朔州市人工燕麦草生育期气候因子适宜度分析

朱彩芬，温建雅，梁 艳，唐丽娜，朱 叶

（1.山西省朔州市气象局，山西 朔州 036001；2.山西省右玉县气象局，山西 朔州 037200；3.山西省怀仁市气象局，山西 怀仁 036003；4.山西省朔城区气象局，山西 朔州 036002）

燕麦草［Arrhenatherum elatius（L.）Pressl］为一年生的禾本科植物，在中国种植历史悠久，主要分布在东北、华北和青藏高原高寒地区，成为高寒山区的优势作物［1］。作为反刍和非反刍动物的饲料来源，燕麦干草清洁安全、适口性好、高可溶性碳水化合物、高消化性纤维、低钾，含有多种矿物质与维生素，为奶牛粗饲料的适宜选择。燕麦草叶量丰富、柔嫩多汁、消化率高［2］，作为饲用麦类作物，在提高粗饲料的利用效率、维持乳蛋白率、抑制奶牛产后病和代谢病、延长奶牛产奶期、降低饲养成本方面都有明显效果。

燕麦草喜温暖湿润的气候，对土壤要求不严，适生于富含腐殖质的沙质黏土或干涸的沼泽地。山西省朔州市燕麦草播种期在6 月中旬，7 d 后进入苗期，6 月底开始分蘖，进入需水关键期，20 d 左右完成拔节，8 月上旬开始抽穗，8 月底乳熟，此时是制作干草的最佳收割期。

随着国家“草牧业”“粮改饲”“草田轮作”［3］的快速推进，国家和地方的补贴政策逐步实施，充分调动了农民种植燕麦草的积极性，使中国燕麦草种植生产呈现强劲的发展势头。国内外对于燕麦草的种植技术、不同品种燕麦草饲用品质和产量的评价［4］、不同刈割期的产量和品质评价［5］与燕麦草的青贮方法、青贮营养［6］、种植效益评价［7］等方面的研究比较多。有关人工燕麦草对气候方面响应的研究较少，本研究主要分析了影响燕麦草生长发育阶段气候因子的适宜指标。通过气候适宜度指标［8-11］的建立，确立朔州市燕麦草种植区划［12，13］，为政府规划布局人工燕麦草种植区域，制定和推广朔州市不同区域燕麦草的种植制度，提供可参考依据，最终实现朔州市人工燕麦草地的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 气象条件

燕麦草喜凉、不耐寒、怕高温。燕麦草种子发芽的最低温度为3～4 ℃。幼苗能耐-4～-2 ℃的低温，成株遇-4～-3 ℃低温仍能缓慢生长，温度降至-6 ℃则受害。开花和灌浆期遇高温则影响结实。燕麦草抗旱性弱，从分蘖到拔节是需水分最多的时期，对水分的要求严格，水分不足会导致产量和品质降低。如果遇干旱气候，为防止干热风及蚜虫的为害，需要及时进行人工灌溉。燕麦草是长日照植物。

燕麦草全生育期需要≥5 ℃的积温1 300～2 100 ℃。燕麦种子发芽的适宜温度为15～25 ℃，出苗至分蘖期间的适宜温度为13～15 ℃，幼苗能忍受较低的温度，一般春性品种能忍耐-4～-2 ℃，分蘖至拔节期间适宜温度为14～18 ℃，拔节至抽穗期的适宜气温为18～20 ℃。开花期的适宜温度为20～24 ℃，温度低于16 ℃和高于27 ℃，即使时间不长也会影响灌浆，籽粒不饱满。籽粒灌浆期日平均气温15～17 ℃为宜，并且需要气温昼高夜低，昼夜温差大有利于干物质积累，籽粒饱满，此期间气温降至4～5 ℃仍可忍耐。

1.2 气象指标选择

1）播种-出苗期。朔州市一般在芒种过后的6月上旬末播种，7 d 基本全部出苗。此阶段种植区的历年平均气温为18.25 ℃，平均降水量为14.6 mm，日照时数为72.5 h，10 cm 地温为20.9 ℃。

2）出苗-分蘖期。6 月中旬末到6 月底完成分蘖，分蘖期燕麦草的需水量开始增大，根据土壤的湿润程度可以选择人工灌溉。此阶段种植区的历年平均气温为19.0 ℃，平均降水量为20.4 mm，日照时数为86.6 h，10 cm 地温为21.5 ℃。

3）分蘖-拔节期。燕麦草分蘖完成后，7 月初开始拔节，15 d 左右基本达到生长高度，完成拔节。此阶段种植区的历年平均气温为20.1 ℃，平均降水量为64.4 mm，日照时数为159.7 h，10 cm地温为22.9 ℃。

4）拔节-抽穗期。经历20 d 左右，即8 月上旬末完成抽穗，这个阶段的需水量可达到整个生育期的70%。此阶段种植区的历年平均气温为20.0 ℃，平均降水量为92.8 mm，日照时数为179.4 h，10 cm 地温为22.8 ℃。

5）抽穗-腊熟期。21 d 完成由抽穗到腊熟，燕麦草在腊熟期刈割，营养成分损失最少，产量也不会因完全成熟造成籽粒脱落而减少。此阶段种植区的历年平均气温为17.7 ℃，平均降水量为60.7 mm，日照时数为158.9 h。

1.3 方法

燕麦草全生育期的气象资料来源于朔州市6 县区气象台站1991—2020 年气候值，采用ArcGIS 软件生成气象要素栅格数据，进行插值计算绘制专题图。在整理各区划指标数据后，采用数理统计、滑动平均、线性倾向估计等方法，采用ArcGIS 软件进行图形绘制，使用反距离权重法插值。在得到各指标分布图层后，将各图层进行重分类，然后将重分类图层进行矢量叠加得到综合区划图层，即朔州市燕麦草种植最适宜、次适宜、较适宜区划（表1）。

表1 燕麦草气候区划指标

2 结果与分析

2.1 气象因子分布

2.1.1 平均气温 朔州市地形呈西高东低的特点，这也直接导致其气温的分布由西到东逐渐升高，从30 年的数据分析可以看出，东部的怀仁市、应县以及朔城区的小部分处于朔州市气温的较高区。此区域平均气温达21 ℃以上，超过燕麦草分蘖期和拔节期的适宜温度［14］。图1a 中的黄色区域为最佳适宜种植区。

2.1.2 降水量 6—8 月朔州市的降水分布呈西多东少，右玉县、平鲁区、山阴县的部分地区历年平均降水量大于83.0 mm，怀仁市、应县、朔城区部分历年平均降水量小于75.0 mm（图1b）。燕麦草生育期对水分的需求量较大，尤其是拔节-抽穗期需水量是整个生育期水分总量的70%［15］。

2.1.3 日照时数 从6—8 月朔州市日照时数分布情况看，怀仁市、应县、平鲁区大部分日照时数高于245.6 h，右玉县日照时数较短，低于230.0 h（图1c）。日照时长与燕麦草抽穗及籽粒形成有直接关系，日照时间长，抽穗和籽粒成熟提早，生育期缩短；日照时间短，发育迟缓，生育期延长，甚至影响抽穗结实［16］。

2.1.4 平均最高气温 朔州市地处中国北方黄土高原，山西省西北部，地形起伏较大，西部及南部的山区最高气温较平川区低，处于平川区的怀仁市、应县、朔城区部分地区最高气温高于27.9 ℃，但燕麦草全生育期对于气温的要求不得高于27.0 ℃，否则会影响灌浆，造成籽粒不饱满。

2.2 燕麦草种植区划

由表2 可知，朔州市适宜种植燕麦草的区域较大，最适宜区分布在光、温、水都较好的平鲁区，其他地区可以采取人工管理栽培措施调节不适合的气象条件以提高燕麦草的产量。

表2 6—8 月各类气象因子图层重分类值

2.2.1 最适宜区 朔州市燕麦草种植最适宜区主要分布在平鲁区、山阴县大部分区域。该区域光、温、水气象条件均适宜，能够满足燕麦草拔节-抽穗期对水分的较大需求，日照时数长达238～253 h，最高温度适宜燕麦草生长发育，有利于高产的形成。

2.2.2 次适宜区 朔州市燕麦草种植次适宜区为右玉县和朔城区西北部，该区域有2 个因素不符合燕麦草生长发育。朔城区的降水比较充分，能够满足燕麦草生育期的需水量，但气温较高，不利于灌浆。右玉县日照充分，但降水量偏少。

2.2.3 较适宜区 怀仁市、应县为朔州市燕麦草种植较适宜区，该区域有3 个因素不能满足燕麦草生长发育，可以采取人工干预的措施调节不适宜因素，达到优质高产的目的。怀仁市和应县均为降水适宜，平均气温和平均最高气温较高，日照时间较短。

3 讨论与结论

选取朔州市燕麦草种植关键生长发育期的平均气温、降水量、日照时数、平均最高气温为指标，通过叠加4 项指标进行气候适宜性区划。得到结论如下。

1）朔州市燕麦草种植最适宜区为平鲁区、山阴县大部分区域，该区域的光、温、水气象条件均适宜燕麦草生长发育，有利于优质高产。

2）朔城区西北部和右玉县为次适宜区，有2 个气象因素不利于燕麦草的生长发育，此区域需要采取人工措施减少不利气象因素对燕麦草的影响。

3）较适宜区为怀仁市、应县。该区域都有3 个气象条件不符合燕麦草生长发育及产量的形成。怀仁市和应县降水适宜，其他气象条件均需有人工调节措施改善不利气象条件的影响才能种植，否则燕麦草的产量会受影响，从而导致农民经济收入下降。