張家口地區(qū)馬鈴薯生長期氣象條件及氣象災(zāi)害分析

侯曉琦 高悅 吳偉光

摘 ? ?要：張家口地區(qū)馬鈴薯種植具有天然的氣候優(yōu)勢。以張家口馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)為研究對象，分析了2005—2019年7個縣的氣象條件，對比不同地區(qū)的氣象條件，得出張家口地區(qū)最適宜馬鈴薯不同生育期生長的氣候條件，最后分析不同氣象災(zāi)害對張家口地區(qū)馬鈴薯種植的影響。研究結(jié)果表明，張家口地區(qū)10 cm地溫、氣溫、降水量均適宜馬鈴薯的生長;同時不同縣的氣象條件中，7個縣的降水量差異不顯著（P>0.05），其余各項指標(biāo)均差異顯著（P<0.05）;壩上地區(qū)的氣溫條件較壩下地區(qū)更加適宜種植馬鈴薯。研究結(jié)果對今后該地區(qū)馬鈴薯種植的氣象條件分析具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;生長期;氣象條件;氣象災(zāi)害

在我國，馬鈴薯作為第四大作物[1]，常年在種植面積與產(chǎn)量上居于世界首位[2]。農(nóng)作物產(chǎn)量受多種因子的影響，隨著生產(chǎn)力水平的提高， 生態(tài)氣候因子的作用愈顯重要。在品種和管理水平相對穩(wěn)定的情況下，光、溫、水等氣象條件成為影響馬鈴薯產(chǎn)量的主要因子。然而受氣候變化的影響，我國的馬鈴薯產(chǎn)量年際波動較大，發(fā)展不平衡。河北地區(qū)是我國的馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一，同時張家口地區(qū)由于其高海拔和高緯度的優(yōu)勢，氣候相對冷涼，更加適宜馬鈴薯的種植，且馬鈴薯病蟲害在該地區(qū)發(fā)生較少，同時該地區(qū)還具有得天獨厚的農(nóng)牧資源及地理位置優(yōu)勢，很早以前馬鈴薯就被確立為張家口地區(qū)四大優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一[3]。

為了解馬鈴薯對光、熱、水條件的需求，本文以張家口地區(qū)7個縣（尚義、康保、張北、懷安、蔚縣、沽源、赤城）為研究對象，分析了2005—2019年張家口馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的氣象條件，對比不同地區(qū)的氣象條件，得出張家口地區(qū)最適宜馬鈴薯不同生育期生長的氣候條件，最后分析了不同氣象災(zāi)害對張家口地區(qū)馬鈴薯種植的影響。

本試驗研究結(jié)果對解決張家口地區(qū)馬鈴薯種植中的氣象問題，促進(jìn)該地區(qū)馬鈴薯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)栽培，提供了全面的氣象服務(wù)保障，對今后該地區(qū)馬鈴薯種植的氣象條件分析具有一定的借鑒意義。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 研究區(qū)概況

張家口地處河北省西北部，為華北平原和內(nèi)蒙古高原的過渡帶地區(qū)，位于東經(jīng) 113°50′～116°30′、北緯 39°30′～42°10′。張家口地區(qū)總體地勢為自西北至東南逐漸降低，中部由陰山山脈將該地區(qū)分為壩上與壩下。張家口地形多樣，氣候復(fù)雜，高原、山區(qū)、丘陵、河流流域等景觀多樣，氣候、自然景觀和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)因地區(qū)而異。壩上地區(qū)的氣候特點是高原氣候，壩下地區(qū)有山區(qū)、河流和丘陵氣候，二者有著明顯不同。張家口地區(qū)懷來縣的全年平均氣溫最高，較最低的康?？h和沽源縣最多時可相差8 ℃，這些都是由于壩上、壩下地區(qū)的地勢落差造成的。

1.2 ? 資料來源

本文的氣象資料來源于張家口地區(qū)氣象站2005—2019年逐日的10 cm地溫、降水量、氣溫、日照等資料;各縣的氣象資料由當(dāng)?shù)貧庀笳窘y(tǒng)計匯總。其中康保、尚義、沽源、張北為壩上，其馬鈴薯播種時間為4月底至5月初;其余地區(qū)為壩下，播種時間較壩上地區(qū)早，為4月中旬，張家口地區(qū)馬鈴薯收獲時間為9月中旬至10月初。

1.3 ? 分析方法

依據(jù)氣象資料，運用EXCEL軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行最大值、最小值、均值統(tǒng)計，并對比前人研究結(jié)果[4]，研究張家口地區(qū)馬鈴薯各生育期（播種期、發(fā)芽期、植株生長期、結(jié)薯期）種植氣象條件適宜程度;對不同縣的馬鈴薯種植氣象條件進(jìn)行方差分析，得出不同縣氣象條件的差異性。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 張家口地區(qū)馬鈴薯種植氣象條件分析

2.1.1 ? 10 cm地溫

由表1可知，張家口地區(qū)馬鈴薯種植各生育期10 cm地溫實際水平較參考水平差異不大，適宜種植馬鈴薯。

2.1.2 ? 氣溫

由表2可知，張家口地區(qū)馬鈴薯種植各生育期氣溫實際水平較參考水平差異不大，適宜種植馬鈴薯，但其中發(fā)芽期實際氣溫范圍略低于參考水平，結(jié)薯期實際氣溫范圍略高于參考水平，但對馬鈴薯生長發(fā)育影響較小。

2.1.3 ? 降水量

由表3可知，張家口地區(qū)馬鈴薯種植各生育期降水量實際水平總體較好，在塊莖形成期，降水量略低于參考水平;在淀粉積累期，降水量略高于參考水平。

2.2 ? 張家口地區(qū)不同縣馬鈴薯種植氣象條件

利用方差分析，研究不同縣對于10 cm地溫、降水量、氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時長共6項的差異性，不同縣對于降水量不會表現(xiàn)出顯著性（P>0.05），意味著不同縣對于降水量均表現(xiàn)出一致性，差異性較小。另外，不同縣對于10 cm地溫、氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時長呈現(xiàn)出顯著性（P<0.05），意味著不同縣對于10 cm地溫、氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時長有差異性。

總體來看，壩上主產(chǎn)區(qū)的各指標(biāo)平均溫度均低于壩下主產(chǎn)區(qū)，壩上主產(chǎn)區(qū)10 cm地溫年平均溫度為6.85 ℃，壩下主產(chǎn)區(qū)為10.04 ℃，差值為-3.19 ℃;全年氣溫均值中，壩上主產(chǎn)區(qū)為3.62 ℃，壩下主產(chǎn)區(qū)為7.96 ℃，差值為-4.34 ℃。對于馬鈴薯種植來說，由于其喜涼的特性，且適宜種植溫度為13～20 ℃，故而壩上地區(qū)的溫度更適宜馬鈴薯種植。

2.3 ? 氣象災(zāi)害對馬鈴薯種植的影響

2.3.1 ? 高溫干旱

在馬鈴薯發(fā)育早期，其需水量相對較低，干旱對其不會造成太大的影響，但進(jìn)入馬鈴薯的生長關(guān)鍵時期，如塊莖形成期需水量較多，為整個生育期的30%，而張家口地區(qū)降水量明顯偏少，易出現(xiàn)“卡脖旱”現(xiàn)象，導(dǎo)致其減產(chǎn)，所以要加強灌溉，滿足塊莖形成期的水分需求。如果遇干旱加上高溫，還會引起馬鈴薯瘡痂病的產(chǎn)生，不但會使其減產(chǎn)，更會影響其品質(zhì)。

2.3.2 ? 連陰雨

張家口地區(qū)連陰雨天氣較少，但是存在個別年份，如康保2008年8月出現(xiàn)連陰雨4 d降水量達(dá)到111.8 mm、2012年7月連陰雨3 d降水量達(dá)到77.6 mm等，一段時間的陰雨天氣容易導(dǎo)致馬鈴薯癌腫病的發(fā)生，這是由于土壤濕度過高造成的;同時雨后立現(xiàn)高溫天氣，會導(dǎo)致馬鈴薯青枯病、晚疫病等使馬鈴薯減產(chǎn)的病害發(fā)生。

2.3.3 ? 霜凍

張家口無霜期基本能滿足馬鈴薯生長，蔚縣、懷安終霜日主要集中在4月中上旬，赤城終霜日集中在5月上中旬，康保、尚義、沽源終霜日主要集中在5月中下旬。馬鈴薯在生育期較少會受到霜凍的為害，但是也存在個別異常年份，如康保2008年終霜日為5月30日、5月31日;尚義縣2018年終霜日為5月31日;張北2000年終霜日為5月31日;沽源2000年終霜日為5月31日。晚霜會對馬鈴薯幼苗形成凍害，雖然馬鈴薯幼苗有再生的功能，但還是會對馬鈴薯生長發(fā)育造成不利影響，造成生育期加長，嚴(yán)重時可以將地上部分全部凍死。

壩上地區(qū)早霜集中在9月中下旬，壩下地區(qū)早霜集中在10月上中旬，康保2011年為9月9日，尚義2006年、2011年為9月9日。早霜會使馬鈴薯結(jié)束生長發(fā)育，影響果實的產(chǎn)量和質(zhì)量，如果氣溫低于-4 ℃，地下部分也會遭到凍傷。

3 ? 結(jié)論與討論

馬鈴薯喜涼，最適生長溫度在16～21 ℃[5]。各種氣象條件對馬鈴薯產(chǎn)量均會產(chǎn)生不同的影響，隨著溫度的升高，馬鈴薯薯塊的形成會變多，膨大速度會降低，嚴(yán)重縮短了馬鈴薯的生育時間，對馬鈴薯產(chǎn)量具有一定的影響[6];在馬鈴薯的塊莖形成期，高溫會導(dǎo)致馬鈴薯嚴(yán)重減產(chǎn)，所以溫度是決定馬鈴薯產(chǎn)量差異的主要因子，二者為負(fù)相關(guān)關(guān)系[7]。本文的研究結(jié)果表明，張家口地區(qū)溫度水平適宜種植馬鈴薯。水分條件同樣會對馬鈴薯產(chǎn)量造成影響，由于馬鈴薯根系相對較淺，對干旱的感知更為明顯，短時間的干旱也會造成馬鈴薯產(chǎn)量降低[8]。本文中馬鈴薯各生育期中除塊莖形成期外降水量均較為適宜馬鈴薯生長，塊莖形成期要加強灌溉。

有研究發(fā)現(xiàn)，在青海地區(qū)影響馬鈴薯種植的主要氣象條件為熱量和日照時長，在馬鈴薯不同生育期，這些主要氣象因子對馬鈴薯生長的影響不同，在馬鈴薯生長初期，更多的熱量和更長的日照會導(dǎo)致馬鈴薯生長發(fā)育更好，而在成熟期則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系[9-10]。在對張家口馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)氣象條件的研究中，發(fā)現(xiàn)壩上地區(qū)的總體溫度水平低于壩下地區(qū)，且更為適宜馬鈴薯生長。

因此，在此氣候背景下，采取適當(dāng)?shù)拇胧p小氣候變化對馬鈴薯生產(chǎn)的影響是非常有必要的。例如，在幼苗期內(nèi)與降水量負(fù)相關(guān)，快速膨大期內(nèi)與溫度負(fù)相關(guān)，可以適當(dāng)避開當(dāng)?shù)刂鹘邓畷r期和高溫時期，調(diào)整播種時間，從而減少氣候變化對馬鈴薯生產(chǎn)的不利影響。同時應(yīng)注意對災(zāi)害天氣的防御，采取適當(dāng)?shù)拇胧p少災(zāi)害天氣對馬鈴薯生產(chǎn)的影響，如做好田間排水、冬季科學(xué)蓄水及搭建溫室大棚等[11-12]。

綜上所述，本文的研究結(jié)果為促進(jìn)張家口地區(qū)馬鈴薯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)栽培提供了氣象服務(wù)依據(jù)，對今后張家口地區(qū)馬鈴薯種植的氣象條件分析具有一定的借鑒意義。

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