2021 年新疆阿克苏棉花减产的气象原因分析及灾害防御措施

赵霞，李茂春，李萍，刘海蓉

（1.和田地区气象局，新疆 和田 848000；2.新疆塔克拉玛干沙漠气象国家野外科学观测研究站，乌鲁木齐 830002；3.新疆乌兰乌苏生态与农业气象野外科学观测研究站，新疆 石河子 832000；4.阿拉尔市气象局，新疆 阿拉尔 843300；5.石河子气象局，新疆 石河子 832000；6.阿克苏地区气象局，新疆 阿克苏 843000）

棉花产量的形成与棉花全生育期的各类气象条件均有一定的联系[1-9]。苗期的气象条件决定了棉花的长势、单株果枝数；蕾期的气象条件决定了单株结铃数和铃重； 花铃期的气象条件影响棉花品质[4]。 气象条件对棉花的影响随着生育期的推进呈现“小-大-小”的规律：前期4-5 月播种至出苗阶段，影响棉花长势，影响比较小；5-7 月的气象条件对产量因素的影响较大；后期9-10 月进入采摘期，气象条件对产量因素的影响也相对较小[5]。

新疆阿克苏地处我国西北内陆，具有温带干旱气候特点，日照时间长，昼夜温差大，无霜期长，全年为225 d。全区光热资源丰富，是全国太阳辐射量较多的地区之一，年日照时间为2 855.0 h；降水量少，年降水量仅为91.2 mm。 这样的气候特点特别有利于棉花的生产种植，棉花是阿克苏地区主要的经济作物之一和重要收入来源。 2021 年新疆棉花播种面积达250.6 万hm2，较2020 年增加了0.417万hm2，同比增长0.17%。 其中阿克苏地区棉花播种面积为50.997 万hm2， 占新疆棉花播种总面积的20.3%， 较2020 年增加了0.855 万hm2； 棉花产量96.74 万t，较2020 年小幅下降4.56 万t，每666.7 m2皮棉产量也由2020 年的135 kg 减少到2021 年的127 kg[10]。 因此，通过对该地区棉花实地调查，结合气象条件， 分析气象要素异常与棉花减产的关联，提出防灾减灾对策和建议，为取得棉花高产提供指导意见和建议。

1 2021 年气象因子总体影响分析

1.1 温度

1.1.1苗期。 棉花出苗阶段对气象条件的要求：一是5 cm 土壤温度，棉籽萌芽需要的5 cm 最低土壤温度为10.5～12.0 ℃（因品种等有差异），最适宜的土壤温度为20～30 ℃[11]； 二是土壤水分，30 cm 土壤含水量为田间持水量的70%左右时，对出苗最为有利[12]。

3 月末至4 月，是阿克苏棉花播种至出苗的阶段，也是冷空气频繁活动的阶段，当地多出现大风、降温、倒春寒等天气，造成气温变化剧烈，影响棉花幼苗生长。 冷空气活动轻则抑制幼苗生长，造成僵苗不发，形成小老苗，重则造成缺苗断垄甚至大面积重播，是棉花产量和品质下降的重要因素之一。

2021 年3 月23-29 日气温异常偏高，许多棉农在温度不稳定的情况下开始大面积播种。3 月30日至4 月5 日发生一次寒潮降温、降雨天气，最高气温由前期的21.6 ℃降至2.0 ℃，对刚刚播种的棉种萌发出苗极为不利。 从表1 可以看出，2021 年4月阿克苏平均气温较常年（2011-2020 年，下同）均值偏低3 ℃， 温度偏低导致还未播种的滞后播种，棉花生育期普遍推迟；对于已播种的棉田，尽管后期温度逐渐回升，但降雨造成土壤板结，导致萌动的棉籽闷死，成为严重缺苗、毁种重播的主要原因之一。

表1 2021 年棉花生长季月平均气温与常年对比 ℃

1.1.2蕾期。棉花是无限生长的植物，适期现蕾、开花是棉花丰产的重要条件之一。 现蕾早开花也早，说明生殖生长时间开始得早， 生殖生长时间长，易获得相对较高的棉花产量。阿克苏地区棉花一般在5 月底至6 月上旬开始现蕾，历经25～30 d。 现蕾期的适宜生长温度为25～30 ℃， 需要的最低温度为19 ℃。

2021 年5 月平均气温比常年平均值偏低0.4 ℃（表1），棉花现蕾较常年偏晚6 d；5 月28 日日平均气温开始回升至25 ℃以上，但最低气温仍偏低。虽然6 月平均气温比常年平均值高0.6 ℃（表1），但6 月中旬连续降雨造成气温异常偏低，最低气温高于19 ℃的只有6 d， 其中6 月14 日最低气温仅为14.7 ℃，导致棉花生长发育迟缓。 这期间气温偏低对蕾期棉花生殖生长极为不利，且缩短了生殖生长期，是当年棉花减产的重要原因之一。

1.1.3花铃期。棉花花铃期是营养生长与生殖生长并进期， 一般为50 d 左右， 阿克苏一般在6 月中旬-9 月上旬。 2021 年6 月下旬升温迅速，一定程度上减轻了前期热量不足造成的不利影响。

2021 年7 月平均气温较常年平均气温偏高0.8 ℃（表1），≥35 ℃以上的高温天气出现了14 d，分别出现在7 月2-6 日（5 d）和7 月25-31 日（7 d），连续高温天气对棉花开花授粉和结铃不利。

1.1.4采摘期。 10 月当地已进入棉花采摘期，平均气温较常年平均值偏低1.5 ℃（表1）。 对于播种偏晚的棉花，较低的温度易因引起霜冻产生较多的霜后花，影响纤维成熟度，降低棉花的产量和品质。

1.2 降水

2021 年4 月累计出现有效降水天气5 次，累计降水量为10.9 mm，比常年偏多6.3 mm（表2），其中4 月1 日出现中量降水（5.9 mm），气温下降明显。5 月累计降水量20.5 mm，比常年偏多9.6 mm，特别是5 月13-15 日大量降雨造成棉田积水，土壤湿度增大，这次低温阴雨天气导致病菌侵害棉籽概率增大，造成较多烂种烂芽。此外，尽管这次降雨后温度逐渐回升，但是造成了因播种孔土壤板结而闷死萌发的棉籽，导致缺苗，这也是棉花减产的原因之一。

表2 2021 年棉花生长季月降水量与常年对比 mm

7 月10-22 日出现连阴雨天气， 降水量为0.1～8.3 mm，7 月累计降水量为29.5 mm， 比常年平均值高20.7 mm（表2）。伏期的高温、高湿天气易造成棉花疯长、蕾铃脱落，或导致棉铃成熟度不高、纤维品质较差，也是棉花减产降质的原因之一。

8-10 月降水量比常年平均值偏少（表2），此时棉花逐渐进入吐絮阶段，营养生长与生殖生长逐渐减弱。

1.3 积温

新疆棉花生产与热量关系最密切，生长关键季节热量不足对棉花产量和品质都有较大的影响[13]。2021 年棉花生长季≥10 ℃积温为3 974.9 ℃，比常年平均偏少373.2 ℃；≥15 ℃积温为3 269.6 ℃，比常年偏少444.4 ℃；≥20 ℃积温1 035.6 ℃，比常年偏少2 937.2 ℃。 与常年平均各项积温的对比结果（表3）显示，2021 年整个棉花生长季（4-10 月）中，各界限温度积温都比常年平均低，总体热量严重偏少， 说明热量条件不足也是影响棉花产量、品质的原因之一。

表3 2021 年棉花生长季（4-10 月）积温与常年对比℃

1.4 日照时间

2021 年阿克苏植棉区4-10 月日照时间为1 729.8 h，比常年平均（1 935.9 h）减少206.1 h。 由表4 可知，生长期内各月的日照时间除9 月略偏高以外，其余各月均比常年平均值偏低，特别是现蕾期至吐絮期，这不仅会降低棉花的品质，也会降低产量。

表4 2021 年棉花生长季（4-10 月）月平均日照时间与常年对比 h

2 灾害性天气

2021 年4 月上中旬阿克苏天气多变， 降水天气过程多达5 次， 低温阴雨对棉花出苗极为不利。影响最大的是4 月21-22 日14 时出现的大风灾害性天气，阿克苏普遍出现偏北阵风，瞬间极大风速达24.9 m·s-1。在大风和降雨天气的共同影响下，此次天气过程造成阿克苏市农业生产受灾面积达2 529.2 hm2，直接经济损失达677.52 万元，其中棉花受灾面积高达2 527.7 hm2。

5 月出现强降水灾害性天气1 次。5 月12 日至15 日， 阿克苏普遍出现降水天气， 累计降水量达11.5 mm。 其中5 月14 日，阿克苏普遍出现较强对流降水天气，1 h 降水量达10.9 mm。 此次暴雨洪涝灾害造成阿克苏农作物受灾面积达7 577.5 hm2，经济损失达3 355.23 万元。

6 月13 日午后， 阿克苏出现强对流天气引发的大风、 降水和冰雹， 其中柯柯牙山区出现暴雨（26.5 mm），强降水持续1～2 h。这次风雹灾害天气对当地的农业、林果业造成严重的经济损失，据统计共造成辖区内1 个乡镇4 个村1 161 户5 600 人受灾，棉花受灾面积达1 147.3 hm2，直接经济损失达1 327.62 万元。

8 月共出现3 次灾害性天气， 造成的影响如下：8 月9 日的大风，造成经济损失2 565.15 万元；8 月12 日， 大风造成经济损失1 536.54 万元；8 月16 日冰雹，造成直接经济损失3 946 万元，棉花受灾面积达25 083.3 hm2。

3 常见气象灾害的防御和补救措施

3.1 大风

应提高播种质量，确保铺膜平展，压膜紧密，膜孔封堵严实。打好防风带，播种完成以后，在地膜上每隔5～10 m 压1 道小的防风带。 此外，采用干播湿出播种方式，在一定程度上规避或减轻不利天气对播种出苗的影响，减轻灾害。

3.2 暴雨

暴雨洪涝易造成田间积水， 须及时排水防涝。土壤湿度过大，易造成棉苗烂根。 应在地面干燥后及时中耕培土，增强土壤通透性，促进根系尽快恢复。 适时追施速效肥，可喷施1%～2%（质量分数，下同）的尿素稀释液，或0.3%的磷酸二氢钾溶液，促进棉株尽快恢复。

3.3 冰雹

冰雹天气常常造成棉花断头断枝、 落蕾落叶，给棉花带来极大的危害，从棉田系统本身来讲是无法防御的，因此，只有加强监测，进行人工消雹。 在雹灾发生后，可采取以下补救措施：

3.3.1科学进行棉田改种。 对受灾棉田的改种，应从受灾时间和受灾程度2 个方面考虑。对于光秆绝收田块，受灾较早的，应改种其他作物，也可重播棉花；受灾时间较晚的，则尽量考虑改种。

3.3.2及时中耕、松土。冰雹常伴随暴雨，造成田间积水，土壤湿度过大，易使棉苗烂根。 雹灾过后，要及时开沟排除田间积水，改善棉田生态环境。

3.3.3追施速效氮肥，促发新枝。 雹灾棉花恢复生长需肥量大， 要及时追施速效氮肥和少量钾肥，一般每666.7 m2追施尿素10 kg 或碳酸氢铵15～20 kg。 追肥方法为开沟追肥，可结合中耕进行。