廣西糖料蔗壓榨期機收作業氣候適宜性評估及應對氣候策略

匡昭敏，歐釗榮，黃艷紅，劉志平

【糖料與糖料生產】

廣西糖料蔗壓榨期機收作業氣候適宜性評估及應對氣候策略

匡昭敏1，歐釗榮1，黃艷紅2，劉志平1

(1廣西壯族自治區氣象科學研究所/甘蔗氣象服務中心，廣西南寧 530022；2浙江大學農業遙感與信息技術研究所，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收作業氣候適宜性進行分析評估。結果表明：11月至翌年1月廣西蔗區平均機收作業適宜(無雨)天數53天，接近三分之二時間適宜機收作業，而2～3月只有三分之一的時間適宜機收作業；全壓榨期機收作業適宜天數最多區域為百色市右江河谷蔗區，達三分之二以上，崇左市等西南部蔗區和北海市等南部蔗區次之，貴港、橫縣和來賓市的象州以南等廣西中部的大部分蔗區再次之，上述蔗區機收作業適宜天數占壓榨期總天數的一半以上，而柳州、河池等北部蔗區機收作業適宜天數低于一半。廣西蔗區全壓榨期機收作業適宜(無雨)天數呈上升趨勢，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收時段，把右江河谷、桂西南和桂南蔗區作為機收作業大面積推廣優先區域，研發輕便型機器等應對策略。

糖料蔗；榨季；機收作業；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]，屬于國家重要戰略物資和國際大宗貿易商品[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勢地區之一，是我國主要的甘蔗產地[5]。從1992/93年榨季開始，廣西糖料蔗種植面積和蔗糖產量一直居全國首位，占全國食糖產量近七成，是當地農民的重要經濟來源，在廣西占有重要的經濟和社會地位[6]。

近年來，隨著社會經濟的進一步發展，我國糖料蔗產業競爭力不高、生產勞動力緊缺、綜合成本高的問題愈發突出，推進甘蔗生產的全程機械化是提升產業競爭力、節本增效的重要手段之一。我國甘蔗生產機械化自上世紀50年代末起步，但前期大多停留在研究示范階段，2010年后開始大力推進甘蔗生產全程機械化，雖然在機種、機管環節取得較好的推進速度，但機收比例提升緩慢。2017/18年榨季，全國甘蔗種植機耕率達到95%，機種率達到30%，綜合機械化率為50%，但機收率僅約2%。而2018/19年榨季，由于榨季天氣多雨，全國糖料蔗機收率(按入榨量算)僅為1.2%[7]。我國糖料蔗機收已經成為亟需突破的甘蔗生產全程機械化發展瓶頸問題，而榨季天氣條件為制約機收作業的難題之一。在機械化如何應對天氣條件方面，已有一些學者開展了相關研究，楊經緯結合揚州市糧食種植規模，農機機械化水平以及農機服務組織規模提出了應對特殊氣候，充分發揮農機具作用的建議[8]；仝文偉等根據氣候變化現狀以及氣候變化對農業生產的影響，提出了提高農業科技水平以及改善農業生產條件的建議，指出加速農業機械化，可以減少農業收種作業時間，增加作物生長時間[9]。但在針對糖料蔗機收環節因受天氣影響大較難推進的問題，尚未見相關報道，因此很有必要對糖料蔗壓榨期間的氣象條件進行機收作業氣候適宜性評估并提出應對策略，以趨利避害提高糖料蔗機收應對特殊氣候的能力，達到降本增效的目標。

1 糖料蔗壓榨期機收作業氣候適宜性評估

利用廣西1979～2019年共40個榨季(11月1日至翌年3月31日)的降雨日數資料(資料來自廣西壯族自治區氣象信息中心)，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收作業氣候適宜性進行分析評估。

1.1 機收作業適宜(無雨)天數時空分布特征

1.1.1 時間分布特征

1979～2019年共40個榨季廣西蔗區糖料蔗壓榨期機收作業適宜天數全區平均值統計結果如表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月總天數分別約為77天和52.5天，適宜作業天數占壓榨期總天數的比例分別為51%、57%。可見11月～翌年1月接近三分之二的時間適宜進行機收作業，但2～3月只有三分之一的時間適宜機收作業。

表1　廣西蔗區壓榨期機收作業適宜天數平均值分月統計

1.1.2 空間分布特征

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

圖1　廣西平均機收適宜作業天數分布圖(圖中綠色區域為甘蔗種植區，下同)

1.2 壓榨期機收作業適宜(無雨)天數氣候演變特征

經分析1979～2019年壓榨期廣西蔗區機收作業適宜(無雨)天數逐年變化趨勢見圖2～圖5，全壓榨期機收作業適宜天數呈上升趨勢，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年壓榨期機收作業適宜天數為40年來第二少，導致該榨季機收率大幅偏低，最少為1982/83年榨季(圖2)。

圖2　11月至翌年3月機收作業適宜天數逐年變化趨勢

圖3　11月機收作業適宜天數變化趨勢系數分布圖

圖4　1月機收作業適宜天數變化趨勢系數分布圖

圖5　2月機收作業適宜天數變化趨勢系數分布圖

2 糖料蔗壓榨期機收作業應對氣候策略

基于上述壓榨期氣候適宜性評估，筆者提出以下糖料蔗機收應對策略：

(1)應對氣候變化，調整壓榨期從兩頭往中間靠攏。以12月至翌年1月為糖料蔗集中機收時段，不僅利于糖分進一步累積，更利于充分利用有利天氣時段搶收，有效規避機收作業欠適宜時段。

(2)確定機收作業優先推廣區域。廣西右江河谷、西南部和南部蔗區相對其他蔗區為機收作業氣候優勢區，可選擇該區域作為廣西機收作業優先區域進行突破和大面積推廣應用。

(3)研發輕便型甘蔗收獲機器。針對廣西蔗區天氣特點，加大力度研發適合于在偏濕、偏松軟土地作業的輕便機器。

(4)加強糖料蔗壓榨期機收適宜作業天氣條件的監測預報。

[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展[J]. 湖北農業科學，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] 張風娟. 干旱脅迫下不同甘蔗品種葉片解剖結構及生理生化的變化[D]. 南寧：廣西大學，2014.

[5] 韋持章，馬文清，陳遠權. 廣西糖料蔗生產現狀與對策[J]. 中國熱帶農業，2011(5)：46-49.

[6] 高云，李樹君，矯健，等. 廣西糖料蔗產業發展路徑分析[J]. 世界農業，2016(9)：237-243.

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

[8] 楊經緯. 推進糧食生產全程機械化有力應對不利氣候影響[J]. 江蘇農機化，2017(4)：41-433.

[9] 仝文偉，張玉娟，郭艷玲，等. 氣候變化背景下農業氣候資源開發應用研究[J]. 河南科學，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

國家重點研發計劃項目“熱帶與特色林果氣象災害監測預警技術與業務平臺”(2019YFD1002203)；公益性行業(氣象)科研專項重點項目“蔗糖產量預測及氣象災害監測評估技術研究”(GYHY20140406030)；廣西自然科學基金項目“甘蔗主要生育期自動觀測關鍵技術研究”(2017GXNSFBA198153)

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

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