李 棟，宋善俊，孟 磊，鄧中婷，曹久才，楊經(jīng)博，李秋月，高國靜

(1.北京市門頭溝區(qū)氣象局，北京 102300；2.吉林省永吉縣氣象局，吉林 132200；3.北京市氣象探測中心，北京 100176；4.北京市氣候中心，北京 100089)

0 引言

2015年，永吉縣萬昌、岔路河和一拉溪3鎮(zhèn)所轄的18個村被列為吉林省長吉產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)萬昌現(xiàn)代農(nóng)業(yè)先導區(qū)。隨著萬昌現(xiàn)代農(nóng)業(yè)先導區(qū)的確立，永吉國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)蘆筍種植基地落地萬昌鎮(zhèn)裴家村。目前，該基地已建成高標準連棟式塑料大棚400余棟，用于有機蘆筍的設施種植，設施大棚占地20多公頃，總造價超過500萬元。

由于萬昌有機蘆筍的品種引自北京，兩地存在氣候差異，且本地采用的是不同于原產(chǎn)地的設施種植方式。萬昌先導區(qū)特色農(nóng)業(yè)剛剛起步不久，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于萌芽和探索階段，但種植規(guī)模擴張較快、資金投入巨大。生產(chǎn)過程中的氣象問題，成為萬昌先導區(qū)有機蘆筍種植業(yè)能否穩(wěn)步發(fā)展的關鍵性因素之一。因此，分析蘆筍引種的農(nóng)業(yè)氣候可行性，對于解決蘆筍生產(chǎn)過程中的氣象問題，保障萬昌先導區(qū)有機蘆筍設施種植的經(jīng)濟效益，促進本地特色農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

蘆筍為百合科、天門冬屬多年生宿根性草本植物，起源于地中海東岸及小亞細亞一帶，屬喜溫喜光植物，耐旱怕澇。蘆筍對溫度的適應性很強，既耐寒，又耐熱，從亞寒帶至亞熱帶均能栽培，生長期能耐35～37 ℃高溫。但最適于四季分明、氣候宜人的溫帶栽培，在長城以北種植時病蟲害較輕，品質優(yōu)良。在高寒地帶，氣溫達-33 ℃，凍土層厚度達1 m時，蘆筍仍可安全越冬，產(chǎn)量雖低但品質較好，一般認為無霜期120 d是發(fā)展蘆筍種植基地的北限。萬昌先導區(qū)有機蘆筍設施種植示范基地位于東經(jīng)125°53′19″、北緯43°42′11″附近，平均海拔高度230 m左右，所引進的品種是由北京農(nóng)林科學院蘆筍研發(fā)中心培育的“京綠蘆1號”。“京綠蘆1號”長勢強，對收獲期間溫度范圍要求較寬，起產(chǎn)較早，適合北方溫室栽培，品種抗病能力較強，對葉枯病、根腐病、莖枯病耐病能力較強。文章通過分析 “京綠蘆1號”種植區(qū)與引進品種原產(chǎn)地之間農(nóng)業(yè)氣候相似程度，以及設施引種的氣候適應性問題，對萬昌現(xiàn)代農(nóng)業(yè)先導區(qū)蘆筍引種的農(nóng)業(yè)氣候可行性進行初步討論，旨在為當?shù)刂贫ㄌJ筍設施種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供參考。

1 資料方法與研究結果

1.1 種植區(qū)與引進品種原產(chǎn)地之間的農(nóng)業(yè)氣候相似度分析

萬昌蘆筍種植采用的是育苗移栽、設施大棚種植的方式，可以人為控制水分條件。因此，在比較永吉和北京兩地氣候條件時，不考慮降水量因素，重點對溫度和光照條件進行分析。

文章采用吉林省永吉縣氣象站(站號54171)和北京市氣象探測中心(站號54511)觀測資料進行氣候相似性分析。兩地均屬于溫帶大陸性季風氣候，經(jīng)度相差10°左右，緯度相差4°左右，海拔高度差在200 m左右。永吉各月氣溫明顯低于北京同期，尤其是11月至次年3月氣溫相差更大，約8～13 ℃；兩地各月日照時數(shù)差值相對較小。

文章除了考察兩地氣候要素的階段平均值和總量值，還針對兩地蘆筍生育時期的差異，以及各要素在生育時段內(nèi)的分配情況，選擇了對蘆筍引種影響最大的氣候要素作為對比分析因子，深入分析永吉與北京兩地的農(nóng)業(yè)氣候相似度。

蘆筍在北京以露天種植為主，生長期為每年3月下旬至10月末；永吉萬昌蘆筍設施種植生長期為每年4月中旬至10月上旬。采用聚類分析方法，利用54171和54511兩站2005—2015年地面觀測資料，選取多年平均無霜期、氣溫年較差、年平均最高氣溫、日最高氣溫≥35.0 ℃多年平均日數(shù)、生長期平均氣溫和≥10 ℃積溫、生長期日照時數(shù)、生長期空氣相對濕度、休眠期(越冬期)平均地溫等指標作為農(nóng)業(yè)氣候關鍵因子，根據(jù)農(nóng)業(yè)氣候相似理論，計算永吉和北京兩地的歐氏距離[1]。

設i地為引種原地，j地為引種目的地，則兩地間某氣象要素k的相似距離計算公式為：

(1)

dij越小說明兩地農(nóng)業(yè)氣候條件相似程度越高。但具體量化的指標則要結合當?shù)剞r(nóng)業(yè)技術人員的經(jīng)驗，根據(jù)作物和品種對該要素的要求進行評判。一般認為dij在0.0～0.1為基本適宜。

通過比較永吉和北京年氣象條件以及兩地蘆筍生長期農(nóng)業(yè)氣象條件可知，永吉露天自然條件下引種“京綠蘆1號”是不適宜的，引種存在一定風險。兩地無霜期、生長期平均氣溫、生長期日照時數(shù)、生長期空氣相對濕度、氣溫年較差的相似距離雖然在0.1以上但仍有一定相似度，說明這些因素對引種影響不大；而生長期≥10 ℃積溫、年平均最高氣溫的相似距離超過0.3，說明兩地蘆筍生長期熱量條件相似性不好，引種地萬昌蘆筍生長期露天的熱量條件不足對引種有一定制約作用；而休眠期5～20 cm平均地溫的相似距離≥1.0，相似性最差；而日最高氣溫≥35.0 ℃多年平均日數(shù)的相似距離較大，可以認為該條件反映出永吉夏季高溫天氣少，發(fā)生高溫熱害的風險小，對于永吉露天自然條件下引種“京綠蘆1號”是利好的。

1.2 萬昌先導區(qū)蘆筍設施引種的氣候適應性分析

以上農(nóng)業(yè)氣候相似距離的計算，是以地面氣象觀測站觀測的大氣候資料為背景，而永吉萬昌引進“京綠蘆1號”采用的是設施大棚種植的方式，有必要對設施大棚種植方式引種蘆筍的農(nóng)業(yè)氣候適應性進行分析。

采用永吉縣氣象站(站號54171)和萬昌蘆筍大棚小氣候觀測站(站號JL015)兩站2016—2017年觀測資料，針對大氣候相似程度較差、制約引種的限制性因素，選取生長期棚內(nèi)外≥10 ℃積溫作為指標，分析大棚引種對蘆筍生長期熱量條件的補償作用；選取休眠期平均地溫和極端最低地溫作為指標，分析蘆筍越冬安全性；選取日最高氣溫≥35.0 ℃年平均日數(shù)、日最高氣溫≥35.0 ℃最長連續(xù)日數(shù)作為指標，分析大棚引種蘆筍是否會增加高溫熱害風險；選取生長期棚內(nèi)外空氣相對濕度作為指標，分析大棚引種是否會增加蘆筍病害發(fā)生風險。

據(jù)有關文獻[2，3]記載，蘆筍越冬時，地下部分在土壤中能耐-20 ℃低溫，成齡筍處在休眠期的地下部分甚至能夠承受-36 ℃的低溫，而蘆筍的大部分根群分布在30 cm以內(nèi)的耕作層內(nèi)。據(jù)實地調查，萬昌大棚蘆筍生長期的根部覆土深度普遍在5～8 cm，秋季培土后越冬時根部普遍在地表10 cm以下。所以采用棚內(nèi)小氣候儀觀測蘆筍休眠期10 cm和20 cm地溫的平均值和最低值，來分析蘆筍越冬安全性。由表1可知，蘆筍休眠期棚內(nèi)10 cm和20 cm地溫極端最低都在-20 ℃以上，基本能夠滿足蘆筍地下部分安全越冬的需要。

據(jù)有關文獻記載，蘆筍生長期內(nèi)，溫度達到32 ℃以上時莖葉生長速度減慢，超過35 ℃植株停止生長。由表2可知，萬昌設施大棚種植蘆筍可使生長期熱量條件不足的制約作用得到明顯改善(2016、2017年棚內(nèi)≥10 ℃積溫達4000 ℃以上，與北京蘆筍生長期積溫4，585.5 ℃已比較接近)，但高溫熱害風險加重(棚內(nèi)≥35.0℃日數(shù)明顯增加)。蘆筍大棚小氣候監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在通風降溫措施不力情況下，萬昌蘆筍大棚4月中旬至9月末時常會出現(xiàn)35 ℃以上高溫，嚴重時棚內(nèi)溫度甚至會超過50 ℃，并且1 d內(nèi)高溫經(jīng)常會持續(xù)4～6 h甚至達到10 h。蘆筍長期處于高溫狀態(tài)下，生長前期易導致生長受到抑制、品質下降(粗纖維含量增加、株體變細)，生長后期易導致植株早衰，影響恢復生長期的養(yǎng)分積累[4]。設施農(nóng)業(yè)最大的問題就是高溫高濕，易引發(fā)病害滋生，由表2可知，萬昌設施大棚種植蘆筍，生長期棚內(nèi)空氣相對濕度明顯增大，在一定程度上加大了病害感染和爆發(fā)的風險。

表1 休眠期棚內(nèi)外地溫比較 ℃

表2 生長期棚內(nèi)外溫濕比較

2 結束語

文章通過分析永吉與北京兩地露天農(nóng)業(yè)氣候條件相似程度、萬昌先導區(qū)蘆筍設施引種的氣候適應性，綜合討論了萬昌先導區(qū)設施大棚引種“京綠蘆1號”的農(nóng)業(yè)氣候可行性問題，得出以下結論：

1)本地露天自然條件下引種“京綠蘆1號”不適宜，引種存在一定風險，萬昌先導區(qū)自然條件下的熱量條件不足是露天引種的主要限制性因素；

2)以設施大棚種植的方式引種，蘆筍休眠期的棚內(nèi)地溫基本能夠滿足地下部分安全越冬需要；大棚種植方式對蘆筍生長期熱量條件有很好的補償作用，積溫顯著增加，但高溫熱害有所加重，生長期棚內(nèi)空氣相對濕度明顯增大，這在一定程度上加大了蘆筍病害感染和爆發(fā)的風險。

綜上所述，采用設施大棚種植的方式，萬昌先導區(qū)蘆筍引種基本滿足農(nóng)業(yè)氣候可行性需求。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐表明，任何作物的優(yōu)良品種都是在特定生態(tài)環(huán)境下生長繁育的，都帶有原產(chǎn)地環(huán)境條件的烙印。一個作物品種引種成功與否，是由多種生態(tài)條件綜合作用的結果，在眾多的生態(tài)條件中，氣候條件是最基本的。而有些農(nóng)業(yè)氣候條件的限制和不利天氣的影響往往是隱性的，有一個累積和爆發(fā)的過程。萬昌先導區(qū)采用設施大棚的方式引種蘆筍，在提高積溫、改善熱量條件，保證蘆筍地下部分安全越冬，阻隔自然降水、避免蘆筍生長期多雨的不利影響等的同時，也大大提高了蘆筍生長期發(fā)生高溫熱害及棚內(nèi)蘆筍因長期處于高溫高濕條件下造成病害感染和暴發(fā)的風險。因此建議：一是加大宣傳引導力度，促使萬昌先導區(qū)蘆筍產(chǎn)業(yè)經(jīng)營主體對蘆筍設施種植過程中的農(nóng)業(yè)氣象災害風險，引起足夠重視；二是應組織相關部門技術力量，聯(lián)合開展蘆筍設施種植生產(chǎn)管理和防范農(nóng)業(yè)氣象災害等的技術研發(fā)，提高專業(yè)服務(包括專業(yè)氣象服務)的針對性、精細化和信息化水平，做好設施農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測、評估和預報服務；三是要強化技術培訓和農(nóng)業(yè)適用新技術的推廣應用，切實提高蘆筍設施種植人員生產(chǎn)管理、調控大棚小氣候等的技術水平，從而趨利避害，科學應對農(nóng)業(yè)氣象災害風險，推動萬昌先導區(qū)蘆筍產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。