新疆位於亞歐大陸腹地，光照和熱量資源豐富，降水稀少，空氣乾燥，是典型的內陸乾旱和半乾旱區。廣闊的土地資源、豐富的自然資源和較為穩定的冰川融雪為棉花生產提供了得天獨厚的生產條件。世界棉花看中國，中國棉花看新疆。新疆是中國棉花最重要的產地，國家統計局數據顯示，新疆棉花總產、單產、種植面積、商品調撥量連續25年位居全國第一，2020年占國內產量比重為87.3%，占國內種植面積比重為78.9%，占國內消費比重為67%。可見，新疆棉花生產對棉花供求關係有著舉足輕重的作用。
棉花的生育期較長，生長過程中容易遭受高溫乾旱、陰雨天氣、沙塵暴、低溫冷害和冰雹等氣象災害，造成產量降低，品質下降。棉花生長後期抵抗自然災害能力弱，遭受自然災害後，棉株葉片功能受損，蕾鈴脫落，嚴重影響生長發育進程。為此，有必要了解棉花生長發育與生育期溫度、光照以及水分之間的關係，掌握生育期氣象災害對棉花生長的影響，同時針對不同氣象災害採取適宜的栽培措施，以減輕氣象因素對棉株的損傷，保障棉花產量和品質。
1 新疆棉花生產氣象條件概況
棉花是我國重要的經濟作物，主要分布在我國新疆、黃河流域、長江流域，其中新疆棉區氣候乾燥，光熱資源豐富，是我國最大的植棉區。新疆陸地棉一般4月初播種，9月中下旬收穫，生育期達180d，其中南疆植棉區較北疆植棉區生育期長15～20d。全疆棉花種植區屬於西北大陸性氣候區，其中日均溫≥10℃的天數達到了160～215d，≥10℃積溫在3100～5400℃·d，日均溫≥15℃的天數達到了145～200d，≥15℃積溫在2500～4900℃·d。
4—10月平均氣溫為16～25℃，無霜期為150～230d，尤其是吐魯番市，≥15℃的天數達到了180d，無霜期達到了260d，在棉花的主要生長季節（4—9月），日照時長達到了2600～3400h，日照百分率高達60%～75%，比長江流域和黃河流域高出10%～20%，年輻射量達550～650 kJ/m2，較長江流域和黃河流域棉區高約100 kJ/m2，且棉田集中，種植規模大，機械化程度較高；單產水平高，原棉色澤好，「三絲」含量相對於其他棉區低，是我國優質棉產區。
棉花在生長期間內不喜歡過多陰雨（年降雨量在450～600mm之間即可滿足棉花對水分的需求）。當降雨量過多時，尤其是蕾鈴期降雨過多，會導致棉鈴大量脫落，從而造成棉花減產。新疆地區氣候乾燥，年降水量僅有30～280mm，雖然僅憑降雨所帶來的水分無法滿足棉花的生長需求，但是新疆地區具備良好的灌溉條件，能夠滿足棉花各個生長期對水分的需求。
2 棉花生育期氣象條件對棉花生長的影響
2.1 溫度對棉花生長的影響
棉花屬於喜溫喜光的短日照作物，高溫乾旱和低溫霜凍對棉花生長極為不利，極端低溫或高溫都會影響棉花的正常生長發育和產量。棉花不同生育時期對低溫的抵抗能力不同，在苗期若氣溫低於3℃，棉花開始受凍，若持續較長時間，棉花生長發育受阻；若氣溫低於-1℃持續10 min，則棉花會受凍致死。在吐絮至成熟期，氣溫在1～3℃，棉花部分葉片和棉鈴受凍，氣溫在-1～1℃，葉片受凍，發生脫落，棉桃受損，甚至部分植株死亡，嚴重影響產量和品質，其中春季出苗期和秋季吐絮期遭受低溫，對產量影響最大。
適宜的溫度是棉花生長發育的必需條件。一般將日最高氣溫達到或超過35℃的天氣現象稱為高溫。棉花從播種到出苗的最適溫度為25～30℃，從出苗到現蕾、現蕾到開花及開花到吐絮的最適溫度為30℃，上限溫度為35℃。棉花有性生殖過程的最適溫度範圍為28～30℃。一般認為33℃以上的氣溫是有性生殖的高溫。棉鈴生長發育的最適溫度為25～26℃，30℃以上的氣溫是棉鈴發育的高溫。
棉花在生育期受高溫影響最大的時期是鈴期，高溫直接影響了棉鈴的生長發育，致使棉鈴脫落，影響棉花產量及品質。單株結鈴數、鈴重以及衣分與氣象條件密切相關，高溫主要造成棉鈴在開花後1周脫落，顯著增加了棉鈴不孕籽數量，降低鈴重，改變棉籽生理生化，進而影響棉種成熟度、纖維發育以及種子質量。同時，持續高溫天氣可使棉花黃萎病、棉葉蟎等病蟲害擴散、蔓延、加重，對棉花生產造成不同程度的影響。
2.2 水分對棉花生長的影響
棉花生育期需水350～500 m3/667 m2，不同生育期對水分的需求存在差異。從棉花播種至出苗，需水較少，適宜的土壤含水率占田間最大持水量的55%～65%，需水量低於全生育期的15%，以土壤蒸發為主；棉株發育至蕾期需水量增加，占全生育期需水量的12%～20%，土壤的蒸發量與棉株蒸騰量接近，其適宜的土壤含水率占田間最大持水量的60%～70%；發育至花鈴期，由營養生長轉向生殖生長為中心，棉株需水量最大，占全生育期需水總量的50%左右，缺需水強度大，此時棉田耗水以棉株蒸騰為主，其適宜的土壤含水率占田間最大持水量的70%～80%；發育至吐絮，棉株生理活動減弱，氣溫下降，棉田需水量減少。
2.3 光照對棉花生長的影響
日照長短和光照強度均會影響棉花的生育。據測定，棉花在每日12h光照條件下發育最快；棉花單葉的光補償點為1000～1200lx，光飽和點為70000～80000 lx，均高於其他作物，棉葉的向光運動是棉花喜光特性的表現。棉花產量潛力及纖維品質優劣與當地太陽輻射強度、全年日照時數及日照百分率密切相關。新疆日照時長達2600～3400h，開花期集中在6月下旬—7月上旬，日照時間不少於12.5h，可見新疆大部分地區滿足棉花生育期的光照需求。
3 新疆棉花生育期氣象災害及應對措施
3.1 低溫冷害及應對措施
低溫冷害是新疆棉花生長季主要的氣象災害之一，對農業生產影響極大。新疆農作物栽培以促早熟為統領，避免作物生長後期遭受低溫冷害和霜凍影響。新疆棉區遭受低溫冷害後減產可達20%～60%。新疆雖光熱資源豐富，但各地熱量資源差異較大，區域間氣候變化較大，常出現春秋兩季日均溫較低，出現霜凍現象，主要集中在棉花苗期和吐絮期，嚴重影響棉花的保苗率和吐絮成熟率。應對低溫冷害的措施主要有以下幾點。
（1）合理布局棉花生產區域。農業部門在安排棉花生產的過程中，應依據當地氣象資料和種植特點進行區劃布局，尤其在選擇棉花品種、優化播期方面，要結合氣象要素，如春季低溫、秋季降溫快，初霜期早且不穩定，容易導致棉花減產，儘量避免有效積溫少於3300℃·d和無霜期低於160d的地區種植。
（2）良種選擇和生育期抵禦低溫栽培措施。良種與良法的配套是獲得高產的必要措施，也是抵禦低溫災害的有效手段。棉花低溫冷害主要集中在苗期和吐絮期。為此，選擇良種一方面要考慮棉花的高產和穩產特性，另一方面要考慮抗逆特性，尤其是抗低溫逆境的、早熟的品種，抵禦早霜和避免霜後花。為了抵禦低溫冷害，應選擇適宜的播期，採取地膜覆蓋、「干播濕出」的方式播種，保障苗齊、苗壯和苗全，棉株生長後期精準水肥，適時打頂，科學化調，促進棉花早成熟，避免生長後期遭受低溫傷害，保障產量。
3.2 高溫乾旱及應對措施
35℃以上的高溫環境可導致棉花受到明顯傷害，35℃以上的高溫會降低花粉粒的活性、影響受精和開花結實。溫度過高會使花粉活力降低，光合作用減弱，呼吸作用增強，蕾鈴脫落加重；開花期間日平均氣溫≥30℃，蕾鈴脫落量增加，日平均氣溫≥32℃，可使蕾鈴嚴重脫落。因此，35℃及以上氣溫可被認為是棉花生長發育的極端高溫。新疆棉區棉花生長時期的高溫出現在6—8月，不同地區35℃以上高溫持續時間在9～33d，而棉花7月上旬開花，7月中旬—8月上旬進入盛花期，該階段高溫是影響花蕾發育和開花結鈴的主要因素。
為此，花鈴期遭受高溫要及時灌水，保證棉田濕度，防止棉花受旱，栽培上要依據天氣情況和棉田長勢而定，及時灌水施肥，將原先的7～10d輪灌周期縮短至4～6d，採取「少食多餐」的高頻次灌水方式，保持棉田有足夠的濕度，保證正常授粉。在施肥方面，要穩定氮素投入，適當增加磷鉀肥，保證肥料供應和防止棉田蕾鈴脫落。
合理化控，及時整枝。高溫天氣影響棉花生長發育，表現為棉株生長受阻。為此，棉花化控要適當減量，尤其是縮減胺用量，不可超標。此外，當前新疆大面積推行機采棉，機采棉要求吐絮一致，需要噴施脫葉劑以加快棉鈴成熟。但在噴施脫葉劑時要注意噴施時間，噴施時間不宜過早，要求氣溫在20℃以上持續3～5d，在生產中要及時噴施脫葉劑，避免後期低溫造成脫葉效果不佳。
3.3 冰雹及應對措施
冰雹發生頻率低，範圍小，時間短，但強度較大，對農作物生產影響較大。新疆棉區冰雹天氣主要在5—8月出現，對棉花可造成大規模的傷害，造成葉片損傷、蕾鈴脫落，嚴重的可導致植株死亡，造成絕產，嚴重影響棉農經濟效益。
防範冰雹災害的主要措施是採取人工干預手段驅散冰雹雲。一旦發生冰雹災害天氣，相關部門要針對不同災情制定科學的救災策略，如苗情遭遇冰雹天氣，對受災較輕的棉田，要強化田間管理；對災情較重的棉田，要及時補種。採取的主要栽培措施是排水、中耕，改善土壤透氣性，提高溫度，同時噴施葉面肥，促進苗情恢復。蕾期遭受冰雹天氣可使棉株葉片破碎、主莖折斷。針對葉片破碎，果枝完整的棉田，強化栽培管理可恢復生長。對果枝和蕾均受損脫落的棉田，則改種其他早熟作物，降低損失。
3.4 沙塵暴及應對措施
沙塵暴是新疆常見的自然災害。沙塵暴指的是氣壓變化引起的大風天氣將地面塵土帶入大氣，造成空氣渾濁。沙塵暴在新疆地區主要集中在4—5月，常見於南疆地區，其風力可達6～7級，陣風可達9～10級，風力持續期為5～7h。大風將地面大量塵沙吹起，形成沙塵暴、揚沙、浮塵等天氣，過程降溫6～8℃。主要破壞棉花地膜，損傷幼苗，嚴重影響棉花生長。
種植戶常製作擋風屏障，抵禦大風天氣。一是提高播種質量，確保鋪膜平展，壓膜緊密，膜孔封堵嚴實。二是播種完成後，沿地膜垂直方向的壟膜面上每隔5～10m壓一道防風小腰壩，也可使用廢舊塑料袋裝土，每隔5～10m整齊地壓在膜面上。防風小腰壩和塑料袋裝土壓膜的密度可根據實際情況調整，沙性大和地處風口的棉田密度可適當偏大。三是紮好、用好防風草把。
3.5 多種災害天氣疊加對棉花生長的影響
棉花生長季往往遭受多種氣象災害疊加，導致其生長發育受阻，表現為生育期延長，但南北疆情況差異較大。2021年，新疆棉花大部分地區受4—5月大風、低溫、冷害和多雨等災害天氣的影響，致使棉花前期生長發育緩慢。隨著5月底氣溫迅速升高，棉苗生長發育進程加快，6月初大部分棉田進入現蕾期，生長發育進程雖然較上一年推遲6～10d，但與常年基本相當。在初花期，正常棉田平均保苗1.0萬～1.5萬株/畝，株高40cm，葉齡9.3片，果枝苔數3～6台，單株蕾數5.4個。其中，南疆棉田生長發育進程略快於北疆棉田。
當前，南疆棉田普遍現蕾5.4個，北疆現蕾4.0個。棉田整體發育情況良好，棉株節間緊湊，莖稈粗壯，發育穩健。部分受災重播棉田發育進程較晚，南北疆存在一定差異，其中南東疆受災棉田已進入現蕾期，平均株高18.1cm，葉齡8.3片，果枝苔數2.4苔/株；北疆受災棉田相對較晚，剛剛進入現蕾期，葉齡7～8片，部分現蕾。棉花生育進程進入花期後是管理的重點也是難點。棉花進入初花期，即棉花營養生長和生殖生長二旺的時期，加強棉田管理十分重要。
一是要抓好棉花蕾期管理，力爭早現蕾、多現蕾和現大蕾，促進營養生長與生殖生長協調發展。「早打頂」是確保棉花質量的一個重要關鍵環節，要牢固樹立「枝到不等時、時到不等枝」的打頂原則，確保北疆7月1日前、南疆7月5日前結束打頂。
二是合理運籌水肥。尤其在盛花期開始後，棉花生殖生長開始強於營養生長，營養分配以供應花鈴為主，營養生長與生殖生長矛盾加劇，脫落率最高。合理水肥供應是保鈴增重、形成經濟產量的關鍵。水肥運籌注重先弱苗、再壯苗、後旺苗的原則，一水一肥，調節好氮、磷、鉀肥料比例。
三是合理化學調控。打頂後5～7d進行一遍封控，縮節胺用量為8～10g/畝；對於生長偏旺的棉田打頂後要進行2次化控，第2次化控在第1次化控後7d進行，縮節胺用量為6～8g/畝。忌一次性大劑量使用縮節胺化控。
四是科學植保。重點抓好棉紅蜘蛛、棉蚜、棉鈴蟲等病蟲害監測預報和綜合防控工作，農藥高效低風險精準施藥，有效控制病蟲危害和農藥減量增效，促進農業綠色發展和高質量發展。
五是加強防災減災工作。雹災是目前影響棉花生產最重要的自然災害，要重點抓好防雹工作，加強防雹作業人員的技能培訓和安全教育，加強防雹炮彈的安全管理，做到指揮準確、裝備到位、通信暢通、彈藥充足，有效降低災害損失。
4 結束語
新疆光熱資源豐富，晝夜溫差大，有利於棉花生產。但棉花生長季遇到的氣象災害主要有低溫冷害、高溫乾旱、沙塵暴和冰雹等，這些氣象災害均不利於棉花生長發育，可影響棉花產量和品質。為此，新疆棉花生產要以促早栽培為核心，選擇優良品種，適早栽培，避免早春和晚秋髮生低溫凍害，高溫天氣應配套使用良種和良法，因地制宜做好補救措施，進而保障棉花的產量和品質。
作者：侯慧傑（烏蘭烏蘇農業氣象試驗站），圖文編輯：天山植保。