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第三节 农业气象

  黑龙江省的农业气象观测始于1909年牡丹江市、一面坡镇、昂昂溪镇农事试验场。用气 象条件说明农业生产状况见于1911年《黑龙江省农事试验报告》书。日本帝国主义侵占期间 ,在其观象台(所)设有自然物候观测,并有《农业气象报告》汇编。1949年中华人民共和 国成立后,农业气象工作得到全面发展。1949年12月,东北机械农场第一届作物会议明确要 求机械化农场需有测候工作,并在1950年底配有“丙等规定”的测候仪。1955年,全省农场 共建26个气候站。同年佳木斯气象站开始进行农作物发育期和病虫害气象观测。1956年黑龙 江省气象台开展《农业气象旬(月)报》服务。1959年至1963年,分别建立佳木斯、哈尔滨 、黑河、全合台(齐齐哈尔郊区)等农业气象试验站和五营林业气象试验站。1964年,黑龙 江省气象科学研究所设农业气象研究室,全省农业气象观测站点达28个。1966年“文化大革 命”动乱期间,农业气象试验研究机械被撤销,1972年后陆续重建。至1985年,共有3个农业 气象试验站和41个农作物观测点。
    各级气象台(站)通过观测试验、农业气象情报和预报等服务手段,对当地合理利用农 业气象资源、引种改制、防御自然灾害、发展生产等起着积极作用。近10年黑龙江省气象科 学研究所共研究农业气象课题47个,其中作物生长等气象指标鉴定课题13个,粮食和经济作 物等农、林、牧业气候区划15个,防御农业气象自然灾害课题8个,农作物产量预报课题9个 ,引种栽培2个。共有获奖课题6个,其中获省政府科技进步三等奖的2个、国家气象局二等奖 1个、三等奖3个。
    一、黑龙江省主要作物抗御冷害研究
    1976~1981年,由省科委立题,省气象局孙玉亭主持,关桂林、冯国清参加,研究黑龙 江省低温冷害对农业生产的影响及防御措施。
    经系统调查和历史气象条件分析,全省成大面积的严重低温灾害占28.6%,局部轻害占 21.4%,多数是间隔3~5年发生一次,在低温、旱涝、寡照等各种气象灾害中,低温冷害对 大面积中、晚熟品种作物产量的影响居首位。受其影响全省减产,50年代约为16亿斤,60年 代约为26亿斤,70年代约为55亿斤。
    发生冷害的原因是:在农业方面,50年代由于多种早熟当家品种而冷害较轻,但浪费热 量资源,导致产量偏低。到60年代中期推广“两杂”品种,南种北移,出现严重越区种植, 导致热量只能满足40%~70%,相对加重了低温冷害的频率和程度。在气象条件方面,直接原 因是黑龙江省热量资源不充裕,主要产粮区≥10℃积温为230~2700℃,年际变化大,一般在 ±300℃,南北积温差达700℃,属热量不稳定型。间接原因是全省高温和低温年以及旱涝等 灾害相间或混合出现,土壤干旱和水份过饱和也抑制了作物的生长并使热量得不到充分利用 。因此在抗旱、排涝等农田水利建设较好的地区,低温冷害就相对减轻。
    冷害特征是有障碍型、延迟型、混合型,冷害关键期在6月和8月。他们还分析了各种冷 害型的分布、变化规律和对不同作物的具体影响。研究表明,按80%积温保证率合理安排作物 品种,搞好早、中、晚熟品种的搭配、适时早播、缩短播期,采取保护性栽培措施,争取热 量;加强农田水利建设,大力营造农防护林,改善农田小气候;加强后期田间管理,坚持全 年一贯促早熟等措施,是预防低温冷害的有效方法。
    本成果于1981年获省政府优秀成果三等奖。
    二、黑龙江省农业气候区划
    为正确利用农业气候资源,克服越区种植,促使粮食高产稳产,1976~1979年由黑龙江 省气象科研所孙玉亭主持,黑龙江省农科院赵洪凯等参加农业气候区划工作。
    按不同农作物及品种类型的特点,以≥10℃积温的80%保证率的积温值,将全省分成5个 农业气候带,作为合理布局品种的依据。
    (一)温暖农业气候带:≥10℃积温在2600℃以上,是晚熟品种作物栽培区,并可复种 一些极早熟品种的作物。
    (二)温和农业气候带:≥10℃积温2400~2600℃,是中晚熟品种作物栽培区,亦可套 复种一些早熟品种作物,但稳产程度次于(一)区。
    (三)温凉农业气候带:≥10℃积温2200~2400℃,是中熟品种作物栽培区。
    (四)冷凉农业气候带:≥10℃积温2000~2200℃,是早熟品种作物栽培区。
    (五)寒凉农业气候带:≥10℃积温小于2000℃,只能种极早熟品种的大田作物和以三 麦一薯为主。
    在此基础上,又据作物需水特点和各地水分满足程度,以水分指标将全省划分为干旱、 半干旱、半湿润、湿润4个农业气候区。并考虑春旱程度和夏湿状况又分为4个春旱类型地区 和5个夏季湿润类型地区。
    综合热量和水分条件及由它限定的品种类型、作物种类、作物结构、气候生产力等诸生 态因子,用模糊聚类法将全省具体分为13个农业气候地区。得到农业生产部门的应用,黑龙 江省种子公司据此制定了作物品种区划,各地、县调整了品种类型和结构。几年来获得很好 的农业效益。本成果于1979年获省重大成果三等奖。
    为了给调整作物布局提供具体依据,1980~1982年由黑龙江省气象科学研究所孙玉亭王 持,祖世亨、杨志慧、毛玉兰、于荣环、许延川等参加,深入进行了玉米、大豆、小麦、水 稻等粮食作物和甜菜、亚麻、烤烟等经济作物的黑龙江省作物农业气候区划研究。首次应用 概率决策的方法确定地区主栽品种类型和搭配品种类型。利用车贝雪夫(Chehysev)多项式 进行空间滤波和等发育时间间隔的积分回归模式,建立气候产量模型,提出计算气候产量变 异系数的新方法。根据相对择优原则和线性规划思路求得各种作物的最佳比例,在研究过程 中取得一批有价值的成果,先后有8篇论文在国家一级刊物发表。原省委副书记赵德尊看了《 利用气候优势安排作物布局的调查报告》后指示:“这是气象局对全省农业做的一项好事、 一个贡献,可批转各地(包括农场)参阅并刊登在《黑龙江情况》上”。原副省长、农业专 家王金陵看了《水稻农业气候区划》后指示:“这种区划对我省有针对性的发展水稻是很有 价值的。希望更进一步充实、完善,逐步扩大参考应用,多向外介绍”。1982年经王景文、 曾继伟、刘东辉等20多位农学及气象专家鉴定,一致认为是具有国内先进水平的区划。同年 获国家气象局“农业气候调查及区划”二等奖。
    三、耕地防护林水热效应的研究
    1983~1984年,黑龙江省气象科学研究所与日本北海道大学环境研究系合作进行耕地防 护林水热效应的研究。中方主持人为副研究员孙玉亭,参加者霍兆发和阿城县气象站的技术 人员,承担在阿城县新华公社进行两年防风网模型试验,研究防风网的小气候效应。日方主 持人为副教授高桥英记,参加者蒲野慎一,承担提供风、温度、辐射平衡、地温自动观测仪 器和土壤水分涨力计。
    经过实地考察、室内模拟和室外观测试验表明,防风网有减风效果和改变风的垂直结构 作用,湍流交换显著减弱,明显的防护范围在10倍网高距离左右。湍流交换减弱,使网内近 地层气温白天增高1℃、夜间气温和最低温度增高0.4℃。土壤蒸发量减少约10%,有明显的 保墒作用。由于防护林内有减风增温保墒作用,促进了作物生长发育,与网外比较出苗提前 4~5天、成熟期提前3~5天、株高增加5~9厘米、单位面积产量(用2米长平均产量折算)提 高2.9公斤。研究证明,防护林的小气候效应还对水稻育秧、果树和蔬菜栽培和林木育苗等 方面有推广使用的可能。
    本成果在1984年全国农业气象委员会作物气象专业会、1985年全国林业气象第四届年会 以及日本大阪召开的1985年日本农业气象年会上宣读发表。