通遼市紅薯種植氣候資源分析

王彧彧 董佳蕊 宮子輝

（奈曼旗氣象局，內(nèi)蒙古奈曼 028300）

通遼市地處內(nèi)蒙古自治區(qū)東部，地理坐標(biāo)為北緯 42°15′～45°41′、東經(jīng) 119°15′～123°43′，處于蒙古高原遞降到低山丘陵和傾斜沖積平原地帶，屬中溫帶、干旱和半干旱、大陸性季風(fēng)氣候，是內(nèi)蒙古自治區(qū)的糧食主產(chǎn)區(qū)。紅薯是我國主要的糧食作物，其種植范圍十分廣泛，國內(nèi)多地均可種植。以前紅薯在該地區(qū)只有少量種植，受地下水位下降的影響和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境的需求，通遼市政府規(guī)劃將大量壓縮玉米種植面積，推廣種植紅薯等經(jīng)濟(jì)作物。

紅薯對土壤及生態(tài)環(huán)境條件的適應(yīng)性和抗逆性均較強(qiáng)，需肥較多卻耐瘠薄。紅薯是一種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的作物，生產(chǎn)上因管理、氣象條件等不同產(chǎn)量會有所差異，但不會出現(xiàn)絕收的情況。在土地資源確定、水肥保證的前提下，影響紅薯產(chǎn)量穩(wěn)定性的最主要因素就是氣象因子的穩(wěn)定性和氣象災(zāi)害的不確定性。本文利用通遼市11個國家氣象站1989—2018年的氣候資料分析紅薯種植的氣候資源，旨在為當(dāng)?shù)胤N植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考，為紅薯推廣種植提供有針對性的氣象保障服務(wù)。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

氣象資料來源于通遼市境內(nèi)的11個國家氣象站，選擇1989—2018年紅薯生長期的氣溫、降水、日照時數(shù)資料和無霜期資料進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.2 方法

統(tǒng)計11個國家氣象站紅薯移栽至收獲全生育期（5月15日至9月20日）氣溫、降水、日照資料，將紅薯生長所需條件與紅薯種植基地的氣候因子進(jìn)行對比分析，得出通遼市具備紅薯種植氣候資源條件的地區(qū)，用Surfer軟件分析其空間分布特征并繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照資源

紅薯是短日照作物，不耐陰，植株生長過程中對光照要求高，從莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）開始，光照時間與生長期、光合效率均成正比，光合效率不足，將影響植株生長[1-3]。紅薯每天日照時間宜為8～10 h，最佳日照時間為12～13 h。充足的光照不僅可以促進(jìn)開花、形成根塊，而且良好的光照還可以使較多的養(yǎng)分積累到塊根上，促使根塊膨大。

通遼地區(qū)紅薯生長季（5月15日至9月20日）平均日照時數(shù)為992.4～1 184.9 h，日平均7.5～8.9 h；生長季最多為1 399.2 h，日平均最多為10.5 h（1989年，巴雅爾）；生長季最少為644.1 h，日平均最少為4.8 h（2005年，科左中旗）。通遼市的光照資源雖然沒有達(dá)到紅薯生長的最佳光照時間，但通遼市地處科爾沁沙地邊緣，是我國僅次于新疆的光照資源豐富地區(qū)，比紅薯主產(chǎn)區(qū)的光照都更充足。各旗縣間日照時數(shù)略有差別，但都比紅薯基地所在地（青龍山鎮(zhèn)）的日照時間長，能夠滿足紅薯生長對光照條件的需求（圖 1）。

2.2 熱量資源

紅薯是喜溫作物，整個生長季都需要較高的溫度。熱量是紅薯生長的最基礎(chǔ)指標(biāo)，紅薯生長期的積溫和平均氣溫是與紅薯產(chǎn)量相關(guān)性最好的熱量因子，通過對積溫和平均氣溫的分析可以了解熱量條件對紅薯種植的影響[4-5]。通遼市紅薯生育期間平均氣溫 17.7～21.9℃，活動積溫為 1 877.1～3 058.6℃·d。此間積溫雖不穩(wěn)定且年際變化大，但大部地區(qū)仍可滿足紅薯基本生長所需。除北部地區(qū)外，通遼市其他地區(qū)都能達(dá)到紅薯生長的最低積溫標(biāo)準(zhǔn)，但很難達(dá)到紅薯生長最適宜的3 000℃·d（圖2）。

受熱量條件限制，通遼市只能種植早熟紅薯品種，一般在5月中下旬進(jìn)行大田移栽，9月中下旬收獲，生育期130 d左右。整個生長季都需要較高的溫度，但不同發(fā)育期對溫度的要求不同：發(fā)根返青期和分枝結(jié)薯期最適溫度在15～30℃范圍內(nèi)，15℃以上時，溫度越高發(fā)根和生長越快；莖葉盛長與薯塊膨大期最適溫度在21～26℃范圍內(nèi)，低于15℃將停止生長，高于38℃生長受到抑制；薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期最適溫度在22～23℃范圍內(nèi)，膨大期的最低溫度在16～18℃范圍內(nèi)。通遼市紅薯種植基地5月15日至9月20日平均氣溫20.5℃，發(fā)根返青期（5月15日至6月4日）平均氣溫18.2℃，分枝結(jié)薯期（6月5日至7月4日）平均氣溫21.0℃，莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）平均氣溫22.8℃，薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期（8月19日至9月20日）平均氣溫18.4℃。受緯度、海拔及下墊面性質(zhì)的影響，各地的氣溫差異很大，熱量分布也不同，具有北低南高、山區(qū)低平原高、東低西高的特點(diǎn)。從年平均氣溫時間分布上來看，紅薯生長季平均氣溫變幅為3～4℃；地理分布上，除北部山區(qū)外，基本能滿足紅薯生長需求（圖2）。

2.3 降水資源

紅薯蒸騰系數(shù)較小、耐旱力較強(qiáng)，生長期需要干燥的環(huán)境，水分過多會對產(chǎn)量造成較大影響，而且會加重病蟲害發(fā)生[6]。紅薯在大田生長期間的耗水動態(tài)是由低到高，再由高到低：在扎根還苗、分枝結(jié)薯階段，生理需水較少，要求田間持水量60%～70%；分枝結(jié)薯至蔓葉生長高峰期間，生理需水較多，要求土壤最大持水量70%～80%；進(jìn)入薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期后，以保持土壤含水量60%～70%為宜，無須多澆水。通過對種植基地和農(nóng)戶進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示，紅薯生長對水分需求較低，只在莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）需水略多，為了增溫保濕，一般采用覆膜種植（農(nóng)戶少量自用除外）。需水略多時期正值當(dāng)?shù)氐闹餮雌?，自然降水基本能滿足紅薯生長需求，伏旱特別嚴(yán)重的年份，在8月3日左右澆一次透水即可。

通遼市干濕季節(jié)分明，各旗縣降雨量年際變化大（176.2～735.4 mm），最大相對變化率達(dá)60%。雨熱同季，降水集中在6—8月，一般在6月中旬至8月中旬，主要集中在7月中旬至8月上旬。除特別異常年景外，自然降水對紅薯生長非常有利，既滿足了紅薯生長所需的水分，又極少出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

2.4 無霜期

無霜期指一年中終霜后至初霜前的一整段時間，在這一期間內(nèi)無霜凍出現(xiàn)。任何農(nóng)作物的生長期與無霜期都有密切關(guān)聯(lián)，無霜期愈長，生長期也愈長。無霜期反映的是作物對生長時間的硬性要求，是紅薯生長的限制性指標(biāo)。無霜期的長短因地而異，一般緯度、海拔高度愈低，無霜期愈長。但是，霜凍的形成受地方性條件的影響很大，早秋霜凍和晚春霜凍都是成區(qū)形成的。在同一氣團(tuán)控制區(qū)域內(nèi)，甲地有霜凍，乙地未必有霜。

紅薯屬于薯芋類作物，喜溫暖氣候，遇霜即枯萎，對無霜期的要求非常高，無霜期是紅薯生長的決定因素[7]。紅薯喜溫，忌低溫霜凍，春薯最適宜生長期為160～200 d，最少需100 d以上的生長期，當(dāng)生長溫度長時間低于9℃，薯塊容易發(fā)生生理凍害。發(fā)生凍害后，薯塊的正常代謝會受到嚴(yán)重的干擾，使紅薯抗性下降，易遭受病菌的侵害，從而導(dǎo)致紅薯出現(xiàn)大面積腐爛的情況，因而一般需要120d以上的無霜期。

通遼市紅薯種植基地?zé)o霜期為152 d，實(shí)際生長期120～130 d。通遼市面積59 535 km2，地跨東經(jīng)119°15′～123°43′、北緯 42°15′～45°41′，各旗縣間無霜期差別很大。30年無霜期平均最長的地區(qū)172 d，最短地區(qū)113 d。年際間無霜期差別也大，同一站點(diǎn)年際間相差最長71 d。無霜期時間和空間分布差異都明顯，但除北部地區(qū)外，基本能滿足紅薯生長的最低需求（圖3）。無霜期的長短是一個地方能否種植紅薯的關(guān)鍵因子，是通遼地區(qū)紅薯種植的制約因素。因此，該地區(qū)開展紅薯種植首先要考慮無霜期的長短。

3 結(jié)論

（1）通遼市光照資源豐富，各旗縣間略有差別，紅薯生長季平均日照時數(shù)為992.4～1 184.9 h，除科爾沁左翼后旗、科爾沁左翼中旗局部、霍林郭勒市的日照時數(shù)接近位于奈曼旗南部的種植基地外，庫倫旗、奈曼旗大部、開魯縣、科爾沁左翼中旗大部、科爾沁區(qū)、扎魯特旗的日照時數(shù)均大于種植基地，比我國紅薯主產(chǎn)區(qū)省份的光照更充足，能滿足紅薯生長對光照條件的需求。

（2）通遼市熱量資源缺乏，受緯度、海拔及下墊面性質(zhì)的影響，各地的氣溫差異很大，熱量分布不均。紅薯生育期間平均氣溫17.7～21.9℃，活動積溫為1 877.1～3 058.6℃·d。生長季積溫不穩(wěn)定且年際間變化大，雖很難達(dá)到紅薯最適宜的3 000℃·d，但除霍林郭勒市、扎魯特旗北部外，庫倫旗、奈曼旗、科爾沁左翼后旗、開魯縣、科爾沁左翼中旗、科爾沁區(qū)、扎魯特旗中南部基本能滿足紅薯生長所需的熱量條件。

（3）通遼市干濕季節(jié)分明，旗縣降雨量年際變化大、相對變化率大，雨熱同季。降水集中在6—8月，主要集中在7月中旬至8月上旬，降水集中期基本與紅薯生長季重疊。降水的空間分布呈南北多、中間少的特點(diǎn)。但是，降水明顯少于種植基地的開魯縣、科爾沁左翼中旗大部、科爾沁區(qū)、扎魯特旗南部、奈曼旗大部地區(qū)位于遼河沖積平原，具有澆灌條件。除特別異常年景外，這些地區(qū)的自然降水對紅薯生長非常有利，既滿足了紅薯生長所需的水分，又極少出現(xiàn)洪澇災(zāi)害。

（4）通遼市無霜期短，地區(qū)間差別大，年際間差別也大（最長的地區(qū)172 d，最短地區(qū)113 d）。霍林郭勒市、扎魯特旗南部等個別地區(qū)不能滿足紅薯生長所需，其余地區(qū)僅能滿足紅薯生長的最低需求。無霜期過短是通遼地區(qū)紅薯種植的制約因素。