陳 帆,曹久才,王 娟,黃廣鋒
(1.鎮(zhèn)原縣氣象局,甘肅 鎮(zhèn)原744500;2.門頭溝區(qū)氣象局,北京102300;3.環(huán)縣氣象局,甘肅 環(huán)縣745700;4.鎮(zhèn)原縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,甘肅 鎮(zhèn)原744500)
萬(wàn)壽菊又名金盞花、臭芙蓉,菊科,為一年生草本植物,主要用途是從花朵中提取葉黃素,廣泛用于食品、飼料、醫(yī)藥等行業(yè),經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大,故萬(wàn)壽菊產(chǎn)業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景[1-2]。鎮(zhèn)原縣位于甘肅省東部,地處北緯35°27′至36°16′,東經(jīng)106°44′至107°36′之間,全縣平均海拔高度1456 m,屬北溫帶大陸性氣候,四季分明,雨熱同季,光熱資源豐富,作物生長(zhǎng)季溫度適中。
自2017年起,甘肅省鎮(zhèn)原縣政府以優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)民收入水平、加快脫貧奔小康進(jìn)程為目標(biāo),在本縣引進(jìn)了萬(wàn)壽菊種植項(xiàng)目,目前萬(wàn)壽菊培育發(fā)展已成為全縣主要特色富民產(chǎn)業(yè)。2020年,鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊全縣種植面積達(dá)5300 hm2,每666.7 m2產(chǎn)量2.5 t,收入2500元,受益農(nóng)戶7.8萬(wàn)戶,可實(shí)現(xiàn)增收1.6億元。因此,通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析1981-2020年鎮(zhèn)原縣的氣溫、降水、日照、無(wú)霜期以及萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)季節(jié)的光、溫、水資料,總結(jié)出鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊生產(chǎn)期最佳農(nóng)業(yè)氣象生產(chǎn)指標(biāo),對(duì)于科學(xué)開發(fā)利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣候資源、合理有效促進(jìn)全縣萬(wàn)壽菊大面積推廣生產(chǎn),具有較高的積極促進(jìn)作用。
本文所用氣象資料為1981-2020年甘肅省鎮(zhèn)原國(guó)家氣象觀測(cè)站數(shù)據(jù)。甘肅省鎮(zhèn)原縣年平均氣溫10.1℃,降水量479.0 mm,無(wú)霜期170 d,年總?cè)照諘r(shí)數(shù)2370.9 h,農(nóng)作物生長(zhǎng)期日照1800-2000 h,干旱少雨是鎮(zhèn)原縣最基本的氣候特征。
萬(wàn)壽菊物候觀測(cè)資料采用甘肅省鎮(zhèn)原縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心2017-2020年的種植觀測(cè)資料。根據(jù)近4 a來(lái)的數(shù)據(jù)分析,鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊全生育期大約200d左右,主要有4個(gè)關(guān)鍵性的生產(chǎn)發(fā)育期,即育苗期、移栽期、植株生長(zhǎng)(田間管理)期、鮮花采收期(表1)。根據(jù)鎮(zhèn)原萬(wàn)壽菊生育期氣候資料,與萬(wàn)壽菊所要求的適宜條件進(jìn)行綜合對(duì)比,分析鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊生產(chǎn)氣象條件的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。
表1 鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊生產(chǎn)期氣候資料統(tǒng)計(jì)
研究表明,萬(wàn)壽菊有很強(qiáng)的氣候適應(yīng)能力[3-5],多生長(zhǎng)在海拔1150 m至1480 m的地區(qū),其生長(zhǎng)期溫度不低于5℃,全生育期適宜氣溫為15-25℃,花期適宜氣溫為18-20℃,整個(gè)生育期所需降水量在420 mm左右。萬(wàn)壽菊為暖季型植物,喜溫耐旱,充足的陽(yáng)光可促使植株矮壯,提高其品質(zhì)和產(chǎn)量。萬(wàn)壽菊在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)對(duì)溫度的反應(yīng)比較敏感,不同的溫度條件對(duì)萬(wàn)壽菊的植株生長(zhǎng)和花期都有影響。萬(wàn)壽菊對(duì)氣候旱澇的適應(yīng)性較強(qiáng),整個(gè)生育期對(duì)水分的要求原則是“寧干勿濕”,種植中通常以控水來(lái)達(dá)到蹲苗的效果,防止因水分過(guò)多而造成倒伏風(fēng)險(xiǎn)。
鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊自春季3月份開始在溫室大棚育苗,5月初開始移栽,6月初至7月上旬是植株生長(zhǎng)期,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上稱田間管理期;7月中旬至10月上旬為最關(guān)鍵的鮮花采收期,鮮花采收一般自7月中下旬開始,10月上旬結(jié)束,個(gè)別年份,氣候溫暖,霜凍偏遲,萬(wàn)壽菊的花期可延遲至10月下旬至11月上旬。通過(guò)分析鎮(zhèn)原縣氣象資料(表1),萬(wàn)壽菊各生育期內(nèi)年平均溫度在其要求的適宜范圍內(nèi),光照、降水等氣候條件均能夠滿足萬(wàn)壽菊生育期內(nèi)生長(zhǎng)的要求。
3.2.1 苗期
萬(wàn)壽菊為移栽作物,在春季氣溫較低的北方,均為溫室大棚育苗,經(jīng)適當(dāng)煉苗后移栽至大田。鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊的秧苗生產(chǎn),由專業(yè)的設(shè)施農(nóng)業(yè)育苗工廠完成,從播種到發(fā)芽,白天溫度保持28-35℃,夜間15-18℃,出苗長(zhǎng)出一對(duì)真葉后,白天溫度保持20-25℃,夜間不低于10℃。鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊的育苗期在3-4月,該時(shí)段正處于春季天氣回暖,氣溫逐漸上升階段,室外平均氣溫12℃,當(dāng)?shù)氐脑O(shè)施溫室能夠控制棚內(nèi)的氣溫達(dá)到種子萌發(fā)及苗期生長(zhǎng)所需的溫度。
3.2.2 移栽期
鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊有春茬和麥茬兩個(gè)移栽期,其中,種植面積最大最主要的是春茬移栽。春茬移栽從5月初開始至5月底。此時(shí)鎮(zhèn)原縣晚霜凍結(jié)束,降水適中,日平均氣溫穩(wěn)定上升至15℃以上,菊苗移栽至起壟覆膜的大田,土壤保溫保墑性好,氣溫逐日上升,光照充足,利于移栽后的植株扎根。鎮(zhèn)原縣每年發(fā)生的不同程度的春末初夏干旱對(duì)移栽影響較小,且適當(dāng)?shù)母珊涤欣凇岸酌纭薄?/p>
鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊的麥茬地移栽期在6月下旬至7月上旬,栽植面積較小,即在當(dāng)?shù)囟←準(zhǔn)崭詈螅溙锏共?,接著栽植萬(wàn)壽菊,秋季萬(wàn)壽菊采收后,第二年春天播種玉米或再次栽植萬(wàn)壽菊,可以充分利用氣候資源,提高土地使用率,適當(dāng)增加農(nóng)民收入。麥茬地移栽的萬(wàn)壽菊,栽植后正處于夏季高溫、強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)階段,氣溫高,降水充足,植株生長(zhǎng)迅速,但生長(zhǎng)期較短,開花時(shí)間遲,8月下旬開花,通常采收3-4茬鮮花,產(chǎn)量較低。10月中旬左右,氣溫下降至10℃以下,秋季早霜凍出現(xiàn)后,兩茬萬(wàn)壽菊同期結(jié)束采收。
3.2.3 植株生長(zhǎng)期(生產(chǎn)管理期)
5月份,萬(wàn)壽菊開始分期移栽,移栽至大田后的3-5天,為緩苗期。緩苗期的生產(chǎn)關(guān)鍵是確保菊苗盡快扎根,該段時(shí)期多發(fā)的春季透雨能夠適時(shí)成為寶貴的“緩苗水”,緩苗期結(jié)束,菊苗正常生長(zhǎng),至植株頂部出現(xiàn)第一朵花蕾,為萬(wàn)壽菊植株生長(zhǎng)期。鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊植株的生長(zhǎng)期一般在6月初至7月上旬;由于鎮(zhèn)原縣氣候有極明顯的年代際特征,故以最近10 a(2011-2020年)逐日氣象資料作為歷年平均參考值,該時(shí)段鎮(zhèn)原縣氣溫在19-23℃,平均降水量85 mm,日照時(shí)數(shù)298 h。萬(wàn)壽菊在植株生長(zhǎng)階段,適宜溫度范圍要求為15-25℃,此階段的光、熱、水、氣條件均非常有利于萬(wàn)壽菊的最佳生長(zhǎng)指標(biāo),符合優(yōu)質(zhì)萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)發(fā)育的需求(圖1)。
圖1 鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊植株生長(zhǎng)期氣溫與降水圖
3.2.4 鮮花采收期
鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊在7月初進(jìn)入初花期。在第一朵花蕾形成時(shí),按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求應(yīng)掐掉此花蕾,即俗稱“掐頭”,以促使側(cè)枝的發(fā)生,利于花期集中。鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊“掐頭”期在7月上、中旬,該階段晴日多,有利于“掐頭”的田間農(nóng)事操作。7月上、中旬正處于一年中氣溫最高的時(shí)段,在水肥充足的條件下,30℃以上的高溫會(huì)引起萬(wàn)壽菊植株徒長(zhǎng)。同時(shí),7月份的高溫時(shí)段也對(duì)應(yīng)著該縣最為干旱的時(shí)段,即使有局地暴雨或短時(shí)強(qiáng)降水,由于地表徑流量大、蒸發(fā)量大,水分不足使得該縣在出現(xiàn)30-35℃氣溫的情況下,對(duì)萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)影響較小。根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì),鎮(zhèn)原縣歷年7月的平均最高氣溫在25-30℃之間(圖2),7月份的高溫日數(shù)少且持續(xù)時(shí)間短,所以該段時(shí)期萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)的氣象條件基本有利,不影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。以2017年為例,當(dāng)年鎮(zhèn)原縣極端最高氣溫39.6℃,達(dá)歷史極值,30℃以上的高溫日數(shù)共25 d,但當(dāng)年萬(wàn)壽菊長(zhǎng)勢(shì)良好,產(chǎn)量和品質(zhì)均未受到影響。
圖2 鎮(zhèn)原縣1981-2020年7月逐日氣溫趨勢(shì)圖
7月中旬至10月上旬,夏末秋初,鎮(zhèn)原縣日照充足,晴好天氣偏多,萬(wàn)壽菊長(zhǎng)達(dá)近三個(gè)月的花期,非常適宜發(fā)展旅游業(yè);尤其是8月、9月是萬(wàn)壽菊的盛花期,該時(shí)段正逢觀光旅游的旺季,分期播種移栽的萬(wàn)壽菊,也依次進(jìn)入了采收期。7月中下旬,第一茬花開始采收,9月中旬前,每隔10 d采收一茬,第二、三茬花量最多;9月下旬起,隨著溫度降低,花朵成熟時(shí)間減慢,每隔15 d采收一茬。7月下旬至10月上旬,鎮(zhèn)原縣氣溫波幅在18-25℃之間,日照時(shí)數(shù)567.7 h,降水量248.9 mm,最長(zhǎng)無(wú)降水日數(shù)35 d,最長(zhǎng)連續(xù)降水日數(shù)13 d,氣候條件均利于花朵成熟和鮮花采收。由于萬(wàn)壽菊的采收需遵循“雨天不采、有露水不采、不成熟不采”的采摘原則,采收時(shí)間通常為晴天的上午;鎮(zhèn)原縣在7月下旬至10月上旬,80%以上的天數(shù)為晴日。個(gè)別年份,受較長(zhǎng)時(shí)間的連陰雨天氣影響,萬(wàn)壽菊可能會(huì)減少一至兩茬花。
鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要有霜凍、連陰雨、大霧等,其中影響最嚴(yán)重的是秋季的早霜凍和連陰雨。
3.3.1 霜凍
鎮(zhèn)原縣平均無(wú)霜期170 d,大多數(shù)年份,10月中旬,秋季早霜凍出現(xiàn),4月中旬,春季晚霜凍結(jié)束(表2)。近年來(lái),隨氣候變暖,我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)耕期增加[6-9],霜凍災(zāi)害呈減輕趨勢(shì)[10-11],秋季初霜凍出現(xiàn)偏遲的年份逐漸增多,春季晚霜凍結(jié)束日提前,無(wú)霜期延長(zhǎng)。鎮(zhèn)原縣5月份之前出現(xiàn)的霜凍對(duì)萬(wàn)壽菊的生產(chǎn)基本無(wú)影響,大棚內(nèi)的菊苗可采取溫控措施,避免萬(wàn)壽菊幼苗受凍。5月以后出現(xiàn)的霜凍,多為輕霜凍,移栽至大田的菊苗,可通過(guò)人工熏煙、噴水等較為簡(jiǎn)單的方式避免受災(zāi)。
表2 鎮(zhèn)原縣霜凍特征統(tǒng)計(jì)表(資料年限:1981-2020年)
對(duì)萬(wàn)壽菊影響最大的霜凍是秋季早霜凍。9月下旬至10月上旬,依然是萬(wàn)壽菊的采收期,由于萬(wàn)壽菊是無(wú)限花序,具有連續(xù)分枝、連續(xù)開花的特性,只要溫度條件滿足,水肥適當(dāng),在當(dāng)?shù)厮獌龀霈F(xiàn)以前,可以多茬連續(xù)開花采收。若遇較重霜凍,萬(wàn)壽菊會(huì)停止生長(zhǎng),植株枯萎,生產(chǎn)期隨即結(jié)束。鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊通常采收6-8茬花,若9月中旬就出現(xiàn)霜凍,萬(wàn)壽菊將少采收3-4茬花,造成的經(jīng)濟(jì)損失極為嚴(yán)重。鎮(zhèn)原縣9月份出現(xiàn)霜凍的頻率極低(圖3),秋季早霜凍多出現(xiàn)在10月中下旬,大多數(shù)年份,氣候條件能夠保證萬(wàn)壽菊正常采收至10月中旬以后。
圖3 鎮(zhèn)原縣秋季早霜凍出現(xiàn)頻率圖
3.3.2 連陰雨
在萬(wàn)壽菊的成熟采收期,8月、9月的秋季連陰雨對(duì)萬(wàn)壽菊生產(chǎn)有較大影響。連續(xù)5 d以下的陰雨天氣影響相對(duì)較小,持續(xù)7 d以上的連陰雨天氣會(huì)影響萬(wàn)壽菊少采一茬花。同時(shí),降雨多也容易引起病原菌的傳播和滋生,使萬(wàn)壽菊產(chǎn)量和品質(zhì)下降。通過(guò)分析鎮(zhèn)原縣歷年氣象資料,萬(wàn)壽菊采收期平均每3 a出現(xiàn)一次連陰雨天氣,萬(wàn)壽菊生產(chǎn)采用分期播種和移栽的方式,使得后期開花和采收也分期進(jìn)行,可以將連陰雨造成的損失降至最低。
3.3.3 大霧
在萬(wàn)壽菊的采收期,早晨和傍晚出現(xiàn)大霧時(shí),花朵采收后的切口及花瓣的表面形成水膜,容易引起植株發(fā)病。
統(tǒng)計(jì)分析1981-2020年鎮(zhèn)原縣的氣溫、降水、日照、無(wú)霜期以及萬(wàn)壽菊生長(zhǎng)季節(jié)的光、溫、水資料,結(jié)果表明:鎮(zhèn)原縣光熱資源豐富,氣候條件能夠滿足萬(wàn)壽菊正常生長(zhǎng)需求。影響鎮(zhèn)原縣萬(wàn)壽菊的主要?dú)庀鬄?zāi)害為霜凍和連陰雨,其中,對(duì)產(chǎn)量影響最大的霜凍是秋季早霜凍;從鎮(zhèn)原縣歷年氣象資料來(lái)看,萬(wàn)壽菊采收期平均每3 a出現(xiàn)一次連陰雨天氣;氣象災(zāi)害對(duì)萬(wàn)壽菊的品質(zhì)和產(chǎn)量有一定影響,在生產(chǎn)中可通過(guò)分期移栽的方式,來(lái)減輕或避免災(zāi)害損失。鎮(zhèn)原縣整體氣象要素對(duì)于萬(wàn)壽菊種植利大于弊。