基于溫度和降雨量分析四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)布局

張澤錦,梁 穎,王力明，唐 麗*， 吳傳秀

(1. 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所/蔬菜種質(zhì)與品種創(chuàng)新四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610066; 2. 四川省園藝作物技術(shù)推廣總站，成都 610041)

茄果類蔬菜包括番茄、茄子和辣椒等蔬菜，是經(jīng)濟(jì)價值最高的蔬菜種類，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中占有重要地位。2020年四川省蔬菜種植面積144×104hm2、產(chǎn)量4813×104t，面積和產(chǎn)量均居全國第五位，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值1955億元，超過糧食和油料作物總產(chǎn)值之和，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的41.6%，四川全年常年種植茄果類蔬菜20×104hm2以上，面積、產(chǎn)量居全省第2，僅次于葉菜類蔬菜，但總體效益超過了葉菜[1]。在全省蔬菜種植面積不可能大幅度擴(kuò)大的情況下，提高其單產(chǎn)和效率，增加有效供應(yīng)時段，對增強(qiáng)四川茄果類蔬菜周年供應(yīng)能力，豐富人們的“菜籃子”，增加農(nóng)民收入等具有十分重要的意義。

四川冬季低溫寡日照、夏秋季高溫多雨[2]，農(nóng)戶普遍采用傳統(tǒng)的露地種植方式，導(dǎo)致了茄果類蔬菜生產(chǎn)水平較低，平均單產(chǎn)一直在1.6 t/667m2左右，生產(chǎn)季節(jié)和區(qū)域受限，淡旺季現(xiàn)象明顯，季節(jié)性市場供應(yīng)缺口較大，常年調(diào)入近200萬t。蔬菜設(shè)施栽培因能對蔬菜生產(chǎn)微環(huán)境中的溫度、空氣濕度等環(huán)境因子進(jìn)行一定程度的調(diào)控，使其微環(huán)境適應(yīng)蔬菜的生長，所以設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的復(fù)種指數(shù)達(dá)到3.5以上，設(shè)施大棚番茄、黃瓜單產(chǎn)約為同地區(qū)露地單產(chǎn)的1.2倍、1.3倍；投入產(chǎn)出比可達(dá)1:4.5。四川與北方省市不同，光熱資源分布不均，呈現(xiàn)“南多北少”的特點(diǎn)，攀西地區(qū)日光照時間為日照時數(shù)達(dá)2800h左右，四川盆地日照時數(shù)只有1000h左右，光照時長的不同直接導(dǎo)致不同地區(qū)溫度的差異較大。立足四川氣候多樣的現(xiàn)狀，充分發(fā)揮設(shè)施的環(huán)境調(diào)控功能，進(jìn)行生產(chǎn)區(qū)域布局，是實(shí)現(xiàn)茄果類蔬菜周年生產(chǎn)的關(guān)鍵。

文章利用中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的共享數(shù)據(jù)，對四川省不同月份的最低溫、均溫、降雨量及與產(chǎn)量的相關(guān)性進(jìn)行了分析，明確制約四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)的主要限制因子，并以此結(jié)果對四川省茄果類蔬菜周年生產(chǎn)進(jìn)行了布局，為合理利用氣候資源和設(shè)施發(fā)展茄果類蔬菜生產(chǎn)，建立茄果類蔬菜商品生產(chǎn)基地提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料來源及數(shù)據(jù)分析

本研究氣象資料來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，主要包括四川147個臺站月觀測數(shù)據(jù)，項(xiàng)目包括月平均氣溫、月最低氣溫、月均降水量，資料長度為1990～2020年。全省137個地區(qū)番茄、辣椒及茄子產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于近3年四川農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料和調(diào)查資料。利用GraphPad Prism軟件對茄果類蔬菜年均產(chǎn)量、年均降雨量、年均溫度及年均空氣相對濕度做主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 四川全年溫度的變化特征

最低溫度是限制植株存活和生長的重要指標(biāo)[3]，近30年四川省全年最低氣溫分布如圖1所示，川西高原最低溫度低于四川盆地和川南、攀西地區(qū)；隨著月份的推進(jìn)，最低溫度逐漸增高。冬季(12月至次年2月)最低氣溫出現(xiàn)在石渠，約為-20～-16℃，最低低溫最高出現(xiàn)在攀枝花，為7.6～10.0℃。夏季(6～8月)最低氣溫出現(xiàn)在石渠，為2.1～3.3℃，最低低溫最高出現(xiàn)在富順，長寧等地，為22.0～23.5℃。冬季攀西地區(qū)平均最低溫度在5～9℃，川西高原平均最低溫度基本在0℃以下；早春(2～3月)川南瀘州、自貢及宜賓等地最低溫度約為7.1～11.6℃，略高于四川盆地其它地區(qū)。

圖1 四川全年月平均最低溫度的變化

從圖2可以看出，全省冬季(12月至次年2月)攀西地區(qū)均溫最高，攀枝花、米易等地月均溫可達(dá)到11.7～17℃，川西北溫度最低，石渠月均溫在-8.9℃以下。夏季(6-8月)四川盆地最高氣溫出現(xiàn)在攀枝花、達(dá)川、渠縣等地，溫度為26.3～27.1℃，溫度過高會亂植株細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)、損害植物細(xì)胞膜，抑制植物的正常生長[4]；但盆周山區(qū)氣溫低于平壩丘陵地區(qū)，年均溫在4～12℃。攀西地區(qū)四季溫暖，熱量資源最為豐富；四川盆地四季分明，夏季炎熱，冬季陰冷；川西高原夏季短暫涼爽，冬季漫長嚴(yán)寒，熱量資源最差。

圖2 四川全年月平均氣溫的變化

2.2 四川全年降雨量的分布特征

由圖3可以看出，四川省年降水的總體分布特征是西少東多，高原少盆地多，盆周山區(qū)多盆中丘陵區(qū)少。四川1～3月和11～12月除雅安天全外，月降雨量均在50mm之內(nèi)，4月，四川盆地降雨量逐漸增多大部分區(qū)域月降雨量在50～100mm，攀西地區(qū)和川西高原的降雨量仍然在50mm之下。5～9月全省進(jìn)入雨季，特別是四川盆地、盆周山區(qū)，川南地區(qū)月平均降雨量基本都在150mm以上，最高降雨量出現(xiàn)在8月的峨眉山，月平均降雨量可達(dá)到400mm左右。該時段盆地占全年總雨量的70%以上。對盆地年降水整體分布來說，盆西多于盆東，盆周山區(qū)多于盆中丘陵區(qū)。川西北高原和攀西地區(qū)，干雨季分明，5～9月為雨季，雨季降水量集中，大部分地區(qū)雨季降水占全年總雨量的80%以上。

圖3 四川全年月降雨量的變化

2.3 年均溫和年均降雨量對四川茄果類蔬菜產(chǎn)量的影響

從圖4可以看出，四川不同區(qū)域溫度和降雨量有較大差異，番茄及茄子的產(chǎn)量與當(dāng)?shù)氐哪昃鶞爻曙@著正相關(guān)關(guān)系，但是與年降雨量關(guān)系不顯著。由此可見，年均溫是制約我省茄果類蔬菜產(chǎn)量的主要因素。四川不同地區(qū)年均溫差異較大，合理的利用我省不同地區(qū)較大的自然資源差異，進(jìn)行茄果類生產(chǎn)區(qū)域布局是降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)量的有效途徑。

圖4 茄果類蔬菜年均畝產(chǎn)和年均溫及年降雨量主成分分析

2.4 四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)布局構(gòu)建

茄果類蔬菜生長的最適溫度20～25℃、相對濕度50%～65%。四川盆地夏秋季平均溫度在25℃左右，月均降雨量基本都在150mm以上，相對濕度高于80%(圖5)，一天中的高溫+高濕的時段不利于茄果類蔬菜生產(chǎn)。此外，高溫+高濕的氣候條件更易導(dǎo)致茄果類蔬菜疫病、炭疽病等主要病害發(fā)生[5]。通過多年多點(diǎn)調(diào)查，夏秋栽培番茄疫病發(fā)病率50%以上，辣椒炭疽病發(fā)病率可高達(dá)70%，造成大幅度減產(chǎn)。除了溫度外，作物微環(huán)境中的空氣相對濕度對茄果類產(chǎn)量也有顯著的影響。避雨栽培在番茄上的研究表明，避雨后能顯著的降低植物生長微環(huán)境的空氣相對濕度和減輕病害的發(fā)生[6]。因此，根據(jù)市場需求和氣候特征，四川盆地夏秋和盆周高山夏季生產(chǎn)茄果類蔬菜可采用以降低植株群落濕度的設(shè)施避雨栽培技術(shù)。川南和四川盆地在春季則可以采用以保溫為主的雙模(單層大棚膜+地膜覆蓋)塑大棚生產(chǎn)茄果類蔬菜，川南秋季采用避雨栽培模式生產(chǎn)。

圖5 四川全年溫濕度變化情況

攀西地區(qū)，雖然冬季月均溫度能達(dá)到11～13℃，但是月均最低溫度僅為5～9℃，對茄果類蔬菜生產(chǎn)仍然存在低溫脅迫的風(fēng)險。因此，攀西地區(qū)可采用主要以保溫為主的三膜(雙層大棚膜+地膜覆蓋)或雙模(單層大棚膜+地膜覆蓋)塑大棚生產(chǎn)茄果類蔬菜?；谝陨戏治?，構(gòu)建了四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)布局(表1)。

表1 四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)模式

3 結(jié)論

四川生態(tài)多樣，盆地夏無酷暑、冬無嚴(yán)寒，攀西冬春溫光條件好，具有亞熱帶氣候特點(diǎn)。川南早春回溫快、夏秋雨水多。盆周山區(qū)夏季涼爽、降雨集中。結(jié)合茄果類蔬菜生長發(fā)育特性，在傳統(tǒng)露地生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮設(shè)施的環(huán)境調(diào)控功能，確定形成由春提早(川南、盆地)、夏避雨(盆地及盆周山區(qū))、秋延后(川南)及越冬保溫早熟栽培(攀西)4種生產(chǎn)模式，構(gòu)建四川茄果類蔬菜周年生產(chǎn)格局。除了溫度和降雨影響茄果類蔬菜產(chǎn)量之外，在實(shí)際生產(chǎn)過程中還應(yīng)，還應(yīng)該考慮蔬菜種植地的立地條件，土壤質(zhì)地和營養(yǎng)條件、丘陵山區(qū)小氣候和農(nóng)戶的種植習(xí)慣、栽培技術(shù)及交通條件等環(huán)節(jié)，這些同樣是影響茄果類蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)及銷售的重要因素，在未來的研究和應(yīng)用中應(yīng)加以考慮。