刘海红
昌吉州气象局 新疆昌吉 831100
摘要：以昌吉州玛纳斯棉区为研究对象，分析了2008—2014年棉区春播期膜内5 cm地温、气温变化趋势以及气温与覆膜内、外地温的关系，结果表明：近年来玛纳斯棉区春播期内气温和膜内外5 cm地温变化趋势一致，均有所上升，且膜内5 cm地温显著高于膜外地温和日平均气温。棉田覆膜内外5 cm地温与气温之间显著相关（ρ≤0.01），棉田覆膜内5 cm地温≥10~12 ℃时，对应的日平均气温界限范围为5.6-7.5 ℃；检验绝对误差平均为1.0 ℃，2013和2014年预报检验绝对误差分别为0.4、0.6 ℃。为更好地开展棉花播种期气象服务提供参考依据。
关键词：棉花种植区；地膜覆盖；5cm地温；气温；相关性
玛纳斯县是昌吉州重要的棉花生产基地，仅2018年棉花种植面积就超过 1.3×10 5 hm 2 ，约占全区种植作物总面积69%，且多为中早熟品种。棉花生产与气象条件密切相关，玛纳斯地处天山北麓中段，属于典型温带大陆性气候，春季冷空气活动频繁，多发生大风、霜冻、低温、倒春寒等灾害，对棉花播种存在严重影响。目前，玛纳斯棉花大田播种方式大多为机械覆膜膜上点播，播种深度均位于土层2~3.5 cm，膜内5 cm地温≥10~12 ℃即可播种。春季适时播种可保证出苗率，并减少低温、霜冻的危害。而浅层（0~20 cm）地温变化直接影响大田播种和出苗，但由于距离地表近，受太阳辐射、土壤性质等不同因子影响，春季气温、浅层地温波动较大成为预报难点，进而影响棉花适宜播种期气象服务。
有关地温的研究主要集中分析气温和地温时空变化规律、地气温预报研究、气温和地温的关系及其对冬小麦、水稻等不同作物发育期的影响。地温变化是影响棉花适宜播种的主要气象因子之一，膜内5 cm地温≥10~12 ℃即可播种，也为棉花适宜播种的温度指标；而目前预报服务中日平均气温为常规项目之一，找出地膜内5 cm地温与气温的定量关系，并确定地膜内5 cm地温≥10~12 ℃时对应的日平均气温稳定界限指标值，就成为开展春季棉田地温预报和棉花适宜播种期预报的关键所在。本文利用玛纳斯覆膜栽培棉区2008—2014年棉花春播期内气温、5 cm地温及覆膜内5 cm地温逐日资料，在分析棉区气温、覆膜内外地温变化规律的基础上，探讨气温对膜内5 cm地温的影响及其相互关系，通过气温预测膜内地温进而判断棉花适宜播种期，为指导棉花安全生产提供理论依据。
1 资料与方法
资料来源于玛纳斯棉六户地、鸭挖坑气象观测点，包括2008-2014年每年春播期内逐日气温、5 cm地温和棉花大田膜内5 cm地温逐日资料。棉花播种期以农业气象观测资料为准。本文的春播期是指昌吉州玛纳斯棉区历年大田主要播种期，即4月1—30日。采用相关分析、回归统计方法，以膜内5 cm地温作为预报对象，利用逐日气温为预报因子建立预报方程。
2 结果与分析
2.1 春播期日平均气温和膜内外5 cm地温差异
玛纳斯棉区2008—2014年春播期内各区域平均气温和膜内5 cm地温的地域差异不显著，但膜内5 cm地温都显著高于气温（图1）。膜外5 cm地温各棉区存在显著差异（ρ＜0.05），浅层地温直接受太阳辐射影响，波动较大，覆膜条件下形成局部微气候，膜内5 cm地温差异变化不明显。
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图1 玛纳斯棉区2008—2014年棉花播种期日平均气温和膜内外5 cm地温差异
2.2 春播期气温和膜内外5 cm地温年变化
玛纳斯春播期内2008-2014年气温和地温均有所上升（图2），变化趋势一致，但平均气温明显低于膜内外5 cm地温。方差分析结果表明，气温与膜内、外5 cm地温间存在显著差异（ρ＜0.05），以膜内5 cm地温显著高于膜外地温和日平均气温。研究表明，棉花种子最适宜发芽温度10～12℃。
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图2 玛纳斯棉区2008—2014年春播期平均气温和膜内外5 cm地温年变化差异
2.3 春播期气温和膜内外5 cm地温逐日变化
由分析可知，2008年以来玛纳斯棉区春播期内日平均气温和膜内外5 cm地温均呈上升趋势，膜内5 cm 地温显著高于日平均气温和膜外地温。膜内5cm地温基本在4月上旬初就≥12 ℃，而膜外5 cm地温和日平均气温≥12 ℃的日期有推后趋势；4月中旬初日平均气温≥12 ℃，膜外5 cm地温4月上旬中≥12 ℃，时间上存在差异。
2.4 春播期膜内 5 cm 地温预报
2.4.1 气温与膜内5 cm地温的关系
应用统计回归方法建立玛纳斯棉区膜内5 cm地温与气温线性关系的相关系数R达 0.9202，通过0.0001 显著性检验。膜内外5 cm地温之间、膜外5 cm地温与气温之间的线性回归表明，相关系数分别为0.977、0.930，均通过0.000 1显著性检验，说明地温与气温的变化趋势具有较好的一致性，通过气温解释地温比较可行。以5 cm土壤温度≥10~12 ℃作为适宜播种的温度指标，而日平均气温为常规预报项目之一，找出地膜内5 cm地温与气温的定量关系，并确定地膜内5 cm地温≥10~12 ℃时对应的日平均气温的稳定界限指标值，应是开展春季棉田地温预报和棉花适宜播种期预报的关键所在。由计算得出，玛纳斯棉田覆膜内5 cm地温≥10~12 ℃时，对应日平均气温界限范围为6.3~8.2 ℃。
3 结论
棉花是昌吉州玛纳斯重要经济作物，春季棉田膜内5 cm地温对于大田播种至关重要。本文对昌吉州玛纳斯棉区气温和地温的变化特征进行分析，并构建膜内5 cm地温预报模型，可为更好地开展棉花播种期气象服务提供决策参考。
（1）近年来，玛纳斯棉区春播期内气温和膜内外5 cm地温变化趋势一致，均有所上升。膜内5 cm地温显著高于膜外地温和日平均气温，棉田覆膜可显著增温，有利于保墒适播。
（2）利用5 d滑动法计算2013—2019年春播期膜内5 cm地温，玛纳斯棉区膜内5 cm地温4月上旬初≥12 ℃，而膜外5 cm地温集中在4月上旬、日平均气温主要在4月中旬，较之膜内有推后。
参考文献
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作者简介：刘海红（1975-），女，新疆昌吉人，研究生，高级工程师，研究方向：应用气象。