周景春,苏玉杰,孔妲,张存岭,陈若礼,纪永民
(1.安徽省濉溪县气象局,濉溪235100;2.安徽省濉溪县科协,濉溪235100;3.安徽省濉溪县农技中心,濉溪235100;4.安徽省濉溪县科技开发中心,濉溪235100)
农作物生长发育需要适宜的气候条件。在适宜的范围内作物生长发育良好;超过这个范围,轻则作物的生长发育受到一定程度的抑制,重则造成不同程度的灾害[1]。夏大豆是淮北地区主要夏种作物之一。安徽省濉溪县常年种植夏大豆6×104hm2左右,占夏种作物总面积50%左右,产量1500~2000kg/hm2。濉溪县夏大豆常年6月中旬播种,9月中旬收获。此期雨热同季,是淮北地区气候因子变幅最大的时段。关于夏大豆生长发育与气象因子关系研究较多[2]。本文旨在根据多年研究结果,提出夏大豆不同生育阶段适宜的气候因子指标,为规范化栽培提供依据,提高气象服务农业的水平。
气象资料来自濉溪县气象局多年实际观测数据,大豆历年产量由濉溪县统计局提供。
以多年来濉溪县农科所、杨柳试验点的田间试验和大田生产为研究对象,定点定株观察夏大豆生长发育进程,定期测定耕层土壤含水量。
夏大豆全生育期需≥10℃积温1800~2200℃·d,光照时数 700~100h,降水 320~550mm[3]。濉溪县夏大豆生育期间 (6月中旬至9月中旬)多年平均≥10℃积温2686.1℃,光照时数700.8h,降水 521.8mm(见表 1)。
濉溪县6月中旬至9月中旬平均温度为23.6~28.1℃,日照时数 62.2~79.5h,降水量23.3~87.3mm,蒸发量49.3~98.0mm。4个气象因子以降水量变化幅度最大。平均气温和降水量呈抛物线变化趋势,日照时数、蒸发量总体上趋于减少。降水量在8月上旬有一个谷底,此期正值中伏(大豆花荚期,见图1)。这说明部分年份降水量偏少会发生伏旱。
表1 夏大豆生育期间气候资源(1971—2008年)
图1 夏大豆生育期间气象因子变化曲线
生产水平线是指作物产量受非自然因素影响,随时间(年际间)变化的过程线。随着生产水平的提高、品种的更新换代和管理水平的不断提高,产量水平总体上呈上升趋势。但由于受气候、政策等因素的影响,并不是逐年上升,而是随某一上升趋势(即生产水平线)上下波动。分析表明:1970—2004年35a间濉溪县大豆产量(y)随年度(x)呈直线上升趋势[4]相关方程为 y=58586.146+30.097x(n=35,r=0.8204**,见图 2)。
图2 濉溪县夏大豆产量曲线
根据笔者多年大田调查和试验资料,濉溪县6月中旬播种的夏大豆,在适宜的温度和土壤水份条件下5~6d即可出苗,7月5日前后开始分枝,7月20日前后长出6~7片复叶时从下部开始开花,8月20日前后终花,开花后10~15d从下部开始结荚,9月20日前后成熟。全生育期95~100d,其中苗期(出苗—初花)30~35d,花期(初花—终花)25~30d,鼓粒期(终花—成熟)35~40d。大豆不同生育阶段,对气候条件的要求不同[5]。(见表 2)
2.3.1 播种—出苗 (6月中旬至下旬) 大豆播种后,种子要从耕层土壤中吸足水份,才能发芽出苗。大豆发芽出苗适宜的温度为20~23℃,低于15℃则不能正常的出苗;适宜的耕层土壤含水量为19%~20%。该时段需一次不少于20~25mm的降水过程,才能做到足墒播种。根据气象资料分析,6月中旬一次性降水在20mm以上的保证率为51%,6月上旬末和下旬初一次性降水量20mm以上的保证率为60%,也就是说80%的年份可确保大豆在6月25日前适墒播种。
2.3.2 苗期(6月下旬至7月中旬) 大豆出苗至初花,适宜的耕层土壤含水量为17%~19%,这期间需要自然降水140~260mm。濉溪县6月下旬至7月中旬历年平均降水量为 50.6、70.9和 87.3mm,计208.8mm,常年能满足夏大豆苗期生长发育对水份的需要。
2.3.3 花荚期(7月下旬至8月中旬) 大豆开花结荚适宜的温度为22~25℃,最高温度25~28℃;适宜的耕层土壤含水量为19%~21%,低于16%会落花落荚。大豆花荚期对水份反应敏感,要求土壤水份充足,该时段需要降水200~250mm,降水量水小于150mm,则会造成干旱。濉溪县7月下旬至8月中旬历年旬平均温度为:28.1℃、28.0℃和26.5℃,降水量84.2、41.3和61.0mm,平均气温略高于花荚期所需适宜温度,降水量常年可以满足大豆花荚期对水份的需要,部分年份降水量偏少会发生伏旱。
表2 濉溪县大豆生育期间降水分布(35a平均)
2.3.4 鼓粒期(8月下旬至9月中旬) 大豆结荚鼓粒适宜温度为22~25℃,最高25~28℃;适宜耕层土壤含水量为19%~20%,低于16%轻则造成叶片凋萎,重则造成落荚,粒重下降。该时段需要降水150~200mm,5~6d降一次雨,每次降水30~40mm为宜。濉溪县历年平均8月下旬至9月中旬平均温度为:25.5℃、25.1℃和23.6℃,降水量 39.1、38.9和23.3mm。
在光、热、水三个气象因子中,影响大豆生育的主要因子是降水,其次是温度和光照[6]。淮北地处南北气候过渡带,降水量年际间变幅大,炎热的夏季更是如此。淮北属雨养农业区,耕层土壤水份主要由降水补充,因此降水量的大小和时空分布,直接关系到耕层土壤含水量的高低。降水少满足不了大豆某个生育阶段对水份的需要则干旱;反之降水量过多,则会形成涝渍。即使某一时段降水量总量达到夏大豆生长发育的要求,若一次性降水较多,而间隔时间长,也会造成短时间干旱。濉溪县1988年6月中旬至7月上旬仅降水2.7mm,造成大面积大豆不能按时播种。直到7月中旬降水108.6mm,才播种下去。虽然晚播一个多月,仍取得较好的收成(1395kg/hm2)。主要是由于大豆播种—成熟期间降水充足且分布均匀。从7月中旬到9日中旬共降水494.6mm,比历年平均多119.5mm。该年大豆的生育特点是株高矮(比常年矮20cm左右)、结荚集中、成熟推迟(5~7d),产量与上年持平,超过了预期。
2.4.1 播种—出苗 小麦收获后麦田裸露,加上气温逐渐升高,土壤水份蒸发加快,含量水量迅速下降。如果6月份一次性降水量小于15mm,且间隔3d以上,则会因干旱而影响大豆播种。此期干旱出现的机率为15%。大豆播种期间因连续阴雨而影响播种的,在1970年以前出现过较多,1970年以后没出现过。
2.4.2 苗期 大豆出苗到初花历时30~35d,这期间降水量少于80mm,耕层土壤含水量在15%以下,则会形成干旱。大豆出苗后到3片复叶前,苗小根系浅,吸水能力差。干旱会造成复叶生长缓慢,叶片呈暗色并出现许多小黑点,形成“小老苗”。如一次降水过多或连续降水,耕层土壤呈饱和或超饱和状态,时间长了(≥5d)会造成叶片发黄脱落,影响正常生长。濉溪县历年平均6月下旬至7月中旬降水量208.8mm。此期干旱出现的机率为8.6%,涝渍出现的机率为17.1%。
2.4.3 花荚期 花荚期降水量少于150mm,耕层土壤含水量低于16%的时间长了会因干旱造成落花落荚。此期降水量超过350mm,耕层土壤含水量高,则会造成涝渍,影响根系呼吸作用,造成下部叶片发黄脱落。此期干旱出现的机率为26%,涝渍出现的机率为9%。
2.4.4 鼓粒期 大豆鼓粒期是形成产量的关键时期,遇旱遇涝均会导致粒重降低。降水少于100mm,耕层土壤含水量低于16%,轻则造成叶片凋萎,重则造成落荚、粒重下降,干枯死苗。连续降水,耕层土壤含水量高,时间长了(超过7~10d)会造成叶片发黄脱落。从大豆生产实践来看,凡是这段时间干旱的年份大豆单产明显降低,而涝渍年份对产量影响则不明显。此期干旱出现机率和雨涝出现的机率均为11.4%
提高夏大豆单产,必须根据本地的气候特点,采取相应的技术对策,趋利避害,实现丰年稳产高产,歉年少减产。
濉溪县9月中下旬历年平均气温分别为23.6℃、22.1℃,昼夜温差大,对大豆鼓粒和蛋白质积累十分有利。然而目前生产上所使用的品种多为生育期90d左右的早熟品种,9月上旬成熟,9月中旬收获。不能充分利用9月中下旬的气候资源。生产上应当选用生育期100d左右的中晚熟品种。如濉科928、濉科 998、皖豆 24、皖豆 28、阜豆 9765等。
适期播种是提高大豆产量的关键措施之一。确定播期的关键是在确保土壤墒情、全苗、壮苗和适期成熟的基础上,使开花结荚期处在雨水较多的时期,以利于增花增荚,充分发挥大豆的产量潜力。濉溪县历年平均降水量最多的时段在7月中下旬,夏大豆播种期—初花期需35~40d,据此推算濉溪县夏大豆适宜播期为6月上中旬,此期遇旱应造墒播种。
大豆花荚期是需水较多的时期,也是对水分反应敏感的时期。遇旱应灌溉浇水,遇涝及时排除田间积水,以减轻涝渍对大豆生育的影响。
此外,生产上还应注意增施肥料,及时防治病虫草害,保证夏大豆正常生长发育。
(1)淮北地区6月中旬至9月中旬雨热同季,气象因子变幅大。常年气候条件能够满足夏大豆生长发育的需要。
(2)夏大豆全生育期分为播种出苗、苗期、花荚期和鼓粒期四个生育阶段,不同生育阶段对气候条件的要求不同。条件适宜则大豆生育良好,条件不适宜其生育就会受到抑制,严重时会造成不同程度的灾害。
(3)降水量的大小和时空分布,影响耕层土壤含水量的高低,直接关系到大豆的生长发育。在一定意义上讲,降水量是影响大豆生育的主要因子。
[1]于兆成.河南省夏大豆生产发展的对策[J].大豆通报,2002,3:3.
[2]陈玉琪,陈若礼,苏玉杰,等.淮北地区夏大豆生产的气候影响因子分析[J].安徽农业科学,2004,32(4):745,748.
[3]张磊,戴瓯和.夏大豆3000kg/hm2栽培技术指标与技术操作规程[J].安徽农业科学,2003,31(1):58~59.
[4]陈玉琪,张新萍,顾检选,等.濉溪县夏大豆产量低而不稳原因分析及对策[J].大豆通报,2006,6:8~11.
[5]于晓秋,郭玉.气象因子对大豆产量的影响[J].黑龙江气象,2002,2:3~4.
[6] 任印军,陈若礼,张存岭,等.自然降水与夏大豆生长发育关系分析[J].大豆通报,2006,1:4~8.