磴口縣華萊士蜜瓜氣候適宜度分析

陸占東 高培德

摘? ? 要：利用磴口縣國家氣象觀測站1988—2017年氣象觀測資料和華萊士蜜瓜生育期監(jiān)測數(shù)據(jù)，引入氣候適宜度計算模型，分析溫度、日照對華萊士蜜瓜生長發(fā)育的影響。結果表明，出苗期溫度、日照時數(shù)適宜度分別為0.42、1，綜合適宜度為0.65，適宜度一般;3葉期分別為0.74、1綜合適宜度為0.86，適宜度高;伸蔓期-成熟期溫度、日照時數(shù)和綜合適宜度均在0.85以上，適宜度高。通過年際變化來看，溫度、日照時數(shù)和氣候適宜度均呈現(xiàn)上升趨勢，傾向率分別為0.034/10 a、0.015/10 a和0.026/10 a，表明磴口縣氣候對華萊士蜜瓜生長整體適宜度高，且呈現(xiàn)繼續(xù)上升趨勢。華萊士蜜瓜含糖量和產(chǎn)量與氣候適宜度成正相關，相關性通過0.01檢驗;磴口地區(qū)晝夜溫差大也是含糖量高的重要因素之一。

關鍵詞：華萊士蜜瓜;溫度;日照時數(shù);氣候適宜度

Abstract： The meteorological observation data from 1988 to 2017 of Dengkou Meterological Station and monitoring data of wallace melon during the whole growth period were used in this research， the effects of temperature and sunlight on the growth of wallace melon were studied by a climate suitability degree model. The results showed that， at the emergence stage， the suitability of temperature and sunshine duration were respectively 0.42 and 1， and the comprehensive suitability was 0.65， which was general. At the three leaves stage， the suitability of temperature and sunshine duration were respectively 0.74 and 1， the comprehensive suitability was 0.86， which was high. During the vine elongation and maturity period， the temperature， sunshine duration and comprehensive suitability were all above 0.85， and the suitability was high. In terms of interannual variations， the temperature， sunshine hours and climate suitability all showed an upward trend， and the tendency rates were 0.034， 0.015 and 0.026/10a， respectively. The results showed that the climate of Dengkou had a high overall suitability for the growth of wallace melon， and exhibited a continuing upward trend. The sugar content and yield of wallace melon were of positive correlation with climate suitability， and the correlation was tested by 0.01. The large temperature difference between day and night in Dengkou was also one of the important factors causing high sugar content.

Key words： Wallace melon; Temperature; Sunshine duration; Climatic suitability

磴口縣位于內蒙古巴彥淖爾市西南部，地處東經(jīng)106°9′至107°10′，北緯40°9′至40°57′。年平均氣溫8.8 ℃，年平均降水量143.2 mm，年平均日照時數(shù)3 196.0 h。磴口縣地處中緯度內陸，屬中溫帶大陸性季風氣候，大氣環(huán)流和地理地貌是氣候差異的原因，造成磴口縣冬季寒冷、夏季炎熱、雨量較少、氣候干燥、晝夜溫差大、日照充足等氣候特點。

華萊士蜜瓜屬于葫蘆科甜瓜屬的厚皮甜瓜[1]，產(chǎn)于內蒙古河套地區(qū)，屬中早熟品種，每年4月中下旬種植，7月中下旬成熟，在磴口縣已有70年的種植歷史，是磴口縣主要的經(jīng)濟作物之一。孔德胤等[2]對巴彥淖爾市河套蜜瓜的品質區(qū)劃研究表明，磴口縣是巴彥淖爾市7個旗縣中品質最優(yōu)區(qū)，理論上，大部分地區(qū)蜜瓜含糖量在17.75%～18.25%，部分地區(qū)含糖量超過18.25%;劉芳亮等[3]對大棚薄皮甜瓜高產(chǎn)栽培技術的研究表明，在蜜瓜的生長發(fā)育過程中，溫度是主要的影響因素之一，溫度過高或過低都會造成幼苗損傷;王志偉等[4]對湖南省西瓜種植的研究表明，溫度和日照是延緩湖南地區(qū)瓜類嫁接育苗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。近幾年，河套蜜瓜的研究主要包括蜜瓜品種選育[5]、栽培技術推廣[6]以及蜜瓜內部物質含量的提取[7]，隨著天賦河套[8]農(nóng)畜產(chǎn)品區(qū)域品牌的推廣，系統(tǒng)研究華萊士蜜瓜生育期氣候適宜度及影響其生長發(fā)育的氣候因子，為指導華萊士蜜瓜種植和特色氣象服務提供科學依據(jù)，也為華萊士蜜瓜氣候品質認證打下基礎。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象資料選取磴口縣國家氣象觀測站1988—2017年逐日氣溫、最高氣溫、最低氣溫、可照時數(shù)、日照時數(shù)等氣象要素;華萊士蜜瓜生育資料來源于磴口縣華萊士瓜研究所和磴口縣氣象局華萊士蜜瓜近10年觀測資料（表1）。

1.2 計算方法

按照華萊士蜜瓜生育進程，將華萊士蜜瓜生長發(fā)育過程分為出苗期、3葉期、伸蔓期、開花期、坐果—成熟期5個生育階段，引入適宜度函數(shù)，重點分析溫度和日照時數(shù)在各生育階段的氣候適宜度。

1.2.1 日照時數(shù)隸屬函數(shù) 溫度隸屬函數(shù)可表示為[9-12]：

公式1中S（T）為華萊士蜜瓜生育期的溫度適宜度，T為華萊士蜜瓜某個生育期旬平均氣溫;Tmin、Tmax和T0分別為華萊士蜜瓜在某個發(fā)育期所需的下限溫度、上限溫度和平均適宜溫度，取值見表2[13-19]。B=（Tmax-T0）（T0-Tmin）。

當T=T0時，S（T）=1;當T>Tmax或T

1.2.2 日照時數(shù)隸屬函數(shù) 日照時數(shù)隸屬函數(shù)可表示為[20-22]：

公式（2）中S（R）為華萊士蜜瓜生育期的日照時數(shù)適宜度。R為旬日照時數(shù)，R0為可照時數(shù)的70%。S（R）在0到1之間取值。S（R）越趨近1，表示日照時數(shù)越適宜蜜瓜生長，S（R）越趨近0，表示日照時數(shù)越不適宜蜜瓜生長。

1.2.3 氣候適宜度 采用幾何平均方法，對華萊士蜜瓜生育期氣溫和日照的適宜度求取平均值，從而得到華萊士蜜瓜各生育期氣候適宜度[23-24]，氣候適宜度公式計算如下：

公式（3）中Si為華萊士蜜瓜第i個發(fā)育期的氣候適宜度，Si（T）為第i個發(fā)育期的溫度適宜度，Si（R）為第i個發(fā)育期的日照適宜度。Si在0到1之間取值，Si越趨近1，表示氣候越適宜蜜瓜生長，Si越趨近0，表示氣候越不適宜蜜瓜生長。

1.3 氣候適宜度評價標準

根據(jù)黃璜[25]提出的氣候適宜度評價標。適宜度>0.85，適宜度高;適宜度為0.70～0.85，適宜度較高;適宜度為0.50～0.70，適宜度一般;適宜度<0.5，適宜度低。

2 結果與分析

2.1 華萊士蜜瓜溫度適宜度

華萊士蜜瓜全生育期溫度適宜度在0.42～0.99之間（見表4），整體隨時間呈現(xiàn)增加的趨勢。出苗、3葉期溫度適宜度分別為0.42、0.74，適宜度偏低原因是這一階段平均溫度偏低，為16.7、19.6 ℃，發(fā)育期前期溫度略低，促進根系下扎，有利于作物后期發(fā)育生長。伸蔓期-坐果成熟期，溫度適宜度均在0.85以上，此時正是蜜瓜生長發(fā)育旺盛階段，適宜度高，促進作物發(fā)育生長。坐果-成熟期，磴口平均溫差為12.9 ℃，溫差大，適宜度高，增加了蜜瓜干物質和糖分的積累，提高了蜜瓜的產(chǎn)量和品質。從年際變化看（見圖1），溫度適宜度呈現(xiàn)上升趨勢，變化傾向率為0.034/10 a。

2.2 華萊士蜜瓜日照時數(shù)適宜度

華萊士蜜瓜全生育期日照適宜度在0.97以上（見表4），適宜度極高。出苗、3葉期日照充足有利于作物光合作用，光合作用產(chǎn)生的營養(yǎng)物質更多地向根系轉移，此時氣溫略低，根系主要以向下扎根為主，為培育出健壯的根系打下基礎。伸蔓期—坐果成熟期，高的溫度、日照適宜度，作物地上部分迅速生長，尤其在開花-成熟期，溫度、日照適宜度均在0.95以上，有利于提高干物質積累。從年際變化看，日照適宜度呈現(xiàn)上升趨勢，變化傾向率為0.015/10 a。

2.3 華萊士蜜瓜氣候適宜度

從華萊士蜜瓜全生育期氣候適宜度來看（見表4），出苗期適宜度最低，為0.65。從單要素看，造成適宜度低的主要原因是氣溫較低，較低的氣溫、高的日照時數(shù)有利于作物出苗后根系發(fā)生，為作物后期生長打下基礎。三葉—成熟期，氣候適宜度均在0.85以上，這表明磴口的氣候很好地滿足華萊士蜜瓜的生長。從年際變化看，氣候適宜度呈現(xiàn)上升趨勢，變化傾向率為0.026/10 a。

2.4 氣候適宜度與華萊士蜜瓜產(chǎn)量和可溶性固形物含量的關系分析

從圖2-a可以看出，華萊士蜜瓜可溶性固形物含量與氣候適宜度成正相關，相關系數(shù)為0.838，說明氣候適宜度越高，華萊士蜜瓜可溶性固形物含量越高。從圖2-b可以看出，華萊士蜜瓜產(chǎn)量與氣候適宜度成正相關，相關系數(shù)為0.863，說明氣候適宜度越高，華萊士蜜瓜產(chǎn)量越高。此外，華萊士蜜瓜可溶性固形物含量和產(chǎn)量與磴口縣晝夜溫差有較大關系，磴口縣近30年華萊士蜜瓜生育期平均晝夜溫差為13.7 ℃，白天氣溫高，日照充足，有利于光合作用，晚上氣溫低降低了華萊士蜜瓜呼吸作用消耗的養(yǎng)分，從而增加干物質的積累。

3 討論與結論

磴口縣地處黃河河套灌區(qū)上游，灌溉條件便利。筆者根據(jù)磴口縣華萊士蜜瓜生長發(fā)育與氣候因子的關系，引入適宜度計算模型，重點研究溫度、日照時數(shù)對華萊士蜜瓜不同生育期的影響。通過對1988—2017年華萊士蜜瓜不同生育期氣候適宜度分析，較為客觀地反映氣候變化對華萊士蜜瓜生長發(fā)育的影響，為蜜瓜種植管理和氣象服務提供理論支持。

（1）華萊士蜜瓜全生育期日照時數(shù)適宜度明顯高于溫度和氣候適宜度。各生育期之間比較，出苗、3葉期溫度適宜度偏低，此時低溫配合高的日照時數(shù)，促進根系的生長，為作物之后的生長發(fā)育打下基礎。伸蔓至成熟期，溫度、日照時數(shù)和氣候適宜度均在0.85以上，適宜度高。

（2）從年際變化來看，近30年華萊士蜜瓜全生育期溫度日照時數(shù)和氣候適宜度均呈現(xiàn)上升趨勢，變化傾向率分別為0.034/10 a、0.015/10 a 和0.026/10 a，溫度適宜度上升更加明顯。其中1991—1993年、2014—2016年，溫度、日照時數(shù)和氣候適宜度均有明顯下降。

（3）近10年華萊士蜜瓜平均可溶性固形物含量為14.1%，平均產(chǎn)量為1 749.1 kg·667 m-2。經(jīng)研究，蜜瓜可溶性固形物含量和產(chǎn)量與氣候相關性成正相關，且相關性通過0.01檢驗。此外，磴口地區(qū)晝夜溫差大也是造成蜜瓜可溶性固形物含量高的重要因素。

（4）目前，磴口縣華萊士蜜瓜存在大棚設施農(nóng)業(yè)種植、小拱棚套種和露地大田等多種種植模式，本文主要針對露地大田種植模式進行分析，對于其他種植模式，還應在種植時期加強管理，通過增加光照和溫度來提高生長環(huán)境的適宜度。此外，對于露地大田種植模式還應加強水肥管理，以增加華萊士蜜瓜對光溫和養(yǎng)分的利用效率，從而提高蜜瓜產(chǎn)量和品質。

參考文獻

[1] 王郅媛，姚婷，范雅為，等.華萊士瓜采后絲狀真菌的分離及rDNA ITS區(qū)序列分析[J].食品科學，2018，39（20）：112-118.

[2] 孔德胤，劉俊林，侯中權，等.基于氣象條件的巴彥淖爾市河套蜜瓜的品質區(qū)劃[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2007，28（1）：64-66.

[3] 劉芳亮，楊濤.塑料大棚薄皮甜瓜高產(chǎn)栽培技術[J].中國瓜菜，2018，31（11）：58-59.

[4] 王志偉，張貽祥，張貽福，等.不同措施對低溫寡照地區(qū)西瓜早春嫁接育苗成活率的影響[J].中國瓜菜，2018，31（2）：32-34.

[5] 楊欽方，白立華，杜瑞霞，等.早熟抗病甜瓜新品種巴蜜37號的選育經(jīng)過及特征特性[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（19）：71.

[6] 王瑞萍，夏玉紅，劉雅君.不同生育階段水分虧缺對河套蜜瓜產(chǎn)量和品質的影響分析[J].節(jié)水灌溉，2017（1）：38-40.

[7] 張德虎，田海清，武士鑰，等.河套蜜瓜糖度可見近紅外光譜特征波長提取方法研究[J].光譜學與光譜分析，2015，35（9）：2505-2509.

[8] 高建華.天賦河套：天下黃河唯富一套[J].中國品牌，2019（1）：52-53.

[9] 趙峰，千懷遂，焦士興.農(nóng)作物氣候適宜度模型研究——以河南省冬小麥為例[J].資源科學，2003，25（6）：77-82.

[10] 王勝，田紅，黨修伍，等.安徽淮北平原冬小麥氣候適宜度分析及作物年景評估[J].氣候變化研究進展，2017，13（3）：253-261.

[11] 魏瑞江，李春強，姚樹然.農(nóng)作物氣候適宜度實時判定系統(tǒng)[J].氣象科技，2006（2）：229-232.

[12] 蘇鵬，宋潔慧，陳秋吉，等.北海市厚皮甜瓜種植精細化氣候區(qū)劃[J].南方農(nóng)業(yè)學報，2015，46（3）：457-46l.

[13] 朗德山，馬興云，范世杰，等.大棚西瓜甜瓜栽培答疑[M].濟南：山東科學技術出版社，2012：9-10.

[14] 鄭禾，李海東.早春日光溫室超小型南瓜優(yōu)質多茬高產(chǎn)高效栽培技術[J].中國瓜菜，2013，26（5）：44-45.

[15] 楊鵬鳴，周俊國，姜立娜.甜瓜栽培新技術[M].北京：中國科學技術出版社，2017：9-11.

[16] 許傳強，齊紅巖.甜瓜高產(chǎn)優(yōu)質栽培[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2010：4-12.

[17] 李勝利.西瓜、甜瓜標準化生產(chǎn)[M].鄭州：河南科學技術出版社，2012：116-149.

[18] 焦自高，王崇啟，董玉梅，等.西瓜甜瓜保護地栽培技術[M].濟南：山東科學技術出版社，2002：101-102.

[19] 普宗朝，張山清，吉春容，等.氣候變化對新疆哈密瓜種植氣候區(qū)劃的影響[J].氣候變化研究進展，2015，11（2）：115-122.

[20] 譚孟祥，景元書，曹海寧.江蘇省一季稻生長季氣候適宜度及其變化趨勢分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2016，44（1）：349-353.

[21] 王麗霞，任志遠.山西省大同市農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候適宜度評價[J].地理研究，2007，26（1）：53-59.

[22] 代立芹，李春強，魏瑞江.河北省夏玉米氣候適宜度及其變化特征分析[J].生態(tài)環(huán)境學報2011，20（S1）：1031-1036.

[23] 王東方，婁偉平，孫科.紹興市油菜氣候適宜度時空變化特征[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2016，57（8）：1237-1239.

[24] 魏瑞江，王鑫，朱慧欽.日光溫室黃瓜小氣候適宜度定量評價模型[J].氣象，2015，41（5）：630-638.

[25] 黃璜.中國紅黃壤地區(qū)作物生產(chǎn)的氣候生態(tài)適應性研究[J].自然資源學報，1996，11（4）：340-346.