

田 慧，田倍齊，祁 菲，李化泉，李海濤

（1.中國氣象局旱區特色農業氣象災害監測預警與風險管理重點實驗室，寧夏 銀川 750002；2.寧夏回族自治區隆德縣氣象局，寧夏 隆德 756300）

隆德縣位于六盤山西麓、寧南邊陲，年平均氣溫為5.6℃，春季平均氣溫為6.4℃，夏季平均氣溫為16.3℃，秋季平均氣溫為5.8℃，冬季平均氣溫為-5.9℃，最熱月集中在6—8月。年平均日照時數為2303.5 h，年均降水量492.0 mm，全年降水量主要集中在6—8月。

近年來，隆德縣因地制宜，大力發展旅游鄉村提升項目，以市場為導向，以農民增收為核心，立足于隆德縣海拔高、無霜期短、氣候喜涼、晝夜溫差大等氣候特點以及土壤類型、傳統產業發展現狀和優勢特色產業發展前景，2017年以來，隆德縣選擇成熟期較短的油菜作為群眾增收致富產業，沿隆張公路一帶，種植油菜面積333.33 hm2以上，發揮生態效益，帶動村集體經濟，推動鄉村振興戰略實施，蹚出了一條“靠山增收、靠地致富”的產業扶貧路，極大的助推鄉村旅游，為隆德縣特色活動提供優良條件，實現以旅帶農、以農促旅，促進農旅產業融合發展。到2020年，全縣油菜種植面積達1000 hm2以上，延綿隆張公路20余km，是寧夏目前面積最大、分布最廣、海拔最高、花期最長、開花最晚的油菜種植區。目前隆德縣油菜花觀光旅游已形成一條趨于完整的鄉村旅游產業鏈。為有效延長油菜花觀賞期，相關部門采取錯時播種的方式，但對油菜花期及最佳觀賞期預測不夠精準，不能最大程度發揮其旅游經濟效益。

氣候因素、油菜品種、種植技術及土壤性質等對油菜花期都有不同程度影響，在一定環境條件下，氣候條件對油菜始花期的影響尤為明顯。國內已有很多學者對植物花期與氣候條件的關系進行了深入研究，如郭連云[1]等（2016年）分析氣象因子對梨樹始花期的影響，依此建立始花期預報模型；廖碧婷、王四化[2]等通過分析氣溫數據與同一時段的梅花花期觀測數據，對廣州地區梅花花期進行了預報。以上研究證明，植物花期在很大程度上受氣候變化影響，根據前期氣候變化預測花期，能夠有效服務賞花旅游。但是西北地區特別是寧夏區內針對寧南山區油菜花期與氣象條件的關系研究較少。因此，本文利用六盤山區2017—2020年油菜發育期觀測資料以及同一時間段相關氣象數據，對油菜始花期進行初步預報，基于油菜始花期預報開展油菜花期旅游氣象服務，對提升隆德縣鄉村旅游項目有重要作用。

1 資料來源

2017—2021年油菜歷史觀測資料來自隆德縣農業技術推廣服務中心、涇源縣農業農村局、西吉縣農業農村局。觀測油菜為春油菜，根據《農業氣象觀測規范》[3]開展油菜出苗、抽薹、開花等發育期的觀測記錄。始花期標準為開花植株數占總株數比例達到10%。氣溫、日照、降水等氣象資料均來自隆德、涇源、西吉3縣氣象局。

2 研究方法

2.1 數據處理

六盤山區油菜為春油菜，種植一般在4月下旬到5月初，開花始期一般在6月中下旬。為便于數據處理，將始花期出現的時間利用Julian日換算方法，轉換為距離6月1日的日數，可以得到一個時間序列（如6月1日可以記為1，6月2日記為2，……，以此類推）[4]。

2.2 統計分析

數據處理軟件采用Excel、Origin等，對2017—2020年油菜發育期觀測資料及同一時間段的相關氣象數據進行處理，利用相關分析法判斷氣溫、降水、日照等因子對油菜始花期的影響程度，然后采用逐步回歸分析法找出對油菜始花期影響最為明顯的因子，計算出預報模型。用2021年的實際觀測數據對建立的模型進行驗證。

3 結果與分析

3.1 六盤山區油菜花期特征分析

根據2017—2020年油菜物候資料（表1），六盤山區油菜始花期最早為6月13日，最晚為6月24日，平均始花期為6月19日。油菜始花期的穩定程度可以通過均方差的大小來判定，計算2017—2020年油菜始花期日序數均方差為3.9，可見油菜始花期波動不明顯，相對穩定。

表1 2017—2020年六盤山區油菜發育期

3.2 氣象因子對油菜始花期的影響

光照、溫度和濕度對植物生長有著極其重要的作用，植物開花需要一定的光溫積累，油菜開花前溫度、光照、濕度的變化在一定程度上能夠反映始花期的早遲[5]。

對六盤山區氣溫、日照、降水等氣象因子與油菜花期進行相關分析，發現油菜始花期與始花期前期平均氣溫、最低氣溫有明顯負相關關系，前期平均溫度及最低氣溫偏高會使始花期提前；充足的光照條件有利于油菜在苗期進行光合作用，積累養分，進而在花期增加花朵開放量；降水量對油菜始花期影響較小，無明顯相關性，因此降水量暫不作為預測六盤山區油菜始花期的一個氣象因子。

計算油菜出苗、抽薹、開花等關鍵發育期穩定通過0℃、5℃、7℃、10℃的積溫，分析不同積溫對油菜各發育期的影響。發現播種后溫度回升快、保持較高溫度將縮短出苗期，有利于出苗；穩定通過10℃的積溫對抽薹期影響較小，相關性不顯著，而穩定通過5℃的積溫對抽薹期有較大影響，抽薹期的油菜對溫度的需求較低，相對低溫可在一定程度上延長油菜的抽薹期，進而使油菜有效分枝數增加。高溫不僅不宜于油菜生長期養分積累，還可能會造成土壤水分缺失、濕度降低以及誘發一系列病蟲害；穩定通過10℃的積溫對開花期有較大影響，因為作物需要積累一定的熱量和溫度才能正常開花授粉。因此，穩定通過10℃的積溫可作為預測六盤山區油菜開花始期的重要因素[6]。

3.3 油菜花期預報模型的建立與檢驗

3.3.1 預報模型建立 通過上述分析，從影響油菜發育期的各種氣象因子中挑選出對油菜始花期日序數有較大影響的因子，利用Origin 8.0軟件對挑選的氣象因子進行逐步回歸分析，計算出油菜始花期預報模型：

式中，Y為始花期日序數，X1為6月上中旬平均氣溫，X2為6月上中旬日照時數。方程復相關系數R=0.9988，P=0.000048 1，顯著性概率小于5%，因此回歸方程可用。

3.3.2 預報模型檢驗 利用2017—2020年實際觀測到的六盤山區油菜始花期，對得到的預報模型進行檢驗，結果顯示（表2），始花期模型預測值與實際觀測值相差在0.1～1.2 d，平均準確率達97%，證明此模型能夠對油菜始花期進行較為準確的預報。

表2 2017—2020年六盤山區油菜發育期

利用油菜始花期預報模型，將2021年的各氣象因子預測值代入得到Y值為23.78003，換算成日期，則2021年油菜始花期預報日期為6月24日，而實際觀測始花期為6月22日，兩者相差1.78 d，預報準確率為92.5%，進一步證明驗證了預報模型是可信的。

4 討論

在實際應用此模型預報油菜始花期時，要結合始花期前期氣象因子的變化情況，對預報模型進行相應訂正。由于六盤山區海拔較高且冷空氣活動頻繁，氣溫變化明顯，對油菜始花期有很大的影響，始花期會隨氣溫升高而提前，氣溫降低會使始花期延遲。因此，結合實際情況對油菜始花期預報進行相應修正，可以使預報結論與實際花期更相符。

油菜始花期不只受氣象因素影響，還受油菜品種、種植技術及土壤性質等影響，且油菜發育期是人工觀測，有一定人為因素影響，觀測記錄的人為誤差也會影響油菜始花期預報模型的準確性。

六盤山油菜物候觀測時間短、記錄少，因此預報模型代表性較差。需進一步觀測油菜物候資料，收集相關氣象因子，對預報模型加以訂正優化，使其能更好地預報油菜始花期。