咸陽春甘藍適宜播種期精細化區(qū)劃

董 磊,劉 艷,劉 進,郭 靖,劉新生

(1.陜西省氣象局機關服務中心，陜西 西安 710014; 2.咸陽市氣象局，陜西 咸陽 712000;3.陜西省氣象局秦嶺和黃土高原生態(tài)環(huán)境氣象重點實驗室，陜西 西安 710014; 4.咸陽市渭城區(qū)氣象局，陜西 咸陽 712034; 5.咸陽市秦都區(qū)氣象局，陜西 咸陽 712000)

甘藍，是一種重要的十字花科蔬菜作物，具有較強的適應性和抗逆性，其葉球中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，據(jù)統(tǒng)計，我國甘藍的種植面積約90萬hm2[1]，居世界第一位，在全國蔬菜周年供應及出口貿(mào)易中占有十分重要的地位。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整，以及農(nóng)業(yè)供給側結構改革的深化，咸陽市市政府在十四五規(guī)劃[2]中明確指出，到2025年，以涇陽、三原為重點，依托產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎，打造1萬hm2大白菜、甘藍、芹菜基地；以淳化、旬邑、長武等北部縣區(qū)為重點，打造0,67萬hm2高山冷涼蔬菜生產(chǎn)基地，通過優(yōu)化蔬菜產(chǎn)業(yè)集群，促進蔬菜產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。因此，研究咸陽春甘藍適播期精細化區(qū)劃，充分利用氣候資源，找出咸陽春甘藍適宜播種期，合理布局，規(guī)避種植風險，顯得尤為重要。

春甘藍是春末夏初采收上市的蔬菜[3]，其生育周期可分為營養(yǎng)生長和生殖生長兩個時期[4]，從種子發(fā)芽、幼苗生長、蓮座葉形成到結球，為營養(yǎng)生長時期；從現(xiàn)蕾、抽薹、開花到結成種子，為生殖生長時期。春甘藍栽培是在保護地育苗，露地定植，定植后若遇長時間低溫植株易完成春化作用，因此，在生產(chǎn)上，合理調(diào)控環(huán)境條件，恰當?shù)匕才挪シN期，可以有效控制甘藍未熟抽薹及開花現(xiàn)象，避免嚴重減產(chǎn)。國內(nèi)外學者在作物適播期方面已開展了大量的研究并取得了一定的研究成果。談美秀[5]等研究了河南省夏玉米最適播種期時空分布特征。吳云龍[6]等研究了石家莊地區(qū)冬小麥適播期時空變化。左晉[7]等研究了貴州省山地春大白菜錯季栽培的適宜播期區(qū)劃。任利民[8]等研究了河套地區(qū)雜交向日葵SH363的適宜播種期。汪暖[9]研究了浙中西部地區(qū)棉花適宜播種期。而針對春甘藍適播期的研究鮮少，孟平紅[10]等僅在文獻中分三個區(qū)域介紹了貴州春甘藍播種時間。李愛梅[11]等簡單介紹了麟游的春甘藍育苗時間為3月初到4月下旬。但是針對春甘藍的適宜播種期精細化區(qū)劃沒有研究，本文通過研究2020年旬邑春甘藍栽培的試驗結果，確定了春甘藍在咸陽的適播期精細化區(qū)劃，首次將春甘藍適播期精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，從而為推進咸陽春甘藍產(chǎn)業(yè)化、合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源、保證春甘藍高產(chǎn)高質(zhì)[12]提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象資料由陜西省氣象局提供。包括1991-2020年咸陽市12個氣象站逐日平均氣溫、日最低氣溫、日最高氣溫、相對濕度、日降水量、日照時數(shù)等。春甘藍栽培試驗數(shù)據(jù)由旬邑建農(nóng)家庭農(nóng)場有限公司提供。

1.2 方法

春甘藍育苗時間一般在早春時段。為防止春甘藍在生產(chǎn)過程中的春化作用，根據(jù)各地定植時段春甘藍生產(chǎn)的氣候條件差異，結合旬邑栽培試驗及生產(chǎn)結果，篩選出影響春甘藍營養(yǎng)生長的精細化指標，利用咸陽12個氣象站的近三十年的數(shù)據(jù)對精細化指標進行驗證，從而確定春甘藍適宜移栽期，推算出春甘藍適宜播種期。最終，采用GIS技術插值咸陽春甘藍適宜播種期精細化區(qū)劃。

2 旬邑春甘藍種植概況

建農(nóng)家庭農(nóng)場有限公司2020年在旬邑萬畝冷涼蔬菜基地種植中甘系列甘藍，長勢良好、品質(zhì)優(yōu)良、產(chǎn)量高，但在結球收獲階段出現(xiàn)了5%左右的結球不緊實現(xiàn)象，造成了一定的損失。

旬邑位于關中平原中部(108o20′E，35o12′N)，海拔1 277 m，屬于暖溫帶半干旱季風氣候，年平均降雨量583.3 mm，年蒸發(fā)量1 436.4 mm，年日照時數(shù)2 294.5 h，蔬菜種植以春甘藍、蘿卜、大白菜一年三熟為主。

2.1 旬邑春甘藍種植氣象條件對比分析

旬邑春甘藍2020年定植時間為5月15日，收獲時間為7月2日，共49 d，具體生育期見表1。

表1 春甘藍從定植到收獲生育期

2.2 旬邑春甘藍栽培的表現(xiàn)

據(jù)7月2日試驗觀測，旬邑春甘藍在營養(yǎng)生長階段出現(xiàn)了小部分未熟抽薹、結球不緊實的狀況，這是由于在春甘藍的生產(chǎn)中，植株在營養(yǎng)生長階段通過低溫春化會引起花芽分化以及抽薹開花，從而導致植株不能形成葉球[13]。而春甘藍的春化現(xiàn)象以4.4～10℃的日最低氣溫為低限，10～15℃的日最低氣溫均能春化，7～8℃進行得最快[14]。通常，結球甘藍幼苗的營養(yǎng)體要長到一定大小，經(jīng)歷較長時間12℃以下的低溫才能春化[15]。

通過分析旬邑氣象資料發(fā)現(xiàn)，5月15日至7月2日(49 d)旬邑日最低氣溫≤12℃的日數(shù)共有17 d(見圖1)，即旬邑春甘藍在低于12℃的日最低氣溫下，17 d就可以出現(xiàn)部分春化。因此，應至少推遲移栽期(育苗期)1 d，從而抑制春甘藍低溫春化，防止結球不緊實現(xiàn)象。

3 春甘藍在咸陽規(guī)模栽培適播期的確定

3.1 春甘藍適播期指標的建立

根據(jù)旬邑2020年春甘藍種植試驗研究發(fā)現(xiàn)，春甘藍在咸陽其余縣區(qū)推廣需同時滿足兩個條件：定植到收獲期日平均氣溫15～24℃之間，且該時段內(nèi)日最低氣溫≤12.0℃的累計天數(shù)不超過16 d。通過分析咸陽各地近三十年日平均氣溫和日最低氣溫指標，得出春甘藍最早定植日期、春甘藍最晚收獲日期及春甘藍從定植到最晚收獲期的適宜生長期；按春甘藍育苗期50天進行推算，進而得到春甘藍最早播種日期(見表3)。

表3 咸陽春甘藍的最早適宜播種、定植日期、最晚收獲日期、適宜生長期

由表3可以看出，春甘藍在咸陽最早播種日期和最早定植日期分別為2月13日、4月3日(三原縣)，各地適宜生長期均大于春甘藍從定植到收獲全生育期天數(shù)49 d，各地均適宜種植，且春甘藍的適宜生長期由南向北逐漸增多。

3.2 春甘藍最早適宜播種期精細化區(qū)劃圖制作

為了解決咸陽市自動氣象監(jiān)測站數(shù)量少的問題，采用地理統(tǒng)計方法建立各地春甘藍最早播種日序與臺站地理信息(經(jīng)度、緯度、海拔高度、坡度)的空間分析模式，利用GIS空間插值推算出30 m×30 m網(wǎng)格上的最早播種日序，從而滿足咸陽地區(qū)春甘藍適播期精細化區(qū)劃的需求[16]，咸陽春甘藍最早播種日序與地理要素之間的空間分析模式見表4，該方程的F值通過了0.01水平的顯著性檢驗，具有較高的可信度。從圖1中可以看出咸陽市整個區(qū)域都適宜種植春甘藍，但由于各地的氣候差異造成整個咸陽市春甘藍的適宜播種期由南向北逐漸推遲，最早出現(xiàn)在三原、涇陽、興平、秦都、渭城渭河沿岸一帶，最晚出現(xiàn)在旬邑縣馬欄鎮(zhèn)、清源鎮(zhèn)，長武縣土家鎮(zhèn)，最早與最晚播種日期跨度比較大相差45 d。

表4 春甘藍最播種日序空間分析模式

4 結論與討論

筆者用GIS和地理信息疊加功能劃分出咸陽地區(qū)春甘藍適宜播種期精細化區(qū)劃，結果表明，咸陽十二個縣區(qū)都適宜春甘藍生長，且春甘藍播種日期由南向北推遲，最早出現(xiàn)在三原、涇陽、興平、秦都、渭城渭河沿岸一帶，最晚出現(xiàn)在旬邑縣馬欄鎮(zhèn)、清源鎮(zhèn)，長武縣土家鎮(zhèn)，最早與最晚播種日期跨度比較大相差45天；春甘藍從定植到最晚收獲期的適宜生長期由南向北逐漸增多；影響春甘藍品質(zhì)產(chǎn)量的主要氣象指標為日平均氣溫和日最低氣溫兩個因素；春甘藍在咸陽其余縣區(qū)推廣需滿足兩個條件，定植到收獲期日平均氣溫15～24℃之間，且該時段內(nèi)日最低氣溫≤12.0℃的天數(shù)不超過16 d。

近年來，隨著蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，咸陽種植設施蔬菜和冷涼蔬菜的面積逐漸擴大，如何提高春甘藍的商品品質(zhì)和農(nóng)民經(jīng)濟效益，除了解決春甘藍低溫春化現(xiàn)象，還需進一步研究氣象災害對春甘藍的影響，因此在后期的研究中，應繼續(xù)關注春甘藍在整個生育期中的精細化氣象風險區(qū)劃，為春甘藍規(guī)模種植、提質(zhì)增效提供更精準的農(nóng)業(yè)氣象服務。