氣象因子對(duì)廣西新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)的影響

陳燕麗　馮利平　丁美花　莫偉華　匡昭敏

1中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100193;2廣西氣象減災(zāi)研究所/國(guó)家衛(wèi)星氣象中心遙感應(yīng)用試驗(yàn)基地,廣西南寧 530022;3氣象GIS應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530022

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氣象因子對(duì)廣西新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)的影響

陳燕麗1,2,3馮利平1,*丁美花2,3,*莫偉華2,3匡昭敏2,3

1中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100193;2廣西氣象減災(zāi)研究所/國(guó)家衛(wèi)星氣象中心遙感應(yīng)用試驗(yàn)基地,廣西南寧 530022;3氣象GIS應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530022

摘要:利用2000-2011年廣西4個(gè)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站的甘蔗旬莖伸長(zhǎng)量和氣象資料,分析宿根蔗和新植蔗在氣象因子影響下莖伸長(zhǎng)的差異。結(jié)果表明,新植蔗和宿根蔗莖生長(zhǎng)具有明顯差異,新植蔗莖伸長(zhǎng)期莖高明顯大于宿根蔗,進(jìn)入莖生長(zhǎng)期時(shí)的莖高本底值較小,莖總伸長(zhǎng)量較大但其伸長(zhǎng)期較短。多數(shù)氣象因子與新植蔗、宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量極顯著相關(guān)(P<0.05),且對(duì)新植蔗的影響大于宿根蔗。對(duì)新植蔗、宿根蔗莖伸長(zhǎng)起直接正作用的主要因子均為最低氣溫、相對(duì)濕度、最高氣溫,起直接負(fù)作用的主要因子為平均氣溫、氣壓,積溫、降雨量則通過(guò)其他氣象因子起明顯的間接作用。旬莖伸長(zhǎng)量對(duì)降雨量存在較明顯的滯后性,新植蔗滯后期多為2旬,宿根蔗多為1旬,新植蔗對(duì)日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)也存在滯后現(xiàn)象,兩者對(duì)溫度類(lèi)氣象因子及相對(duì)濕度均無(wú)滯后。

關(guān)鍵詞:甘蔗;莖伸長(zhǎng)量;氣象因子;新植蔗;宿根蔗

本研究由國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2013CB430200),國(guó)家公益性行業(yè)(氣象)專(zhuān)項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目(GYHY201406030)和廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2013GXNSFAA019282)資助。

This study was supported by the National Key Basic Research Program of China (2013CB430200),the Special Fund for Meteorological Research for Public Interest (GYHY201406030) and the National Natural Science Foundation of Guangxi (2013GXNSFAA019282).

第一作者聯(lián)系方式:E-mail:cyl0505@sina.com

廣西壯族自治區(qū)地處中國(guó)華南沿海,位于東經(jīng)104°26'～112°04'和北緯20°54'～26°24'之間,屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),南部偏向熱帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫在16.5～23.1℃之間,各地年降雨量均在1070 mm以上,大部分地區(qū)為1500～2000 mm。區(qū)內(nèi)雨熱資源豐富,利于發(fā)展熱帶和亞熱帶農(nóng)業(yè),是國(guó)內(nèi)最重要的甘蔗主產(chǎn)區(qū)和最大的蔗糖生產(chǎn)基地,2013年廣西甘蔗產(chǎn)量占全國(guó)66％,位居全國(guó)第一。

甘蔗是生物量最高的大田作物,光合能力強(qiáng),生長(zhǎng)迅速,其生長(zhǎng)發(fā)育[1-5]及產(chǎn)量[6-10]與氣象條件密切相關(guān)。蔗莖長(zhǎng)度是評(píng)價(jià)甘蔗生長(zhǎng)優(yōu)劣及估測(cè)產(chǎn)量的最重要因素,而莖伸長(zhǎng)與氣象條件密切相關(guān)。針對(duì)這一問(wèn)題,已有學(xué)者在我國(guó)廣西、海南及云南等甘蔗主要種植省份開(kāi)展相關(guān)研究。吳炫柯等利用相關(guān)分析[11]和通徑分析[12]研究廣西柳州甘蔗莖旬伸長(zhǎng)量和氣象因子的關(guān)系發(fā)現(xiàn),濕度是影響甘蔗莖伸長(zhǎng)最重要的因子,其次是日照時(shí)數(shù)、降雨量和氣溫,空氣濕度的直接效應(yīng)及其通過(guò)溫度和日照時(shí)數(shù)產(chǎn)生的間接正效應(yīng)提高了莖的生長(zhǎng)。此外,多個(gè)氣象水分參數(shù)對(duì)甘蔗莖伸長(zhǎng)量影響顯著,其中水分吸入量是影響甘蔗莖伸長(zhǎng)最重要的因子,對(duì)甘蔗莖伸長(zhǎng)的影響具有滯后性和累積性[13]。蔣菊生等[14]研究發(fā)現(xiàn)海南新植蔗品種新臺(tái)糖1號(hào)生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)降雨、積溫、日照時(shí)數(shù)對(duì)株高影響顯著,并以Richards方程作為基本模型,通過(guò)Marquard迭代法建立了株高綜合預(yù)測(cè)模型。謝貴水等[15]利用通徑分析方法分析氣象因子對(duì)海南甘蔗株高的影響,認(rèn)為平均氣溫是主要影響因子,其他氣象因子大多通過(guò)平均氣溫而起作用。鐘楚等[16]分析了云南耿馬縣2007—2010年新植蔗品種粵8388莖伸長(zhǎng)量和同期多個(gè)氣象因子的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)積溫、平均氣溫、降雨量和日照時(shí)數(shù)與甘蔗莖伸長(zhǎng)顯著正相關(guān),較好的雨熱光照條件可以促進(jìn)莖生長(zhǎng)發(fā)育。

一般來(lái)說(shuō),宿根蔗生育期約滯后于新植蔗15～20 d,兩者可利用的氣候資源存在差異,吳炫柯等[11]研究廣西柳州甘蔗品種新臺(tái)糖22發(fā)現(xiàn),2005年新植蔗旬莖伸長(zhǎng)量與大氣濕度極顯著正相關(guān),與降雨量、溫度顯著正相關(guān);2006年宿根蔗莖旬伸長(zhǎng)量與濕度、溫度極顯著正相關(guān),與降雨量顯著正相關(guān)。由于研究中只用到了單年、單個(gè)站點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù),所得結(jié)論的普適性有待進(jìn)一步研究。本文利用2000 —2011年廣西甘蔗主產(chǎn)區(qū)4個(gè)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站的甘蔗主栽品種莖伸長(zhǎng)觀(guān)測(cè)資料和氣象數(shù)據(jù),分析多個(gè)氣象因子對(duì)新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)影響的差異,旨在為甘蔗生產(chǎn)的更科學(xué)合理管理及提高農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)水平提供參考。

1　材料與方法

1.1研究地區(qū)及甘蔗生長(zhǎng)概況

廣西地處20°54′～26°24′ N,104°26′～112°04′ E,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),區(qū)內(nèi)雨熱同期,是我國(guó)最大的蔗糖生產(chǎn)基地,蔗糖產(chǎn)量已連續(xù)18年穩(wěn)居全國(guó)首位,占全國(guó)總產(chǎn)量60％以上。區(qū)內(nèi)90％以上甘蔗主要種植在無(wú)灌溉條件的旱地、坡地和丘陵山地。新植蔗一般于3月開(kāi)始播種,5月進(jìn)入分蘗期,6月至10月為莖伸長(zhǎng)期,11月為工藝成熟期。上年甘蔗收獲之后,留在蔗地土中的蔗蔸的芽在適宜的環(huán)境條件下萌生出土(稱(chēng)為發(fā)株)長(zhǎng)成蔗株,稱(chēng)宿根蔗。廣西甘蔗生產(chǎn)中宿根年限多為2～3年,一般于次年3月中旬開(kāi)始發(fā)株,6月中旬進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期,10月中下旬進(jìn)入工藝成熟期。

1.2資料來(lái)源

甘蔗觀(guān)測(cè)資料和氣象數(shù)據(jù)均由廣西氣象信息中心提供,包括廣西沙塘、宜州、平果和貴港4個(gè)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站(表1),是廣西中部甘蔗主產(chǎn)區(qū)的代表站點(diǎn),選用的甘蔗資料品種為臺(tái)糖系列,為廣西主栽品種,種植面積約70％。4個(gè)試驗(yàn)站甘蔗均以旱地種植,土壤類(lèi)型為沙壤土,肥力中等,宜州、貴港土壤為微酸性,沙塘、平果為中性。

甘蔗數(shù)據(jù)由觀(guān)測(cè)而來(lái)。按照《農(nóng)業(yè)氣象觀(guān)測(cè)規(guī)范》要求[17],甘蔗進(jìn)入莖伸長(zhǎng)發(fā)育期當(dāng)旬開(kāi)始,于每旬末測(cè)量甘蔗莖高度,直至莖高基本不變時(shí)停止觀(guān)測(cè)。設(shè)置4個(gè)測(cè)點(diǎn),從每個(gè)測(cè)點(diǎn)隨機(jī)連續(xù)取10株進(jìn)行固定測(cè)量,株高為從地面至最上部一片展開(kāi)葉基部葉枕的距離。

氣象數(shù)據(jù)包括4個(gè)試驗(yàn)站甘蔗進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期當(dāng)旬及前1～4旬的逐日降雨量、相對(duì)濕度、最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫、氣壓、日照時(shí)數(shù)。

表1　廣西4個(gè)農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站的有關(guān)信息Table 1　Related information of four agricultural meteorological stations in Guangxi province

1.3數(shù)據(jù)處理

1.3.1旬莖伸長(zhǎng)量以進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期時(shí)測(cè)量的初始蔗莖高度為本底值,進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期后的第1次測(cè)量時(shí)間為第1旬,依次為第2旬、第3旬……第n旬。

式中,DH為莖旬伸長(zhǎng)量,Hn為第n旬測(cè)量的莖高,H本底為莖高本底值。

1.3.2氣象數(shù)據(jù)分別計(jì)算甘蔗莖伸長(zhǎng)量對(duì)應(yīng)的同旬及前n旬的氣象因子統(tǒng)計(jì)值,其中降雨量、日照時(shí)數(shù)、積溫(大于0℃)為求和統(tǒng)計(jì),其余氣象因子為均值統(tǒng)計(jì)。如6月上旬的莖伸長(zhǎng)量,其對(duì)應(yīng)的同旬氣象因子為6月上旬,前1旬氣象因子為5月下旬,前2旬為5月中旬,依次類(lèi)推。

2　結(jié)果與分析

2.1新植蔗宿根蔗莖伸長(zhǎng)對(duì)比分析

對(duì)比分析臺(tái)糖系列新植蔗和宿根蔗多年莖高平均值、最小值及最大值(圖1)得知:(1)甘蔗莖伸長(zhǎng)期莖高平均值新植蔗為189 cm,宿根蔗為173 cm,相差約16 cm,新植蔗在大多數(shù)年份均大于宿根蔗。(2)新植蔗和宿根蔗進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期時(shí)的莖高本底值差別較大,新植蔗平均約57 cm,宿根蔗平均約68 cm;兩者停止伸長(zhǎng)時(shí)的莖高差別也較大,新植蔗平均約258 cm,宿根蔗平均約232 cm。(3)兩者的莖總伸長(zhǎng)量差異明顯,新植蔗為170～255 cm,平均200 cm,宿根蔗為74～219 cm,平均164 cm。(4)兩者的莖伸長(zhǎng)期也有差別,新植蔗為13～15旬,宿根蔗為13～18旬。綜上所述,新植蔗莖伸長(zhǎng)期莖高明顯大于宿根蔗,進(jìn)入莖生長(zhǎng)期時(shí)的莖高本底值較小,莖總伸長(zhǎng)量較大且其伸長(zhǎng)期較短,兩者的莖生長(zhǎng)具有較大差異。

圖1　歷年新植蔗和宿根蔗莖高平均值、最大值和最小值Fig.1　Stalk height statistics of new planting sugarcane and ratooning sugarcane

2.2同旬氣象因子影響差異

表2表明,新植蔗和宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量與降雨量、相對(duì)濕度、積溫、最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫多呈極顯著(P <0.05)正相關(guān),與氣壓均呈極顯著負(fù)相關(guān),但與日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速的相關(guān)性不顯著。積溫、最高氣溫、相對(duì)濕度對(duì)新植蔗、宿根蔗莖伸長(zhǎng)量影響有差異,三者對(duì)新植蔗的影響為積溫>最高氣溫>相對(duì)濕度,對(duì)宿根蔗影響為相對(duì)濕度>積溫>最高氣溫。

由于氣象因子相互作用,某些氣象因子之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性,通徑分析結(jié)果表明(表3),對(duì)于新植蔗,各氣象因子的直接作用為平均氣溫>最低氣溫>最高氣溫>氣壓>相對(duì)濕度>積溫>日照時(shí)數(shù)>降雨量,其中平均氣溫、氣壓為負(fù)效應(yīng),其余氣象因子為正效應(yīng)。最低氣溫的直接正效應(yīng)最大(pc = 1.23),其次為最高氣溫(pc = 0.51)、相對(duì)濕度(pc = 0.25),日照時(shí)數(shù)和降雨量的直接正效應(yīng)不明顯。平均氣溫的總間接正效應(yīng)最大(pc = 2.16),其次為積溫(pc = 0.51)、降雨量(pc = 0.32);各個(gè)氣象因子均通過(guò)最低氣溫、平均氣溫、氣壓起著較強(qiáng)的間接作用。對(duì)于宿根蔗,各氣象因子的直接作用為平均氣溫>最低氣溫>氣壓>相對(duì)濕度>最高氣溫>日照時(shí)數(shù)>積溫>降雨量。其中平均氣溫、氣壓為負(fù)效應(yīng),其余氣象因子為正效應(yīng)。最低氣溫的直接正效應(yīng)最大(pc = 1.12),其次為相對(duì)濕度(pc = 0.26)、最高氣溫(pc = 0.16)、日照時(shí)數(shù)(pc = 0.14),積溫和降雨量的直接正效應(yīng)不明顯。平均氣溫的總間接正效應(yīng)最大(pc = 1.69),其次為積溫(pc = 0.46)、降雨量(pc = 0.40);各個(gè)氣象因子均通過(guò)最低氣溫、平均氣溫、氣壓起著較強(qiáng)的間接作用。

表2　氣象因子與新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)量的相關(guān)系數(shù)Table 2　Relative correlation coefficient between meteorological factors and sugarcane stem elongation

表3　氣象因子對(duì)新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)影響的通徑分析Table 3　Path analysis of effects of meteorological factors on stem elongation in sugarcane

作物干物質(zhì)累積與溫度日較差密切相關(guān),而大氣濕度對(duì)作物生長(zhǎng)的顯著影響已得到多方面論證,總之,對(duì)臺(tái)糖系列新植蔗、宿根蔗莖伸長(zhǎng)起直接正作用的主要因子均為最低氣溫、相對(duì)濕度、最高氣溫,對(duì)兩者起直接負(fù)作用的主要因子為平均氣溫、氣壓。積溫、降雨量對(duì)兩類(lèi)甘蔗莖伸長(zhǎng)的直接正作用雖然不明顯,但其通過(guò)其他氣象因子所起的間接作用卻較大,各個(gè)氣象因子均通過(guò)最低氣溫、平均氣溫、氣壓起著較強(qiáng)的間接作用,各種氣象因子對(duì)新植蔗的影響稍大于宿根蔗。

2.3甘蔗莖伸長(zhǎng)對(duì)氣象因子響應(yīng)的滯后性

前旬相關(guān)系數(shù)高于本旬即表示滯后,如滯后期為2旬,即表示前1～2旬相關(guān)系數(shù)均高于本旬。

2.3.1水分類(lèi)氣象因子(相對(duì)濕度、降雨量)新植蔗和宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量對(duì)降雨量存在較明顯的滯后性,對(duì)相對(duì)濕度的響應(yīng)基本無(wú)滯后(圖2)。對(duì)于新植蔗,宜州、平果站的滯后期都為2旬,相關(guān)性最高時(shí)期為前1旬(沙塘站無(wú)滯后);對(duì)于宿根蔗,貴港、沙塘站的滯后期均為1旬(宜州站無(wú)滯后)。對(duì)比分析得知,前期降雨條件對(duì)新植蔗的影響更大,即新植蔗對(duì)降雨的響應(yīng)更滯后,但其對(duì)水分類(lèi)氣象因子的響應(yīng)一致性差于宿根蔗。廣西甘蔗莖伸長(zhǎng)期集中在6月至10月,而雨季集中在6月至8月,莖伸長(zhǎng)期跨越了整個(gè)雨季且在雨季是其莖節(jié)的快速伸長(zhǎng)期。但由于廣西降雨具有相對(duì)集中且空間差異大的特點(diǎn),雨季過(guò)后降雨減少,極易發(fā)生秋旱,對(duì)甘蔗莖生長(zhǎng)不利。若雨季降雨充足,甘蔗在此期間生長(zhǎng)旺盛,大田郁閉度提高,保水保墑能力和蔗莖的強(qiáng)壯度不斷增強(qiáng),對(duì)后期降水減少或干旱的抵御能力也會(huì)增強(qiáng),因此,前期降雨對(duì)甘蔗后期生長(zhǎng)影響顯著。

圖2　新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)量與各旬水分類(lèi)氣象因子相關(guān)性Fig.2　Relationship between sugarcane stalk elongation and climate variables related to water in Guangxi

2.3.2溫度類(lèi)氣象因子(平均氣溫、積溫、最高氣溫、最低氣溫)新植蔗和宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量對(duì)平均氣溫、積溫、最高氣溫及最低氣溫的響應(yīng)均無(wú)滯后性(圖2),但新植蔗對(duì)各個(gè)溫度類(lèi)氣象因子的響應(yīng)一致性明顯優(yōu)于宿根蔗。廣西地區(qū)雨熱同期,雨季(6月至8月)發(fā)生在夏季,是全年熱量資源最豐富的時(shí)段,也是蔗莖生長(zhǎng)最迅速的時(shí)期。進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期后,作為光合能力強(qiáng)、大田生物量最高的C4作物,甘蔗對(duì)熱量資源的利用非常充分和及時(shí)。同時(shí)可能由于廣西地區(qū)夏季晝夜溫差小,逐日溫度變化不大導(dǎo)致新植蔗和宿根蔗對(duì)溫度響應(yīng)無(wú)滯后。

2.3.3其他氣象因子(日照時(shí)數(shù)、氣壓)新植蔗和宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量對(duì)日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)均無(wú)明顯滯后,且新植蔗各站點(diǎn)響應(yīng)一致性略?xún)?yōu)于宿根蔗;兩者對(duì)氣壓的響應(yīng)無(wú)滯后且較一致(圖3)。類(lèi)似于溫度類(lèi)氣候因子,由于甘蔗的光合作用能力較強(qiáng),其對(duì)日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)無(wú)滯后,但由于夏季云雨天氣較多且空間分布差異大,各個(gè)站點(diǎn)甘蔗莖生長(zhǎng)對(duì)日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)差異較大。而氣壓對(duì)蔗莖生長(zhǎng)的作用是間接的,即通過(guò)影響其他氣象因子而起作用,此外,氣壓的變幅較小,因此各個(gè)站點(diǎn)與氣壓響應(yīng)一致性較好。

3　討論

廣西是我國(guó)最大的甘蔗生產(chǎn)基地,區(qū)內(nèi)90％以上的原料蔗種植在無(wú)灌溉條件、耕作層比較淺薄的旱地,其產(chǎn)量和糖分高低除受品種、施肥水平和耕作技術(shù)影響外,極大程度上受氣象條件的制約?，F(xiàn)有的對(duì)氣象因子與甘蔗莖生長(zhǎng)的影響多集中在新植蔗上。

圖3　新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)量與各旬溫度類(lèi)氣象因子相關(guān)性Fig.3　Relationship between sugarcane stalk elongation and climate variables related to temperature in Guangxin:新植蔗;r:宿根蔗。n:new plant sugarcane;r:ratooning cane.

圖4　新植蔗和宿根蔗莖伸長(zhǎng)量與各旬日照時(shí)數(shù)、氣壓相關(guān)性Fig.4　Relationship between sugarcane stalk elongation and other climate variables in Guangxin:新植蔗;r:宿根蔗。n:new plant sugarcane;r:ratooning cane.

本研究發(fā)現(xiàn)溫度類(lèi)氣象因子與新植蔗莖生長(zhǎng)密切相關(guān),且最低氣溫>平均氣溫>積溫>最高氣溫。對(duì)云南省耿馬縣新植蔗的研究發(fā)現(xiàn)相似結(jié)論,但積溫>平均氣溫[16]。旬平均氣溫也是影響海南儋州市新植蔗株高生長(zhǎng)的主要?dú)庀笠蜃覽15]。按萌芽分蘗、莖伸長(zhǎng)、成熟三個(gè)時(shí)期進(jìn)行分析,旬均溫與海南新植蔗株高的生長(zhǎng)不存在顯著的線(xiàn)性或非線(xiàn)性相關(guān),但全生育期新植蔗株高與各旬積溫呈極顯著的線(xiàn)性正相關(guān)[14]。本研究得出,平均氣溫對(duì)新植蔗蔗莖生長(zhǎng)有較強(qiáng)的直接作用,其他氣象因子通過(guò)平均氣溫對(duì)蔗莖生長(zhǎng)起較強(qiáng)的間接作用,與海南[15]、云南[16]的分析結(jié)論相似。對(duì)比其他研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),溫度對(duì)新植蔗莖生長(zhǎng)作用為:云南>廣西>海南,且溫度的累積效應(yīng)(積溫)對(duì)云南地區(qū)新植蔗莖生長(zhǎng)影響大于廣西地區(qū)。

水分類(lèi)氣象因子是影響新植蔗莖伸長(zhǎng)的重要因素。本研究結(jié)果表明,降雨量和相對(duì)濕度與多數(shù)站點(diǎn)甘蔗莖生長(zhǎng)顯著相關(guān)。相似結(jié)論已在多個(gè)地區(qū)得到驗(yàn)證,大氣濕度是影響廣西柳州新植蔗、宿根蔗莖生長(zhǎng)最重要的因素[11];降水量在播種—發(fā)芽期、莖伸長(zhǎng)—莖成熟期對(duì)云南耿馬縣新植蔗莖生長(zhǎng)有顯著影響[1];旬降雨量與海南儋州市新植蔗株高連旬生長(zhǎng)量之間呈線(xiàn)性正相關(guān)[15]。

本研究中日照時(shí)數(shù)對(duì)蔗莖生長(zhǎng)的作用并不顯著,與相關(guān)學(xué)者在云南耿馬縣[16]和廣西沙塘鎮(zhèn)[11]的分析結(jié)論一致,但謝貴水等[15]對(duì)海南儋州市新植蔗的研究發(fā)現(xiàn),萌芽分蘗期、伸長(zhǎng)期、成熟期的株高與日照時(shí)數(shù)不存在明顯的相關(guān)性,但各旬連續(xù)累計(jì)日照時(shí)數(shù)與株高存在極顯著的線(xiàn)性相關(guān)?？梢?jiàn),由于地域氣候資源差異及分析時(shí)間段的不同,各種氣象因子對(duì)不同地區(qū)新植蔗莖生長(zhǎng)的影響并不完全一致。

有學(xué)者對(duì)比分析廣西沙塘鎮(zhèn)2005年新植蔗與2006年宿根蔗指出,氣象因子作用對(duì)于新植蔗是大氣濕度>降雨量>平均氣溫,對(duì)于宿根蔗是大氣濕度>平均氣溫>降雨量[11];而本研究結(jié)論是新植蔗和宿根蔗均為:平均氣溫>相對(duì)濕度>降雨量,相對(duì)濕度對(duì)宿根蔗影響稍大于新植蔗。此外,在蔗莖生長(zhǎng)對(duì)氣象因子響應(yīng)的滯后性方面,吳炫柯等[13]指出水分收入量對(duì)蔗莖生長(zhǎng)的影響具有滯后性和累積性[13],鮮見(jiàn)本研究中所分析的氣象因子對(duì)蔗莖生長(zhǎng)的滯后性報(bào)道,但植被長(zhǎng)勢(shì)對(duì)氣象因子響應(yīng)的滯后性已得到諸多驗(yàn)證[19-20]。

4　結(jié)論

氣象因子與新植蔗、宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量多呈極顯著相關(guān),且對(duì)新植蔗的影響大于宿根蔗。對(duì)新植蔗、宿根蔗莖伸長(zhǎng)起直接正作用的主要因子均為最低氣溫、相對(duì)濕度、最高氣溫,起直接負(fù)作用的主要因子為平均氣溫、氣壓,積溫、降雨量通過(guò)其他氣象因子起明顯的間接作用。新植蔗和宿根蔗旬莖伸長(zhǎng)量對(duì)降雨量均存在較明顯的滯后性,新植蔗對(duì)日照時(shí)數(shù)的響應(yīng)也存在滯后現(xiàn)象,兩者對(duì)溫度類(lèi)氣象因子及相對(duì)濕度均無(wú)滯后。

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Effects of Meteorological Factors on Stalk Elongation in New-planting and Ratooning Sugarcane

CHEN Yan-Li1,2,3,FENG Li-Ping1,*,DING Mei-Hua2,3,MO Wei-Hua2,3,and KUANG Zhao-Min2,31College of Resources and Environment,China Agricultural University,Beijing 100193,China;2Guangxi Meteorological Disaster Mitigation Institute/Remote Sensing Application and Validation Base of NSMC,Nanning 530022,China;3Joint Laboratory for GIS Application,Nanning 530022,China

Abstract:Sugarcane stalk elongation is the most important factor for the development evaluation and yield estimation,on which meteorological factors have significant effects.Differences between new planting sugarcane and ratooning sugarcane in development and response to meteorological factors need to be analyzed for promoting agricultural production.In this paper,taking new-planting sugarcane and ratooning sugarcane of Guangxi as the research materials,observed sugarcane agronomic data and meteorological information at four agro-meteorological experimental stations from 2000 to 2011 were used to analyze the relationship between stalk elongation and meteorological factors that were precipitation,relative humidity,maximum temperature,minimum temperature,mean temperature,air pressure,and sunshine hours at different stages.The results show that there was an obvious difference between new-planting sugarcane and ratooning sugarcane in stalk height.During the sugarcane stem elongation,compared with ratooning sugarcane,new-planting sugarcane had a higher stalk height with a lower background in most of years,besides,its total stem elongation amount was much more but elongation duration was short.There was a significant correlation between stalk elongation and most meteorological factors in both new-planting sugarcane and ratooning sugarcane.The effect of most meteorological variables was larger in new-planting sugarcane than in ratooning sugarcane.The correlation between new-planting sugarcane and meteorological factors are obviously higher than that of ratoon sugarcane.Minimum temperature,relative humidity and maximum temperature played a direct positive role on stalk elongation in both new-planting sugarcane and ratooning sugarcane,and average temperature and air pressure played a direct negative role,meanwhile,accumulated temperature and rainfall play a significant indirect effect through other meteorological factors.There was a significant lag in the response ofbook=584,ebook=123stem elongation to rainfall for both new-planting sugarcane and ratooning sugarcane.Compared with ratooning sugarcane,lag of new-planting sugarcane was longer.The total lag time was about 20 days for new-planting sugarcane and 10 days for ratooning sugarcane.There was also a lag in response to sunshine hours for new-planting sugarcane,but no lag to temperature for both sugarcanes.

Keywords:Sugarcane;Stalk elongation;Meteorological factors;New-planting sugarcane;Ratoon sugarcane

收稿日期Received():2015-04-07;Accepted(接受日期):2016-01-11;Published online(網(wǎng)絡(luò)出版日期):2016-01-25.

*通訊作者(

Corresponding authors):馮利平,E-mail:fenglp@cau.edu.cn;丁美花,E-mail:E-mail:dding1030@163.com

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00583