匡昭敏，歐釗榮，黃艷紅，劉志平

【糖料與糖料生產(chǎn)】

廣西糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)氣候適宜性評估及應(yīng)對氣候策略

匡昭敏1，歐釗榮1，黃艷紅2，劉志平1

(1廣西壯族自治區(qū)氣象科學(xué)研究所/甘蔗氣象服務(wù)中心，廣西南寧 530022；2浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)遙感與信息技術(shù)研究所，浙江杭州 310058)

利用1979～2019年40個壓榨期(11月至翌年3月)的無雨日數(shù)資料，從時空分布及其氣候演變特征2個維度對廣西糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)氣候適宜性進(jìn)行分析評估。結(jié)果表明：11月至翌年1月廣西蔗區(qū)平均機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)53天，接近三分之二時間適宜機(jī)收作業(yè)，而2～3月只有三分之一的時間適宜機(jī)收作業(yè)；全壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)最多區(qū)域為百色市右江河谷蔗區(qū)，達(dá)三分之二以上，崇左市等西南部蔗區(qū)和北海市等南部蔗區(qū)次之，貴港、橫縣和來賓市的象州以南等廣西中部的大部分蔗區(qū)再次之，上述蔗區(qū)機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)占壓榨期總天數(shù)的一半以上，而柳州、河池等北部蔗區(qū)機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)低于一半。廣西蔗區(qū)全壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)呈上升趨勢，增長速率為每10年2.8天，其中1月、2月為上升趨勢，11月則呈減少趨勢。從而提出了以12月至翌年1月作為廣西糖料蔗集中機(jī)收時段，把右江河谷、桂西南和桂南蔗區(qū)作為機(jī)收作業(yè)大面積推廣優(yōu)先區(qū)域，研發(fā)輕便型機(jī)器等應(yīng)對策略。

糖料蔗；榨季；機(jī)收作業(yè)；氣候適宜性

0 引言

食糖是人民日常生活必需品和食品加工的主要添加劑及生物能源的重要原料之一[1]，屬于國家重要戰(zhàn)略物資和國際大宗貿(mào)易商品[2]。甘蔗是世界上最為重要的糖料作物之一[3]，在我國由甘蔗榨制的蔗糖占食糖產(chǎn)量的90%以上[4]。廣西地處祖國南疆，氣候溫暖、熱量充沛，是我國乃至世界上最適宜種植糖料蔗的優(yōu)勢地區(qū)之一，是我國主要的甘蔗產(chǎn)地[5]。從1992/93年榨季開始，廣西糖料蔗種植面積和蔗糖產(chǎn)量一直居全國首位，占全國食糖產(chǎn)量近七成，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的重要經(jīng)濟(jì)來源，在廣西占有重要的經(jīng)濟(jì)和社會地位[6]。

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，我國糖料蔗產(chǎn)業(yè)競爭力不高、生產(chǎn)勞動力緊缺、綜合成本高的問題愈發(fā)突出，推進(jìn)甘蔗生產(chǎn)的全程機(jī)械化是提升產(chǎn)業(yè)競爭力、節(jié)本增效的重要手段之一。我國甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化自上世紀(jì)50年代末起步，但前期大多停留在研究示范階段，2010年后開始大力推進(jìn)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化，雖然在機(jī)種、機(jī)管環(huán)節(jié)取得較好的推進(jìn)速度，但機(jī)收比例提升緩慢。2017/18年榨季，全國甘蔗種植機(jī)耕率達(dá)到95%，機(jī)種率達(dá)到30%，綜合機(jī)械化率為50%，但機(jī)收率僅約2%。而2018/19年榨季，由于榨季天氣多雨，全國糖料蔗機(jī)收率(按入榨量算)僅為1.2%[7]。我國糖料蔗機(jī)收已經(jīng)成為亟需突破的甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化發(fā)展瓶頸問題，而榨季天氣條件為制約機(jī)收作業(yè)的難題之一。在機(jī)械化如何應(yīng)對天氣條件方面，已有一些學(xué)者開展了相關(guān)研究，楊經(jīng)緯結(jié)合揚(yáng)州市糧食種植規(guī)模，農(nóng)機(jī)機(jī)械化水平以及農(nóng)機(jī)服務(wù)組織規(guī)模提出了應(yīng)對特殊氣候，充分發(fā)揮農(nóng)機(jī)具作用的建議[8]；仝文偉等根據(jù)氣候變化現(xiàn)狀以及氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提出了提高農(nóng)業(yè)科技水平以及改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的建議，指出加速農(nóng)業(yè)機(jī)械化，可以減少農(nóng)業(yè)收種作業(yè)時間，增加作物生長時間[9]。但在針對糖料蔗機(jī)收環(huán)節(jié)因受天氣影響大較難推進(jìn)的問題，尚未見相關(guān)報道，因此很有必要對糖料蔗壓榨期間的氣象條件進(jìn)行機(jī)收作業(yè)氣候適宜性評估并提出應(yīng)對策略，以趨利避害提高糖料蔗機(jī)收應(yīng)對特殊氣候的能力，達(dá)到降本增效的目標(biāo)。

1 糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)氣候適宜性評估

利用廣西1979～2019年共40個榨季(11月1日至翌年3月31日)的降雨日數(shù)資料(資料來自廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心)，從時空分布及其氣候演變特征2個維度對廣西糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)氣候適宜性進(jìn)行分析評估。

1.1 機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)時空分布特征

1.1.1 時間分布特征

1979～2019年共40個榨季廣西蔗區(qū)糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)全區(qū)平均值統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。其中，11月和12月約為18～20天；1月約15天；2～3月約11天；壓榨期間11月～翌年3月和11月～翌年1月總天數(shù)分別約為77天和52.5天，適宜作業(yè)天數(shù)占壓榨期總天數(shù)的比例分別為51%、57%?？梢?1月～翌年1月接近三分之二的時間適宜進(jìn)行機(jī)收作業(yè)，但2～3月只有三分之一的時間適宜機(jī)收作業(yè)。

表1　廣西蔗區(qū)壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)平均值分月統(tǒng)計

1.1.2 空間分布特征

1979～2019年共40個榨季廣西蔗區(qū)糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)地區(qū)分布圖見圖1。其中，右江河谷地區(qū)為93～96天，占壓榨期總天數(shù)的三分之二以上，為全廣西最多；崇左市東部蔗區(qū)、南寧市武鳴區(qū)、隆安縣、邕寧蔗區(qū)和上思等西南部蔗區(qū)大部及北海市等南部蔗區(qū)為80～90天次之；貴港、橫縣和來賓市象州以南蔗區(qū)等廣西中部蔗區(qū)大部為75～80天再次之；上述蔗區(qū)機(jī)收適宜作業(yè)天數(shù)占壓榨期總天數(shù)的一半以上。而柳州、河池等廣西北部蔗區(qū)機(jī)收適宜作業(yè)天數(shù)為67～74天，低于壓榨期總天數(shù)的一半。總體而言，廣西右江河谷、西南部和南部蔗區(qū)壓榨期適宜機(jī)械收割的天氣條件優(yōu)于其它蔗區(qū)。

圖1　廣西平均機(jī)收適宜作業(yè)天數(shù)分布圖(圖中綠色區(qū)域為甘蔗種植區(qū)，下同)

1.2 壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)氣候演變特征

經(jīng)分析1979～2019年壓榨期廣西蔗區(qū)機(jī)收作業(yè)適宜(無雨)天數(shù)逐年變化趨勢見圖2～圖5，全壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)呈上升趨勢，增長速率為每10年2.8天(圖2)；1月、2月呈上升趨勢，每10年增長3天左右(圖4～圖5)，且2月份上升趨勢較明顯；11月則為減少趨勢(圖3)；12月和3月變化不大(圖略)。此外，2018/19年壓榨期機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)為40年來第二少，導(dǎo)致該榨季機(jī)收率大幅偏低，最少為1982/83年榨季(圖2)。

圖2　11月至翌年3月機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)逐年變化趨勢

圖3　11月機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)變化趨勢系數(shù)分布圖

圖4　1月機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)變化趨勢系數(shù)分布圖

圖5　2月機(jī)收作業(yè)適宜天數(shù)變化趨勢系數(shù)分布圖

2 糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)應(yīng)對氣候策略

基于上述壓榨期氣候適宜性評估，筆者提出以下糖料蔗機(jī)收應(yīng)對策略：

(1)應(yīng)對氣候變化，調(diào)整壓榨期從兩頭往中間靠攏。以12月至翌年1月為糖料蔗集中機(jī)收時段，不僅利于糖分進(jìn)一步累積，更利于充分利用有利天氣時段搶收，有效規(guī)避機(jī)收作業(yè)欠適宜時段。

(2)確定機(jī)收作業(yè)優(yōu)先推廣區(qū)域。廣西右江河谷、西南部和南部蔗區(qū)相對其他蔗區(qū)為機(jī)收作業(yè)氣候優(yōu)勢區(qū)，可選擇該區(qū)域作為廣西機(jī)收作業(yè)優(yōu)先區(qū)域進(jìn)行突破和大面積推廣應(yīng)用。

(3)研發(fā)輕便型甘蔗收獲機(jī)器。針對廣西蔗區(qū)天氣特點，加大力度研發(fā)適合于在偏濕、偏松軟土地作業(yè)的輕便機(jī)器。

(4)加強(qiáng)糖料蔗壓榨期機(jī)收適宜作業(yè)天氣條件的監(jiān)測預(yù)報。

[1] CHUM H L, WARNER E, SEABRA J E A,. A Comparison of commercial ethanol production systems from Brazilian sugarcane and US corn[J]. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2014, 8(2): 205-223.

[2] 林展圖，李濤，王彩云，等. 甘蔗抗旱基因研究進(jìn)展[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014(2)：249-254.

[3] GENTILE A, FERREIRA T H, MATTOSR S,. Effects of drought on the microtranscriptome of field-grown sugarcane plants[J]. Planta, 2013, 237(3): 783-798.

[4] 張風(fēng)娟. 干旱脅迫下不同甘蔗品種葉片解剖結(jié)構(gòu)及生理生化的變化[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2014.

[5] 韋持章，馬文清，陳遠(yuǎn)權(quán). 廣西糖料蔗生產(chǎn)現(xiàn)狀與對策[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2011(5)：46-49.

[6] 高云，李樹君，矯健，等. 廣西糖料蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑分析[J]. 世界農(nóng)業(yè)，2016(9)：237-243.

[7] 胡朝暉. 淺析我國甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化的困境與前景[J]. 甘蔗糖業(yè)，2020(3)：7-13．

[8] 楊經(jīng)緯. 推進(jìn)糧食生產(chǎn)全程機(jī)械化有力應(yīng)對不利氣候影響[J]. 江蘇農(nóng)機(jī)化，2017(4)：41-433.

[9] 仝文偉，張玉娟，郭艷玲，等. 氣候變化背景下農(nóng)業(yè)氣候資源開發(fā)應(yīng)用研究[J]. 河南科學(xué)，2011，29(8)：933-936.

Evaluation of Climate Suitability for Harvesting Operation of Sugarcane and Climate Adaptation Strategy in Guangxi

KUANG Zhao-min1, OU Zhao-rong1, HUANG Yan-hong2, LIU Zhi-ping1

(1Guangxi Meteorological Sciences Institute/ Sugarcane Meteorological Service Center, Nanning, Guangxi 530022;2Institute of Remote Sensing and Information Application, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058)

Based on the spatial and temporal distribution of the number of rainless days and the climatic evolution characteristics of the 40 years of 1979～2019 meteorological data (November to March of the next year), the climate suitability of sugar cane crushing operation in Guangxi was analyzed and evaluated. The results showed that from November to January of the next year, the average suitable (no rain) days for harvesting operation in the sugarcane area of Guangxi is 53 days, close to two-thirds of the time was suitable for the machine, and only one-third of the time from February to March is suitable for operation. The most suitable time for the whole press period was more than two-thirds of the right river valley sugarcane area, followed by the southwest sugarcane area such as Chongzuo and Beihai, followed by Guigang, Hengxian and Laibin. In the south of the central part of Guangxi, such as the sugarcane area in the central part of Guangxi, the suitable number of days for the above-mentioned sugarcane area wass more than half of the total number of days in the pressing period, while the suitable days for the operation of the northern sugarcane area such as Liuzhou and Hechi were less than half. The number of days (no rain) in the full-pressing operation of the sugarcane area in Guangxi was on the rise. The growth rate was 2.8 days per 10 years, with January and February rising, and decreasing in November. Therefore, some countermeasures were put forward, such as taking the period from December to January of the next year as the concentrated sugar cane harvesting period in Guangxi, taking the Youjiang River valley, southwest Guangxi and south Guangxi as the priority areas for large-scale promotion of sugar cane harvesting operation, and developing portable machines.

Sugarcane; Squeeze period; Climate; Suitability assessment

1005-9695(2021)01-0032-04

2020-01-05；

2020-01-25

國家重點研發(fā)計劃項目“熱帶與特色林果氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警技術(shù)與業(yè)務(wù)平臺”(2019YFD1002203)；公益性行業(yè)(氣象)科研專項重點項目“蔗糖產(chǎn)量預(yù)測及氣象災(zāi)害監(jiān)測評估技術(shù)研究”(GYHY20140406030)；廣西自然科學(xué)基金項目“甘蔗主要生育期自動觀測關(guān)鍵技術(shù)研究”(2017GXNSFBA198153)

匡昭敏，女，博士，教授級高工，主要從事氣象災(zāi)害監(jiān)測評估及氣候變化適應(yīng)研究；E-mail：kzhaomin@163.com.

匡昭敏，歐釗榮，黃艷紅，等. 廣西糖料蔗壓榨期機(jī)收作業(yè)氣候適宜性評估及應(yīng)對氣候策略[J]. 甘蔗糖業(yè)，2021，50(1)：32-35.