浙中春馬鈴薯苗期凍害及安全適宜播期試驗

舒素芳，卞曉波，鹿翔，程林潤，王衛(wèi)勇

(1.金華市氣象局，浙江 金華 321000；2.金華市農(nóng)業(yè)科學研究院，浙江 金華 321017)

馬鈴薯是我國主要糧食作物之一，隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實施，在浙江省糧食生產(chǎn)中的地位迅速上升。金華地處浙江中部，因其環(huán)境與土地資源等優(yōu)勢是浙江省馬鈴薯的主要產(chǎn)區(qū)，屬于馬鈴薯中原二作區(qū)，以春馬鈴薯種植為主[1-4]。馬鈴薯性喜冷涼、短日照和較大日較差，且耐旱、耐瘠，其產(chǎn)量高低及質(zhì)量優(yōu)劣除受自身品種特性影響外，還受諸如土壤、氣候等環(huán)境條件影響，其中氣象條件對其種植地區(qū)、產(chǎn)量和質(zhì)量影響較大[5]。對春馬鈴薯而言，低溫凍害是影響其生產(chǎn)的主要氣象災害之一。國內(nèi)學者開展過一些相關研究[6-8]，但浙江省針對馬鈴薯低溫凍害等方面還未進行過系統(tǒng)研究。本文是在查閱文獻與春馬鈴薯不同播期試驗基礎上，對馬鈴薯苗期受凍指標進行本地化驗證和修正，從馬鈴薯苗期凍害風險、苗期安全和合理安排農(nóng)時的角度出發(fā)，提出浙中金華春馬鈴薯適宜播期，旨在為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)、防災增效提供決策參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗設在浙中金華竹溪塘村氣象探測基地(29°08′N，119°45′E，海拔60 m)，壤土，地力均勻，地勢平坦。供試馬鈴薯品種為早熟品種中薯5號(中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所)和中熟品種興佳2號(張家口農(nóng)業(yè)科學研究院)，均為脫毒種薯。

1.2 處理設計

設D1～D8共8個播期試驗處理，播期分別在2019年12月2日和12月16日，2020年1月2日、1月19日、2月2日、2月17日、3月5日和3月19日，小區(qū)面積5.4 m2，不設重復。試驗采用露地覆膜、寬壟雙行栽培方式進行，參試馬鈴薯品種采用切塊播種，切塊用多菌靈拌種，播種株距15 cm。施肥方式參照當?shù)亓晳T全部作底肥一次性施入，667 m2施腐熟有機肥1 000 kg，復合肥(氮、磷、鉀有效養(yǎng)分均15%)100 kg。不同播期田間管理一致。

1.3 數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)測定方法

氣象數(shù)據(jù)來源于金華站(國家一級基本氣象站，位于金華城區(qū)，29°07′N，119°36′E，海拔高度62.6 m)和金華竹溪塘村氣象探測基地區(qū)域自動氣象站的觀測數(shù)據(jù)。

出苗期為出苗50%的日期；出苗率指各小區(qū)的出苗數(shù)占播種薯塊的百分率；記錄馬鈴薯苗期凍害日期，并觀察植株受凍程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期對馬鈴薯出苗的影響

從表1中可以看出，播期相同時，播種到出苗的天數(shù)為興佳2號>中薯5號，即中熟品種馬鈴薯從播種到出苗需要的時間均比早熟品種馬鈴薯的長。相同品種時，在試驗期間，隨著播期推遲，興佳2號出苗需要的天數(shù)從45 d逐漸減少到20 d，中薯5號出苗需要的天數(shù)在D1、D2、D3播期基本穩(wěn)定在32～33 d，而后隨著播期的推遲逐漸減少，到D6、D7、D8播期又趨于穩(wěn)定在16～17 d。分析不同品種馬鈴薯出苗需要天數(shù)隨播期推遲的這種變化規(guī)律原因，主要是由于12月至次年4月氣溫變化總體是經(jīng)歷先降低后升高的趨勢，而不同熟性品種種子萌發(fā)的界限溫度不同。

表1 2個品種馬鈴薯不同播期的出苗情況

2.2 春馬鈴薯低溫凍害指標本地化修正

播種早的馬鈴薯常遇到晚霜，田間未出苗的馬鈴薯塊莖受冷害停止萌動，塊莖在氣溫回暖后會繼續(xù)萌發(fā)，表現(xiàn)為出苗延遲，對塊莖影響不大；出苗后，一般氣溫降至-0.8 ℃時幼苗即受寒害，降至-2 ℃時即受凍害，部分莖葉枯死、變黑，但氣溫回升后還能從節(jié)部發(fā)出新的莖葉，繼續(xù)生長；氣溫在-1.5 ℃時莖部受凍害，-3 ℃時莖葉全部枯死。當然，因品種的抗寒性不同，對溫度的反應也會有差異[9-10]?？梢姡墨I中對馬鈴薯造成苗期傷害的溫度界限指標為-0.8 ℃。為了驗證本地化修正春馬鈴薯低溫凍害指標，本文在2個品種8個播期試驗過程中，觀察馬鈴薯苗期對低溫的響應。

在中薯5號和興佳2號的8個播期試驗中，最早出苗的分別是在1月4日和1月16日，最遲出苗時間分別是在4月4日和4月8日。在試驗期間，馬鈴薯苗期共發(fā)生2次凍害。低溫凍害天氣過程Ⅰ，在1月31日至2月1日均有霜出現(xiàn)，試驗地極端日最低溫度為0.1 ℃。中薯5號和興佳2號在D1～D2播期處在苗期，全部受凍，較大的植株頂部嫩葉全部受凍，幼小的植株莖葉全部受凍枯死；低溫凍害天氣過程Ⅱ，在2月17—18日均有霜凍出現(xiàn)，試驗地極端日最低溫度為-0.6 ℃，中薯5號的D1～D4、興佳2號的D1～D3的播期處在苗期，地上莖葉基本全部凍死。馬鈴薯苗期受凍嚴重程度為低溫凍害天氣過程Ⅱ>低溫凍害天氣過程Ⅰ。

綜合文獻描述的馬鈴薯苗期凍害指標及試驗期間試驗地日最低氣溫變化情況和馬鈴薯播期試驗苗期實際受凍表現(xiàn)，本文將浙中金華馬鈴薯苗期凍害極端氣溫閾值指標修正為日最低氣溫0.1 ℃。鑒于空曠的田間與城區(qū)小氣候環(huán)境存在顯著差異，在低溫凍害天氣過程Ⅰ中，試驗地區(qū)域自動氣象站極端日最低氣溫為0.1 ℃，而位于城區(qū)的金華站極端日最低氣溫為1.2 ℃。為此，如以金華站氣象資料為參考依據(jù)，基于金華站氣溫資料的馬鈴薯苗期凍害極端氣溫閾值指標確定為1.2 ℃。

2.3 春馬鈴薯低溫凍害的氣候特征

由于試驗地區(qū)域自動氣象站建站時間短，僅有2 a的觀測資料，而金華站有長序列的歷史氣象數(shù)據(jù)記錄。為此，本文采用金華站氣溫資料及基于金華站的馬鈴薯苗期凍害極端氣溫閾值指標來分析金華春馬鈴薯低溫凍害的氣候特征。描述氣候狀態(tài)一般是以歷史上最近整30 a的氣象資料作參考的，同時4月氣溫已明顯回升，不會出現(xiàn)凍害天氣，故著重分析金華站1991—2020年1—3月期間日最低氣溫≤1.2 ℃的氣候統(tǒng)計特征。

圖1給出金華站1991—2020年1—3月各候日最低氣溫≤1.2 ℃天數(shù)。由圖可看出，金華日最低氣溫≤1.2 ℃的低溫日數(shù)主要集中在1—2月中旬。日最低氣溫≤1.2 ℃的30 a累計天數(shù)，1月第5候最多，為62 d；1月第1～4候、第6候及2月第1候較多，在38～54 d，2月第2候開始逐漸減少，到2月第6候開始降至5 d以內(nèi)，3月下半月基本沒有日最低氣溫≤1.2 ℃的天氣。

圖1 金華站1991—2020年1—3月各候日最低氣溫≤1.2 ℃的日數(shù)

圖2給出金華站1991—2020年日最低氣溫≤1.2 ℃終日日期變化曲線。由圖可看出，日最低氣溫≤1.2 ℃的終日年際差異較大，最早出現(xiàn)在1月25日(2009年)，最遲出現(xiàn)在3月22日(1998年)。從線性趨勢看，隨著年份的推遲，日最低氣溫≤1.2 ℃的終日日期呈提前趨勢。

圖2 金華站1991—2020年日最低氣溫≤1.2 ℃終日變化曲線

2.4 春馬鈴薯安全苗期和適宜播期分析

對春馬鈴薯而言，一方面為了提早上市增加效益，導致幼苗遭遇凍害風險越高，直接影響產(chǎn)量；另一方面播種太遲可能會影響下一茬作物種植。本文以50%和80%保證率的馬鈴薯苗期不遭遇凍害為基準，考察馬鈴薯安全苗期界限日期，讓春馬鈴薯通過合理安排播期，確保出苗期處在這2個保證率下的安全苗期界限日期之間，避免春馬鈴薯的凍害風險，也兼顧了農(nóng)時，保障了種植效益。

將1991—2020年日最低氣溫≤1.2 ℃的終日日期從早到遲的排序，處于序列中第80%位次的日期，作為80%保證率下的馬鈴薯安全苗期界限日期；處于序列中第50%位次的日期，作為50%保證率下的馬鈴薯安全苗期界限日期。由此得出，50%、80%保證率馬鈴薯安全苗期界限日期分別為2月20日、3月2日。對照試驗中馬鈴薯出苗日期與播種日期、出苗天數(shù)之間的關系，早熟品種分別按照出苗天數(shù)25和19 d估算，馬鈴薯安全播種界限日期為1月26日、2月11日左右；中熟品種分別按照出苗天數(shù)35和25 d估算，馬鈴薯安全播種界限日期為1月16日、2月5日左右。為此，浙中春馬鈴薯早熟品種適宜播種時期為1月下旬中后期至2月上半月，中熟品種適宜播種時期為1月下半月至2月上旬前中期。

3 小結(jié)

綜合文獻馬鈴薯苗期低溫凍害指標和馬鈴薯播期試驗中實際凍害響應，浙中金華大田露天春馬鈴薯苗期本地化凍害閾值修正指標為日最低氣溫0.1 ℃。

金華春馬鈴薯苗期可能發(fā)生凍害天氣時段主要在1—3月，1—2月中旬低溫凍害發(fā)生風險高，2月第2候開始風險逐漸降低，到2月第6候開始發(fā)生凍害的風險較低，3月下半月基本不會發(fā)生凍害。

金華春馬鈴薯50%、80%保證率安全苗期界限日期分別為2月20日、3月2日，對應估算的播種界限日期，早熟品種分別為1月26日、2月11日前后，中熟品種分別為1月16日、2月5日前后。綜合考慮春馬鈴薯苗期安全、種植效益和不影響下茬作物農(nóng)時，浙中金華春馬鈴薯早熟品種適宜播種時期1月下旬中后期至2月上半月，中熟品種適宜播種時期1月下半月至2月上旬前中期。