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1、适合内蒙古河套地区的低温冷害动态监测指标 河套灌区是我国最大的自流灌区,位于内蒙古高原中部黄河沿岸的平原地区,西到贺兰山,东至呼和浩特市以东,北到狼山、大青山、南界鄂尔多斯高原,得天独厚的气候和引黄灌溉条件使其成为内蒙古重要农业区和商品粮基地.目前玉米的种植面积已占到粮食作物播种面积的50%,主导着全区粮食的丰歉. 区域内日照充足,热量资源丰富,10℃以上活动积温3100~3650℃d,无霜期140~162天,呈现西高东低变化,偏东地区冷害风险较大.随着气候变暖内蒙和东北地区的玉米气候资源显着增加[1-2],不同品种熟型玉米分布界线北移明显[3],增加了玉米低温冷害发生的风险.研究区
2、历史上曾发生过多次不同程度的低温冷害,近20年有3次范围较大的冷害(1991、1995和2007年),平均减产5-10%,其中1991和1995年土默川地区、2007年巴彦淖尔市前山地区较为严重,减产15%以上.由于生长期较长品种播种面积的增大和温度的波动性增强,低温对玉米稳产、高产的影响重新受到关注. 低温冷害是我国北方地区主要农业气象灾害之一,在东北地区发生比较严重和频繁.关于玉米低温冷害指标、机理的研究已有许多报道,主要是以积温负距平、发育延迟天数和生物量损失为基础,多数指标基于东北地区建立[4-11],并在冷害预测、监测、评估中起着重要作用.目前的指标以气候学意义的静态指标居多
3、,缺乏从过程和机制方面考虑,局域性较强,难以推广应用到其它区域[11-13].因此,需要针对不同地区、不同发育时段建立能客观描述低温冷害发生规律的指标,以达到动态监测、评估的目的.文中利用河套地区近20a的玉米发育期、产量和温度资料,按照不同品种类型和发育进程,采用相对活动积温距平计算方法,综合考虑冷害的阶段性和延续性,制定适合内蒙古河套地区应用的低温冷害动态监测指标,为及时监测、评估和有效防御低温冷害造成的危害提供科学依据和技术支撑. 1材料与方法 1.1资料和处理 河套灌区12个气象站1991-2012年4~10月逐日气温和临河市、准格尔旗、土左旗3个农业气象观测站资料于内蒙古
4、气象信息中心,相应地区历年产量资料和2002-2011年内蒙古玉米品比试验资料分别于内蒙古统计局和内蒙古种子管理站. 1.1.1发育期资料筛选 比较临河、准格尔旗近10年与近20年各发育期平均出现日期看出,近10年发育期略有推后,相差0-3天,相差2天以内的发育时段占89%,总体变化不大.考虑到气候变化和品种更新的影响,兼顾各站资料年限(土左旗发育期资料有14年),选用近10年(2001-2010年)资料分析各站玉米发育期正常年份平均出现日期代表多年平均状况. 1.1.2产量资料处理 玉米气象产量波动系数采用(1)式计算,即:式中:It为t年的波动系数;Yt为t年实际产量(kg/
5、hm²);Y²),采用线性或多项式拟合.选择气象产量波动系数小于0的年份作为减产年. 1.2相对活动积温距平计算方法 根据积温原理,玉米完成某一发育期所需的积温相对固定[9],其生长发育进程中某时段热量的满足程度可用该时段积温距平占总生育期积温的比率,即相对活动积温距平来表示: 式中:TXJ为相对活动积温距平,∑Ti为i发育时段实测活动积温(℃d),∑TOi为i发育时段标准活动积温(℃d),∑TO为从出苗到成熟需要的总的标准活动积温(℃d). 1.3玉米品种适宜种植区域划分为了确定各站点适宜种植的品种类型和正确选取冷害指标,需要进行玉米
6、品种种植区域划分.根据代表站点资料分析,玉米出苗日期平均为5月12日,成熟日期平均为9月20日,以近20年出苗-成熟期间的活动积温平均值为基准,参考内蒙古玉米品种区划标准[14],以≥10℃活动积温2850℃d、2750℃d为下限,划分研究区玉米晚熟、中晚熟和中熟品种主要种植区域(表1). 2低温冷害指标的确定 2.1玉米平均发育日期和活动积温下限的确定 统计近10年各站≥10℃活动积温累积进程,去掉积温明显偏低年(临河、土左旗和准格尔旗分别去掉2010年、2003年和2006年),平均后作为该地区玉米不同生长阶段所需的积温(表2).参考品比试验结果(表3),得出临河玉
7、米发育进程可以代表晚熟品种,土左旗和准格尔可分别代表中晚熟和中熟品种. 综合表2和表3结果,参考各站1991-2010年不同时段积温的平均值,得出河套地区玉米主要品种在正常气候条件下各发育期普遍出现时间和所需的活动积温(视作标准活动积温)(表4). 2.2相对活动积温距平指标确定 基于延迟型冷害发生特点和生产实际,选择发育期间隔日数20~30天的时段和抽雄-吐丝期6个发育时段制定冷害指标.考虑到指标的通用性,采用固定时段积温缺
