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移动的种植带——作物“搬家”记

发布时间:2024年06月04日 来源:中国气象报社

编者按:水稻、玉米“地盘”越来越大,棉花、小麦“团队”正忙着“迁徙”……气候变化影响之下,我国农林生态“种植带北移”现象愈发明显,多种农作物正悄然“移动”甚至“搬家”。你可知道,它们是谁?为何“搬家”?“搬”去哪里?本期科普看台,随我们一起探寻农作物“搬家”背后的奥秘。

专家顾问:

黑龙江省气象科学研究所正高级工程师 李秀芬

黑龙江省气象科学研究所高级工程师 于瑛楠

黑龙江省气候中心正高级工程师 李永生

新疆农业气象台正高级工程师 张山清

海南省气候中心正高级工程师 陈小敏

海南省三亚市气象服务中心高级工程师 朱梅

漂洋过海:外来热带水果落户海南

海南省位于热带季风气候区,水热资源丰富,是我国热带水果的主产区。近年来,不少来自世界低纬度地区的外来水果品种漂洋过海,陆续在海南落地安家,其中榴莲、燕窝果、榴莲蜜等热带水果品种经推广种植,已经批量上市。

榴莲:本土化培育具竞争力

榴莲原产马来西亚,在泰国种植最多,20世纪50年代海南开始引种榴莲。2023年,国产榴莲首次亮相,从海南启程走向全国市场,引发关注。今年5月,大众翘首以盼的国产榴莲迎来成熟季,海南产榴莲将于6月上市销售。据了解,今年海南榴莲树挂果面积将增加到4000亩,总产量将达到250吨。

海南省三亚市榴莲蜜果实挂满树梢。 图/文 尹群

果实的生长和品质与气候条件紧密相关。三亚市气象服务中心高级工程师朱梅介绍,榴莲在生长过程中对气候变化十分敏感,榴莲生长在热带,喜光,必须要有充分的日照;温度要在10℃至35℃之间,持续低温或高温都会让榴莲停止生长;湿度要相对较高,但又不能出现积水,否则会烂根。此外授粉期也不能降水过多,否则会导致无法授粉开花。海南岛南部地区和马来西亚、泰国具备相似的气候条件,能保证充足的光照和适宜的温度。目前,榴莲已在三亚、保亭、乐东等地种植超过3万亩。

经过本土化培育,国产榴莲的品质具有竞争力,与进口榴莲相比,三亚本土榴莲主打鲜果树上熟,口感更加香甜软糯。

燕窝果:引进种植不输原产地

燕窝果又名黄金火龙果、麒麟果,原产于中美洲厄瓜多尔、哥伦比亚,色泽金黄,果肉与普通火龙果相似,但口感更甜,滑如燕窝,有较高的营养价值。单果价远高于普通火龙果,被称为水果中的爱马仕,是具有潜力的新兴水果。

据《农业与技术》杂志刊登的最新研究,燕窝果对于温度非常敏感,适宜生长温度为20℃至32℃,高温或低温都会影响其生理活动,夏季持续高温下植株会出现日灼伤害,枝条、果实生长受阻;冬季低温时期枝条易受冻害,果实容易膨大,形成僵果甚至畸形。此外,燕窝果还喜欢湿润的环境,因此种植户通常会安装喷雾系统降温增湿。

因具备与原产地相似的气候环境,近年来海南三亚、东方等地开始引进种植燕窝果,培育出来的燕窝果品质上乘,有独特的润甜口感,果实中心的甜度可达20度至25度。目前,海南引进的燕窝果种植产业逐步形成标准化、规模化、品牌化生产,并凭借果实品质、高附加值的经济效益,成为乡村振兴特色产业之一。

榴莲蜜:规模化种植迎丰收季

原产于印度尼西亚及马来西亚,广泛种植于东南亚的水果新品种榴莲蜜,融合了榴莲和菠萝蜜特色美味的口感。榴莲蜜植株形态和果实外形均类似菠萝蜜,但果形比菠萝蜜小,皮薄,带有榴莲气味。榴莲蜜果肉中含有较丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素C和膳食纤维等营养物质,加之其单果大小适中,食用方便,在市场上日益受到消费者的青睐。

适应热带气候的榴莲蜜抗寒能力较差,月均气温低于20℃时生长缓慢,月均气温21℃至28℃生长较快。海南同样具有与榴莲蜜原产地相类似的气候条件,榴莲蜜最早在20世纪60年代就已经引入海南省种植,但规模化种植主要在2010年之后。

通过多年来的引种观察和生产试验,榴莲蜜在海南琼海、三亚、乐东等地均表现出树势强健、早实丰产、品质优良等特点,产生了良好的经济效益。预计今年6月起,榴莲蜜也将迎来丰收季。三亚育才生态区马脚村榴莲蜜示范基地种植园里,果实已挂满枝头,诱人的香味扑鼻。据种植户介绍,榴莲蜜的销路很好,往往一采收,就有客户下订单。(刘谦 黄婧怡)

北移西进:新疆棉花的迁徙路

二十世纪60年代以来,我国棉花种植区经历了北移西进的漫长历程,从长江中下游平原移到华北平原,再由华北平原向西部干旱地区推进。

中国棉花看新疆。新疆独特的气候,广袤的土地资源,加之山区较丰沛的自然降水和冰川积雪融水,为绿洲农业提供了稳定的灌溉水资源保障,因此,新疆具有大规模发展棉花种植得天独厚的自然资源条件,且所生产的棉花产量高、品质优。

气候变暖使中国大部分地区热量资源增多,新疆气候呈显著的“暖湿化”趋势,气温升高,积温增多,无霜冻期延长,农业热量资源趋于丰富,对棉花种植布局、品种熟性、产量、品质等均产生重要影响。在品种改良、气候变化等多种因素的共同影响下,新疆的棉花种植面积不断扩大。

在众多的生态气候因素中,热量条件是影响新疆棉花种植的主要因素,其中,≥10℃积温(指在一定时间内,气温达到或超过 10℃的累积温度)、无霜冻期和7月平均气温是主要影响因子。新疆农业气象台正高级工程师张山清说。

张山清在研究中发现,1961年至2020年新疆≥10℃积温、无霜冻期和7月平均气温呈显著增多或上升趋势,并且上述要素均于1997年发生突变。受其影响,1997年后较之前,新疆不同品种熟性棉花适宜种植区的海拔上限均不同程度抬升,其中,准噶尔盆地和吐鲁番、哈密盆地棉区海拔上限抬升150米至200米,塔里木盆地棉区抬升50米至100 米;气候变暖使新疆宜棉区扩大,不宜棉区缩小,且部分棉区适宜种植的棉花品种向生育期较长、产量较高的品种转变。

由于北疆气候变暖速率大于南疆和东疆,因此,北疆宜棉区面积的相对增速也大于南疆和东疆棉区,与20世纪60年代相比,北疆气候宜棉区扩大近一倍,棉花主栽品种也逐渐由特早熟、早熟型向生育期较长、产量和品质更高的早中熟型转变。张山清说。

气候变暖背景下,近10年来,新疆极端天气气候事件频发重发,特别是高温、暴雨(雪)日数显著增多、强度不断增强,气候的极端性和突发性制约着棉花产量和品质的提升。

近年来,新疆棉花气象服务中心持续全面提升棉花气象精细化服务能力,全链条保障棉花绿色增长。利用GF卫星遥感获取不同长势棉田关键生育期光谱信息,建立新疆棉花光谱数据库,研发棉花种植面积及长势遥感监测技术,开展棉花种植面积监测及棉花长势定量评估;研发棉花播种、收获等气象适宜性等级格点化预报技术和霜冻、高温热害、连阴雨等风险预警技术;在全国主产棉区,持续开展棉花低温、高温、干旱、湿渍害等灾害模拟试验;逐步完善棉花气象服务指标及棉花模型灾害影响模拟模块,提升棉花模型对气候变化影响下棉花生长发育和产量品质的预测精度,及低温冷害影响定量预估和灾损定量评估能力等,全力保障新疆棉花产业发展。

新疆棉花成熟进入采收期。 图/文 蹇瑷

5月26日,新疆伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县海努克镇冬小麦长势喜人。 图/文张晓蕾

和棉花一样,新疆冬小麦种植也在不断“北移”。“近几十年来,新疆冬小麦种植北界北移了1至2个纬度,平均约150公里。所涉区域主要是阿勒泰地区,包括福海、哈巴河、布尔津等县。”张山清介绍,“在新疆,冬小麦能够“北移”的必备气候条件有两个:一是≥0℃积温的增加,二是冬季积雪深度的增加。”据悉,1997年前,新疆冬小麦适宜种植区、次适宜种植区面积为413.5万亩;1997年后,增加至731.5万亩,增加了300多万亩。(何玉婷 王雪姣)

北移东扩:黑土地改变种植布局

全球气候正经历着以变暖为主要特征的变化过程,温度的升高改变了农业生产环境,作物种植结构和布局相应发生变化。黑龙江省位于我国高纬度地区,近几十年来随着热量资源的不断增加,全省平均≥10 ℃积温增加明显,积温带出现明显北移、东扩现象,水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、甜菜等作物的潜在种植范围均有不同程度北扩,为农业生产带来新机遇。

气温上升导致黑龙江省积温带出现北移和东扩。从20世纪80年代末期开始,黑龙江进入气温明显上升期,且升温速率远高于全国平均水平。近30年(1991年至2020年)与前30年(1961年至1990年)相比,以前的第二积温带大部地区已普遍演变为第一积温带,第三积温带大部地区普遍演变为第二积温带,第四、第五、第六积温带均明显北移。以第二积温带常年活动积温(2500℃至2700℃)为例,其最大北移100千米至400千米、东扩至三江平原,这一变化打破了黑龙江省原有的农业种植布局和品种布局。

30年(1991年至2020年),水稻、大豆、玉米等主栽粮食作物的可种植区范围不断扩大,气候可种植面积分别较1961年至1990年扩大了3.2%3.6%2.0%。同时,旱田播种、水田移栽的开始时间也相应提前,作物潜在温度生长期延长,气候生产潜力总体增加。

热量资源的增加也使得黑龙江省初霜日明显推迟,终霜日显著提前。因此,作物对温度变化产生了相应的适应性,生育期发生改变。以玉米为例,适宜生长的全生育期日数延长,播种期、出苗期稍有提前,成熟期普遍延后。玉米各熟型品种可能种植区域明显北移,晚熟区扩大,中熟区北移,玉米品种由此发生改变。

黑龙江省绥化市成熟的玉米。 图/文 梅松

黑龙江省气象局作为中国气象局保障粮食安全高质量气象服务体系建设全国先行试点单位,组建创新专家团队,开展现代农业多元数据融合关键技术研发、农业气象观测试验和作物优质机收与存储气象环境指标研究,建立了全链条、分区域、分作物、分灾种、分时段的精细化气象保障粮食安全智慧服务体系,基于重新划分的6条积温带,构建农作物“产前预测分析、产中监测预报预警、产后收割仓储及黑土地利用保护”五大类、49种气象为农服务产品。

黑龙江省气象科学研究所还依托省气象综合业务平台,建设了智慧型普惠化气象为农服务平台,基于智能网格预报技术和多源融合气象实况数据,结合卫星遥感等资料,建立低温、冷害、霜冻、干旱、洪涝风险预警指标体系,并开展滚动预测与预警评估。(张晓卿 闫平)

作物“南北往来”有高参

当下持续的全球气候变化对农业的影响日渐显现,作物种植分布在一定范围内发生变化,而随着“南繁育种”的飞速发展、“南果北种”的火热“登场”,作物“南北往来”也成为了现实。

“要让南方长出北方的瓜,实现甜瓜一年三熟甚至四熟。”新疆农业科学院育种专家吴明珠及其团队开展“北瓜南移”的试种研究,不仅创造了一年四季快速育种的方法,还把原本长在北方的哈密瓜种到了海南三亚、乐东等地。而海南得天独厚的光热条件,使得海南蜜瓜上市期与新疆等其他蜜瓜产区错开,形成一定价格优势。与此同时,海南省气象局针对冬天南繁生产过程,制作南繁种业气象服务、种业气候预测等专题产品,为种子企业提供农事建议、气候预测、气象数据分析与咨询服务。

而“南果北种” ,也让南方的果长在了北方的土地上,香蕉、火龙果等热带水果,在北京、河北、甘肃、陕西、黑龙江等地“安了家”,北方人在家门口就看到、摘到、吃到南方水果。现代特色农业发展新思路,不仅丰富了农业生产品种,也在提高果品产量的同时,改善了果品风味。

但“南果北种”并不是一件容易事儿,南北方气候差异大,热带水果在北方扎根,需要克服与本土不一样的温度、湿度、光照等天气因素影响,这背后少不了科技与服务的助力。例如,在北方种植火龙果,温度需控制在25℃至35℃之间。温度过低会使果树枝条冻伤,高于适宜温度又会灼伤枝条。对此,陕西省杨凌气象局成立高新农业气象服务研发团队,与西北农林科技大学合作,建立棚内温度预报模型,并结合作物生长指标为农户提供针对火龙果花期的专题气象服务产品,同时在“杨凌青皮她园”基地建设增添“农情小卫士”设备,推广使用“杨凌设施农业智慧气象服务App”,农户可通过手机快速获取棚内温、湿、光等要素和气象预警信息、气象服务产品,助其采取相应措施安排生产、处理农事。(林禹彤 吕润 马楠)

(责任编辑:曹锐怡)