多伦县花椰菜气候适宜度及灾害防御研究

马瑞丽，赵晓英

（1多伦县气象局，内蒙古多伦 027300；2锡林浩特国家气候观象台，内蒙古锡林浩特 026000）

0 引言

花椰菜含有多种维生素及矿物质，营养价值极高，具有肝脏解毒、清化血管、增强免疫、抗癌防癌、美容减肥等多种功效[1]，因此越来越受到人们的欢迎。近年来多伦县地区多年种植马铃薯的弊端越来越明显，目前政府大力调整优化种植结构，花椰菜种植已成为多伦县政府部门调整优化种植结构的主要替代物。多伦县南部乡镇以花椰菜种植为主的蔬菜种植已成为多伦县地区五大主导产业之一。多伦县的土地和气候适宜花椰菜的种植，花椰菜在多伦县也有一定的种植历史，且已形成较好的产业链格局，投入低、产出高，有利于更大规模种植绿色有机花椰菜，有着较好的经济效益及推广前景。多伦县的花椰菜作为绿色无公害蔬菜在北京、天津等临近城市十分畅销，受到人们的喜爱和欢迎。

随着气象为农服务理念的不断深入和现代农业的新需求，开展全程系列化的服务已成为当前气象为农服务的发展方向和重点。冶明珠等[2-3]、宫丽娟等[4]、越昆等[5]学者对东北地区及内蒙古地区玉米气候适宜度进行了较为全面的分析。吴炫柯等[6]、王永利等[7]、云文丽[8]对马铃薯发育期适宜温度和干旱指标做了大量研究。卜坤[9]、杨显峰[10]等学者对种植大豆的土地适宜性指标、体系的建立均做了分析研究。王彦平[11]对内蒙古东北部地区种植大豆气候适宜度、种植区划做了较为全面的研究。闫世忠等人在“越冬花椰菜气候适应性研究及灾害防御技术”研究中对河南地区越冬花椰菜各生育期适宜气象指标进行了分析[12]。但针对内蒙古种植花椰菜这一大田特色农作物还没有相关气候适宜度研究指标。目前内蒙古地区花椰菜生长发育各阶段的农业气象指标缺少深入分析，有待于进一步研究。再加上区域性的自然灾害频发，天气不稳定，使得种植基地往往面临较大的减产或毁灭性风险[13]。因此，有必要对内蒙古地区花椰菜气候适宜度及易发生的气象灾害做全面的分析研究。秧苗的好坏及长势直接影响年终的产量，研究棚期秧苗的气象条件至关重要。本研究首先分析了花椰菜育苗期大棚内外温度的相关性以及不同天气类型下大棚内外温度日变化规律及定量关系，旨在找寻出大棚内、外气象要素变化规律，摸索出变化指标。其次，根据气象观测资料和所积累的花椰菜种植气象指标，选取具有代表性地段的花椰菜作为研究对象，开展全生育期观测，进行气象条件与花椰菜全生育期影响分析，确定多伦县地区花椰菜生育期适宜气象指标。最后，对花椰菜生育期自然灾害及病虫害进行研究。通过分析研究为花椰菜种植提供全面系统的气象保障服务，使农民有效地防御气象灾害，为今后全面开展农业多品种气象服务奠定基础。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

多伦县位于内蒙古自治区中部，锡林郭勒盟东南端，阴山北麓，小兴安岭余脉，燕山山脉末端，海拔1150～1800 m，全县地跨东经 115°30′—116°55′，北纬41°45′—42°39′，处于中国北方农牧交错带，浑善达克沙地南缘。属温带半干旱向半湿润过渡的典型大陆性气候，雨热同季，年平均气温2.8℃，气温日较差可达25℃以上，极端最高气温36.8℃，极端最低气温-39.8℃。年平均降水量378 mm，降水主要集中在6—8月，占年降水量的60%～70%。年平均风速3.3 m/s，大风日数49.1天，沙尘暴日数1.8天，平均日照时数2941.1 h，无霜期短，为82～140天，特殊的气候条件使得花椰菜种植成为多伦县最主要的大田特色作物。

1.2 资料来源

分别选取大北沟镇十五号村、西干沟乡牛眼睛村、蔡木山乡炮台村3个具有代表性地段的花椰菜作为研究对象，开展了花椰菜全生育期观测。花椰菜育苗期分别在3个代表性地段建立蔬菜大棚，在大棚内放入人工观测用的温度计，每天14时更换自记纸，记录棚内逐小时气温数据，观测时间是2020年4月28日—5月31日。棚外温度采用大棚附近3个区域气象站同时期逐小时气温数据。日照时数资料来源于多伦县国家基准气候站。

1.3 天气类型划分

利用日照时数数据将2020年4月28日—5月31日逐日天气划分为3个天气类型，分别为晴天、多云、阴雨天，划分标准见表1，可知5月3、8、9、15、19、21、23、29、31日为多云日，5月7、22、30日为阴雨天，其余日数为晴天。

表1 天气类型划分标准

1.4 数据处理方法

数据的统计处理、分析及绘图主要应用Excel软件和SPSS统计软件。用趋势分析法[14]定量描述棚内大棚内外日最低温度散点图，研究发现棚内外日最低温度呈显著正相关，相关系数为0.9154，通过0.001显著性检验。棚内日最低温度平均值为5.4℃，棚外日最低温度平均值为4.5℃，棚内外温度差值0.9℃。

由此可见：在花椰菜育苗期棚内温度均高于棚外，其中日平均最高温度棚内外差值最大，其次是日平均温度，差值最小的是平均最低温度。这进一步说明塑料大棚具有增温、保温作用，大棚内的温度变化主要是随着外界气温的变化而起落，存在着显著的季节性温差和昼夜温差，外界温度越高，棚内温度越高，外界温度越低，棚内温度越低。最高温度一般出现在中午前后，最低温度出现在黎明太阳升起来之前。因此，需要外温度变化趋势，棚内温度与日照时数关系研究采用相关分析法[15]，并进行显著性检验[16]。

2 结果与分析

2.1 花椰菜大棚育苗期棚内外温度对比分析

2.1.1 棚内外温度相关分析 图1为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期大棚内外日平均温度散点图，研究发现棚内外日平均温度呈显著正相关，相关系数为0.8576，通过0.001显著性检验。棚内日平均温度16.9℃，棚外日平均温度12.5℃，棚内外温度差值4.4℃。

图1 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期大棚内外日平均温度散点图

图2为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期大棚内外日最高温度散点图，研究发现棚内外日最高温度呈显著正相关，相关系数为0.6061，通过0.001显著性检验。棚内日最高温度平均值为34.7℃，棚外日最高温度平均值为19.9℃，棚内外温度差值14.8℃。

图2 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期大棚内外日最高温度散点图

图3为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期根据大棚内外温度变化采取通风散热和防寒措施。

图3 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期大棚内外日最低温度散点图

2.1.2 日照时数对棚内温度的影响 图4为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期日照时数与棚内平均温度散点图，由图可知：日照时数与棚内日平均温度呈显著正相关，相关系数为0.5167，通过0.001显著性检验，这说明光照越好，棚内温度越高。光照是影响大棚花椰菜生长的重要因素，光照充足，则在光合作用下，花椰菜植株可以快速积累养分，生长较为健壮。但较强的光照也会导致高温烧苗，同时，若苗期棚内光照不足，光合作用降低，蓄热量下降，气温地温逐渐下降，影响幼苗生长，且湿度加大，病虫害就极易发生蔓延。因此，大棚育苗期需及时采取遮光及补光措施人工调控光照强度和日照时数。

图4 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期日照时数与棚内平均温度散点图

2.1.3 不同天气类型下大棚内外温度日变化规律及定量关系 大棚实际上是一种日光温室，棚内的小气候随着天气状况的变化而变化，具有升温快、温差大、晴天气温变化剧烈、阴雨天变化平缓和分布不均等特点。

（1）晴天：图5为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期晴天大棚内外平均温度日变化图，由图可知：晴天天气条件下，白天（7—19时）棚内平均气温明显高于棚外，夜间（20—06时）棚内外平均气温较为接近，棚内气温日变化幅度大于棚外；棚内外平均最低气温出现在5时左右，棚内平均最低温度5.0℃，棚外平均最低温度4.1℃；棚内外平均最高气温出现在12—14时前后，棚内平均最高温度31.1℃，棚外平均最高温度18.0℃；棚内外平均最大温差出现在11时，达13.3℃。花椰菜育苗期晴天中午棚内最高温度可达45～49℃，对秧苗生长有较大危害，为防止高温危害，需要人工控温。降温应采取通风、补水等措施，打开大棚入口，卷起棚膜，以加快空气流通，中午通过补水能使温度降低。晴天凌晨棚内最低温度在-0.6～-1.0℃左右，有可能对幼苗冻伤，需适当采取增温措施预防低温冷害和冻害。

图5 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期晴天大棚内外平均温度日变化图

（2）多云：图6为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期多云大棚内外平均温度日变化图，从图6可见，棚内平均最低气温出现在4时左右，最高气温出现在11时，棚内外平均最大温差达12.1℃，低于晴天最大温差。花椰菜育苗期多云天气中午棚内最高温度可达40～42℃，虽然低于晴天最高温度，棚内也会闷热，需要适当通风散热。多云天气凌晨棚内最低温度在0.5℃左右，最低温度在零上，不会造成冻害的发生，但也需要采取保温措施防御低温冷害。

图6 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期多云大棚内外平均温度日变化图

（3）阴雨天：图7为2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期阴雨天大棚内外平均温度日变化图，从图7可见，阴雨天天气条件下，白天（7—19时）棚内平均气温高于棚外，但低于晴天和多云棚内温度；夜间（20—06时）棚内外平均温度差值不大，其中，00—05时棚外平均温度高于棚内，其他时次棚内平均温度高于棚外；棚内平均最低气温出现在23时左右，最高气温出现在12—14时，棚内外平均最大温差达10.6℃，低于晴天和多云天最大温差。花椰菜育苗期阴雨天中午棚内最高温度可达39℃左右，最低温度在6.0℃左右，此温度对花椰菜生长发育较为有利，但也需进行通风散热防止气温过高造成不利影响。

图7 2020年4月28日—5月31日花椰菜育苗期阴雨天大棚内外平均温度日变化图

2.2 花椰菜生育期适宜气象指标

2.2.1 温度 花椰菜发芽期（一期菜4月25日—4月30日，二期菜5月5日—5月10日，三期菜5月22日—5月27日）适宜温度为14～24℃；花椰菜幼苗期（一期菜5月1日—6月10日，二期菜5月11日—6月25日，三期菜5月28日—7月10日）适宜温度为13～24℃；花椰菜莲座期（一期菜6月11日—6月30日，二期菜6月26日—7月20日，三期菜7月11日—7月31日）适宜温度为14～23℃；花椰菜花球形成期（一期菜7月1日—8月20日，二期菜7月21日—8月31日，三期菜8月1日至9月20日）适宜温度为13～22℃。

2.2.2 水分 多伦县地区花椰菜全生育期历年平均相对湿度分布在40%～77%，其中大田生长期（6月—9月）相对湿度分布在50%～77%之间，花椰菜大田生长期历年平均降水量为296.2 mm，占全年降水量的77%，降水主要集中在6—8月（占全年降水量的65%），花椰菜生长发育期所需的土壤湿度在60%～80%之间。多伦县地区湿度和降水条件不能满足花椰菜的生长需求，需抽取地下水进行灌溉。

2.2.3 日照 根据多伦县地区花椰菜全生育期历年平均日照时数分析，该时期光照充足，日照时数分布在6.3～10.8 h，完全满足花椰菜生长需求。但由于光照较强，需折叶盖球或将靠近花球的2～3片叶束住避免阳光直射，防止花球颜色变黄，确保品质。

2.3 花椰菜生育期自然灾害

2.3.1 低温冷害与霜冻 因温度低于适宜生长温度下限而引发的生育期延长或营养器官生理机制受到损害，营养组织被破坏造成叶片发黄、枯萎甚至死亡，部分失去再生能力。大棚内由于降温而受冻或定植早受低温霜冻影响延长缓苗期甚至被冻坏，导致叶片生长不良，形成的花球小且散花、毛花多，品质差，产量低。受冻后出现水渍状，甚至死亡。2020年9月18日—20日出现了降温天气，最低气温降至-0.6℃，导致未及时采收的部分花球被冻，造成了一定的经济损失。

2021年5月1日、2日出现了强降温天气，最低气温分别降至-5.2、-9.7℃，因疏于防范导致部分菜苗被冻枯死，同时，未枯死的菜苗由于遭受冻害后影响其生长，导致花球品质变劣。

2.3.2 高温干旱 高温危害是影响花椰菜产量和品质的主要气象灾害，幼苗期最高温度30℃以上时，易形成高温伤苗。花球发育期极端最高气温高于30℃不能形成花球。同时，在高温干旱条件下，有利于蚜虫的大量繁殖，蚜虫传播病毒病使花椰菜大面积减产甚至枯萎死亡。

2.3.3 冰雹 冰雹的危害程度取决于雹粒的大小、持续的时间和密度以及发生的时期，一般在苗期、莲座期发生最多。冰雹危害严重时，会将花椰菜外部的功能叶片基本打光，只剩下叶柄和内部的叶球，从而造成减产甚至绝收。

2.3.4 暴雨与连阴雨 暴雨可将幼苗冲出土外使根系受伤造成缺苗断垄及大、小苗现象，此外，因大雨或暴雨时间过长，土壤积水，对土壤的通透性造成严重破坏而发生涝害，涝害严重时可使花椰菜根系在较短时间内因缺氧而窒息死亡，危害明显。由于雨后土壤长期排水不良或连阴雨使土壤水份持续处于饱和状态，长时间缺氧而损害根系形成湿害，主要发生在苗期和莲座期。发生湿害和涝害后，植株矮小，叶片黄化，出现“早花”现象，或引起花球松散、花枝腐烂，易发生霜霉病、黑腐病、软腐病等病害。

2.3.5 大风 由于多伦县地区大风发生频率较多，大棚育苗期遇大风会出现棚膜上下摔打现象，时间长会刮飞、刮破棚膜，降低或破坏大棚的保温性能，散热量加快，室内温度下降，对安全生长影响极大。定植期遭遇大风会破坏幼苗叶片从而影响品质，甚至将幼苗刮断死亡。

2.3.6 连阴寡照 苗期棚内光照不足，湿度加大，病虫害极易发生蔓延。长时间的弱光环境，光合作用降低，蓄热量下降，气温地温逐渐下降，根系吸收能力减弱，植株叶片黄化，造成生育障碍影响产量和质量[17-19]。

2.3.7 雪灾 遇到大（暴）雪天气时，一旦雪量大、风力强时，会将大棚压垮，造成棚毁。积雪遮阴影响光温条件，雪后转晴光照较强容易造成棚内升温过快，导致严重失水发生急性闪苗凋萎。

2.4 花椰菜生育期病虫害防治

2.4.1 花椰菜生育期主要病害 花椰菜生育期主要病害有：立枯病（苗期）、猝倒病（苗期）、细菌性软腐病（田间管理期，根部和花球）、黑腐病（田间管理期，叶部和花球）、霜霉病（田间管理期，叶部）、病毒病（田间管理期，叶部）。防治措施应以农业综合防治为主，促进植株健壮生长提高抗病能力，在病害严重情况下适量喷洒农药，以减少病毒传播途径，禁止使用高度、高残留农药。

2.4.2 花椰菜生育期主要虫害 花椰菜生育期主要虫害有：小菜蛾（吊丝虫）、菜青虫、草地螟，主要采取农业防治、物理防治、化学防治等措施进行防治。

3 结论

（1）花椰菜育苗期棚内外日平均温度呈显著正相关，相关系数为0.8576，棚内外日最高温度呈显著正相关，相关系数为0.6061，棚内外日最低温度呈显著正相关，相关系数为0.9154，均通过0.001显著性检验。

（2）花椰菜育苗期日照时数与棚内日平均温度呈显著正相关，相关系数为0.5167，通过0.001显著性检验，这说明光照越好，棚内温度越高。

（3）晴天天气条件下，白天（7—19时）棚内平均气温明显高于棚外，夜间（20—06时）棚内外平均气温较为接近，棚内气温日变化幅度大于棚外；多云天气条件下，白天（7—19时）棚内平均温度高于棚外，但低于晴天棚内温度；夜间（20—06时）棚内外平均温度差值不大，00—04时棚外平均温度高于棚内，其他时次棚内平均温度高于棚外；阴雨天天气条件下，白天（7—19时）棚内平均气温高于棚外，但低于晴天和多云棚内温度；夜间（20—06时）棚内外平均温度差值不大，其中，00—05时棚外平均温度高于棚内，其他时次棚内平均温度高于棚外；总之，棚内平均气温与天气状况的关系为：晴好＞多云＞阴雨，说明晴天白天天气对棚内平均温度影响最大。应采取降温、通风、补水等措施，加快空气流通，以防幼苗晒伤、闷死。

（4）花椰菜不同生育期适宜气象指标：所需的温度在13～24℃之间，土壤湿度在60%～80%之间，日照时数分布在6.3～10.8 h就能满足其生长发育条件。

（5）多伦县地区花椰菜生长期主要气象灾害有低温冷害与霜冻、高温干旱、冰雹、暴雨与连阴雨等，由于花椰菜生长初期采用大棚进行育苗，还需防范大风、连阴寡照、雪灾等灾害。

（6）花椰菜生育期主要病害有：立枯病、猝倒病、细菌性软腐病、黑腐病、霜霉病、病毒病。虫害有：小菜蛾（吊丝虫）、菜青虫、草地螟。

4 讨论

文章根据多伦县近3年（2018—2020）花椰菜生育期观测的气象资料，分析得出了花椰菜生育期适宜气象指标，花椰菜生长不同时期温度指标与闫世忠[12]研究结果稍有差异，有可能与地域不同有关，也有可能与花椰菜种植品种不同有关。农业与气象密不可分，各级气象部门一直把为农服务放在气象服务的首位。近年来，气象部门主动适应国家发展和改革需要，积极推进气象服务体制改革，大力发展气象为农服务。本研究只是对花椰菜生长发育不同时期的气象指标和气象灾害进行了分析，对于气象灾害对花椰菜种植造成的影响评估这方面的研究没有涉及，在今后的研究和为地方服务中，要根据当地气象预报，在出现气象灾害前，及时制作并发布花椰菜气象预报预警产品、花椰菜气象灾害评估产品、花椰菜气象监测分析产品等针对性强的服务产品，减轻气象灾害给农民带来的经济损失。同时，在灾情出现后，及时深入农户进行灾情调研评估，也可与保险公司联合，当农民种植的花椰菜因灾产生损失，保险公司可给予赔偿，减轻农民种植花椰菜的后顾之忧。通过一系列的措施为多伦县地区花椰菜种植“直通式”气象服务工作，提升农业气象服务能力，为农民增产增收提供助力。