沽源縣馬鈴薯種植氣象條件分析

韓桂娥++崔婷茹

摘要 利用沽源縣氣象局1996—2015年20年氣象觀測數(shù)據(jù)，對馬鈴薯各生育期的熱量、降水、光照條件進行分析。結果表明：沽源縣熱量條件及光照條件完全可以滿足馬鈴薯的生長發(fā)育；結薯期地溫、氣溫偏高和降水偏少是影響馬鈴薯高產的不利因素。

關鍵詞 馬鈴薯；生育期；氣象條件；河北沽源

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）02-0204-03

沽源縣位于河北省西北部壩上地區(qū)（114°50′～116°04′E，41°14′～41°57′N），屬內蒙古高原南緣，平均海拔1 536 m。沽源年平均氣溫2.4 ℃，年降水量398.3 mm，年日照時數(shù)2 931.5 h，無霜期128 d。沽源縣雨熱同季，6—8月降水量占全年降水量的61%。

沽源縣具有種植馬鈴薯的傳統(tǒng)，近年來馬鈴薯種植已經(jīng)逐步發(fā)展成沽源縣農業(yè)的主導產業(yè)和支柱產業(yè)。從2010年開始，全縣馬鈴薯種植面積常年穩(wěn)定在2.13萬hm2左右，約占全縣農作物總播種面積的1/4，年產鮮薯80萬t。2013年成功獲批 “中國馬鈴薯之鄉(xiāng)”稱號。

農作物生長需要光、熱、水等必要條件。為了解決沽源縣馬鈴薯栽培中出現(xiàn)的農業(yè)氣象問題，促進馬鈴薯的高產和穩(wěn)產，充分利用沽源縣生態(tài)氣候環(huán)境，對馬鈴薯生產過程中的農業(yè)氣象條件和農業(yè)氣象問題進行分析，從而為沽源縣的馬鈴薯種植提供全面系統(tǒng)的氣象保障服務。

1 沽源縣馬鈴薯生育期氣象條件分析

沽源縣馬鈴薯大部分集中在4月底至5月初播種，9月中旬開始陸續(xù)收獲，出苗到收獲大約100 d，多為中熟品種。馬鈴薯品種不同、各年份氣候條件差異會導致生育期時間上的參差不齊。根據(jù)沽源縣農業(yè)局提供的信息，結合本地多年實際種植情況，將沽源縣馬鈴薯平均生育期劃分如下：發(fā)芽期（播種—出苗）為5月；幼苗期（出苗—分枝）為6月上旬至中旬；塊莖形成期（分枝—開花）為6月下旬至7月上旬；塊莖膨大期（開花—可收前）為7月中旬至8月上旬；淀粉積累期（末花—成熟）為8月中旬至9月上旬；成熟收獲期為9月中下旬。氣象資料使用沽源縣氣象局1996—2015年20年觀測數(shù)據(jù)。

1.1 熱量條件

馬鈴薯具有喜涼特性，因此馬鈴薯非常適合在高緯度、高海拔同時具備高寒冷涼氣候特性的沽源縣種植。

1.1.1 10 cm地溫。

（1）發(fā)芽期。播種后，10 cm土層溫度達7～8 ℃時幼芽即可生長，10 cm地溫達到10～12 ℃，出苗快且健壯。沽源縣4月下旬10 cm地溫呈緩慢上升趨勢，平均為7 ℃，27日之前，地溫不足7 ℃，4月27—30日，地溫在7.4～9.5 ℃之間，滿足馬鈴薯幼芽生長的初始溫度（7～8 ℃）（表1）。本地馬鈴薯播種時間選擇在4月底至5月初，地溫滿足播種條件。發(fā)芽期為5月，10 cm地溫從月初9.7 ℃逐漸上升至15.5 ℃，平均為12.5 ℃，完全滿足馬鈴薯發(fā)芽所需的地溫條件，播種后出苗一般需25～30 d。

（2）植株生長期（幼苗期至塊莖形成期）。幼苗期是植株生長期，塊莖形成期是地上部植株生長和地下部塊莖生長同時進行，這2個生育期最適宜地溫為17～23 ℃，此期間沽源10 cm地溫在16～21.4 ℃之間，平均18.8 ℃，完全滿足植株生長所需的土溫要求（表1）。

（3）結薯期（塊莖形成、膨大期）。塊莖生長發(fā)育最適宜的10 cm地溫為16.0～18 ℃，超過25 ℃，塊莖基本停止生長。結薯期，沽源縣10 cm地溫平均為20.3 ℃，土溫偏高（表1）。統(tǒng)計表明，在塊莖形成膨大期內，沽源縣10 cm日平均地溫超過25 ℃僅在個別年份出現(xiàn)，主要出現(xiàn)在1999年、2008年、2010年，均在7月下旬塊莖膨大期連續(xù)多日出現(xiàn)，持續(xù)時間6～8 d。偏高的地溫影響塊莖干物質增長，致使塊莖老化或造成薯塊畸形變小，導致減產，有的品種會出現(xiàn)塊莖發(fā)芽后長出地面變成枝條，嚴重影響產量[1-2]。對于土溫過高，應及時灌溉降溫。

1.1.2 氣溫條件。

（1）平均氣溫。馬鈴薯整個生育期平均溫度以17～20 ℃為宜，在此期間，沽源平均氣溫16.1℃，略低于所需最適宜溫度。馬鈴薯幼芽發(fā)育的最適宜溫度為13～18 ℃。發(fā)芽期內（5月），沽源縣氣溫總體呈現(xiàn)上升趨勢，介于10～15 ℃之間，平均溫度11.9 ℃，略低于最適宜溫度，但同期10 cm土溫略偏高，彌補了氣溫偏低的不利影響，故發(fā)芽期盡量不要灌溉以免降低土溫影響發(fā)芽。植株生長最適宜溫度為16～21 ℃，此階段沽源日平均氣溫為15～19 ℃，平均17.2 ℃，基本與最適宜溫度一致。馬鈴薯盛花期基本與塊莖膨大期相一致，開花的最適宜溫度為15～18 ℃，塊莖生長發(fā)育的最適宜溫度為18～20 ℃。沽源縣馬鈴薯塊莖形成期間日平均溫度18.5 ℃；塊莖膨大期正值7月中旬至8月上旬，是一年中最熱的季節(jié)，也是雨水最多時期，此期間沽源日平均氣溫介于18.6～20.2 ℃之間，平均19 ℃（表2），略高于開花最適宜溫度，但最適宜塊莖生長。

（2）最高氣溫。高溫主要影響馬鈴薯結薯期。當平均最高氣溫達到25 ℃時，莖葉生長緩慢、結薯延遲，達到或超過29 ℃時植株及塊莖停止生長，造成塊莖小，產量低。沽源縣極端日最高氣溫為36.1 ℃，日平均最高氣溫超過25 ℃的日期基本集中在7月，以7月下旬溫度最高。20年統(tǒng)計資料表明，7月平均最高氣溫25.4 ℃，全月有22 d均在25 ℃或以上。沽源縣7月正值馬鈴薯塊莖形成和膨大期，午后持續(xù)4～5 h的高溫是影響本地馬鈴薯高產穩(wěn)產的主要不利因素之一，必須通過灌溉以降低土溫，抑制高溫帶來的不利影響。

（3）最低氣溫。最低氣溫影響馬鈴薯幼苗期、結薯期及收獲期。馬鈴薯抗低溫能力較差，植株可忍受的極限低溫是-0.5 ℃，-0.8 ℃時幼苗開始遭受凍害，-1.5 ℃時莖部遭受凍害，-3 ℃時全株枯死，-4 ℃時塊莖受凍害。沽源縣馬鈴薯出苗大多在5月底，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，雖然6月最低氣溫均在2 ℃以上，不會形成凍害，但在5月28—30日，1998年、1999年及2001年日最低氣溫（-2.0～-1.4 ℃）均在形成凍害范圍內，低溫造成幼苗凍害的年份的概率為15%。收獲期，主要防止成熟的塊莖遭遇凍害。沽源縣9月中旬極端最低氣溫均在 -4 ℃以上；9月下旬，1997年、2010年、2011年均出現(xiàn)了最低氣溫低于-4 ℃的低溫天氣，造成了未收獲馬鈴薯的凍害，低溫造成收獲期塊莖凍害的年份的概率為15%。最低氣溫一般可以反映夜間溫度的高低且與夜間溫度相一致。夜溫低有利于塊莖形成及有機物向塊莖輸送。沽源縣在塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期，平均最低氣溫分別為12.4、13.5、9.7 ℃，均有利于馬鈴薯塊莖的生長發(fā)育（圖1）。

（4）氣溫日較差。結薯期對晝夜氣溫差的要求是越大越好。晝夜溫差大，有利于同化產物向塊莖運轉，促使塊莖高產，主要影響塊莖膨大期和淀粉累積期。沽源縣在此生育期內溫差分別為11.7、13.1 ℃，差值大，有利于薯塊增長及淀粉累積（圖1）。

1.1.3 積溫條件。中熟品種的馬鈴薯全生育期需要2 000 ℃左右的有效積溫做保障。沽源縣≥5 ℃的積溫為2 397.1 ℃，≥10 ℃的積溫為2 189.1 ℃；≥10 ℃積溫的初終日分別為5月12日、9月24日，沽源縣的積溫條件可以滿足馬鈴薯的生長發(fā)育。近20年積溫略有增加的趨勢，但不明顯。

1.1.4 無霜期。沽源縣近20年無霜期平均為128 d，最長164 d，最短103 d。終霜日最晚6月2日，平均5月中旬；初霜日最早8月22日，平均9月13日。沽源縣馬鈴薯在生育期很少會受到霜凍危害，僅個別氣候異常年份，如2008年晚霜出現(xiàn)在6月2日；2013年早霜出現(xiàn)在8月22日。雖然馬鈴薯幼苗具有再生功能，但對生長發(fā)育還是會造成不利影響，晚霜對馬鈴薯幼苗形成凍害，生育期加長，早霜對馬鈴薯植株形成凍害，影響馬鈴薯的淀粉積累而導致品質下降。與全球變暖一致，沽源縣無霜期有增加趨勢（圖2）。

1.2 降水條件

馬鈴薯屬耐旱作物，全生育期降雨量300～450 mm且時間分布合理，即可豐產。不同生長時期對水分的要求不同。發(fā)芽期僅憑種薯自身貯存的水分就能正常生長；幼苗期由于植株較小，需水量不大，只占全生育期需水量的10%～15%；塊莖形成期，莖葉開始旺盛生長，需水量顯著增加，約占全生育期需水量的30%；塊莖膨大期，莖葉和塊莖生長都達到了鼎盛時期，需水量最大，此時沽源縣正值主汛期，是降水最充沛的階段；淀粉累積期，需水量減少，占全生育期的10%左右，若后期水分多，易造成爛薯。沽源縣馬鈴薯全生育期降雨量317.4 mm，滿足馬鈴薯需水總量（表3）。但在各生育期，降雨分布不盡合理，塊莖形成期降水偏少約13%，易出現(xiàn)“卡脖旱”，會造成植株萎蔫，土壤中的營養(yǎng)物質不能被有效吸收，影響塊莖的發(fā)育；而淀粉積累期，降雨偏多8%，影響淀粉積累并易造成塊莖腐爛；其他生育期降雨可以滿足需求。

1.3 光照條件

馬鈴薯是喜光作物，全生育期光照以9～10 h/d為宜。長日照對莖葉生長和開花有利；短日照有利于養(yǎng)分積累和塊莖膨大。沽源縣地處高緯度、高海拔的內蒙高原，空氣無污染，霧霾少，光照強，日照時間長。在馬鈴薯整個生育期（5月上旬至9月上旬），日照時數(shù)1 151.8 h，平均日照時數(shù)9.0 h/d。從發(fā)芽期至淀粉積累期，日照時數(shù)逐漸減少，植株生長期日照時間長，塊莖生長期日照短，有利于馬鈴薯的整體生長發(fā)育。沽源縣馬鈴薯各生育期日平均日照時數(shù)見表4。

2 氣象災害對馬鈴薯種植的影響

2.1 高溫干旱

沽源有“十年九旱”之說。1996—2015年20年間，有11年出現(xiàn)春旱，2年出現(xiàn)夏旱，短期階段性的干旱幾乎每年都會出現(xiàn)。因馬鈴薯是耐旱作物，發(fā)芽期需水量不大，故春旱對其影響不大。夏季正值馬鈴薯生長關鍵期，需水量較大，干旱必致減產。沽源縣高溫天氣一般出現(xiàn)在7月至8月上旬，以7月中下旬最為常見，高溫抑制薯塊生長，導致減產。干旱和高溫一般同時出現(xiàn)，二者疊加，不但造成減產，還會誘發(fā)瘡痂病，導致馬鈴薯品質下降[3-4]。

2.2 冰雹

沽源縣5—10月均可觀測到冰雹，成災的冰雹出現(xiàn)在6—9月。沽源縣年均出現(xiàn)冰雹4次，6—8月最為常見。冰雹影響馬鈴薯地上植株生長發(fā)育，對幼苗期影響最大。

2.3 連陰雨

沽源縣連陰雨天氣較少。在馬鈴薯生育期內，1996—2015年20年間，共出現(xiàn)連陰雨天氣20次，其中結薯期出現(xiàn)8次。連陰雨導致土壤濕度偏大，會誘發(fā)癌腫?。挥旰笕粲龈邷?，與高濕的條件疊加，還會引發(fā)青枯病、黑脛病、晚疫病等馬鈴薯病害。另外，土壤水分過多會導致爛薯，連陰雨天氣不利于淀粉積累，也不利于收獲貯存。

2.4 霜凍

晚霜影響馬鈴薯幼苗期，重霜可致地上植株全部凍死；早霜影響地上植株部分或全部枯死，強制結束馬鈴薯的生長發(fā)育，影響馬鈴薯的產量和品質，另外若遇低于-4 ℃的低溫，還會直接導致地下馬鈴薯塊莖遭受凍害。

3 結語

（1）沽源縣地處高緯度、高海拔、高寒冷涼的內蒙古高原南緣，溫度、無霜期、積溫、光照、降水等氣候條件總體適宜馬鈴薯的種植。

（2）沽源縣無霜期、積溫只能滿足早、中熟品種的需求，對中晚熟及晚熟品種不能保障。7月高溫是影響馬鈴薯高產、穩(wěn)產的主要不利因素；6月下旬至7月上旬偏少的降水也是影響馬鈴薯高產的不利因素。

（3）高溫干旱、冰雹、連陰雨天氣、霜凍等氣象災害亦對馬鈴薯的生長發(fā)育有不利影響。

（4）通過分析得出沽源縣馬鈴薯種植氣象服務重點：根據(jù)10 cm地溫及氣溫確定播種期；出苗后的終霜預報；結薯期重點是7月高溫干旱預測預警；淀粉積累期、收獲期連陰雨預報預警；早霜預測預警；生育期內其他氣象災害如冰雹、暴雨等的預報預警。

4 參考文獻

[1] 唐子永，郭艷梅.馬鈴薯高產栽培技術[M].北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2014.

[2] 李國璋，溫蕓蕓.寧夏德隆縣馬鈴薯全生育期氣象條件分析[J].安徽農業(yè)科學，2015，43（34）：294-295.

[3] 劉敏感，馬鋒，薛小寧.榆林市馬鈴薯種植氣候條件分析[J].安徽農業(yè)科學，2016，44（1）：268-271.

[4] 謝萍，王連喜，李劍萍，等.氣象條件對寧夏馬鈴薯生長及品質的影響[J].廣東農業(yè)科學，2011（19）：6-8.