內(nèi)蒙古西部地區(qū)氣候條件對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

張彩云

（鄂爾多斯市氣象局，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017010）

內(nèi)蒙古西部地區(qū)氣候條件對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

張彩云

（鄂爾多斯市氣象局，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017010）

利用達拉特旗1981—2010年的馬鈴薯產(chǎn)量及氣候資料進行統(tǒng)計，運用相關(guān)分析及逐步回歸方法，得出氣溫條件是影響馬鈴薯產(chǎn)量的主要原因，其次是淀粉積累期的日照時數(shù)。運用上述氣象因子建立馬鈴薯氣候產(chǎn)量的綜合關(guān)系方程，為合理開發(fā)利用內(nèi)蒙古西部地區(qū)農(nóng)業(yè)氣候資源和預測馬鈴薯的產(chǎn)量提供一定依據(jù)。

內(nèi)蒙古西部；氣候條件；馬鈴薯產(chǎn)量

馬鈴薯是一種糧、飼、菜兼用型作物，因其適應(yīng)性強、營養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高以及增產(chǎn)潛力大而在全球多地被廣泛種植[1]。內(nèi)蒙古地區(qū)生長季內(nèi)良好的雨熱同期氣候環(huán)境為馬鈴薯的生長發(fā)育提供了適宜的條件，從而成為本地區(qū)的優(yōu)勢作物之一。

農(nóng)作物產(chǎn)量受多種因子影響，在品種和管理水平相對穩(wěn)定的情況下，光、熱、水等氣象條件成為影響馬鈴薯產(chǎn)量的主要因子[2,3]。目前關(guān)于內(nèi)蒙古地區(qū)馬鈴薯的研究多集中在烏蘭察布地區(qū)[4～6]，其他地區(qū)研究甚少。本文選取國家商品糧基地——達拉特旗為代表，研究影響內(nèi)蒙古西部地區(qū)馬鈴薯生長發(fā)育的氣象因子。達拉特旗屬于內(nèi)蒙古西部農(nóng)牧交錯區(qū)的一部分，北部有黃河沖積平原，受黃河的灌溉，沿岸形成了大規(guī)模的農(nóng)作區(qū)，其中馬鈴薯是達拉特旗主要的糧食作物之一。達拉特旗年均降水量311.4 mm，年日照時數(shù)3 106 h，年平均氣溫7.3℃，無霜期約147 d，為典型的溫帶大陸性氣候。特殊的地理位置決定了其具有明顯的立體氣候特征，發(fā)展農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟條件得天獨厚。本文采用統(tǒng)計學方法，初步研究引起馬鈴薯產(chǎn)量波動的主要氣象因子，為內(nèi)蒙古西部地區(qū)合理利用氣候資源、預測馬鈴薯產(chǎn)量及其種植區(qū)劃提供一定依據(jù)。

1 資料來源與分析方法

1.1 資料來源

本文選取達拉特旗氣象站1981—2010年生長季內(nèi)（4—9月）以每旬為單位的氣溫、降水、日照、大風資料，來源于鄂爾多斯市氣象局。同時選取達拉特旗該時段內(nèi)歷年馬鈴薯單產(chǎn)（kg/hm2）資料(來自當?shù)亟y(tǒng)計局)。首先對產(chǎn)量資料進行處理，區(qū)分趨勢產(chǎn)量和氣候產(chǎn)量，從實際產(chǎn)量中分離出趨勢產(chǎn)量后，為氣候產(chǎn)量。主要是由每年作物生育期內(nèi)氣象條件的利弊所決定的，可以是正值或負值。

本文中采用一元三次方程模擬效果最佳。

統(tǒng)計分析方法采用SPSS軟件進行，首先計算各旬氣候要素與產(chǎn)量之間的相關(guān)系數(shù)，然后選擇相關(guān)系數(shù)較大的氣候因子進行逐步回歸分析，建立馬鈴薯氣候產(chǎn)量與多個氣象因子之間的關(guān)系模式。

2 結(jié)果分析

2.1 溫度對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

氣溫是決定馬鈴薯產(chǎn)量的主要因子，且馬鈴薯不同的生長發(fā)育時段對氣溫的要求不同。馬鈴薯種子在4℃以上即可萌發(fā)，在10～14℃正常發(fā)芽，幼苗生長期的適宜氣溫為15～22℃，結(jié)薯期適宜氣溫是15～20℃，大于25℃塊莖變小；淀粉積累期適宜氣溫為12～15℃，氣溫達到20℃時塊莖生長緩慢，超過25℃塊莖膨大基本停止[7]。

圖1顯示，氣溫對達拉特旗馬鈴薯的產(chǎn)量多表現(xiàn)為負效應(yīng)，氣溫越高越不利于馬鈴薯產(chǎn)量的形成，這與馬鈴薯喜冷涼濕潤的生長環(huán)境有關(guān)。達拉特旗馬鈴薯一般在4月下旬至5月上旬播種，5月份為發(fā)芽期，6月份進入幼苗期，7月至8月上旬為結(jié)薯期，8月中旬至9月上旬為淀粉積累期，9月下旬為收獲期。相關(guān)分析顯示：達拉特旗當?shù)氐臍鉁嘏c馬鈴薯的幼苗生長初期、塊莖形成期以及淀粉積累期關(guān)系比較密切，均成負相關(guān)變化。達拉特旗6月份旬平均氣溫在20.7～22.5℃，7月上旬至8月上旬平均氣溫在22.1～23.5℃之間，8月中旬至9月上旬的平均氣溫在17.2～20.9℃。從氣溫條件上分析，達拉特旗比較適宜馬鈴薯的種植，但是隨著溫度的升高，若平均氣溫超過25℃時，馬鈴薯的產(chǎn)量將受到一定的影響。

2.2 降水、日照、風速對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

不同時期的降水量與馬鈴薯產(chǎn)量的相關(guān)性可以看出（圖2），7月中旬以前的降水量與產(chǎn)量的相關(guān)性不是很大，說明在營養(yǎng)生長階段以及塊莖形成初期，自然降水不是限制馬鈴薯產(chǎn)量的主要影響因子。進入7月下旬，相關(guān)系數(shù)迅速增加，研究結(jié)果顯示，7月下旬與8月下旬的降水量與馬鈴薯產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，而9月上旬降水與產(chǎn)量則呈明顯的負相關(guān)。7月下旬至8月下旬為結(jié)薯中后期和淀粉積累初期，也是馬鈴薯對水分需求的敏感期，自然降水有利于馬鈴薯產(chǎn)量的提高。而9月上旬為馬鈴薯淀粉積累關(guān)鍵期，此時段若降水過多反而會造成薯塊腐爛以及發(fā)生病蟲害，從而造成減產(chǎn)。

馬鈴薯的氣候產(chǎn)量與日照時數(shù)顯著相關(guān)的時段主要在9月上旬，相關(guān)系數(shù)為0.485。該時期為馬鈴薯淀粉積累關(guān)鍵期，生長特點是地上部向塊莖中轉(zhuǎn)運輸碳水化合物、蛋白質(zhì)和灰分，而充足的光照有利于馬鈴薯干物質(zhì)積累，從而有利于產(chǎn)量的形成。9月上旬若遇到陰雨寡照天氣，土壤濕度維持偏大或者泥濘，易造成薯塊霉變或者腐爛，馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)將會受到較大的影響。相關(guān)分析顯示，風速對馬鈴薯的產(chǎn)量影響不大。

圖1 氣溫與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)隨時間變化曲線

圖2 降水、日照、風速與產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)隨時間變化曲線

3 馬鈴薯氣象產(chǎn)量綜合模式的建立

考慮到各種氣象因子的交互作用，本文通過逐步回歸的方法篩選出對達拉特旗馬鈴薯氣候產(chǎn)量極為顯著的氣象因子，并建立綜合回歸模式。

上式中：yw為馬鈴薯的氣候產(chǎn)量，6上為6月上旬平均氣溫為8月上旬平均最高氣溫，S9上為9月上旬日照時數(shù)。復相關(guān)系數(shù)R=0.728＞Rα=0.01。利用此方程可以對達拉特旗及其周邊地區(qū)馬鈴薯氣候產(chǎn)量進行監(jiān)測與預報。為了比較各因子對馬鈴薯氣候產(chǎn)量影響的大小，計算了標準偏回歸系數(shù)，結(jié)果顯示：影響達拉特旗馬鈴薯氣候產(chǎn)量的氣象因子的貢獻率大小依次為：6月上旬的平均氣溫，偏相關(guān)系數(shù)為-0.396；8月上旬的平均最高氣溫，偏相關(guān)系數(shù)為-0.371；9月上旬的日照時數(shù)，偏相關(guān)系數(shù)為0.323。

4 結(jié)論

達拉特旗的氣候條件較適宜馬鈴薯的生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成，氣候條件變化是引起馬鈴薯產(chǎn)量波動的原因，在馬鈴薯幼苗初期和結(jié)薯期若氣溫偏高反而不利于產(chǎn)量的增加，但淀粉積累期的日照時數(shù)偏多有利于干物質(zhì)的積累及產(chǎn)量的形成。

運用逐步回歸的方法建立馬鈴薯氣候產(chǎn)量與主要氣象因子的關(guān)系方程式，相關(guān)系數(shù)達到0.728，為極顯著的水平。本文得出的結(jié)論為合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源，提高馬鈴薯產(chǎn)量，具有重要的指導意義，并且為內(nèi)蒙古西部馬鈴薯產(chǎn)量的預測以及種植區(qū)劃提供一定的依據(jù)。

[1]張凱,王潤元,李巧珍,等.播期對黃土高原半干旱區(qū)馬鈴薯生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學雜志,2012,31(9):2 261-2 268.

[2]張淑琴,單新蘭,丁惠榮,等.氣象條件對地膜菜用型馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].科學導報,2003,24(2):39-42.

[3]孫芳,林而達,武艷娟.寧夏氣候變化及其對馬鈴薯生產(chǎn)的影響[J].中國農(nóng)學通報,2008,24(4):465-471.

[4]宋雪峰,侯瓊.氣候條件對馬鈴薯產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象, 2003,24(2):35-38.

[5]孫文堂,苗春生,沈建國,等.基于GIS的馬鈴薯種植氣候區(qū)劃分先區(qū)劃的研究[J].南京氣象學院學報,2004,27(5):650-659.

[6]白美蘭,侯瓊,郝潤全.烏蘭察布盟地區(qū)馬鈴薯優(yōu)良品種氣候區(qū)劃[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2005,26(1):20-23.

[7]烏蘭,烏蘭巴特爾,李云鵬.內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)牧業(yè)氣象服務(wù)體系研究[M].北京:氣象出版社,2009.

1005-2690（2017）01-0088-02

S532；S162.54

A

2016-12-12）

張彩云(1980-)，女，漢族，內(nèi)蒙古烏盟人，碩士研究生，主要從事應(yīng)用氣象研究工作。