Refined Agro-climatic Zoning of Main Food Crops: Taking Zhongjiang County of Sichuan Province as an Example

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0869

Abstract

Abstract:

In order to optimize the distribution of grain production industry and ensure food security, the refined agro-climatic zoning of wheat and corn planting in Zhongjiang was carried out based on GIS. This paper used the daily meteorological data of Zhongjiang Meteorological Monitoring Station from 2007 to 2016, and the meteorological data of the sunshine duration, temperature and precipitation of the 30 automatic stations in and around the Zhongjiang from 2011 to 2015, 2007-2016 wheat and corn sown area, total yield and unit yield, as well as 1:250000 geographic information data and digital maps to compare the difference between the high yield years and poor yield years through analyzing the direct relationship between the meteorological yield of wheat and corn and the meteorological conditions in each growth period in Zhongjiang and its surrounding areas. Three key growth periods and six key climate factors of corn and wheat were selected as the regionalization indicators for the zoning of main grain crops in Zhongjiang County. The results show that Gudian, Shiquan, Jifeng, Fuxing, Nanhua, Dongbei, some parts of Yongxing Town and Shisun Township in the south, and the southernmost Yuanxing and Yongfeng Township are basically suitable because of their high terrain and poor water supply, while the rest are more suitable. We can make use of the advantages of climate resources and soil resources in these suitable areas to actively develop the cultivation of food crops to ensure food security.

Key words: wheat, corn, suitability zoning, selection of indicators, climatic indicators

LIU Yangyang, WANG Mingtian. Refined Agro-climatic Zoning of Main Food Crops: Taking Zhongjiang County of Sichuan Province as an Example[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(31): 129-138.

Figures/Tables 30

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关键生育期	利弊条件	温度	水分	光照
分蘖期（12月上旬—12月下旬）	有利条件	日平均气温6~13℃分蘖生长最稳健	田间持水量的70%~80%最利于分蘖	充足的光照有利于小麦积极生长和营养物质积累，使得小麦充分分蘖，易形成较多的有效蘖
分蘖期（12月上旬—12月下旬）	不利条件	日平均气温<6℃不发生分蘖或分蘖缓慢，且多数不能成穗；平均气温>18℃分蘖受到抑制	土壤相对湿度<60%影响正常分蘖或不能分蘖；土壤相对湿度>80%分蘖迟迟不能生长	当光照强度弱时，小麦的单株分蘖数、次生根数和干物质重都显著降低
抽穗扬花期（3月中旬—4月上旬）	有利条件	最适宜温度为18~20℃	空气湿度为70%~80%，土壤水分为田间持水量的70%~80%最为适宜	开花后10 d内需要有充足的光照有利小麦开花授粉顺畅，提高结实率
抽穗扬花期（3月中旬—4月上旬）	不利条件	气温<9℃或>32℃不利于小麦抽穗扬花	花期遇雨，空气湿度过大则容易引起不实，空气相对湿度低于25%以下，也易出现干旱不实。土壤湿度大于85%或小于60%均不利于抽穗扬花	持续低温寡照不利于小麦开花授粉
灌浆乳熟期（4月中旬—5月上旬）	有利条件	适宜温度为18~22℃，适宜温度范围内稍偏低一点，能延长灌浆时间，有利提高粒重，气温日较差大，也可提高粒重	土壤水分维持在田间持水量的70%~80%最适宜灌浆	充足的光照条件对粒重的贡献大。利于小麦灌浆充分，籽粒饱满，千粒重增加
灌浆乳熟期（4月中旬—5月上旬）	不利条件	上限温度为26~28℃，下限温度为12~14℃，当候平均气温达24~25℃，灌浆基本停止，如这一温度值提早出现，将导致粒重降低	土壤湿度>85%或<60%，都对小麦灌浆不利。持续阴雨、高温逼熟、干热风、大风冰雹等灾害性天气出现，影响小麦的灌浆乳熟，导致灌浆不充分，降低千粒重

关键生育期	利弊条件	温度	水分	光照
分蘖期（12月上旬—12月下旬）	有利条件	日平均气温6~13℃分蘖生长最稳健	田间持水量的70%~80%最利于分蘖	充足的光照有利于小麦积极生长和营养物质积累，使得小麦充分分蘖，易形成较多的有效蘖
分蘖期（12月上旬—12月下旬）	不利条件	日平均气温<6℃不发生分蘖或分蘖缓慢，且多数不能成穗；平均气温>18℃分蘖受到抑制	土壤相对湿度<60%影响正常分蘖或不能分蘖；土壤相对湿度>80%分蘖迟迟不能生长	当光照强度弱时，小麦的单株分蘖数、次生根数和干物质重都显著降低
抽穗扬花期（3月中旬—4月上旬）	有利条件	最适宜温度为18~20℃	空气湿度为70%~80%，土壤水分为田间持水量的70%~80%最为适宜	开花后10 d内需要有充足的光照有利小麦开花授粉顺畅，提高结实率
抽穗扬花期（3月中旬—4月上旬）	不利条件	气温<9℃或>32℃不利于小麦抽穗扬花	花期遇雨，空气湿度过大则容易引起不实，空气相对湿度低于25%以下，也易出现干旱不实。土壤湿度大于85%或小于60%均不利于抽穗扬花	持续低温寡照不利于小麦开花授粉
灌浆乳熟期（4月中旬—5月上旬）	有利条件	适宜温度为18~22℃，适宜温度范围内稍偏低一点，能延长灌浆时间，有利提高粒重，气温日较差大，也可提高粒重	土壤水分维持在田间持水量的70%~80%最适宜灌浆	充足的光照条件对粒重的贡献大。利于小麦灌浆充分，籽粒饱满，千粒重增加
灌浆乳熟期（4月中旬—5月上旬）	不利条件	上限温度为26~28℃，下限温度为12~14℃，当候平均气温达24~25℃，灌浆基本停止，如这一温度值提早出现，将导致粒重降低	土壤湿度>85%或<60%，都对小麦灌浆不利。持续阴雨、高温逼熟、干热风、大风冰雹等灾害性天气出现，影响小麦的灌浆乳熟，导致灌浆不充分，降低千粒重

关键生育期	利弊条件	温度	水分	光照
抽雄期（6月上旬—6月中旬）	有利条件	24~26℃抽雄吐丝最为适宜。适宜有机质合成、转化和输送的温度是22~24℃	土壤水分充足，无“卡脖子旱”最好，抽雄前后到开花、吐丝期间是需水最多的时期，土壤水分占田间持水量的70%~80%，有获得高产的可能	光照充足利于玉米授粉
抽雄期（6月上旬—6月中旬）	不利条件	气温低于24℃，生长速度缓慢；温度低于20℃，将延迟抽穗。温度高于35℃时不利于雄穗内花粉发育生长，花粉活力降低。玉米授粉不好，造成秃顶、缺粒，产量降低	玉米拔节抽穗前后20 d内无透雨，田间持水量≤60%，严重不利于玉米抽雄吐丝；抽雄前后积水l~2 d，对产量影响不甚明显，积水3 d减产20%，积水5 d减产40%
开花期（6月上旬—6月中旬）	有利条件	开花期适宜温度为25~28℃。晴朗微风≤3级	空气湿度65%~90%为宜。开花到成熟需降水量100~280 mm。田间持水量80%左右为最好。利于植株生长健壮，抗性强，病虫危害轻，结实率高	光照充足利于花期授粉
开花期（6月上旬—6月中旬）	不利条件	温度偏高32~35℃，玉米授粉期易“捂包”。≥35℃，1~2 h花粉死亡。气温≤24℃不利于抽雄吐丝，气温<18℃，花粉失去生命力，将会造成授粉不良	干旱，降水少，空气中相对湿度<50%，土壤湿度<15%，花丝枯萎，开花甚少。持续低温阴雨，相对湿度大于90%，会使花粉破裂、授粉不良，产生不同程度的空秆、秃尖和缺粒现象	光照不足导致籽粒形成率差
乳熟、完熟期（7月中旬—7月下旬、 8月上旬—8月中旬）	有利条件	20~24℃为最佳温度。光照充足，天气晴朗且温暖	土壤水分充足	光照充足，干物质积累充足，结实率高
乳熟、完熟期（7月中旬—7月下旬、 8月上旬—8月中旬）	不利条件	气温25~30℃，干热天气引起过早成熟，籽粒灌浆不足，高温干旱持续时间长造成高温逼熟。气温<16℃，灌浆停止，延迟成熟	阴雨>10 d，影响玉米成熟质量。土壤相对湿度<60%不利于干物质积累，影响结实饱满度

关键生育期	利弊条件	温度	水分	光照
抽雄期（6月上旬—6月中旬）	有利条件	24~26℃抽雄吐丝最为适宜。适宜有机质合成、转化和输送的温度是22~24℃	土壤水分充足，无“卡脖子旱”最好，抽雄前后到开花、吐丝期间是需水最多的时期，土壤水分占田间持水量的70%~80%，有获得高产的可能	光照充足利于玉米授粉
抽雄期（6月上旬—6月中旬）	不利条件	气温低于24℃，生长速度缓慢；温度低于20℃，将延迟抽穗。温度高于35℃时不利于雄穗内花粉发育生长，花粉活力降低。玉米授粉不好，造成秃顶、缺粒，产量降低	玉米拔节抽穗前后20 d内无透雨，田间持水量≤60%，严重不利于玉米抽雄吐丝；抽雄前后积水l~2 d，对产量影响不甚明显，积水3 d减产20%，积水5 d减产40%
开花期（6月上旬—6月中旬）	有利条件	开花期适宜温度为25~28℃。晴朗微风≤3级	空气湿度65%~90%为宜。开花到成熟需降水量100~280 mm。田间持水量80%左右为最好。利于植株生长健壮，抗性强，病虫危害轻，结实率高	光照充足利于花期授粉
开花期（6月上旬—6月中旬）	不利条件	温度偏高32~35℃，玉米授粉期易“捂包”。≥35℃，1~2 h花粉死亡。气温≤24℃不利于抽雄吐丝，气温<18℃，花粉失去生命力，将会造成授粉不良	干旱，降水少，空气中相对湿度<50%，土壤湿度<15%，花丝枯萎，开花甚少。持续低温阴雨，相对湿度大于90%，会使花粉破裂、授粉不良，产生不同程度的空秆、秃尖和缺粒现象	光照不足导致籽粒形成率差
乳熟、完熟期（7月中旬—7月下旬、 8月上旬—8月中旬）	有利条件	20~24℃为最佳温度。光照充足，天气晴朗且温暖	土壤水分充足	光照充足，干物质积累充足，结实率高
乳熟、完熟期（7月中旬—7月下旬、 8月上旬—8月中旬）	不利条件	气温25~30℃，干热天气引起过早成熟，籽粒灌浆不足，高温干旱持续时间长造成高温逼熟。气温<16℃，灌浆停止，延迟成熟	阴雨>10 d，影响玉米成熟质量。土壤相对湿度<60%不利于干物质积累，影响结实饱满度

生育期	指标	最适宜(1)	次适宜(2)	基本适宜(3)	不适宜(0)
分蘖	12月温度/℃	6~8.0	3~6或8~13	5.4~6	<3或>18
分蘖	12月降水/mm	10~15	4.5~12.6	4.1~4.5	0~4.5或>50
抽穗扬花	3月温度/℃	13~19	12~13	10~13或19~21	>25或<10
抽穗扬花	3月降水日数/d	6.2~7	7~8.5	8.5~9	>15或0
灌浆乳熟	4月温度/℃	18~19	19~19.4	17~18	<10或>25
灌浆乳熟	4月降水/mm	19.9~35.0	35.0~36.5	18.45~19.9	0或>50