编者按:
2024年,是农业气候资源普查和区划“打样板、定基调、抓试点”的关键一年。各试点省份围绕体系完善、技术创新、团队建设等,形成可复制可推广的经验,助力因地制宜优化农业生产结构。本期推出内蒙古、辽宁、黑龙江、河南、新疆、江西、陕西等省(自治区)试点成果,为全面展开新一轮全国农业气候资源普查和区划提供借鉴。
内蒙古:大豆“巧防霜”
内蒙古自治区大豆种植主要集中在大兴安岭东南麓的呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市和赤峰市。在气候变化背景下,内蒙古大豆种植区呈现北移西扩趋势,但大豆主产区多为山地、丘陵地形,地区间气候资源空间差异较大,热量条件不稳定,对大豆生产造成不利影响。
霜冻是影响内蒙古大豆优产高产的主要气象灾害之一,因此,霜冻风险区划是区划试点工作的重要内容。为此,内蒙古自治区气象局基于自然灾害风险理论,分别构建大豆霜冻致灾因子危险性指数、孕灾环境敏感性指数、承灾体脆弱性指数和防灾减灾能力指数。
内蒙古自治区大豆特色 农业气象服务中心业务人员在大河湾大豆试验基地开展大豆发育期观测。图/文 张坤
内蒙古自治区生态与农业气象中心正研级高级工程师唐红艳介绍,大豆气象灾害风险区划充分考虑了大豆主产区海拔高度和坡向,基于霜冻灾害发生强度、频率以及霜冻灾害发生日期变异系数,构建的大豆霜冻孕灾环境敏感性指数,有利于更好地指导实际生产。
“2024年,根据气象部门建议,我家种植的200多亩大豆选择种植了‘蒙豆1137’,喜获亩产400斤左右的好收成。”呼伦贝尔市扎兰屯市达斡尔民族乡海力堤村的大豆种植户陈志军介绍。
内蒙古自治区大豆特色农业气象服务中心连续两年在呼伦贝尔农垦大河湾农牧场公司开展“蒙豆”和“黑河”系列大豆分品种的精细化气候区划试验和霜冻测验,进一步验证大豆品种的精细化气候区划指标,研发大豆品种精细化区划服务系统,实现“一键式”查询,设计以乡镇和自然村(屯)为单元的扎兰屯市大豆适宜品种优选方案,为种植户选择适宜当地气候条件的大豆品种提供科学参考依据。(李红梅 张坤)
辽宁:玉米种植适应性精确到村
“气象部门提供的玉米气候区划产品对农业生产指导作用太大了,在玉米育种和推广过程中,我们的定位更加科学精准。”辽宁沈阳北玉种子科技有限公司董事长周魁东说。
2024年,沈阳北玉种子科技有限公司培育的“北科15”玉米品种通过国家农作物品种审定委员会审定。而能否精准开展市场推广成为该品种成败的关键。
“育种企业对不同应用场景的玉米气候区划有很强的需求。”辽宁省生态气象和卫星遥感中心总工程师陈鹏狮介绍,在新品种推广中,针对具体某一个品种的玉米气候区划对其市场推广的指导性更强,企业需求迫切。
2024年,辽宁省气象局经过调研并系统梳理玉米产业链各市场主体对农业区划的需求,构建针对不同应用场景的玉米种植气候、农业气象灾害风险、产量气候和品质气候等区划目标。
聚焦玉米气候区划,辽宁省气象局基于人群和场景定位,面向玉米育种、栽培和品种推广者、销售商提供基于位置的玉米熟型选择区划体系,将区划与未来应用群体和应用场景密切结合。
“精细化玉米气候区划能大幅减少企业市场投放的盲目性。比如,葫芦岛建昌的部分乡镇就不适合种植‘北科15’玉米,说明这个品种不宜在当地推广。”陈鹏狮说。
辽宁省气象局积极探索新数据、新方法、新指标应用,利用30米空间精度的地形和行政区资料,将玉米气候区划精度分辨率从1千米提高到30米,这使得玉米种植区划验证精细度达到村镇级别。
辽宁省气象局还开展极早熟、早熟、中熟、中晚熟、晚熟、极晚熟等6类熟型玉米的全省种植区划,并把近5年通过国省2级审定的1374个玉米品种进一步分类。
目前,区划成果已成为当地农业政策制定的有力支撑。利用农业气候资源普查成果和玉米区划成果,辽宁省气象局与凌源市农业农村局深化合作,强化资料共享,助力其成功申报国家级育种大县。(张广梅 黄岩)
黑龙江:大豆“抢积温”
黑龙江是我国大豆的主产区,种植面积和产量均居全国前列。大豆气候区划试点工作开展以来,黑龙江气象部门着力构建“新指标”,为地方合理调整大豆种植结构提供科学指导。
黑龙江北大荒集团北 安分公司赵光农场大豆秋收。 图/文 关智会
随着气候变暖,积温带北移,种植北界向高纬度地区扩展。黑龙江大豆种植适宜区或较适宜区明显扩大,黑龙江气象部门基于积温、无霜期、湿润系数、地形数据等要素,自主研发了大豆低温冷害风险区划、大豆品质气候区划和大豆病虫害风险气候区划等3项区划方法。以大豆低温冷害风险区划为例,其主要依据5月至9月各月平均温度的累计距平值作为冷害致灾因子,构建以致灾因子危险性、承灾体暴露度,承灾体脆弱性、防灾减灾能力为影响因素的低温冷害灾害风险指数,绘制黑龙江省大豆低温冷害风险区划图。
“去年我听了气象专家的建议,大豆改种了‘农垦3092’这一品种,亩产量能达380斤,较前年每亩增产40斤。”黑河市孙吴县沿江乡种植大户郑云章说。
黑龙江气象部门共绘制大豆气候区划图442幅,为大豆种植结构调整和科学种植提供气象智慧。
“我们利用自主研发的大豆低温冷害指标构建灾害风险指数,制作发布服务专报,为种植户和农业农村部门及时采取预防措施提供科学依据。”黑龙江省气象科学研究所正研级高级工程师宫丽娟介绍。
齐齐哈尔市农业农村局王长海表示:“面对气候变化的挑战,大豆气候区划试点工作的开展对齐齐哈尔市积极调整农业种植结构,引入适合本地气候条件的新品种具有决定性作用。我们可以利用区划成果采取改进灌溉技术、优化施肥方案等一系列举措,提高作物的抗逆性和产量。”(张晓卿 闫平 李萌)
河南:小麦生产“量体裁衣”
1月12日,在“全国弱筋小麦第一县”河南省淮滨县的新里镇董竹园村,来自全县各乡镇的种粮大户围聚田间地头,在专家现场指导下促弱控旺。
河南是小麦生产大省,也是优质小麦生产重要基地。多年来,在气候变化背景下,河南光、温、水等农业气候资源要素也发生改变。“近30年全省大部地区夏粮生长季日照时数不断减少;积温显著增加,降水量整体增加,但黄河以北大部地区呈减少趋势。”河南省气象科学研究所总工程师余卫东介绍,为适应气候变化、提高小麦产量和品质,全省各地冬小麦农业结构、作物品种布局等也有所变化。
粮食生产需“量体裁衣”。在中国气象局指导下,2024年河南省气象局联合省农业农村厅开展新一轮农业气候资源普查和区划试点工作。根据“按需普查、按用区划”的原则,完善全省农业气候资源普查技术规范和冬小麦气候区划技术体系,完成全省1961年以来120个气象观测站93个农业气候资源要素和区划指标的统计分析,绘制农业气候资源图1566张、冬小麦气候区划图540张。
河南省气象科学研究所技术人员结合河南小麦品种类型和生长发育特征,选择籽粒容重、籽粒蛋白质、面粉湿面筋和面团稳定时间4个品质指标建立模型,首次构建冬小麦品质区划指标体系与技术方法。同时基于各类气象数据,首次区分优质专用小麦和不同属性冬小麦的种植气候区划,将全省划分为强筋小麦适宜种植区、强筋中筋小麦过渡区、中筋小麦适宜种植区、中筋弱筋小麦过渡区和弱筋小麦适宜种植区5个分区及冬性、半冬性和弱春性小麦适宜种植区。
“就优质小麦种植来看,强筋和中强筋优质专用小麦适宜种植区主要在豫北及豫西,该地区光温条件较好,灌浆期少雨且气温日较差大。由于气候特征差异,豫东和豫中地区适宜中筋小麦种植,豫南适宜弱筋小麦种植。”余卫东说,气象部门面向全省开展农业气象服务“智惠行动”,制作发布针对性强的精细化服务产品,为优化小麦品种布局等提供参考依据。
“这次农业气候区划提出冬小麦生产适应气候变化的对策建议,为提升我市小麦大面积单产提供了更精准、更高效的数据和技术支撑。”商丘市农林科学研究院冬小麦育种实验站站长朱伟说。(陈争 周爱春 马美娟 熊坤)
新疆:种小麦用上机器学习
新疆冬小麦种植深受气候条件制约。科学合理的气候资源区划成为解锁冬小麦优质高产密码的关键。2024年,新疆气象部门积极探索,引入先进技术,为冬小麦精细化种植绘制“蓝图”。
在冬小麦气候区划中,新疆气象部门充分调查包括产量、发育期、品质、病虫害在内的冬小麦实际生产数据,在关键气象因子指标选择与气候建模过程中,首次使用机器学习方法,并借助卫星遥感资料验证区划结果,显著提升气候资源区划的科学性与可信度。
“机器学习就像一个强大的数据分析引擎,能从海量数据中挖掘出气象因子与冬小麦生长的内在联系。卫星遥感资料则像一双高空慧眼,让我们能宏观、准确地验证区划成果。”新疆农业气象台高级工程师郑新倩说。
新疆气象部门选取伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县为试点,加强与相关部门沟通交流,进一步实现资源共享、成果共用,对冬小麦进行种植适宜性区划、产量气候区划、干热风风险区划、主要病虫害气候区划等多维度气候区划,精细化指导冬小麦种植。
新疆气象部门还利用2013年至2023年全疆55个站点的冬小麦品质数据,完成对冬小麦容重、粗蛋白、沉淀值、面筋指数、最大拉伸阻力、面团稳定时间等品质要素的气候建模。
为确保种植区划结果的准确性与实用性,新疆气象部门利用卫星遥感资料与实地调研相结合的方式进行验证。
“我们首先依据冬小麦种植气候区划指标初步绘制区划图,然后利用卫星遥感资料获取新疆冬小麦实际种植分布,将68个实际种植冬小麦县域叠加在区划图上,对比分析气候区划分布区域与实际种植区域的差异。伊犁哈萨克自治州各自治县(市)气象局还对伊犁河谷27个冬小麦种植点进行实地调查,将种植点信息标注在区划图上,进一步验证种植区划结果的准确性。”郑新倩介绍。(何玉婷)
江西:脐橙早中晚熟科学配比
江西是我国柑橘优势产区,但受病虫害、气象灾害等因素影响,种植结构需要适时调整。
自农业气候资源普查和区划试点工作启动以来,江西省气象局结合农业种植结构调整、种植基地选择、防灾减灾等生产需求,协同农业农村、统计等部门制定38类农业气候资源普查清单,明确江西三个柑橘主栽品种的种植、产量、品质、低温冻害、高温热害和柑橘木虱等6类区划指标体系。
当前,江西气象部门正着力推动试点工作成果落地见效。根据柑橘种植气候区划成果,赣州市政府优化脐橙品种种植结构比例,早、中、晚熟脐橙品种结构比例由原来的5:90:5调整为10:80:10,助力增产增收。
江西区划技术组在赣州市进行实地调查验证。江西省气象局供图
“我们前期通过实地走访,结合产、销、供、研的使用场景开展柑橘区划,让气象数据成为指导柑橘种植户开展生产的‘指南针’。”江西省农业气象中心副主任蔡哲表示,柑橘区划试点工作的核心在于根据柑橘生产对气候资源的需求,对品种、区域、灾害的差异进行逐级划分并提出建议,提高气候资源利用效率,推动农业可持续发展。
“根据柑橘种植区划,我们种植户能知道在哪里种,种什么品种更好。”赣州市柑橘种植户卢培金说,“以前种植柑橘全凭经验,引进的品种水土不服,损失很大。现在我们按照气象部门的气候区划成果,科学引种,产量和品质都提高了。”
江西气象部门在柑橘灾害风险区划中引入高分辨率柑橘遥感监测产品,有效提升低温灾害风险区划的针对性。同时,利用卫星遥感技术提取柑橘果园分布情况及位置信息,开展种植区划结果对比验证,实现区划结果精细化验证。(邓敏佳)
陕西:苹果“爬山”
随着陕西苹果产区气候向暖湿化方向发展,苹果气候适宜种植区的边界逐渐北移。根据这一变化,2024年,陕西气象部门充分利用苹果种植气候区划试点工作成果,结合县域农业用地存量,针对陕北北部果区的各县(区)定量评估苹果种植气候适宜区的潜在分布和种植发展潜力。依据气候区划,陕西苹果正在“爬山”——从低海拔向高海拔更适合种植的区域转移。
“我们针对陕西主栽的富士系苹果和新品种秦脆苹果,综合气候与地形研制陕西苹果种植气候区划,基于县域耕地存量明确苹果气候适宜区潜在分布与发展潜力;结合陕北山地苹果产区河流沿岸苹果种植适宜性差的实际,创新利用河流缓冲区对市、县尺度区划结果进行订正,区域区划成果的科学性和精细化程度显著提高。”农业气候资源普查和区划陕西试点技术负责人梁轶说。
志丹县果业管理局局长马玉雄介绍,依据苹果气候区划成果,果业管理局采取了逐步淘汰、减少和改良河流沿岸低海拔次适宜区,鼓励高海拔气候适宜区适度发展山地苹果种植园等举措。
志丹县义正镇阳洼河村果农李景成说:“我们这一带低海拔的果园,近几年花期冻害年年发生,基本没啥收成。我家只保留了最高处9亩苹果园,今年投了2万元,收入6万元,听了气象部门的建议终于转亏为盈啦!”
据估算,参照近三年陕西省苹果果品经营收益,应用苹果区划气象信息技术,促进陕西48个基地县苹果产业提质增效和防灾减损间接产生的总经济效益约9886万元。
目前,陕西苹果种植气候区划与主要气象灾害风险区划成果已在陕西6个主产市、48个县(区)相关部门应用,有效促进苹果产业提质增效和防灾减损。(马楠 张勇 张震)
(责任编辑:曹锐怡)