彭州市春玉米套種春馬鈴薯的農業氣候資源利用分析

榮 韌，亢 強，陳 樂，劉洋遠，魯 燕

(1.成都農業氣象試驗站，四川溫江 611135；2.高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室，四川成都 610072；3.四川省雙流縣氣象局，四川雙流610200；4.四川省彭州市氣象局，四川彭州611900；5.四川省成都市溫江區氣象局，四川成都 611135)

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彭州市春玉米套種春馬鈴薯的農業氣候資源利用分析

榮 韌1，2，亢 強3，陳 樂1，2，劉洋遠4，魯 燕5

(1.成都農業氣象試驗站，四川溫江 611135；2.高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室，四川成都 610072；3.四川省雙流縣氣象局，四川雙流610200；4.四川省彭州市氣象局，四川彭州611900；5.四川省成都市溫江區氣象局，四川成都 611135)

摘要[目的]分析春玉米、春馬鈴薯種植的農業氣候資源。[方法]根據玉米、馬鈴薯對氣象條件的需求，利用彭州市氣象觀測和土壤濕度資料，采用統計學方法，分析了春玉米、春馬鈴薯種植的農業氣候資源以及彭州市春玉米與春馬鈴薯套種的農業氣候資源優勢。[結果]春玉米、春馬鈴薯的適宜播種期分別為3月下旬～4月上旬、2月上旬～3月上旬。春玉米和春馬鈴薯生育期間熱量資源豐富，土壤水分充足，降水量及總體分布適宜，日照尚夠，能滿足各生育期的需要，總體配置協調，適宜兩者種植。[結論]采用春玉米與春馬鈴薯套作，可以最大限度地利用土地、時間、空間，提高光熱利用率、改善農田環境、減輕病蟲害、增加單位面積的產出，從而實現經濟效益最大化。

關鍵詞春玉米；春馬鈴薯；套種；農業氣候；資源利用

彭州市是全國重要的商品糧生產基地和無公害蔬菜生產示范基地縣(市)之一。近年來在丘區采用春玉米套種春馬鈴薯模式，這是一種糧經高效復合栽培模式，可使單位有效面積獲得高產高效，該技術可以有效地提高農民的經濟收入，有利于農村的經濟結構調整，增加農民收入。隨著全球氣候變暖，極端災害性天氣頻發，影響著玉米套種馬鈴薯模式的產量及品質的進一步提高。前人對玉米[1-4]、馬鈴薯[5-8]的氣象條件方面有不少的研究，但目前沒有針對彭州市春玉米套種春馬鈴薯模式的氣候資源利用方面的研究。筆者利用彭州市氣象觀測和土壤濕度資料，采用統計學方法，分析了春玉米、春馬鈴薯套種的適宜播種期以及套種后氣象條件對兩者的影響和具有的農業氣候優勢，以期為針對性地利用當地優越的農業氣候資源進行種植提供依據。1資料與方法

研究資料為彭州市氣象局提供的1971～2014年彭州市地面氣象觀測資料和2012～2015年彭州市通濟鎮黃村土壤水分自動觀測站資料，采用統計學的方法[9-11]，分析了春玉米、春馬鈴薯種植的農業氣候資源以及彭州市春玉米與春馬鈴薯套種的農業氣候資源優勢。

2玉米、馬鈴薯各生長階段對氣象條件的要求

2.1玉米對光、溫、水的需求

2.1.1氣溫。根據前人研究結論，凡≥10 ℃積溫在1 900 ℃·d以上、夏季平均氣溫≥18 ℃地區均可種植玉米。從玉米各發育期所需氣溫指標(表1)可看出，播種～出苗期日平均氣溫<6 ℃，不出苗；苗期(出苗～拔節前)，日平均氣溫<8 ℃植株生長緩慢，﹥35 ℃苗纖細而不壯；穗期(拔節～抽雄前)，當日平均氣溫穩定≥18 ℃，玉米開始拔節，﹥35 ℃或<10 ℃不利于植株生長、幼穗發育。花粒期(抽雄～開花期)，日平均氣溫﹥32 ℃雄雌穗花期不遇，嚴重影響授粉，導致缺粒、禿尖；<19 ℃不利于開花授粉。灌漿～成熟期，日平均氣溫﹥28 ℃高溫逼熟使粒重明顯下降，減產嚴重；<15 ℃時灌漿停止。

2.1.2水分。玉米全生育期處在高溫時期，需水較多。適宜生長的年降水量為500～1 000 mm為宜，生育期內以500 mm左右為宜，至少有250 mm，且分布均勻。 適宜的土壤相對濕度為50%～80%。播種～出苗期，需水量很少，約占總需水量的3%～6%，當土壤水分不足，種子難萌發。苗期，植株矮小，生長緩慢，需水量少，約占總需水量的20%。穗期，需水量是一生最高值，占總需水量的30%～40%，水分不足，將引起小穗、小花數目減少，穗粒數下降，“卡脖旱”會延遲抽雄授粉，降低結實率，嚴重影響產量。抽雄開花期，此時期是需水臨界期，對水分要求嚴格，需水量約占總需水量的14%～17%，雖其比率不高，但日耗水強度最高，田間持水量以80%左右為宜，缺水將導致產量嚴重下降，空氣相對濕度<30%，嚴重影響開花受精。灌漿～成熟期，此時期仍需相當量的水分，約占總需水量的20%～30%才能保證有機物充分向籽粒運輸和保持葉片功能。

2.1.3光照。玉米喜光，為不典型的短日照作物，對光照要求不嚴格，日照充足有利于高產。短日照條件下，植株矮小，抽雄開花提前，使產量降低。長日照條件下，莖葉繁茂，抽雄開花推遲，甚至不能開花結實。

2.2馬鈴薯對光、溫、水的需求

2.2.1溫度。根據前人研究結論，凡≥5 ℃的積溫在3 500～6 500 ℃·d、最熱月平均氣溫在22～28 ℃的地區均可種植。根據馬鈴薯各發育期所需溫度指標(表2)，播種期土溫<4 ℃或﹥42 ℃，不能發根；發芽期(播種～出苗期)日平均氣溫<5 ℃或﹥42 ℃，不能發芽；幼苗期(出苗后～分枝期)日平均氣溫<7 ℃或>42 ℃，莖葉(根芽)停止生長；開花期日平均氣溫<5 ℃或﹥38 ℃，不開花；可收～成熟期日平均氣溫<2 ℃或>29 ℃，塊莖停止生長。

2.2.2水分。馬鈴薯需水量中等，整個生育期降水量應分布均勻，降水量以300～400 mm為宜。 發芽期(播種～出苗期)，保持上面的土壤干爽，就能保證適時出苗。幼苗期(出苗后～分枝期)，即完成一個葉序生長的時期，要求適當的土壤濕度，占田間最大持水量的50%～60%；前半期保持適度干旱，后半期保持濕潤，可提高凈光合生產率。發棵期(分枝～開花期)，前期要求保持土壤水分充足，占田間最大持水量的70%～80%，后期要適當控制水分，逐步降至60%左右以利于適期轉入結薯。結薯期(開花～成熟期)，此時期是需水最敏感的時期，也是需水量最多的時期，這一時期缺水將影響馬鈴薯產量；要求土壤始終保持濕潤，保持田間最大持水量的80%～85%為宜。

2.2.3光照。馬鈴薯是喜光作物，長期光照不足或種植過密，莖葉容易徒長，影響開花結果，造成減產。光對幼芽有抑制作用，發芽期要求黑暗條件。長日照有利于幼苗期和發棵期的莖葉生長和匍匐莖的發生，對開花有利。短日照使莖葉較早停止生長，植株矮小，結薯較早。在結薯期，短日照有利于養分積累和塊莖膨大，有利于薯塊生長發育。

3春玉米和春馬鈴薯種植的農業氣候資源利用分析

3.1春玉米

3.1.1熱量條件。

3.1.1.1生長期界限溫度日期、積溫及日數。彭州市穩定通過10 ℃的初日在3月下旬初，穩定通過12 ℃的日期出現在4月1日，有利于春玉米播種，故3月下旬～4月上旬可作為春玉米的適宜播種期。穩定通過20 ℃初日在5月下旬，有利于春玉米拔節。春玉米整個生長期≥10 ℃的有效積溫為3 738.5 ℃·d，夏季平均氣溫為24.2 ℃，可見熱量資源能滿足玉米生長發育對熱量累積和強度的需求。

3.1.1.2旬平均氣溫。

(1)播種～出苗期。3月中旬旬平均氣溫為11.4 ℃(表3)，氣溫適宜播種。3月下旬～4月中旬氣溫雖略高于最適宜播種的氣溫，但仍能滿足春玉米播種的熱量要求，對播種無影響。

(2)苗期(出苗～拔節期前)。4月中旬、5月中旬～6月上旬旬平均氣溫接近幼苗生長的適宜溫度，4月下旬～5月上旬則在最適宜溫度范圍內(表3)。歷年穩定通過15 ℃的日期出現在4月19日，幼苗生長期溫度大部分處于較適宜氣溫范圍，有利于春玉米幼苗生長。

(3)穗期(拔節～抽雄期前)。5月中旬～6月上旬旬平均氣溫在20.6～22.8 ℃(表3)，穩定通過20 ℃的日期出現在5月27日，雖氣溫較最適宜溫度有所偏低，但高于其下限氣溫，基本能滿足春玉米拔節～抽雄期熱量要求，有利于植株生長和幼穗發育。

(4)抽雄～開花期。對溫度要求最高，6月中旬～7月中旬旬平均氣溫為23.2～25.2 ℃(表3)，在其下限氣溫與最適宜氣溫之間，仍能滿足春玉米抽雄開花需要，較有利于春玉米抽雄開花。

(5)灌漿～成熟期。7月下旬～8月中旬旬平均氣溫略高于最適宜氣溫，8月下旬～9月上旬氣溫在最適宜范圍內，總體上對春玉米的灌漿成熟有利。

總之，彭州市熱量資源豐富，以3月下旬～4月上旬作為春玉米的適宜播種期，溫度條件能滿足春玉米各個階段生長發育的需求。

3.1.2水分條件。據統計，彭州市年降水量為867.0 mm，春玉米生育期總降水量694.6 mm，年降水量和生長期降水量均適宜其生長。統計春玉米各發育期歷年平均降水量所占百分率(表4)發現，生長期降水量的分布是隨發育進程由小逐漸增大，到灌漿～成熟期達最大，拔節～抽雄期次之。播種期～拔節期降水少能蹲苗促進苗壯，拔節期降水量較大能滿足其對水分的需要，抽雄～開花期需降水量約占總需水量的38%，降水充沛，對產量形成有利。灌漿～成熟期降水最多，對玉米品質形成有一定不利影響。總之，春玉米各生育期降水量足夠，總體分布適宜，能滿足玉米生長發育對水分的需求。

3.1.3日照條件。據統計，玉米生長期月日照時數112.4～138.5 h，基本能滿足對日照的要求。尤其是7～8月月日照時數在130.0 h以上，充足的日照有利于玉米光合產物形成，提高后期產量。

綜上所述，彭州市氣候資源豐富，光、溫、水條件與春玉米各個生長發育階段配置適當，適宜春玉米生長發育，可充分利用有利的氣候資源種植春玉米。

3.2春馬鈴薯

3.2.1熱量條件。

3.2.1.1生長期界限溫度日期、積溫及日數。據調查，彭州市春馬鈴薯一般在1月中旬～2月下旬播種，有一定機率遭遇低溫冷害，造成延遲出苗。據統計，彭州市穩定通過5 ℃的初日在2月10日，其后到歷年3月中旬前，旬平均氣溫﹤10 ℃，有利于喜涼作物馬鈴薯播種，故2月上旬～3月上旬可作為春馬鈴薯的適宜播種期。穩定通過10 ℃的初日在3月下旬初，有利于迅速生長。穩定通過20 ℃初日在5月下旬，有利于塊莖膨大。整個生長期≥5 ℃的有效積溫為3 721.1 ℃·d，滿足生長所需積溫條件(3 500～6 500 ℃·d)，最熱月平均氣溫25.0 ℃，滿足可以種植的條件(22～28 ℃)。可見熱量資源能滿足馬鈴薯生長發育對熱量累積和強度的需求。

3.2.1.2旬平均溫度。結合表2和表5分析，播種期歷年旬平均氣溫、地溫均達到了最低溫度要求。出苗期，若在2月中旬～3月上旬氣溫、地溫在下限到最適宜溫度之間，幼苗生長較緩慢，若在3月中旬～下旬出苗，氣溫、地溫均適宜，幼苗生長良好。幼苗生長-分枝期，前期地溫適宜根芽生長，后期氣溫適宜莖葉生長。開花期，氣溫、地溫偏高，但在較適宜條件內，加之丘區夜間溫度低，晝夜溫差大，對開花及塊莖膨大有利。可收期，氣溫、地溫偏高較多，不太適宜塊莖的進一步膨大增長，生長速度下降。成熟期，氣溫接近塊莖停止生長的氣溫指標，恰逢收獲時節，對其無影響(表5)。

總之，以2月上旬～3月上旬作為春馬鈴薯適宜播種期，雖營養生長期的歷年旬平均氣溫、地溫與最適宜氣溫接近，生殖生長期的溫度比最適宜溫度偏高，但熱量資源豐富，總體配置協調，能滿足春馬鈴薯各個階段生長發育的需求，有利于春馬鈴薯的種植。

3.2.2水分條件。根據彭州市2012～2015年通濟鎮黃村土壤水分自動觀測站資料和1971～2014年氣象資料，統計春馬鈴薯各發育期降水量及土壤濕度(表6)發現， 馬鈴薯從播種開始各旬降水量逐步增加，到開花和成熟期達最大，占整個生育期降水的76%左右；生育期降水量為667.0 mm，降水量充沛，分布均勻；降水的變化與生長發育的各個階段所需水分一致，對馬鈴薯的營養生長及生殖生長均有利。土壤相對濕度分布總體適宜，墑情較好。播種到幼苗期土壤相對濕度均在適宜的范圍內，能保證馬鈴薯順利出苗，幼苗生長健壯；發棵期前期土壤相對濕度接近適宜，后期適宜；結薯期土壤相對濕度偏低，不太適宜，但此期降水量最多，也能基本滿足結薯期對水分的要求。總之，春馬鈴薯生長期間，降水分配較適宜，土壤水分充足，能滿足其生長發育的需求。

3.2.3日照條件。在整個生長期日照均較少。幼芽期歷年平均日照約為2 h/d，對幼芽生長較為有利；莖葉生長期(2月～5月上旬)歷年平均日照為3 h/d，對莖葉生長不太有利，易使莖葉徒長，在一定程度上延遲塊莖形成；薯塊生長發育期(5月中旬～7月下旬)歷年平均日照為4 h/d，對薯塊膨大及淀粉積累有利。總之，日照對馬鈴薯的影響是利大于弊，對產量提高沒有大的不利影響。

綜上所述，彭州市光、溫、水氣象條件與馬鈴薯的各個發育階段總體配置協調，適宜馬鈴薯生長發育。可充分利用有利的氣候資源進行春馬鈴薯種植。

4春玉米套種春馬鈴薯的農業氣候優勢

4.1套種調節田間氣溫，適宜兩者生殖生長套種后，玉米拔節～灌漿期與馬鈴薯開花～成熟期相遇。此期旬平均氣溫均高于21 ℃，不利于馬鈴薯塊薯膨大。但由于玉米長得高可給較矮的馬鈴薯起一定遮陰作用，使田間氣溫、土溫得到一定程度降低，有利于喜冷涼的馬鈴薯塊莖的膨大，也有利于喜溫的玉米生殖生長。

4.2套種水分需求同步，滿足兩者發育生長套種后，玉米的抽雄吐絲期與馬鈴薯的結薯期基本相遇，此期彭州市降水量及土壤相對含水量也同步達到最多，且多夜雨，最有利于兩者的生長發育，既保證了水分的供應，又提供了充足的光合作用時間。

4.3套種提高光熱利用，促進兩者物質積累套種后，由于2種作物株型、葉型、需光特征各不相同，兩者高矮搭配，長圓葉搭配，作物平面受光變為立體多層受光，提高了光熱資源利用率。避免了植株相互蔭蔽，既可防止喜陰的馬鈴薯莖葉徒長，促進其塊莖膨大，又可使喜光的玉米的側面受光量明顯增加，延長了光合作用時間，有利于玉米干物質的積累和輸送。

4.4套種改善農田環境，減輕病害蟲害發生套種后，可以豐富農田植物群落和動物群落，改善了天敵的生活和繁殖條件，容易形成天敵控制害蟲的環境。另外，可以阻避不同類型的蚜蟲遷來，阻擋無翅蚜的爬遷傳毒，同時蚜蟲對多種作物的嘗食，也可使其啄針頂端所帶的病毒減少或鈍化，在一定程度上削弱了有利兩者病蟲害發生發展的條件。

4.5套種巧借時間空間，充分用地增加收入套種在時間安排上巧妙地利用了玉米和馬鈴薯需光特性的不同。前期(3月下旬～5月上旬)，玉米為播種出苗～幼苗生長期，馬鈴薯處于出苗～分枝期，兩者均處于營養生長期，能使2種作物均能充分接受日照。后期(5月中旬～6月中、下旬)，馬鈴薯處于薯塊膨大期時，玉米才處于拔節期，兩者的器官形成盛期剛好錯開。在空間上，根系分布較淺的馬鈴薯與根系較深的玉米套種充分利用了不同土層的養分和水分，有利于兩者的生長發育及干物質的積累和輸送，從而提高單位面積的產量。同時收獲馬鈴薯后可以利用套種行間的空閑土地、充

足的熱量和陽光，多收一茬蔬菜，提高了復種指數，增加經濟收入。

5小結

(1)適宜播種期春玉米為3月下旬～4月上旬，春馬鈴薯為2月上旬～3月上旬。

(2)春玉米灌漿成熟期降水多，對品質不利；春馬鈴薯若1月中下旬播種則出苗期可能遭遇低溫冷害。春玉米和春馬鈴薯生育期間熱量資源豐富、土壤水分充足、降水量及總體分布適宜，日照尚夠，能滿足各生育期的需要，總體配置協調，適宜兩者種植。

(3)采用春玉米與春馬鈴薯套作，可以最大限度地利用土地、時間、空間，提高光熱利用率，改善農田環境，減輕病蟲害，增加單位面積的產出，從而實現經濟效益最大化。

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Analysis on Utilization of Agricultural Climate Resources of Spring Maize Interplanting Spring Potato in Pengzhou City

RONG Ren1,2, KANG Qiang3, CHEN Le1,2et al

(1. Chengdu Agricultural Meteorological Station, Wenjiang, Sichuan 611135; 2. Sichuan Provincial Key Laboratory of Plateau and Basin Flood Rainstorm, Chengdu, Sichuan 610072; 3. Sichuan Shuangliu County Meteorological Bureau, Shuangliu, Sichuan 610200)

Key wordsSpring maize; Spring potato; Interplanting; Agricultural climate; Resource utilization

Abstract[Objective]The aim was to analyze agricultural climate resources for spring maize and spring potato planting. [Method]According to the demands of maize and potato on meteorological conditions, using meteorology observation and soil humidity data in Pengzhou City, adopting statistics method, agricultural climate resource for spring maize, spring potato planting and advantages of interplanting were analyzed. [Result]The results showed that the suitable sowing periods for spring maize and spring potato are late March-early April, early February-early March. The heat resources are abundant, soil moisture is adequate, the overall distribution of precipitation is appropriate, and sunshine is enough in growth period of spring maize and spring potato. [Conclusion]Spring maize and spring potato intercropping can utilize land, time, space in the largest extent, improve the farmland environment, reduce plant diseases and insect pest, increase output per unit area, thus to achieve the maximization of economic benefits.

基金項目2014年成都市氣象局“三農”服務專項(007)。

作者簡介榮韌(1962-)，女，山東萊蕪人，高級工程師，從事農業氣象觀測、試驗、服務及研究工作。

收稿日期2016-02-19

中圖分類號S 162

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)07-227-04