呼和浩特市氣象局 蘇妮爾

前言

馬鈴薯因其豐富的營養(yǎng)成分和強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力，在我國廣泛種植，消費量呈現(xiàn)出逐年上漲的趨勢。呼和浩特市馬鈴薯種植主要區(qū)域包括林縣、清水河縣等，種植面積達(dá)到47萬畝。氣象條件是影響馬鈴薯種植的關(guān)鍵要素，結(jié)合呼和浩特實際氣象條件變化，分析馬鈴薯種植產(chǎn)量變化，可以理清兩者之間的關(guān)系，為農(nóng)業(yè)種植決策創(chuàng)造良好條件。

1 馬鈴薯種植條件需求

1.1 溫度條件

馬鈴薯對溫度的要求較低，且在涼爽的氣象條件下種植更加科學(xué)。處于生育期的馬鈴薯對溫度的要求在20℃左右，種植期溫度要求在5℃上下，在溫度達(dá)到8℃左右開始發(fā)芽。如果馬鈴薯幼苗生長溫度處于零下，極容易導(dǎo)致幼苗受凍，在溫度達(dá)到12℃以上時出苗速度較快，且溫度在20℃左右發(fā)芽較為迅速。馬鈴薯莖葉在溫度達(dá)到20℃左右可良好生長，如果溫度低于10度，則生長速度減緩。因此，不同生長階段的馬鈴薯對溫度的需求較高，莖塊在達(dá)到20℃以上生長速度會減緩，與溫度呈反比例關(guān)系，當(dāng)溫度達(dá)到25℃以上時，馬鈴薯莖塊會停止生長。馬鈴薯對溫差的需求也比較高，晝夜溫差在15℃左右時，馬鈴薯莖塊增重量最大[2]。

1.2 水分條件

馬鈴薯自身便含有一定量的水分，經(jīng)過實驗后發(fā)現(xiàn)馬鈴薯自帶水分可以達(dá)到70%以上，可以依靠自身的水分生長。在出苗期、幼苗期對水分的需求比較低，在降水量較少的情況下也可以正常生長。達(dá)到開花期時馬鈴薯的花序形成，對水量的要求也有所增加，該時期對水量的需求達(dá)到50%以上。在馬鈴薯塊莖形成階段，土壤含水量則需要達(dá)到75%以上方可滿足馬鈴薯的生長。處于結(jié)薯期的馬鈴薯對水分的要求也會降低，需要達(dá)到60%以上可以滿足塊莖膨大增長的需要。馬鈴薯不同生長周期對水分的需求不同，整個生育期降雨量需要滿足400mm左右，即可滿足馬鈴薯生長的要求，同時可以達(dá)到高產(chǎn)的目的[3]。

1.3 光照條件

馬鈴薯對光照條件的要求比較高，光照充足的條件下可以增加作物的光合作用，使得作物的有機(jī)物質(zhì)有所提升。但如果馬鈴薯生長過程中的光照較強(qiáng)，光照時間較長，則會縮減馬鈴薯的生育期，導(dǎo)致產(chǎn)量有所降低。因此，馬鈴薯種植對光照強(qiáng)度、光照時間的要求均比較高，平均日照達(dá)到12h左右，即可滿足馬鈴薯生長的產(chǎn)量要求，如果日照時間在14h以上，則會影響到馬鈴薯的產(chǎn)量[4]。

2 呼和浩特市氣象條件對馬鈴薯種植影響分析

2.1 案例分析

武川縣是呼和浩特市馬鈴薯種植面積較大的區(qū)域，根據(jù)氣象局發(fā)布的資料，采集2012年至2021年的10個樣本數(shù)據(jù)。根據(jù)《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》中的要求，確定馬鈴薯的種植條件，按照馬鈴薯的種植周期分為播種、出苗、分枝、花序、開花、回收等幾個階段。依據(jù)武川縣的馬鈴薯生長周期情況，不同種植時期及間隔時間均得以明確。馬鈴薯種植于5月8日開始播種，于6月15日開始出苗，間隔時間為39天。馬鈴薯于開始分枝，間隔時間為15天，花序形成間隔時間為12天，在7月13日開始形成花序，且在7月23日開始開花，間隔時間為11天，開花到可以收割的時間達(dá)到55天，在9月6日開始收割。

2.2 影響分析

2.1.1 產(chǎn)量分析

按照實測模型分析2012年至2021年馬鈴薯的產(chǎn)量。具體產(chǎn)量趨勢變化公式如下：

公式中的K表示單產(chǎn)產(chǎn)量，Ki表示生產(chǎn)力影響因素，Ko表示氣象條件波動，Kp表示氣象災(zāi)害影響因素。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)，測定最終的氣候產(chǎn)量。具體變化趨勢如圖1所示。

圖1 馬鈴薯實測氣象產(chǎn)量變化圖

2.1.2 溫度條件影響分析

（1）無霜期

案例中地區(qū)的無霜期在2012年至2021年期間最長達(dá)到158天，最短在75天左右。根據(jù)馬鈴薯生長周期和對熱量的需求，分析武川縣氣象條件對馬鈴薯種植的影響。全球氣候變暖導(dǎo)致無霜期延長，無霜期變化會影響到馬鈴薯種植的產(chǎn)量。采用線性回歸方法分析無霜期變化對馬鈴薯種植影響，終霜日在5月15日，初霜日在9月10日，中早熟馬鈴薯種植更有利于馬鈴薯的生長，如果種植晚熟馬鈴薯品種，則馬鈴薯受霜凍風(fēng)險較大，可能會導(dǎo)致產(chǎn)量降低。

（2）溫度條件

根據(jù)馬鈴薯生長對溫度的要求，武川縣的氣候較為寒冷，在馬鈴薯處于生長的6個階段5個周期內(nèi)，2012年至2021年馬鈴薯處于出苗期的平均溫度在13.2℃左右，處于幼苗期的平均溫度在17.6℃左右，處于塊莖形成期的平均溫度在19.1℃上下，處于莖塊生長期的平均溫度在18.4℃左右，淀粉累積階段的氣候平均溫度在15.4℃。馬鈴薯在種植周期內(nèi)，2012年至2021年的平均溫度符合馬鈴薯的生長條件，并不會影響到馬鈴薯的產(chǎn)量。因此，分析溫度條件對馬鈴薯種植的影響，溫度條件可以促進(jìn)馬鈴薯的高產(chǎn)[5]。

（3）積溫條件

在馬鈴薯生長期內(nèi)積溫條件達(dá)到2000℃以上更適合馬鈴薯的生長，處于出苗期的積溫在200℃以上即可確保馬鈴薯生長情況良好，開花期的積溫達(dá)到170℃即可保障生長狀態(tài)良好，開花期到成熟期積溫達(dá)到1600℃即可滿足淀粉累積的要求。根據(jù)呼和浩特武川縣的積溫情況，積溫?zé)崃織l件可以滿足馬鈴薯的高產(chǎn)生長需求。2012年至2021年，武川縣的積溫呈現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢，積溫條件也在逐漸變化，這是由于全球氣候變暖所影響，這對馬鈴薯種植產(chǎn)量的提升有著積極的作用，可以起到提高馬鈴薯單產(chǎn)水平的作用。

（4）相關(guān)性分析

綜合上述溫度條件分析溫度變化對馬鈴薯種植所產(chǎn)生的影響。溫度條件、積溫等對馬鈴薯花序形成期間的影響程度良好，相關(guān)性可以達(dá)到0.51左右，在溫度升高的條件下花序的形成速度也有所增加。但在淀粉累積階段，相關(guān)性有所降低，對馬鈴薯種植的影響程度有所下降，呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)的變化。因此，綜合分析溫度條件變化對馬鈴薯種植所產(chǎn)生的影響，在熱量累積過程中馬鈴薯的生長發(fā)育速度較快，且生育期較為良好，對于提高馬鈴薯的種植產(chǎn)量有著積極的作用。

2.1.3 水分條件

（1）降水資源分析

呼和浩特市處于半干旱地區(qū)，而馬鈴薯的生長具有良好的抗旱能力，在發(fā)芽和幼苗生長階段抗旱能力可以得到保障，自身可以補(bǔ)足生長所需的水分。但當(dāng)馬鈴薯花序形成和塊莖增長時，所需的水分要求較高。武川縣的降水多集中在夏季，夏季馬鈴薯處于花序形成和塊莖生長階段，該階段所需的水分較高。對比武川縣的降水量和馬鈴薯對降水的生長需求，2012年至2021年武川縣的降水量平均值在350mm以上，且每年降低量在15mm左右，變化幅度較為明顯。出苗期的馬鈴薯降水量要求在50mm左右，而武川縣的馬鈴薯降水量在20mm左右，花序形成所需的降水量在80mm左右，武川縣的平均降水量在35mm左右，馬鈴薯生長階段的需水量在150mm左右，但武川平均降水量在100mm左右。由于馬鈴薯生長對降水的依賴性，這樣的降水量并不能完全滿足馬鈴薯生長的需求，存在1/4左右的降水缺口，這對于馬鈴薯種植生產(chǎn)的產(chǎn)量和穩(wěn)定性具有一定影響。因此，呼和浩特市為了確保馬鈴薯生長過程中水分的充足性，需要利用水庫和地下水資源等，采用灌溉引流的方式補(bǔ)充馬鈴薯生長所需的水分，以補(bǔ)充自然降水不足對馬鈴薯產(chǎn)量所產(chǎn)生的影響。

（2）相關(guān)性分析

驗證馬鈴薯產(chǎn)量與馬鈴薯各生長階段降水量的相關(guān)性，處于出苗期的馬鈴薯相關(guān)性檢驗結(jié)果為0.51，驗證結(jié)果具有顯著性。處于花序形成階段的馬鈴薯相關(guān)性檢驗結(jié)果為0.70，驗證結(jié)果具有顯著正相關(guān)。收割階段的降水量與馬鈴薯之間的產(chǎn)量相關(guān)性檢驗結(jié)果為-0.21，以碳中和結(jié)果具有正相關(guān)?；ㄐ蚝蛪K莖膨大是馬鈴薯產(chǎn)量保障的重要時期，在9月份后降水量與馬鈴薯產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，這一階段正是馬鈴薯的水分敏感期期降水少，中后期降水多，可能會導(dǎo)致馬鈴薯減產(chǎn)，甚至?xí)?dǎo)致病害產(chǎn)生。

2.1.4 日照條件影響分析

（1）日照條件

馬鈴薯生長對日照條件的需求較高，在光照充足的情況下，會增加馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量。馬鈴薯各生長時期對日照的需求在12h左右即可滿足高產(chǎn)增產(chǎn)的需求，可以加快塊莖形成速度、延長結(jié)薯期。武川縣的海拔較高，處于呼和浩特市的高原位置，累積日照時間在1200h以上，光照較為充足。出苗期武川縣的平均日照時長達(dá)到9h，花序形成到開花的平均日照時長為9.2h，淀粉累積階段的平均日照時長為8.6h，整個生長期的累積日照時長達(dá)到1205.6h。分析呼和浩特市的日照條件對馬鈴薯種植的影響，光照雖然比較充足，但沒有達(dá)到馬鈴薯生長的最佳標(biāo)準(zhǔn)。

（2）相關(guān)性分析

2012年至2021年，武川縣的日照時數(shù)呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢，每年會減少0.02h的日照時間。根據(jù)間隔時間對比日照時間分析兩者之間的相關(guān)性，出苗期檢驗系數(shù)為0.465，具有顯著正相關(guān)?；ㄐ蛐纬蓹z驗結(jié)果相關(guān)系數(shù)為0.653，具有顯著正相關(guān)。淀粉累積階段的相關(guān)系數(shù)計算為-0.07，具有不顯著負(fù)相關(guān)。因此，武川縣的日照時長可以促進(jìn)馬鈴薯的開花、結(jié)薯，但馬鈴薯處于淀粉累積階段時，日照較短無法滿足馬鈴薯高質(zhì)量生長的需求，營養(yǎng)物質(zhì)輸送條件降低。

2.1.5 氣象災(zāi)害影響分析

根據(jù)氣象條件對馬鈴薯種植的影響分析，選擇早熟、中熟類品種可以保障產(chǎn)量良好。霜凍、干旱、冰雹等均會對馬鈴薯種植產(chǎn)生影響。

（1）霜凍災(zāi)害

霜凍的評價標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)初霜期和終霜期間隔的時間。終霜日推遲時間達(dá)到5天以上，會導(dǎo)致馬鈴薯出現(xiàn)凍害問題，且推遲時間與凍害程度呈正比例關(guān)系。初霜期提前1天就有可能會導(dǎo)致馬鈴薯霜凍問題的產(chǎn)生，如果提前一周以上，則馬鈴薯會呈現(xiàn)出凍害、減產(chǎn)問題。2012年至2021年，武川縣的凍害年限為4年，初霜期凍害比例為30%，終霜期凍害為10%。因此，可以判斷武川縣的凍害氣象災(zāi)害發(fā)生的概率較高，會導(dǎo)致馬鈴薯的發(fā)芽期延長，淀粉累積時間減少，從而會影響到馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，呼和浩特的馬鈴薯種植應(yīng)選擇好熟品種，根據(jù)終霜期調(diào)整播種時間，減少霜凍對馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

（2）干旱災(zāi)害

干旱災(zāi)害是指降水量較少，溫度較高的氣象條件。按照干旱可以分為四個等級，分別為輕級、中級、重級、特重級四類。武川縣的降水量呈現(xiàn)出逐年降低的趨勢，在2012年至2021年間共計四個季節(jié)發(fā)生輕旱12次、中旱8次、重級旱11次、特重級旱6次。干旱的發(fā)生會限制馬鈴薯的生長，導(dǎo)致馬鈴薯的種植產(chǎn)量有所降低。為積極應(yīng)對干旱對馬鈴薯種植所產(chǎn)生的影響，武川縣應(yīng)提高馬鈴薯灌溉管理水平，重點利用周邊的水庫資源、河流資源對馬鈴薯進(jìn)行灌溉，以補(bǔ)充馬鈴薯生長所需的水分。

（3）冰雹災(zāi)害

冰雹災(zāi)害的發(fā)生具有區(qū)域性，冰雹會導(dǎo)致馬鈴薯的莖稈受到損傷，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致馬鈴薯絕產(chǎn)。馬鈴薯具備一定的再生能力，處于生長期的馬鈴薯在受輕冰雹災(zāi)害傷害時會有所減產(chǎn)，但并不會無法生長。2012年至2021年，武川縣冰雹類型的氣象災(zāi)害并未發(fā)生，但清水河縣曾經(jīng)發(fā)生過1次冰雹災(zāi)害。因此，呼和浩特冰雹災(zāi)害對馬鈴薯種植的影響較大，但發(fā)生概率較低，發(fā)生位置具有很大的不確定性，且沒有相應(yīng)的方法預(yù)防和控制，一旦發(fā)生就會導(dǎo)致馬鈴薯減產(chǎn)。

3 結(jié)語

綜上所述，呼和浩特的熱量可以滿足早熟類、中熟類馬鈴薯的種植，降水量不足會影響到馬鈴薯的生長發(fā)育，光照條件有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提升。氣象條件變化是影響呼和浩特馬鈴薯種植的關(guān)鍵要素，結(jié)合實例建立氣象因子影響模型，可以驗證不同氣象條件對馬鈴薯種植影響程度的顯著性，進(jìn)而調(diào)整馬鈴薯品種，增加產(chǎn)品產(chǎn)量。