榆林市馬鈴薯種植氣候條件分析

劉 敏， 馬 鋒， 薛小寧

(1.陜西省定邊縣氣象局，陜西定邊 718600；2．陜西省榆林市氣象局，陜西榆林 719000)

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榆林市馬鈴薯種植氣候條件分析

劉 敏1， 馬 鋒2， 薛小寧2

(1.陜西省定邊縣氣象局，陜西定邊 718600；2．陜西省榆林市氣象局，陜西榆林 719000)

摘要利用榆林市各縣長年氣候整編資料，對榆林氣候資源(熱能、降水、光照)在馬鈴薯各生長期影響產量指標和氣象災害進行了分析。結果表明，榆林市馬鈴薯生育期內積溫隨時間有增加的趨勢，熱量條件變好，對馬鈴薯生長發育有利；塊莖膨大期內降水量隨時間有逐年減少的趨勢，自然降水不能完全滿足馬鈴薯生長需求；通過綜合分析馬鈴薯產量各指標發現，榆林市馬鈴薯種植北部風沙草灘區氣候條件優于南部丘陵山區各縣，尤其西北部的定邊、靖邊兩縣氣候條件優越，但降水略偏少，大面積推廣馬鈴薯種植業時需充分考慮人工灌溉及人工增雨，以提高產量。

關鍵詞馬鈴薯；氣候資源；風險評估；榆林

榆林市地處陜西省北部、毛烏素沙漠南緣，屬溫帶干旱、半干旱大陸性季風氣候，全市年平均氣溫9.2 ℃，年平均降水量400 mm，降水由西北向東南遞增，主要集中在7～9月，占全年降水量的60%～70%。降水地域分布不均，風沙區一般在325～425 mm，丘陵區在400～500 mm，水資源匱乏是制約榆林農業生產的重要原因，因此要發展高效節水農業，種植馬鈴薯是一個很好的選擇。馬鈴薯的水分利用率是小麥和玉米的8倍，同一地區種植，與雜糧相比具有明顯的耐干旱優勢。榆林市光照充足，是陜西省太陽能資源富集區；氣候溫涼，氣溫年較差、日較差大，基本滿足馬鈴薯的生長需求。榆林市馬鈴薯種植業在全市農業生產中占非常重要的地位，馬鈴薯在全市12縣區均有種植，尤其是西北部風沙草灘區種植面積大，產量高。

近年來隨著全球氣候變化，極端天氣氣候事件發生頻率增高，氣象災害頻繁，其中干旱是影響農牧業最主要的災害。其他氣象災害如霜凍、冰雹、大風、沙塵暴、寒潮等，年年都有不同程度的發生。榆林市馬鈴薯種植業氣候風險增大，如何充分應對氣候變化，合理利用氣候資源實現馬鈴薯的安全生產，達到提高產量，是當前需要解決的主要問題。筆者利用榆林市各縣長年氣候整編資料，分析了榆林市馬鈴薯各生長期的氣候資源(熱能、降水、光照)和氣象災害對馬鈴薯生產的影響，為開發利用氣候資源、合理種植提供科學指導。

1馬鈴薯種植氣象條件分析

通過對馬鈴薯生育期資料的統計分析，結合各縣(區)實地種植情況，將榆林市馬鈴薯平均發育期劃分為播種-出苗期(發芽期)5月上旬～6月上旬、出苗-分枝(幼苗期)6月中旬～下旬、分枝-開花(塊莖形成期)7月上旬～中旬、開花-可收前期(塊莖膨大期)7月下旬～8月上旬、開花-成熟期(淀粉積累期)8月中旬～9月上旬、可收期(收獲期)9月中旬～下旬。其中，馬鈴薯播種時間的選擇標準為5 cm地溫穩定通過12 ℃時。榆林市各縣區(除黃河沿線東南部的佳縣、吳堡、清澗4月中旬5 cm地溫就可以穩定通過12 ℃)4月下旬5 cm地溫均可穩定通過12 ℃，適宜馬鈴薯播種。播種過早或過晚，均會影響馬鈴薯產量。

1.1熱量條件

1.1.1無霜期。榆林市地處全國馬鈴薯生產北方一作區，春季播種，秋季收獲。全市歷年平均無霜期為174 d，其中地處榆林東南的吳堡縣最長，可達205 d，榆陽區最短(156 d)。歷年初霜日除吳堡縣外均出現在9月下旬～10月上旬，榆陽區出現最早，為9月27日；吳堡縣出現最晚，為10月18日。歷年終霜日吳堡、佳縣多出現于3月下旬，其余縣(區)均出現在4月份，且集中出現于4月中下旬。近年來，隨著全球氣候變暖，榆林市無霜期呈現增長趨勢。

以大面積種植馬鈴薯的定邊縣為例，定邊縣地處榆林最西端、陜甘寧蒙四省交界，海拔1 303～1 907 m，屬典型的溫帶半干旱大陸性季風氣候，春多風、夏干旱、秋陰雨、冬嚴寒，年平均氣溫8.6 ℃，年平均降雨量330 mm，主要集中在7、8、9月，年平均蒸發量2 850 mm，是降雨量的近9倍，平均初霜日期為10月3日，終霜日期為4月9日，無霜期176 d。從無霜期變化(圖1)可以看出，定邊縣無霜期有延長趨勢，尤其是20世紀80年代以后，隨著全球氣候變暖，延長趨勢更加明顯，1980～2009年延長幅度為1.4 d/a，但還沒有達到可以改變種植生育期長馬鈴薯品種的程度，種植晚熟馬鈴薯品種受霜凍威脅比較大。

圖1　1957～2010年陜西省定邊縣無霜期變化

1.1.2積溫條件。據農業研究，馬鈴薯全生育期需要有2 000 ℃·d的有效積溫，全生育期需≥5 ℃積溫2 000～3 000 ℃·d[1]。榆林市平均穩定通過5 ℃的有效積溫為2 832 ℃·d，穩定通過10 ℃的有效積溫為2 820 ℃·d，從積溫條件來講，完全能滿足馬鈴薯生長的要求。從全市≥10 ℃積溫年變化(圖2)可以看出，榆林市≥10 ℃積溫呈現增加趨勢，同時≥5 ℃積溫、≥0 ℃積溫也呈現增加趨勢，與無霜期變化趨勢相同。可見，榆林市馬鈴薯生產的熱量條件逐年變好，各界限積溫呈現增加趨勢，這與近年來黃土高原氣候變暖趨勢一致。

圖2　1971～2007年榆林市≥10 ℃積溫變化

1.1.3溫度條件。馬鈴薯性喜涼爽，不耐高溫，其生長對溫度比較敏感，在整個生育期間以平均氣溫17～21 ℃為宜[2]。榆林市馬鈴薯生育期平均氣溫為20.8 ℃，適宜馬鈴薯種植；其中綏德、吳堡、佳縣生育期平均氣溫>21 ℃(表1)，可能對產量有一定影響，且馬鈴薯在不同生育期對氣溫的敏感程度有一定差異[3]。

1.1.3.1平均氣溫。

(1)發芽期。當溫度達4～7 ℃時開始萌芽，8～9 ℃能正常發芽出苗，但出苗緩慢，12 ℃以上出苗加快；溫度在4 ℃及以下時發芽緩慢，溫度過低易被病菌侵入，爛種爛芽，不利全苗；溫度達18 ℃時，出苗最快，溫度過高可致苗嫩腳高，生育期推遲，產量降低。榆林市馬鈴薯播種至出苗期間的平均氣溫為18.8 ℃(表1)，能滿足馬鈴薯出苗期溫度要求，促使其快速出苗。

(2)幼苗期。莖葉生長的適宜溫度在20 ℃左右，日照時數6 h/d為宜。日平均溫度低于7 ℃則停止生長，高于24 ℃

就會發生徒長，且隨著溫度升高，呼吸作用加強，光合成的有機物質大量被消耗，基部葉片發黃脫落，當平均氣溫達29 ℃以上時，植株呼吸作用過強，可引起生長受阻。榆林市馬鈴薯幼苗期日平均氣溫為22.7 ℃，各縣區除吳堡縣外，氣溫均適宜馬鈴薯生長發育(表1)。

(3)塊莖形成期和膨大期。此時段對溫度反應最為敏感，適宜溫度為16～18 ℃，日照時數9～10 h/d為宜。高溫不利于塊莖增重，當平均最高氣溫達20 ℃，塊莖生長減慢，25 ℃時塊莖幾乎停止生長，到30 ℃完全停止生長；當平均最低溫度低于2 ℃時，則塊莖停止生長；當日照時數達15 h/d時塊莖完全停止生長，莖葉出現徒長。榆林市馬鈴薯塊莖形成期和膨大期的日平均氣溫分別為23.8、 23.9 ℃(表1)，一定程度上會影響塊莖生長速度，位于西部的定邊、靖邊縣此階段溫度條件優于其他各縣區，較利于馬鈴薯生長。此外，馬鈴薯塊莖膨大期內，7月上旬～8月上旬最適宜降水量為140 mm，月降水量<100 mm時，則產量不穩定。

(4)淀粉積累期。適宜溫度為12～15 ℃，且平均最高氣溫越高越利于增產；日平均氣溫≥28 ℃，只長莖葉不結薯塊，淀粉含量不增加；溫度低于2 ℃，塊莖淀粉減少，當氣溫低于-1.5 ℃，頸部受凍害，達-3 ℃時莖葉全部凍死。榆林市在此階段的日平均氣溫為20.3 ℃(表1)，利于馬鈴薯淀粉積累。

(5)收獲期。適宜溫度為20～25 ℃，土壤相對濕度應保持在50%～60%。溫度偏高達29 ℃以上時，干熱天氣會使塊莖停止生長，從而導致產量降低；降水太多會影響干物質的積累，易導致馬鈴薯皮孔開放而出現腐爛現象。溫度低于15 ℃時，則光合作用降低，影響淀粉的合成和積累，使品質受到影響，但與品種還有直接關系。當氣溫低于-1.5 ℃，頸部受凍害，-3 ℃莖葉全部凍死。收獲期內榆林市日平均氣溫為15.4 ℃，全生育期的平均氣溫均在馬鈴薯生長的適宜范圍內(表1)，利于馬鈴薯生長和增產。

1.1.3.2平均最高氣溫。平均最高氣溫主要影響馬鈴薯結薯期(即塊莖形成期和塊莖膨大期)。馬鈴薯是怕高溫作物，結薯期對高溫尤為敏感，榆林市平均最高氣溫在馬鈴薯結薯期較高，會影響馬鈴薯的發育，西部的定邊、靖邊縣平均最高氣溫相對較低，對馬鈴薯增產有利(表2)。

1.1.3.3平均最低氣溫。平均最低氣溫對馬鈴薯的生長發育影響最大的階段與平均最高氣溫相同，也是結薯期，結薯期平均最低氣溫越高，越利于增產。此階段(塊莖形成期和膨大期)榆林市平均最低氣溫分別為17.7、18.3 ℃，為一相對高值區，利于馬鈴薯的生長。進入淀粉積累期后，平均最低氣溫越低，越利于增產，榆林市平均最低氣溫在進入淀粉積累期明顯下降，利于馬鈴薯的增產(表3)。

表2　榆林市各縣區馬鈴薯生長發育期旬平均最高氣溫　℃

表3　榆林市各縣區馬鈴薯生長發育期旬平均最低氣溫　℃

1.1.3.4氣溫日較差。在馬鈴薯生長后期特別是淀粉積累期氣溫日較差影響最大，晝夜溫差大，有利于生長期的延長和淀粉的充分積累，進而促進產量的增加。榆林市馬鈴薯淀粉積累期平均氣溫日較差為11.4 ℃，利于馬鈴薯增產，且全市淀粉積累期氣溫日較差有增長趨勢(表4)。

1.2降水條件馬鈴薯在發芽期和幼苗期需水量不多；但莖塊形成期和膨大期需水量劇增，需水量占全生育期耗水量的50%以上[4]；塊莖膨大期和淀粉積累初期需水最多，水分充足可保障塊莖膨大迅速，產量高；若水分缺失則膨大緩慢，影響產量，甚至會形成次生莖塊和畸形薯；成熟期所需水分逐漸減少。從榆林市馬鈴薯各生育期降水分布(表5)可以看出，榆林市各縣區降水時間分布完全符合馬鈴薯各生育期生長發育需求。馬鈴薯屬耐旱作物，全生育期需總降雨量為300～450 mm，分配均勻就可獲得豐收。榆林市各縣區中，定邊、橫山西北部縣區降水略偏少，基本也能滿足馬鈴薯的生長，其余各縣區降水條件均能滿足馬鈴薯生長需求。但馬鈴薯生育期內，尤其是塊莖形成期全市降水量有減少趨勢，應適時增加灌溉，抓住有利時機開展人工增雨作業，為馬鈴薯高產創造有利條件。

表4　榆林市各縣區馬鈴薯生長發育期氣溫日較差　℃

表5　榆林市各縣區馬鈴薯生長發育期降水量分布　mm

1.3光照條件馬鈴薯是喜光作物，對光照敏感。光照充足，光合作用增強，利于塊莖形成，產量高；但過強的光照，也不利于植株生長，尤其是后期容易衰老，縮短生育期，影響產量。同時馬鈴薯是短日照作物，日照時數在4～6 h/d就基本能滿足馬鈴薯的生長發育；不足4～6 h/d，不能正常開花，長期光照不足會使莖葉徒長，抗病能力下降；全生育期日照時數9～10 h/d為宜。榆林市馬鈴薯全生育期平均日照時數8.1 h/d，北部地區光照條件好于南部縣區(表6)。

各生育期對光照的敏感程度不同，出苗期、幼苗期對光照需求較?。粔K莖形成期對光照需求增大，此時較強的光照有利于塊莖的形成，塊莖形成較早，有利于生長期的增長，促進增產。馬鈴薯塊莖形成期榆林市平均日照時數為8.4 h/d，北部縣區光照條件較南部縣區利于馬鈴薯生長；塊莖膨大期內短日照有利于光合產物向塊莖輸送，促使馬鈴薯增產，該時期榆林市平均日照時數8.2 h/d，日照時數較塊莖形成期縮短，利于有機物的形成，其中定邊、靖邊、橫山、神木、佳縣、子洲、綏德、清澗日照條件優于其他縣區；進入淀粉積累期及成熟期，長日照利于淀粉的積累，此階段榆林市北部縣區光照條件優于南部縣區。綜合考慮各生長期日照條件(表6)，榆林市北部縣區優于南部縣區。

表6　榆林市各縣區馬鈴薯生長發育期平均日照時數　h/d

2氣象災害對馬鈴薯生產的影響

2.1霜凍以歷年平均初、終霜日為依據，按照推遲時間段可分為輕霜凍、中度霜凍和重霜凍[5]。霜凍過晚或過早均會對馬鈴薯生產產生影響，榆林市終霜凍一般不會對馬鈴薯種植產生嚴重影響，初霜凍過早會對馬鈴薯產生凍害。此外馬

鈴薯生長發育期低溫凍害會對馬鈴薯生長產生不利影響。馬鈴薯發芽期較長,終霜凍對其生長影響相對較小,主要是初霜凍危害大,要選擇好品種熟性,確定好播種期和收獲期,避免初霜凍危害的發生。

2.2高溫干旱高溫干旱是影響馬鈴薯產量的主要氣象災害之一。榆林市季節干旱發生頻率差別較大，其中春旱發生頻率最高，此時為馬鈴薯生長初期，容易造成芽期缺水，影響生長發育。夏季一般高溫和干旱同時發生，此期正值馬鈴薯生長和需水的關鍵期，會嚴重影響馬鈴薯產量。

2.3冰雹冰雹災害具有局地發生的特點，可造成馬鈴薯地上莖桿受害，對于部分地區的危害甚至是毀滅性的，雖然馬鈴薯具有再生能力，但生長發育受到影響，產量大幅降低。

2.4連陰雨榆林市連陰雨發生頻率較高，且連陰雨多出現在馬鈴薯生長發育后期(淀粉積累期到收獲期)，此階段馬鈴薯需水量降低，而轉為需光照及氣溫日較差。連陰雨會使光照不足，氣溫日較差縮小，土壤含水量增加，長時間的連陰雨會造成馬鈴薯腐爛，影響產量。

3小結

利用榆林市各縣長年氣候整編資料，分析了榆林市馬鈴薯種植氣候條件和氣象災害對馬鈴薯生產的影響。結果發現，榆林市馬鈴薯生長季節生育期積溫隨時間有增加的趨勢，熱量條件逐漸變好，利于馬鈴薯生長發育；無霜期增長幅度較小，初終霜的出現時間與原來相近，沒有達到改變馬鈴薯種植品種的程度；降水量隨時間有逐年減少的趨勢，主要體現在塊莖膨大期，自然降水不能完全滿足馬鈴薯生長需求；夏季高溫伏旱是影響馬鈴薯產量的重要氣象因子，秋季連陰雨也會對榆林市馬鈴薯生產種植產生不利影響。塊莖膨大期氣溫日較差大，是榆林市馬鈴薯優質高產的有益氣候因子。綜合影響馬鈴薯產量各指標，榆林市北部縣區氣候條件優于南部縣區，尤其西北部的定邊、靖邊氣候條件優越，但降水略偏少，大面積推廣馬鈴薯種植業時需充分考慮人工灌溉及人工增雨，促進馬鈴薯的優質高產。

參考文獻

[1] 于滬寧，李偉光．農業氣候資源分析和利用[M].北京:氣象出版社,1985:268-272.

[2] 王自上．春馬鈴薯無公害高產栽培技術[J].河南農業,2008(9):47-47.

[3] 韋劍鋒．廣西冬種馬鈴薯的氣候條件分析[J].安徽農學通報,2011,17(23):155-157.

[4] 王憲富．呼和浩特地區馬鈴薯生產氣候資源研究[D].楊凌：西北農林科技大學,2009:19.

[5] 王前．內蒙古鄂爾多斯市第三次農牧業氣候資源與區劃[M].北京:氣象出版社，2006:16.

收稿日期2015-11-30

作者簡介劉敏(1986- )，男，山西臨汾人，助理工程師，從事預報服務、農業氣象和雷電災害研究。

中圖分類號S 162.5

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)01-268-04