劉思華, 張明發(fā), 何 娜, 范雨嫻, 李 晶, 張 勝*

(1.湖南省氣象科學(xué)研究所, 湖南 長(zhǎng)沙 410118; 2.氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖南 長(zhǎng)沙 410118;3.湘西自治州煙草公司,湖南 吉首 416000; 4.湖南省嘉禾縣氣象局, 湖南 郴州 424500; 5.湖南省益陽(yáng)市氣象局,湖南 益陽(yáng) 413000)

0 引言

【研究意義】烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育[1]、品質(zhì)風(fēng)格[2]受氣象因子[3]影響明顯。海拔對(duì)同一種植區(qū)同一時(shí)段內(nèi)的氣象條件具有決定性作用,如在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,海拔升高100 m,氣溫下降約0.6 ℃。同時(shí),在實(shí)際生產(chǎn)中,煙農(nóng)多于4月下旬移栽烤煙,并不因煙田海拔高度不同而調(diào)整移栽期。因此,分析海拔對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響,進(jìn)而推算烤煙的最適生長(zhǎng)季對(duì)提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量和指導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)種植具有現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】烤煙生長(zhǎng)受溫度、降雨、種植制度、品種特性和煙草病害等影響[4-6]。楊亞等[7-11]研究表明,烤煙大田生育期所處的溫度、降水和光照等氣象因子不同,會(huì)引起煙株生長(zhǎng)期間光合特性和干物質(zhì)積累變化,進(jìn)而導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)質(zhì)量存在差異。因此,烤煙移栽不宜太早,宜在日平均氣溫穩(wěn)定(12～13 ℃)進(jìn)行[12-13]。彭耀東等[14-15]研究提出,烤煙移栽過(guò)早易出現(xiàn)早花、葉數(shù)減少等問(wèn)題。反之,移栽也不宜太晚,需根據(jù)種植制度,兼顧后茬作物的生長(zhǎng)季,從而提高土地利用效率;另一方面,烤煙采收不宜太早,當(dāng)日平均氣溫≥20 ℃的日數(shù)大于70 d時(shí),采收的煙葉品質(zhì)更優(yōu);反之,采收也不宜太晚,熱量條件有限的煙田采收太晚易受成熟后期低溫影響導(dǎo)致烤煙品質(zhì)降低[16-18],而熱量條件充足的煙田在煙葉生長(zhǎng)后期,35 ℃以上高溫及強(qiáng)光照射不利于其干物質(zhì)積累[19]和品質(zhì)形成[20],且煙草輪作區(qū)的烤煙采收太晚還會(huì)影響后茬作物的生長(zhǎng)發(fā)育[21]。谷然[22]研究表明,新疆農(nóng)業(yè)熱量資源具有平原和盆地多、山區(qū)少的特征;邱正明等[23]研究發(fā)現(xiàn),在湖北西南山區(qū),5 ℃、10 ℃、15 ℃初日隨海拔每升高100 m分別推遲2.4 d、2.8 d、3.6 d,終日分別提前2.3 d、2.7 d、3.2 d;李夢(mèng)潔等[24-25]對(duì)浙江和福建的山地?zé)崃抠Y源進(jìn)行模擬均表明,海拔高度是20 ℃初日和終日的主要影響因素。【研究切入點(diǎn)】分析烤煙最適生長(zhǎng)季需在海拔跨度較大、地區(qū)跨度適中的烤煙主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行。當(dāng)?shù)貐^(qū)太大時(shí),地區(qū)氣候差異對(duì)烤煙的生長(zhǎng)影響會(huì)大于海拔;地區(qū)太小時(shí),受局地小氣候影響明顯,不能很好地探究其受海拔影響的變化特征。湖南省湘西土家族苗族自治州是山地特色優(yōu)質(zhì)煙葉的重要產(chǎn)區(qū),海拔100～1 200 m的地區(qū)均有烤煙種植[26-28]。由于低海拔和海拔較高地區(qū)的植煙單元?dú)夂虿町愝^大[29],烤煙的最適生長(zhǎng)季隨海拔變化也較大[30-33],是適宜分析不同海拔烤煙最適生長(zhǎng)季的選區(qū)。因此,有必要開(kāi)展不同海拔對(duì)烤煙生長(zhǎng)的影響研究,從而推算出烤煙最適生長(zhǎng)季?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以湖南省湘西土家族苗族自治州海拔跨度較大的烤煙主產(chǎn)區(qū)為研究區(qū),基于500 m×500 m的小網(wǎng)格氣象數(shù)據(jù),研究不同海拔地區(qū)種植烤煙的最佳移栽期、最晚采收末期和最適生長(zhǎng)季,以期為山地特色煙葉產(chǎn)區(qū)充分挖掘氣候資源及科學(xué)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)位于湖南省西部偏北,系湘鄂渝黔四省市交界之地,地處武陵山區(qū)腹地,州境內(nèi)地形起伏大、高低懸殊(圖1)。湘西土家族苗族自治州(簡(jiǎn)稱湘西州)是山地特色優(yōu)質(zhì)煙葉的重要產(chǎn)區(qū),煙葉外觀質(zhì)量具有柔軟,較鮮亮,身份較好,油分較多,色澤較正,光澤較強(qiáng),色澤均勻,色差小的特點(diǎn)。所轄8個(gè)縣(市)均種植烤煙,境內(nèi)海拔差異較大,導(dǎo)致不同煙區(qū)烤煙的產(chǎn)質(zhì)量存在差異。其中,海拔最低在鳳凰阿拉營(yíng)(約100 mm),海拔最高在龍山大安(約1 200 mm)。

圖1 湘西州的地理位置和海拔分布

1.2 數(shù)據(jù)獲取

烤煙試驗(yàn)跨4個(gè)海拔、4個(gè)縣市、2個(gè)品種、5個(gè)播期,能較好地代表湘西州各植煙單元不同氣象條件下的生長(zhǎng)季長(zhǎng)度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)源于烤煙分期播種試驗(yàn),包括烤煙生育期、產(chǎn)質(zhì)量和田間小氣候的溫度、光照、降水?dāng)?shù)據(jù)。經(jīng)分析,同一海拔不同移栽期烤煙平均生育期長(zhǎng)度為123～135 d,大田生育期長(zhǎng)度隨海拔高度的變化特征不明顯,烤煙移栽期至采收末期約需130 d。依據(jù)廖玉芳等[34-35]的方法,利用MRG插值得到500 m×500 m分辨率下湖南省的氣象小網(wǎng)格數(shù)據(jù),通過(guò)裁取得到湘西州61 849個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)1961—2020年的逐日平均溫度。用小型氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)500 m×500 m小網(wǎng)格推算的日平均氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)系數(shù)、誤差的綜合評(píng)估分析,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99,均方根誤差和平均絕對(duì)誤差極小,均≤1.4 ℃。

1.3 方法

1.3.1 界限溫度 烤煙移栽日期根據(jù)《中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)》[13]選擇保證率80%穩(wěn)定通過(guò)12 ℃初日、13 ℃初日為安全移栽日期,因烤煙品種不同,界限溫度略有變化?？緹煵墒漳┢谶x擇保證率80%穩(wěn)定通過(guò)17 ℃終日、20 ℃終日為最適采收末期。其中,穩(wěn)定通過(guò)采用五日滑動(dòng)平均法確定[36]。

1.3.2 逐海拔特征 逐海拔變化特征需對(duì)各網(wǎng)格點(diǎn)分層。湘西州海拔77～1 666 m,其中,在海拔1 200 m以下均有烤煙種植,共計(jì)61 849個(gè)網(wǎng)格點(diǎn),各海拔網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)相差較大,網(wǎng)格點(diǎn)較多的海拔層,界限溫度特征更加穩(wěn)定,網(wǎng)格點(diǎn)較少的海拔層,界限溫度特征變幅較大。通過(guò)計(jì)算界限溫度得到所有網(wǎng)格點(diǎn)60年中保證率80%的12 ℃初日、13 ℃初日和17 ℃終日、20 ℃終日。為精準(zhǔn)分析不同海拔高度界限溫度變化,以海拔50 m為起點(diǎn),每間距50 m為1層,將50～1 200 m共分為24層,逐層統(tǒng)計(jì)該層所有格點(diǎn)的平均海拔、格點(diǎn)個(gè)數(shù)以及小網(wǎng)格推算的界限溫度日期平均數(shù)、中位數(shù)、離群值。

1.3.3 氣候變化趨勢(shì) 界限溫度的氣候變化趨勢(shì)用氣候傾向率表示。氣候傾向率由最小二乘法的線性傾向率計(jì)算,通過(guò)t檢驗(yàn)對(duì)Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),對(duì)不能通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)的情況不予詳細(xì)分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2019和QGIS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 移栽期界限溫度特征

結(jié)合圖2和表1可知,湘西州絕大部分海拔600 m以下的植煙單元在4月15日前穩(wěn)定通過(guò)12 ℃,中高海拔600～1 200 m的植煙單元在4月26日前穩(wěn)定通過(guò)12 ℃。從各網(wǎng)格點(diǎn)穩(wěn)定通過(guò)12 ℃初日隨海拔變化箱式圖看,海拔550～900 m、1 000～1 100 m的初日分布相對(duì)集中,異常值較少;從線性擬合線看,12 ℃初日時(shí)間隨海拔升高而推遲,線性擬合優(yōu)度為0.989 5,表明湘西州各植煙單元,平均每升高100 m,12 ℃初日推遲1.7 d。因此,建議湘西州烤煙移栽界限溫度適用于12 ℃的品種隨海拔平均每升高100 m移栽期可推遲1～2 d,其中,低海拔地區(qū)適宜在4月上半月,中高海拔地區(qū)適宜在4月下半月。

圖2 湘西州12 ℃初日的空間分布和初日隨海拔的變化趨勢(shì)

結(jié)合圖3和表2可知,湘西州絕大部分海拔500 m以下的植煙單元在4月中旬穩(wěn)定通過(guò)13 ℃,中高海拔500～1 200 m植煙單元在4月下旬或5月初穩(wěn)定通過(guò)13 ℃。從各網(wǎng)格點(diǎn)穩(wěn)定通過(guò)13 ℃初日隨海拔變化箱式圖看,海拔450～600 m、800～1 200 m的初日分布相對(duì)集中,異常值較少;從線性擬合線看,13 ℃初日隨海拔升高而推遲,線性擬合優(yōu)度為0.996 6,表明湘西州各植煙單元,平均每升高100 m,13 ℃初日推遲1.8 d。因此,建議湘西州烤煙移栽界限溫度適用于13 ℃的品種移栽期隨海拔平均每升高100 m可推遲1～2 d,低海拔地區(qū)適宜在4月中旬,中高海拔地區(qū)適宜在4月下旬至5月初。

表2 湘西州13 ℃初日的主要海拔及區(qū)域分布

圖3 湘西州13 ℃初日的空間分布和初日隨海拔的變化趨勢(shì)

對(duì)比圖2和圖3的12 ℃和13 ℃初日隨海拔變化趨勢(shì)得出,湘西州各植煙單元穩(wěn)定通過(guò)12 ℃初日和13 ℃初日隨海拔推遲的速度基本一致,表現(xiàn)為海拔每升高100 m推遲1.7～1.8 d。其中,同一海拔13 ℃初日較12 ℃初日推遲約5.6 d,即某海拔13 ℃初日通常與300 m以下的12 ℃初日是同一天。因此,對(duì)于移栽界限溫度相同的烤煙品種,在不同海拔高度種植需按海拔差推遲相應(yīng)日數(shù)。對(duì)于移栽界限溫度不同或抗低溫能力差異顯著的烤煙品種,可先移栽抗低溫能力強(qiáng)的品種,抗低溫能力弱的再推遲5～6 d移栽;或在海拔相差約300 m的2個(gè)田塊同一天移栽烤煙,將抗低溫能力強(qiáng)的品種移栽在海拔較高的田塊,抗低溫能力弱的品種移栽在海拔較低的田塊。

2.2 采收期界限溫度特征

由圖4和表3可知,湘西州吉首、瀘溪等低海拔地區(qū)(450 m以下)的17 ℃終日為10月初,大部分中高海拔植煙單元(450～1 200 m)為9月上旬末至中下旬。從各網(wǎng)格點(diǎn)穩(wěn)定通過(guò)17 ℃終日隨海拔變化箱式圖看,海拔250～400 m、600～850 m、900～1 100 m的終日分布相對(duì)集中,異常值較少;從線性擬合線看,17 ℃終日隨海拔升高而提前,線性擬合優(yōu)度為0.972 3,表明湘西州各植煙單元平均每升高100 m,17 ℃終日提前2.8 d。對(duì)比移栽期初日可知,采收期終日隨海拔提前的速度較初日推遲的速度快,不同海拔種植烤煙的大田安全生育期長(zhǎng)度變化大。其中,中高海拔地區(qū)(450～1 200 m)需在9月氣溫大幅下降前完成烤煙采收,高海地區(qū)盡可能在9月上旬末至中旬完成采收。

表3 湘西州17 ℃終日的主要海拔及區(qū)域分布

由圖5和表4可知,吉首、瀘溪等低海拔植煙單元(350 m以下)的20 ℃終日為9月中旬,大部分中海拔植煙單元(350～750 m)為9月上旬,中高海拔植煙單元(750～1 200 m)為8月中下旬。從各網(wǎng)格點(diǎn)穩(wěn)定通過(guò)20 ℃終日隨海拔變化箱式圖看,20 ℃終日隨海拔變化具有明顯的分段特征,其中,海拔550 m以下的地區(qū)平均每升高100 m終日提前3.2 d,550～1 200 m的地區(qū)平均每升高100 m終日提前5.5 d;從線性擬合線看,各植煙單元平均每升高100 m,20 ℃終日提前4.0 d,其中,同一海拔20 ℃終日較17 ℃終日平均推遲約20.6 d。因此,中高海拔地區(qū)不可盲目追求成熟后期20 ℃以上日數(shù)對(duì)煙葉品質(zhì)的改善效應(yīng),應(yīng)以安全成熟采收為先。

表4 湘西州20 ℃終日的主要海拔及區(qū)域分布

圖5 湘西州20 ℃終日的空間分布和終日隨海拔的變化趨勢(shì)

2.3 最適生長(zhǎng)季

從圖6看出,12 ℃初日推算采收末期與20 ℃終日的交點(diǎn)在750～800 m,代表烤煙種植由生長(zhǎng)季富余轉(zhuǎn)向緊張,兩季輪作轉(zhuǎn)向一季種植的海拔。且海拔比相交點(diǎn)更高的地區(qū)難以在20 ℃終日前完成烤煙采收,烤煙采收后氣溫逐漸下降,不宜種植后茬作物。12 ℃初日推算采收末期與17 ℃終日的交點(diǎn)約在1 200 m處,代表烤煙種植由適宜轉(zhuǎn)向不適宜海拔。且海拔比相交點(diǎn)更高的地區(qū)難以在17 ℃終日前完成烤煙采收,烤煙成熟后期面臨較大低溫風(fēng)險(xiǎn)。

圖6 湘西州不同海拔17 ℃終日、20 ℃終日與12 ℃、13 ℃初日推算的采收末期

結(jié)合表5、表6和圖7看出,在瀘溪、吉首及其他低海拔地區(qū)(300 m以下),移栽期初日與采收期終日間的日數(shù)均大于130 d。移栽期界限溫度不同時(shí),大部分適宜移栽期初日與采收期終日有39～50 d或20～36 d的富余,生長(zhǎng)季充足,熱量資源不是限制因子。因此,300 m以下的低海拔地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)考慮挖掘氣候資源,發(fā)展優(yōu)質(zhì)煙葉。在8月中旬后期烤煙采收完畢后可安排后茬作物。

表5 湘西州不同海拔關(guān)鍵界限溫度日期分布

表6 湘西州主要植煙生態(tài)區(qū)的最適生長(zhǎng)季

圖7 湘西州不同海拔地區(qū)烤煙的大田最適生長(zhǎng)季

較低海拔地區(qū)(300～500 m)如瀘溪、吉首、鳳凰東部、保靖中部、永順西南部等地,移栽期初日與采收期終日間的日數(shù)大于130 d。移栽期界限溫度不同時(shí),大部分適宜移栽期初日與采收期終日有31～45 d和11～24 d的富余,生長(zhǎng)季較充足。因此,300～500 m的地區(qū)也可種植兩季作物,但建議安排蔬菜、綠肥等生長(zhǎng)季長(zhǎng)度適中的后茬作物?？緹熞圃云趹?yīng)盡量提前,但不能早于4月中旬前期(12 ℃初日)和4月中旬后期(13 ℃初日)。在8月下旬后期烤煙基本采收完畢后安排后茬作物。

中等海拔地區(qū)(500～800 m)如鳳凰中西部、花垣大部、永順東部、龍山等地,移栽期初日與采收期終日間的日數(shù)大部分略大于130 d,海拔750～800 m的地區(qū)13 ℃初日至20 ℃終日略小于130 d。其中,移栽期初日與17 ℃終日間有18～40 d的富余,12 ℃初日與20 ℃終日間有不超過(guò)19 d的富余,種植1季烤煙生長(zhǎng)季充足,種植2季作物略緊張。因此,在中等海拔地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)考慮挖掘氣候資源,提高優(yōu)質(zhì)煙葉比例,根據(jù)實(shí)際年景適當(dāng)安排后茬作物?？緹熞圃云趹?yīng)適當(dāng)提前,以增加煙葉成熟后期20 ℃以上的日數(shù),提高煙葉品質(zhì)。建議最適生長(zhǎng)季為4月中旬后期(12 ℃初日)和4月下旬前期(13 ℃初日)至8月下旬,采收不宜晚于9月上旬。

中高海拔地區(qū)(800～1 000 m)如鳳凰西北、花垣南部、永順東南、龍山中北部等地,移栽期初日與采收期17 ℃終日間的日數(shù)大于130 d,有5～25 d的富余;與20 ℃終日間的日數(shù)少于130 d,缺少日數(shù)不超過(guò)19 d,熱量資源可以安全種植1季烤煙。因此,中高海拔地區(qū)應(yīng)在確保安全種植前提下,提高煙葉品質(zhì)。建議增加以12 ℃為移栽期界限溫度的烤煙品種比例,在4月下旬前期(12 ℃初日)和4月下旬后期(13 ℃初日)溫度達(dá)需求時(shí)即可移栽,在8月底、9月初氣溫逐漸下降時(shí)適時(shí)完成采收。

較高海拔地區(qū)(1 000～1 200 m)如永順東南、龍山中北部等地,移栽期12 ℃初日與采收期17 ℃終日間的日數(shù)大于130 d,有4～13 d富余;13 ℃初日與17 ℃終日間隔約130 d,移栽期初日與采收期20 ℃終日間的日數(shù)遠(yuǎn)小于130 d,生長(zhǎng)季較為緊張。因此,在較高海拔地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)考慮烤煙安全種植,建議選用以12 ℃為移栽期界限溫度的烤煙品種為主,在4月下旬中期(12 ℃初日)移栽,9月上旬后期(17 ℃終日)完成采收,避免后期低溫對(duì)烤煙品質(zhì)的不利影響。

2.4 界限溫度的氣候變化趨勢(shì)

根據(jù)60年(1961—2020年)的歷史數(shù)據(jù),推算80%保證率下的最佳生長(zhǎng)季為一個(gè)氣候平均值,但實(shí)際生產(chǎn)中,由于受氣象條件年際變化、年代際變化和氣候變化等影響,每年的天氣情況、界限溫度初日、終日可能存在較大波動(dòng),應(yīng)結(jié)合氣候變化規(guī)律及當(dāng)年實(shí)際天氣情況在烤煙移栽時(shí)進(jìn)行適當(dāng)修正。

逐格點(diǎn)分析12 ℃、13 ℃初日和17 ℃、20 ℃終日在60年間及6個(gè)年代間的氣候傾向率,并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。從表7看出,12 ℃初日所有格點(diǎn)年際間和年代際間的氣候傾向率均為負(fù)值,即移栽期均有不同程度提前。但通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的格點(diǎn)不多、海拔分布不均勻,年際間氣候傾向率僅24.46%的格點(diǎn)通過(guò)0.05及以上顯著性檢驗(yàn)(n-2=58),年代際間僅17.51%的格點(diǎn)通過(guò)(n-2=4)。海拔800～900 m的分層(50 m為一層)格點(diǎn)中65.00%以上通過(guò)0.05及以上顯著性檢驗(yàn),但海拔600～700 m的格點(diǎn)中通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)的比例小于6.00%。13 ℃初日的年際間和年代際間氣候傾向率通過(guò)0.05及以上顯著性檢驗(yàn)的均為負(fù)值,即移栽期顯著提前。年際間氣候傾向率有74.31%的格點(diǎn)通過(guò)0.05及以上顯著性檢驗(yàn),年代際間有10.31%的格點(diǎn)通過(guò)。海拔50～800 m的分層格點(diǎn)中有58.00%以上通過(guò)0.05及以上顯著性檢驗(yàn),但海拔850～1 000 m的格點(diǎn)中通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)的比例小于10.00%。17 ℃和20 ℃終日年際間和年代際間氣候傾向率有正有負(fù),但通過(guò)0.05顯著性檢驗(yàn)的氣候傾向率均為正值,即移栽期顯著推遲,但所占比均不超過(guò)4.00%。

表7 湘西州各格點(diǎn)氣候傾向率的顯著性檢驗(yàn)

對(duì)比各界限溫度初日和終日的氣候變化特征可知,農(nóng)業(yè)氣象界限溫度指標(biāo)與氣象上日平均氣溫的氣候變化特征不同,但方向一致,農(nóng)業(yè)氣象溫度指標(biāo)能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)的格點(diǎn)、特征通常與氣候變暖的趨勢(shì)一致,即初日提前、終日推遲;不同的農(nóng)業(yè)氣象界限溫度指標(biāo)氣候變化特征不一致,初日較終日的氣候變化趨勢(shì)更顯著,終日未表現(xiàn)出大面積的氣候變化趨勢(shì),且不同界限溫度初日的氣候變化趨勢(shì)不完全一致。13 ℃初日在74.3%格點(diǎn)上有顯著提前趨勢(shì),12 ℃初日的比例僅為24.5%;農(nóng)業(yè)氣象界限溫度指標(biāo)在不同海拔地區(qū)的氣候變化趨勢(shì)不一致,如通過(guò)顯著性檢驗(yàn)比例較多的13 ℃初日,海拔800 m以下的格點(diǎn)具有顯著提前的氣候變化趨勢(shì),海拔800 m以上的格點(diǎn)變化趨勢(shì)不明顯。

3 討論

南方中高海拔山地烤煙的移栽期多基于國(guó)家氣象站的數(shù)據(jù)安排生產(chǎn),但國(guó)家級(jí)氣象站通常建在低海拔地區(qū),實(shí)際生產(chǎn)中,中高海拔地區(qū)缺少長(zhǎng)期的氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)。李波等[26]通過(guò)自動(dòng)氣象站推算氣候特征值,獲取更精細(xì)尺度的烤煙最適生長(zhǎng)季。本研究用60年小網(wǎng)格溫度數(shù)據(jù),分析中高海拔烤煙的最適生長(zhǎng)季,為保留同一海拔在不同區(qū)域的溫度特征,逐網(wǎng)格(共61 849個(gè)網(wǎng)格點(diǎn))計(jì)算了烤煙移栽期和采收期界限溫度及最適生長(zhǎng)季,如湘西州永順縣松柏和花垣縣麻栗場(chǎng),海拔差9 m,但采收期界限溫度17 ℃終日并不同,是由于永順縣較花垣縣緯度偏北、海拔偏低所產(chǎn)生差異。袁小康等[37]研究表明,湘西中海拔地區(qū)烤煙的最佳移栽期為4月12日,與本研究結(jié)論一致?？傮w看,逐網(wǎng)格的推算能為湘西州各地區(qū)提供精細(xì)到500 m×500 m 80%保證率的最適生長(zhǎng)季推算結(jié)論,可較好地兼顧湘西州各烤煙種植區(qū)的小氣候特征。

12 ℃初日推算采收末期與20 ℃終日的交點(diǎn)約在海拔800 m處,對(duì)800 m以下的地區(qū)進(jìn)行最適生長(zhǎng)季的推算有利于充分挖掘氣候資源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉,如低海拔地區(qū)(300 m以下)可結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,將烤煙移栽期適當(dāng)提前,但不能早于4月上旬后期(12 ℃初日)和4月中旬中期(13 ℃初日),合理安排玉米、油菜等后茬作物,增加土地綜合利用效率,提高煙農(nóng)收益;較低海拔地區(qū)(300～500 m)通過(guò)輪作因地制宜地發(fā)展生育期較短的秋冬作物,可改良土壤,同時(shí)提高煙農(nóng)收益。12 ℃初日推算采收末期與17 ℃終日的交點(diǎn)約在1 200 m處,與湘西州實(shí)際生產(chǎn)中烤煙種植的最高海拔1 200 m一致,對(duì)800～1 200 m的地區(qū)進(jìn)行最適生長(zhǎng)季的推算有利于烤煙安全生產(chǎn),降低后期低溫返青的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)比移栽期初日可知,采收期終日隨海拔提前的速度較初日推遲的速度更快,不同海拔種植烤煙的大田安全生育期長(zhǎng)度變化大。因此,烤煙最適采收末期需綜合考慮界限溫度終日日期、大田安全生育期長(zhǎng)度及種植制度等,與高真真等[38]的研究結(jié)論一致。

海拔不同、指標(biāo)不同,農(nóng)業(yè)氣象界限溫度指標(biāo)的變化趨勢(shì)與顯著性不同,但同一界限溫度指標(biāo)逐海拔變化特征顯著。據(jù)此,可分析具有顯著氣候變化特征的界限溫度指標(biāo),利用其與其他不具備顯著氣候變化特征的界限溫度、農(nóng)業(yè)氣象等指標(biāo)之間的關(guān)系,推導(dǎo)其他指標(biāo)的數(shù)值;或分析界限溫度在某一海拔的氣候變化特征,利用不同海拔間界限溫度初日和終日的關(guān)系,推導(dǎo)逐海拔初日和終日的數(shù)值。

4 結(jié)論

烤煙移栽期和采收期界限溫度隨海拔升高呈明顯的線性變化特征,線性擬合優(yōu)度較高。海拔平均每升高100 m,移栽期穩(wěn)定通過(guò)12 ℃、13 ℃初日分別推遲1.7 d、1.8 d,采收期穩(wěn)定通過(guò)17 ℃、20 ℃終日分別提前2.8 d、4.0 d。在相同海拔的植煙單元,13 ℃初日較12 ℃初日推遲約5.6 d,20 ℃終日較17℃終日推遲約20.6 d。海拔300 m以下的煙田宜在4月上旬后期(12 ℃初日)至4月中旬中期(13 ℃初日)移栽,在8月中旬后期采收完畢;海拔300～500 m的煙田宜在4月中旬前期至4月中旬后期移栽,在8月下旬后期采收完畢;海拔500～800 m的煙田宜在4月中旬后期至4月下旬前期移栽,在9月上旬前采收完畢;海拔800～1 200 m的煙田宜在4月下旬前期至4月下旬后期移栽,在9月中旬中期采收完畢。界限溫度13 ℃初日在大部分地區(qū)和12 ℃初日在少部分地區(qū)烤煙移栽期具有顯著提前的氣候變化特征,17 ℃和20 ℃終日在絕大部分地區(qū)烤煙移栽期不具有顯著變化的氣候趨勢(shì)。因此,在氣候變暖與初日提前綜合作用背景下,湘西州各海拔地區(qū)熱量資源增加,為提高氣候資源利用率,順應(yīng)氣候變化規(guī)律,建議當(dāng)?shù)亟Y(jié)合烤煙生產(chǎn)實(shí)際將移栽期適當(dāng)提前。