张 婷 ,李 强
(1.甘肃省气象设备公司,甘肃 兰州 730030;2.兰州资源环境职业技术大学,甘肃 兰州 730021)
气候资源是影响农作物生产的重要条件之一,热量、降水、光照等气候资源直接影响着农作物种植制度、生产布局、生产潜力及发展远景,尤其对作物的产量、品质等起着关键性的作用,独特的气候优势也是形成地方特色作物优良品质的决定因素。当归喜凉爽气候,是中国特有的药材,种植历史长达千年,最早出产于甘肃陇西县首阳镇和武山县洛门镇一带,甘肃东南部的岷县地形复杂,形成高寒温凉阴湿气候特征,当归是当地地道药材。结合当归生物学特性,课题组对岷县当归种植的气候资源进行分析,探索岷县优质高产当归的适宜气候环境,同时探讨影响当归生长及产量的不利气候因素,为开展科学种植提供参考[1]。
当归是多年生草本植物,从种子萌芽到新种子成熟需要跨越3 年2 个冬季,全生育期主要分为第1 年的育苗期、第2 年的成药期和第3 年的留种期。其中,育苗是当归生产中的首要环节,育苗期通常为120 d左右;成药期的当归地面生长迅速,且会开花结果,育苗和成药时期总体为当归的营养生长阶段,也是当归药材生产阶段,因此第2 年10 月即可进行采挖;留种的植株在第3 年8 月中、下旬果实成熟时采收,这个时段为当归生殖生长期[2]。
当归属于高山产地药材,对温度的要求较高,喜凉爽气候,不耐高温和酷热,因此适宜生长在海拔1 800 m~3 000 m 的高寒山区。海拔高度为1 800 m 以下的地区种植当归极易受到夏季高温危害,生长过旺导致成药期抽薹开花,进而影响当归药材品质,海拔在3 000 m 以上的地区因气温偏低,会缩短当归生长周期,造成生长缓慢,出现归头小现象。这就要求种植区域年平均气温在4.5 ℃~5.7 ℃之间、7—8 月平均气温为15.0 ℃~17.0 ℃且≥0 ℃的积温在2 460.0 ℃左右为宜。
当归喜阴湿且不耐旱,育苗期和成药期充足的降雨是确保当归高产的重要条件之一,整个生长期要求土壤最大含水量达到25%左右,如果土壤含水量低于13%就会发生旱情,需要及时补充水分保证其正常生长发育,但当归又不耐湿,土壤水分超过40%容易受到涝害影响,引发根腐病。总的来看,在年降水量达到570 mm~650 mm之间的区域,当归生长良好,特别是3—5 叶生长期对水分的需求较大,降水量应不低于110 mm,成药生长期降水量在450 mm 以上,方能满足当归生长发育需要。
当归为低温长日照的植物,长日照有利于当归快速生长,但易抽薹,为减少当归提前抽薹概率,种植地常选在平地或者阴坡面,幼苗期需用草覆盖。成药期对光照需求增多,如果光照不足无法获取高产[3-4]。
岷县地处青藏高原边缘,属于甘南草原向黄土高原、陇南山地的过渡带,海拔2 040 m~3 754 m,为高原性大陆气候,年平均气温6.5 ℃,年平均无霜期90 d~120 d,年平均相对湿度68%,年平均日照时数2 214.9 h。由于受大陆性气团、副热带高压暖湿气团的交替影响和地形对大气的抬升作用,岷县气候呈现出高寒阴湿的特点,气温低,降水量相对较多,光能资源丰富,具备当归优质高产的有利条件。如表1 所示,通过统计分析2007—2021 年岷县当归物候期资料可知,当归移栽期普遍在4 月上、中旬,最早为3 月25 日(2021 年),最晚是4 月26 日(2018 年),通常在10月下旬进入收获期,全生育期最长为2021年的219 d,最少是2018 年的185 d,近15 年期间岷县当归移栽到收获全生育期平均为198 d。
温度是影响作物生长的重要气候因子。当归对温度的要求较为严格,在气温达到20 ℃~24 ℃之间生长最快,育苗期气温为12 ℃~14 ℃时,20 d 左右就会出苗,气温达到20 ℃~24 ℃时,15 d 左右即可出苗,8 月份后植株生长变得缓慢,到9 月份地上部分开始老化,此时期也是当归根部生长旺盛的主要时期。如图1 所示,≥0 ℃的积温平均为2 607.9 ℃,当归移栽到出苗期间的平均气温达到正常或偏高的年份保证率为93.3%,出苗至三叶一心期的平均气温偏高或正常的年份保证率为86.7%,七叶一心至收获期的平均气温偏高或正常的年份保证率达93.3%。总体上看,岷县当归主要生长期热量条件完全可以满足生长发育需求。
当归苗期生长需要充足的水分,尤其是三叶至五叶期间需水较多,要及时补充足够的水分,否则会影响当归植株长势,进而对根部生长不利。岷县当归最早在5 月下旬进入三叶一心期,普遍在6 月上旬达到三叶一心,6—8 月是当归地上部分生长发育的关键期。岷县近15 年平均降水量为601.0 mm,根据表2 所示的岷县2007—2021 年当归主要生长期(4—10月)平均降水量,岷县4—10 月平均总降水量为565.0 mm,占年总降水量的94%,其中6—8 月期间各月平均降水量均在80.0 mm 以上,平均总降水量为301.1 mm,占年总降水量的50%以上。因此,岷县无论是年降水量,还是当归旺盛生长发育期间的降水量,基本都可以满足当归正常生长需求。
当归为长日照植物,特别是成药期产量和品质的形成都与光照时间和强度有很大的关系。根据岷县2007—2021 年当归主要生长期(4—10 月)日照资料可知,岷县当归全生育期平均日照时数为1 032.1 h,各月日照百分率保持在33%~47%之间(见表2),6—8 月平均日照百分率在38%以上,是当归成药期旺长阶段,热量、水分和光照条件配置合理,促进光合作用开展,对后期根系膨大十分有利。
通过对岷县2007—2021 年当归主要生育期的≥0 ℃积温、降水量变化趋势进行分析(见图1),得出如下结论:岷县当归全生育期≥0 ℃积温、降水量均呈现出明显的增多趋势,积温和降水量增多,气候趋于暖湿化发展,气温升高会缩短霜期,可提前进行幼苗移栽,延长当归生育期,而且降水量增多有利于增加土壤墒情,减少干旱发生。充分利用当地农业气候资源优势,可以提高当归种植产量和品质,也为大力发展当归人工种植奠定了气候环境基础。
1)干旱。6—8 月份是当归主要营养生长期,该时段地上植株生长较快,地下的根系部分则发育迟缓,正是岷县一年中相对气温较高、降水较多的时期。如果此时降水量分布均匀,则十分利于当归由营养生长转为生殖生长,若此时气温偏高且降水时空分配不均则极易发生伏旱,当归后期长势差,很容易出现抽薹现象,抽薹植株拔除后直接影响当归产量。
表1 岷县2007—2021年当归各生长物候期及生育期
表2 岷县2007—2021年当归主要生长期(4—10月)平均降水量及日照百分率
2)阴雨寡照。立秋后气温逐渐下降,当归叶片生长速度变慢,地下根系开始进入生长旺期,此时当归不会再抽薹,随着前期营养物质的积累,肉质根迅速膨大。秋季如果遇到持续的连阴雨天气,田间过多积水不能及时排出会形成渍涝,导致土壤湿度过大,加上日照少会降低根系膨大速度,严重的积涝阻碍根系呼吸,可使其腐烂变质,直接影响到当归产量和品质。
图1 岷县2007—2021年当归生育期≥0 ℃积温、降水量变化曲线
干旱和阴雨寡照天气是岷县种植当归的常见不利气候,在生产过程中要全方位、多角度地加强气象灾害的防范。一是加强肥水管理,在当归种植田开沟垄畦,做到旱能浇涝能排;二是由气象部门抓住有利天气时机开展人工增雨作业,缓解干旱危害,农户重视接收当归主要生长季天气预报信息,利用专业气象服务产品加强当归种植科学管理;三是采用地膜覆盖种植技术,保温保墒保肥,减少水土流失,充分利用农业气候资源实现绿色生态种植[5-10]。
1)岷县光热水等气候条件可满足优质当归生育期生长发育需求,而且从近15 年气候资料看,当归生育期≥0 ℃积温、降水量均呈明显增多趋势,对于具有喜冷凉阴湿的生物学特性的当归来说,要重视气候变化的影响以及易发生的干旱、阴雨寡照天气的危害。
2)加强当归的科学种植,选育适应性强、抗旱、抗病强的优良品种,构建田间水利设施,做好抗旱防涝措施。同时,重视气象部门针对当归种植开展的各类农业气象服务,推广气象适用科技,切实发挥气象服务保障作用,实现当归高产稳产优质。