棉花气象mianhua qixiangmeteorology of cotton

棉花生长发育、产量形成及棉纤维品质与气象条件的关系。棉花是喜热好光的作物， 耐旱怕雨涝。世界棉田分布在47°N～32°S之间的广阔地带。棉花两千年前传入中国。宋代以后在棉花栽培中就已注意到气象问题。《王祯农书》指出：“木绵一名吉贝， 谷雨前后种之，立秋时随获所收。”《农政全书》引明张五典种法说：“花性忌燥， 燥则湿烝而桃易脱落。”“种不宜晚， 晚则秋寒”，“开花结子， 雨后郁烝， 一时堕落”。明确指出棉花蕾铃脱落与高温阴雨的关系。又说：“吉贝遇大水，淹没七日以下， 水退尚能发生。若淹过八九日， 水退必须翻种矣。遇大旱戽水润之， 但水后一两日， 得雨复损苗。须较量阴晴， 方可车戽”。指出棉花生长与雨水的关系， 并要根据天气状况来决定灌溉。美国M. N.沃克、C. H.阿恩特在1927～1932年对温度与棉花发芽关系就有论述， 沃克提出棉籽发芽最低温度为13.8℃。阿恩特明确指出： 在种子发芽出苗阶段，低温影响显著。英国T. G.梅森于1922年、美国R. S.霍普金斯于1934年、苏联B. A.诺维科夫于1941年先后提出蕾铃脱落与水分的关系。过兴先1959年研究了光强对植株现蕾开花的影响， 1965年卢其尧对各地陆地棉(中、早熟9个品种)生育期积温进行了分析，上海农业科学院与中国农业科学院棉花研究所研究证明，开花后大于或等于10℃的有效积温与铃重有明显正相关。中央气象局根据1959年河南大旱情况，得出了棉花的旱象指标。中国科学院上海植物生理研究所研究了不同叶面积指数与光合强度的关系。
分布与气候 由于棉花喜高温干燥、阳光充足，有灌溉条件下栽培最有利。因此，世界一些国家棉田逐渐从气候湿润的旱作地区向气候干燥的灌溉区集中。如美国棉田从东南部老棉区向西部亚利桑那、加利福尼亚、得克萨斯、新墨西哥等州的干旱灌溉地区移动。苏联的棉田几乎全部集中在中亚细亚和外高加索的灌溉区。中国华南棉区因高温多雨，虫害重，防治难，又因该区为重要热带经济作物产区，基本上也已不种植棉花。长江流域棉区的棉田面积趋于稳定，黄河流域棉区和西北内陆棉区则有很大的发展潜力（见棉花气候区划）。
生长发育与气象
棉花总生长期为150～225天，一般苗期约40～50天；现蕾期约25～30天；花铃期约50～70天；吐絮期约75天左右； 各个发育时期对气象条件的要求各异。
温度 棉籽发芽的适宜温度为28～30℃，不同品种最低临界温度为10.5～12℃左右，与5厘米地温稳定通过12℃一致，但在这种条件下播种，常遇低温危害，且因棉花下胚轴伸长需15℃以上，所以生产上多以5厘米地温稳定通过12～15℃，作为棉花适宜播种期的温度指标。在地膜覆盖情况下，5厘米地温稳定通过8～10℃即可播种。棉花生长发育的适宜温度范围在18～30℃之间，不能低于14℃或高于40℃。营养生长期内，不能低于20～30℃。开花受精最适温度为25～30℃，如低于20℃, 则花粉败育，雌蕊异常，不能受精；高于40℃，则抑制花芽形成，也影响花粉受精能力。棉桃发育最适温度在27～32℃，高于38℃造成减产。蕾铃期以日平均气温25～30℃为宜， 当气温超过32℃时，高温使植株蒸腾加剧，常因水分供应不足，引起蕾铃脱落。低于15℃时，棉铃生长趋于停顿（见热害）。从气温为20℃开始下降到霜前，活动积温不足400℃时，开花后的秋桃多为无效桃。如日平均温度降到10℃以下， 日最低气温降到-1℃时，棉株生长停止，当出现-2～-3℃的秋霜时，棉叶枯落，植株死亡。不同种类棉花对温度要求不同，海岛棉更喜温耐旱，种子发芽最低温度11℃，但出苗后， 各生育期对温度的要求均比陆地棉高。中国新疆棉区， 当大于10℃的活动积温达4100～4300℃，无霜期190～240天以上时，才可种早熟海岛棉， 中晚熟的品种要求热量条件更高。
光照 棉花为短日照作物，晚熟品种和海岛棉对短日照要求严格，适当缩短日照， 可以提前现蕾开花。棉花对光反应敏感，棉叶的光饱和点较高，约为50000～70000勒克斯，光补偿点为1000～2000勒克斯，盛花期高产棉田下部光照常处于光补偿点以下。棉花群体内光照度随叶面积增加而减弱，如表1。棉花光合强度随照度变化而不同，光照度为10～20千勒克斯时增加最快，照度至35～40千勒克斯时光合强度呈平缓状态， 见图。

表1 棉花群体内光照度与叶面积指数关系

叶面积 指数	光 照 度
	相对指数 (以天空光照度为1)	绝对数值 (以夏天中午为 10万lx)
0 1 2 3 4 5	近似于1 近似于1/3或0.33～0.35 近似于1/9或0.11～0.13 近似于1/25或0.04～0.05 近似于1/60或0.013～0.018 近似于1/200或0.004～0.007	100千 33～35千 11～13千 4～5千 1.3～1.84千 0.4～0.7千

光合强度与光照度的关系图

水分 棉花叶面积大，蒸腾系数为300～600，较干旱地区达890。全生育期需水量为700～1300毫米，早期需水量低约占全生育期的10%，开花后叶面积增大，需水量约占50～60%，生育后期需水量迅速衰减如表2。

表2 棉花各生育期需水量

棉花播种后， 土壤湿度为田间持水量的55%～65%时， 对出苗有利。晚播棉花因地温升高， 对土壤湿度要求高， 一般以65%～70%为宜。现蕾期进入初夏， 棉田耗水量增加，要求田间持水量为65%～75%。若水分达田间持水量的80%, 应加强中耕控制水分。花铃期棉田叶面积达最大值， 需水也进入高峰， 此阶段需水占总耗水量50%，田间持水量以70%～80%为最好，低于60%明显受旱。吐絮期需水较少， 为田间持水量65%70%, 吐絮中、后期土壤湿度还继续下降。如棉花现蕾期到吐絮期遇有干旱则脱铃情况增加； 干旱受害土壤湿度指标如表3。海岛棉比陆地棉耗水量大，但抗旱能力又较陆地棉强。在雨水过多地方， 也会造成棉株疯长和蕾铃脱落。

表3 棉花现蕾到吐絮期受旱的土壤湿度指标

受害情况

白天凋萎夜晚恢复

白天夜晚均凋萎

蕾 铃 脱 落

蕾 铃烂 脱 落

土层深度/cm 土壤湿度/%

10 5～8

20 7～10

30 8～12

10 3～6

20 4～8

30 6～9

10 6～9

20 8～11

30 9～12

10 3～7

20 5～8

30 7～10

生产与气象
播种期指标 播种期指标要因地而异， 对黄河流域棉区的旱地棉田， 特早熟棉区和西北内陆棉区以5厘米地温稳定达到12℃即可；对华北灌溉棉田、低洼盐碱地棉田以稳定通过14℃为宜； 长江流域则以稳定通过15℃为宜。采用育苗移栽， 可使棉花现蕾后延长15～25天。地膜覆盖后能使0～20厘米的土壤温度增温3～5℃,0～50厘米土壤湿度增加3%～6%，促进棉花早发， 各生育期提前， 伏前桃增多， 增产效果显著[见作物播（栽）期预报]。
霜冻指标 中国北方棉区(包括特早熟、西北内陆及黄河流域北部)由于无霜期短，生育期有限， 在生产上广泛采用“霜前播， 霜后出”的措施， 但在个别年份仍会发生霜冻危害。综合各地资料， 棉苗轻霜冻指标为0℃左右， 相当于最低气温3～4℃，重霜冻指标为-1℃以下， 相当于最低气温2℃。
土壤水分指标 长江以南棉区， 春季多雨， 着重田间排水以防烂籽，北方地区多数年份春播时墒情差，要浇好底墒水和做好耙耱镇压。不同土壤性质棉花播种最低土壤湿度如表4。

表4 不同土质的棉花播种最低土壤湿度

蕾铃脱落的气象原因 棉花蕾铃脱落， 除棉花本身的生理原因和由于不利气象条件而导致的生理反应以及病虫危害以外，不良的气象条件也是原因之一。❶光是影响蕾铃脱落的最主要环境因子， 尤其是密植田， 由于枝叶重叠郁闭，严重缺光则成为蕾铃脱落的主要原因，用遮光试验可以说明(表5)。从表5看出，任何遮光处理， 总脱落率均高于对照， 且光线越弱脱落越多。
❷棉花开花盛期缺水能造成大量蕾铃脱落中国农业科学院棉花研究所发现，在中、上等肥力棉田，土壤水分适宜(16%～19%)时，脱落率为20%；若土壤水分降为13%～15%，脱落率增加5%～20%，土壤水分为10%～12%时，脱落猛增至40%～55%。土壤含水量过高： 在20%以上，脱落亦大量增加。此外， 降雨时间、雨量大小对蕾铃脱落率都有影响。

表5 不同发育期遮光对棉株蕾铃脱落的影响(1955年)

* 12株平均， 7月1日现蕾， 7月24日初花，8月5日盛花。
改善棉田光照 合理密植，把盛花期叶面积指数控制在3～3.5之间可改善农田光照。若将每亩2400株左右密植棉田的植株顶部的光照定为100%，则中部距地面50厘米处，透光率只有顶部光照的47.0%: 距地面20厘米处，透光率为25.6%。棉田密度超过每亩4000株， 下部透光率可降至8.4%，显然对植株生长是不利的。及时整枝、打顶、打边心、去枝杈等都是保证株间通风透光，使中、下株间光照得到改善的有效措施。
铃重下降的气象原因 热量条件对铃重起决定性作用，冷空气侵袭时，带来的降温、连阴雨天气， 易造成轻铃瘪籽。江苏省气象台根据资料分析铃重与有效积温之间的关系如表6。棉花纤维素合成需较高温

表6 有效积温与铃重的关系度，纤维伸长期(开花后25～30天)温度不宜低于16℃，纤维充实期(开花后25～50天)需20℃以上， 否则纤维淀积加厚停滞。秋雨还会造成烂铃，棉铃生长阶段，随气象条件(降水量，雨日、相对湿度、日照)的变化，烂铃率也有变化，烂铃的气象指标如表7。

表7 烂铃的气象指标

病虫害与气象
病害 棉苗炭疽病、角斑病主要由带菌种子传播为害；立枯病主要由土壤传播。炭疽病发病适温为24～28℃,11℃以下或37℃以上都不能发生，湿度低于70%。时不利于发病。在土壤中经冬季5个月死亡。如在地表12个月死亡在干燥的种子上12～15个月尚能生存角斑病病原借风、雨、昆虫传播再侵染。病原细菌喜欢生长在潮湿土壤中：土温21～28℃，湿度85%以上，多露时发病最烈；低于15℃，高于38℃则不易发病如在强烈日光下曝晒15分钟，病菌大部死亡，但潜伏种子内的还能存活。立枯病病原在土中或寄主病残体上越冬。在土温15～21℃时易发病，18℃时发病严重人、畜、农具、风雨、流水均可传播。其他如轮纹斑病、褐斑病均属真菌，风雨、气流都能传播。
虫害 害虫中有棉蚜、棉红蜘蛛、棉叶蝉等， 其发生条件各不相同， 如表8。

表8 棉花虫害发生的气象条件

害虫名称	发 生 的 气 象 条 件
棉 蚜	早春5天平均气温达到6℃, 越冬卵开始孵化； 达到12℃时开始胎生若虫， 16～22℃大量繁殖； 5天平均25℃以上， 湿度为75%，蚜虫数量下降， 温度大于30℃、 湿度80%蚜虫大量下降
棉红蜘蛛	5天内平均气温达25℃以上，湿度在70%以下时 繁殖快， 34℃以上可抑制繁殖
棉 叶 蝉	气温32℃以上，湿度70%～80%最适发生
棉盲椿象	6、 7月间雨量多、 发生重， 雨少则轻