基于溫度和降雨量分析四川茄果類蔬菜周年生產布局

張澤錦,梁 穎,王力明，唐 麗*， 吳傳秀

(1. 四川省農業科學院園藝研究所/蔬菜種質與品種創新四川省重點實驗室/農業農村部西南地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室, 成都 610066; 2. 四川省園藝作物技術推廣總站，成都 610041)

茄果類蔬菜包括番茄、茄子和辣椒等蔬菜，是經濟價值最高的蔬菜種類，在農業生產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、產量4813×104t，面積和產量均居全國第五位，實現產值1955億元，超過糧食和油料作物總產值之和，占農業總產值的41.6%，四川全年常年種植茄果類蔬菜20×104hm2以上，面積、產量居全省第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大的情況下，提高其單產和效率，增加有效供應時段，對增強四川茄果類蔬菜周年供應能力，豐富人們的“菜籃子”，增加農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]，農戶普遍采用傳統的露地種植方式，導致了茄果類蔬菜生產水平較低，平均單產一直在1.6 t/667m2左右，生產季節和區域受限，淡旺季現象明顯，季節性市場供應缺口較大，常年調入近200萬t。蔬菜設施栽培因能對蔬菜生產微環境中的溫度、空氣濕度等環境因子進行一定程度的調控，使其微環境適應蔬菜的生長，所以設施蔬菜生產的復種指數達到3.5以上，設施大棚番茄、黃瓜單產約為同地區露地單產的1.2倍、1.3倍；投入產出比可達1:4.5。四川與北方省市不同，光熱資源分布不均，呈現“南多北少”的特點，攀西地區日光照時間為日照時數達2800h左右，四川盆地日照時數只有1000h左右，光照時長的不同直接導致不同地區溫度的差異較大。立足四川氣候多樣的現狀，充分發揮設施的環境調控功能，進行生產區域布局，是實現茄果類蔬菜周年生產的關鍵。

文章利用中國氣象數據網提供的共享數據，對四川省不同月份的最低溫、均溫、降雨量及與產量的相關性進行了分析，明確制約四川茄果類蔬菜周年生產的主要限制因子，并以此結果對四川省茄果類蔬菜周年生產進行了布局，為合理利用氣候資源和設施發展茄果類蔬菜生產，建立茄果類蔬菜商品生產基地提供科學依據。

1 資料來源及數據分析

本研究氣象資料來源于中國氣象數據網，主要包括四川147個臺站月觀測數據，項目包括月平均氣溫、月最低氣溫、月均降水量，資料長度為1990～2020年。全省137個地區番茄、辣椒及茄子產量數據來源于近3年四川農業統計資料和調查資料。利用GraphPad Prism軟件對茄果類蔬菜年均產量、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[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；隨著月份的推進，最低溫度逐漸增高。冬季(12月至次年2月)最低氣溫出現在石渠，約為-20～-16℃，最低低溫最高出現在攀枝花，為7.6～10.0℃。夏季(6～8月)最低氣溫出現在石渠，為2.1～3.3℃，最低低溫最高出現在富順，長寧等地，為22.0～23.5℃。冬季攀西地區平均最低溫度在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。

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)攀西地區均溫最高，攀枝花、米易等地月均溫可達到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在攀枝花、達川、渠縣等地，溫度為26.3～27.1℃，溫度過高會亂植株細胞內穩態、損害植物細胞膜，抑制植物的正常生長[4]；但盆周山區氣溫低于平壩丘陵地區，年均溫在4～12℃。攀西地區四季溫暖，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，盆周山區多盆中丘陵區少。四川1～3月和11～12月除雅安天全外，月降雨量均在50mm之內，4月，四川盆地降雨量逐漸增多大部分區域月降雨量在50～100mm，攀西地區和川西高原的降雨量仍然在50mm之下。5～9月全省進入雨季，特別是四川盆地、盆周山區，川南地區月平均降雨量基本都在150mm以上，最高降雨量出現在8月的峨眉山，月平均降雨量可達到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，盆周山區多于盆中丘陵區。川西北高原和攀西地區，干雨季分明，5～9月為雨季，雨季降水量集中，大部分地區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量的影響

從圖4可以看出，四川不同區域溫度和降雨量有較大差異，番茄及茄子的產量與當地的年均溫呈顯著正相關關系，但是與年降雨量關系不顯著。由此可見，年均溫是制約我省茄果類蔬菜產量的主要因素。四川不同地區年均溫差異較大，合理的利用我省不同地區較大的自然資源差異，進行茄果類生產區域布局是降低生產成本，提高產量的有效途徑。

圖4 茄果類蔬菜年均畝產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布局構建

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。此外，高溫+高濕的氣候條件更易導致茄果類蔬菜疫病、炭疽病等主要病害發生[5]。通過多年多點調查，夏秋栽培番茄疫病發病率50%以上，辣椒炭疽病發病率可高達70%，造成大幅度減產。除了溫度外，作物微環境中的空氣相對濕度對茄果類產量也有顯著的影響。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境的空氣相對濕度和減輕病害的發生[6]。因此，根據市場需求和氣候特征，四川盆地夏秋和盆周高山夏季生產茄果類蔬菜可采用以降低植株群落濕度的設施避雨栽培技術。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)塑大棚生產茄果類蔬菜，川南秋季采用避雨栽培模式生產。

圖5 四川全年溫濕度變化情況

攀西地區，雖然冬季月均溫度能達到11～13℃，但是月均最低溫度僅為5～9℃，對茄果類蔬菜生產仍然存在低溫脅迫的風險。因此，攀西地區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)塑大棚生產茄果類蔬菜。基于以上分析，構建了四川茄果類蔬菜周年生產布局(表1)。

表1 四川茄果類蔬菜周年生產模式

3 結論

四川生態多樣，盆地夏無酷暑、冬無嚴寒，攀西冬春溫光條件好，具有亞熱帶氣候特點。川南早春回溫快、夏秋雨水多。盆周山區夏季涼爽、降雨集中。結合茄果類蔬菜生長發育特性，在傳統露地生產模式的基礎上，充分發揮設施的環境調控功能，確定形成由春提早(川南、盆地)、夏避雨(盆地及盆周山區)、秋延后(川南)及越冬保溫早熟栽培(攀西)4種生產模式，構建四川茄果類蔬菜周年生產格局。除了溫度和降雨影響茄果類蔬菜產量之外，在實際生產過程中還應，還應該考慮蔬菜種植地的立地條件，土壤質地和營養條件、丘陵山區小氣候和農戶的種植習慣、栽培技術及交通條件等環節，這些同樣是影響茄果類蔬菜產量、品質及銷售的重要因素，在未來的研究和應用中應加以考慮。