摘  要:为揭示宁南山区胡麻发育期对气候变化的响应规律，利用1990—2020年固原农业气象观测站的胡麻观测报表，结合同期的地面气象观测记录，应用回归分析等方法研究胡麻发育期的气候变化特征。结果表明：宁南山区胡麻全生育期持续时间平均为117d，最长为131d，最短为105d；出苗期表现为缩短的趋势，线性倾向率为-1.9d/10a；营养生长期表现为延长的趋势，线性倾向率为3.2d/10a；生殖生长期变化趋势不明显；胡麻出苗期、营养生长期、生殖生长期的持续时间与其生育期内的平均气温均成负相关。

关键词：气候变化；胡麻；发育期；响应；宁南山区

《第三次气候变化国家评估报告》表明，近百年来，我国大陆区域平均增温 0.9~1.5 ℃，且目前处在近百年来气温最高阶段^[1]；年降水量未见显著的趋势性变化，但具有显著的年代际变化和区域分布差异特征，极端天气气候事件发生频率呈增加趋势^[2]。气候变化通过对区域生态环境的改变而影响农作物生长发育、水分利用、产量和品质等，进而对种植制度及作物布局造成影响^[3]。作物发育期变化对气候变化最敏感且最易于观测，发育期的变化不仅反映了当地气候、环境状态，也反映了气候、环境变化一定时间的累加效应，能够表达出气候变化和作物对气候、环境变化的响应^[4-6]。油料作物对气候变化十分敏感^[7-12]，尤其是在黄土高原干旱、半干旱农业种植区，气候变化会导致油料作物的生育期发生变化。胡麻是宁夏南部山区传统优质油料作物，该地区是全国 6 个胡麻主产区之一^[13]。在长期定位观测资料的基础上，本文分析宁夏南部山区（宁南山区）气候变化对胡麻生长发育的影响，探讨该地区胡麻发育期对气候变化的响应规律，旨在为应对气候变化提供科学依据。

1 数据来源及分析方法

本文胡麻发育期观测记录来源于固原农业气象观测站，时段为1990—2020年，共28年（1992年和2000年因发生了严重干旱，观测地段胡麻被翻种而无数据，2013年中断1年）。胡麻观测地段为旱地，无灌溉，观测品种为宁亚系列，耕作措施与大田相同，发育期的观测方法遵照《农业气象观测规范》。地面气象观测资料来源于宁夏气象档案馆，资料序列为1971—2020年。应用DPS19.05统计分析软件进行气象因子与胡麻发育期相关统计。

2 结果与分析

2.1 近50年胡麻生长季气温和降水量概况

固原旱地胡麻播种到成熟所经历的时段为4月上旬至8月上旬，统计分析1971—2020年该时段的气温和降水量情况及变化趋势。由图1（a）可知，固原胡麻生长季时段的平均气温为15.3℃，最低值为13.6℃，最高值为17.1℃。总体来看，胡麻生长季气温为上升趋势，其线性倾向率为0.47℃/10a，增温明显且目前处在高位震荡阶段。由图1（b）可知，固原胡麻生长季时段降水量平均值为241.6mm，最多为467.2mm，最少为118.3mm，呈现微弱上升趋势，其线性倾向率为5.29mm/10a，更多体现为周期性变化，可分为“两多两少”时段，即：1991—2000年、2011—2020年的多雨时段和1971—1979年、2001—2010年的少雨时段。近15年来，胡麻生长季时段降水量表现为增多的趋势，特别是春季，降水量年际变幅也在加大，最大值和最小值均在此时段，说明极端气候事件增多。

图1 近50年胡麻生长季气温和降水量的变化趋势

2.2胡麻发育期特征分析

统计分析1990—2020年胡麻发育期观测记录，固原观测地段胡麻全生育期持续时间的平均值为117d，最长为131d，最短为105d，最长与最短时间相差26d，统计结果见表1。胡麻发育期持续时间变化幅度差异较大，其中：开花期的变化幅度最大，最早与最晚出现日期变幅达36d；现蕾期次之，变幅33d；出苗期最小，变幅18d。

表1 1990—2020年观测地段胡麻物候特征

胡麻发育期出现的日期以及持续时间长短与气象条件密切相关。为便于统计分析，将胡麻发育期持续时间分为出苗期（播种—出苗）、营养生长期（出苗—开花）、生殖生长期（开花—成熟）3 个阶段，统计分析其发育期持续时间的年际变化趋势（图 2）。

近30年来，胡麻出苗期的持续时间平均为17d，最长为25d，最短为8d，表现为缩短趋势，其线性倾向率为-1.9d/10a，见图2（a）；营养生长期的持续时间平均为52d，最长为63d，最短为38d，表现为延长趋势，其线性倾向率为3.2d/10a，见图2（b）；生殖生长期的持续时间平均为48d，最长为65d，最短为37d，变化趋势不明显，见图2（c）。近30年来，胡麻全生育期持续时间变化趋势不明显，主要是由于胡麻出苗期的持续时间缩短与营养生长期的持续时间延长的累加结果。

a为出苗期；b为营养生长期；c为生殖生长期。

图2 1990—2020年观测地段胡麻不同发育期变化趋势

2.3 胡麻发育期对气候变化的响应

以胡麻出苗期、营养生长期、生殖生长期持续时间为因子与其生育期内气温、降水量、日照时数、蒸发量以及田间土壤湿度等因子进行相关分析，建立多元回归方程。

出苗期回归方程为y=35.85044-0.3915x₁-0.03746x₂-0.4767x₃-0.3824_x（4R²=0.8388），其中x₁为4月上旬至5月上旬平均气温，x₂为4月上旬至5月上旬降水量，x₃为4月上旬至5月上旬平均田间土壤湿度，x₄为胡麻播种期时间。

营养生长期回归方程为y=23.24062-1.8878x₅-0.03054x₆-0.06530x₇+1.2922x₈（R²=0.5015），其中x₅是5—6月平均气温，x₆是5月中旬至6月上旬降水量，x₇是5—6月蒸发量，x₈是5—6月平均田间土壤湿度。

生殖生长期回归方程为y=91.00493-0.2775x₉+0.0008202x₁₀-0.1467x₁₁+0.2781x₁₂-0.3868x₁₃（R²=0.7921），其中x₉是7月平均气温，x₁₀是6月下旬至8月上旬降水量，x₁₁是7月蒸发量，x₁₂是6月下旬至8月上旬平均田间土壤湿度，x₁₃是胡麻开花期时间。出苗期（播种—出苗），胡麻种子发芽的最低温度是1~3℃，当温度高于5℃时即可出苗，8~10℃时顺利出苗^[14]。出苗期的平均气温与出苗期持续时间成负相关，气温越高，出苗期持续时间越短。胡麻播种期早晚也反映了出苗期气温的变化，播种越晚，温度越高，苗期持续时间越短。胡麻播种后，需要吸收足够的水分才能发芽，由于宁夏南部山区长期干旱，土壤水分长期匮乏，出苗期持续时间与降水量和平均田间土壤湿度成负相关。若降水量和田间土壤湿度状况好，吸水迅速，发育期就短。

营养生长期（出苗—开花），胡麻对温度要求不太高，适宜温度为11~l8℃^[15]。营养生长期持续时间与平均气温、蒸发量成负相关，相关系数分别为-0.1513、-0.3723，说明温度越高，蒸发量越大，生长发育速度越快。因此，高温会缩短营养生长期持续时间。营养生长期持续时间与5—6月平均降水量、田间土壤湿度成正相关，相关系数分别为0.1404、0.3587。胡麻是无限花序，其积温界限不明显，当水分条件适宜时，胡麻会通过增加分蘖数及蒴果数等方式延长营养生长期，如遇干旱，就会减少分蘖和蒴果数，提早现蕾开花，以缩短营养生长期来响应。

生殖生长期（开花—成熟），胡麻的适宜温度为18~22℃。一般情况下，胡麻成熟期在8月上中旬，如遇干旱，成熟期会提前，而降水太多则会贪青晚熟，延长生长期。统计显示，胡麻生殖生长期持续时间与7月平均气温和蒸发量成负相关，相关系数分别为-0.3764、-0.5549，气温越高、蒸发量越大，发育期越短；与6月下旬至8月上旬降水量和田间土壤湿度成正相关，相关系数分别为0.5955、0.5413，降水量越多、田间土壤湿度越高，发育期越长。胡麻生殖生长期还与胡麻开花期的时间成负相关，即开花期早，则生殖生长期持续时间长。

3 结论

1）近50年来，固原胡麻生长季时段气温呈现上升趋势，线性倾向率为0.47℃/10a，增温明显，目前仍处在高位阶段；降水量表现为微弱的上升趋势，线性倾向率为5.29mm/10a，更多体现为周期性变化，降水变幅在加大。

2）1990—2020年，固原胡麻全生育期持续时间平均为117d，最长为131d，最短为105d，变化趋势不明显。其中，出苗期的持续时间平均为17d，表现为缩短的趋势，其线性倾向率分别为-1.9d/10a；营养生长期的持续时间平均为52d，表现为延长的趋势，其线性倾向率为3.2d/10a；生殖生长期的持续时间平均为48d，变化趋势不明显。

3）胡麻出苗期、营养生长期、生殖生长期的持续时间与平均气温均成负相关。

4）本研究仅研究了旱地胡麻生育期对温度等气象因子的响应，水肥条件、田间管理、补充灌溉等非气象因子的影响并未研究，下一步应进行更加全面的综合研究。

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文章摘自: 张瑞兰，武万里. 宁南山区胡麻发育期对气候变化的响应[J].现代农业科技,2023,01(03):143-152.