通遼市紅薯種植氣候資源分析

王彧彧 董佳蕊 宮子輝

（奈曼旗氣象局，內蒙古奈曼 028300）

通遼市地處內蒙古自治區東部，地理坐標為北緯 42°15′～45°41′、東經 119°15′～123°43′，處于蒙古高原遞降到低山丘陵和傾斜沖積平原地帶，屬中溫帶、干旱和半干旱、大陸性季風氣候，是內蒙古自治區的糧食主產區。紅薯是我國主要的糧食作物，其種植范圍十分廣泛，國內多地均可種植。以前紅薯在該地區只有少量種植，受地下水位下降的影響和恢復生態環境的需求，通遼市政府規劃將大量壓縮玉米種植面積，推廣種植紅薯等經濟作物。

紅薯對土壤及生態環境條件的適應性和抗逆性均較強，需肥較多卻耐瘠薄。紅薯是一種高產穩產的作物，生產上因管理、氣象條件等不同產量會有所差異，但不會出現絕收的情況。在土地資源確定、水肥保證的前提下，影響紅薯產量穩定性的最主要因素就是氣象因子的穩定性和氣象災害的不確定性。本文利用通遼市11個國家氣象站1989—2018年的氣候資料分析紅薯種植的氣候資源，旨在為當地種植結構調整提供參考，為紅薯推廣種植提供有針對性的氣象保障服務。

1 研究方法

1.1 數據來源

氣象資料來源于通遼市境內的11個國家氣象站，選擇1989—2018年紅薯生長期的氣溫、降水、日照時數資料和無霜期資料進行統計分析。

1.2 方法

統計11個國家氣象站紅薯移栽至收獲全生育期（5月15日至9月20日）氣溫、降水、日照資料，將紅薯生長所需條件與紅薯種植基地的氣候因子進行對比分析，得出通遼市具備紅薯種植氣候資源條件的地區，用Surfer軟件分析其空間分布特征并繪制圖形。

2 結果與分析

2.1 光照資源

紅薯是短日照作物，不耐陰，植株生長過程中對光照要求高，從莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）開始，光照時間與生長期、光合效率均成正比，光合效率不足，將影響植株生長[1-3]。紅薯每天日照時間宜為8～10 h，最佳日照時間為12～13 h。充足的光照不僅可以促進開花、形成根塊，而且良好的光照還可以使較多的養分積累到塊根上，促使根塊膨大。

通遼地區紅薯生長季（5月15日至9月20日）平均日照時數為992.4～1 184.9 h，日平均7.5～8.9 h；生長季最多為1 399.2 h，日平均最多為10.5 h（1989年，巴雅爾）；生長季最少為644.1 h，日平均最少為4.8 h（2005年，科左中旗）。通遼市的光照資源雖然沒有達到紅薯生長的最佳光照時間，但通遼市地處科爾沁沙地邊緣，是我國僅次于新疆的光照資源豐富地區，比紅薯主產區的光照都更充足。各旗縣間日照時數略有差別，但都比紅薯基地所在地（青龍山鎮）的日照時間長，能夠滿足紅薯生長對光照條件的需求（圖 1）。

2.2 熱量資源

紅薯是喜溫作物，整個生長季都需要較高的溫度。熱量是紅薯生長的最基礎指標，紅薯生長期的積溫和平均氣溫是與紅薯產量相關性最好的熱量因子，通過對積溫和平均氣溫的分析可以了解熱量條件對紅薯種植的影響[4-5]。通遼市紅薯生育期間平均氣溫 17.7～21.9℃，活動積溫為 1 877.1～3 058.6℃·d。此間積溫雖不穩定且年際變化大，但大部地區仍可滿足紅薯基本生長所需。除北部地區外，通遼市其他地區都能達到紅薯生長的最低積溫標準，但很難達到紅薯生長最適宜的3 000℃·d（圖2）。

受熱量條件限制，通遼市只能種植早熟紅薯品種，一般在5月中下旬進行大田移栽，9月中下旬收獲，生育期130 d左右。整個生長季都需要較高的溫度，但不同發育期對溫度的要求不同：發根返青期和分枝結薯期最適溫度在15～30℃范圍內，15℃以上時，溫度越高發根和生長越快；莖葉盛長與薯塊膨大期最適溫度在21～26℃范圍內，低于15℃將停止生長，高于38℃生長受到抑制；薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期最適溫度在22～23℃范圍內，膨大期的最低溫度在16～18℃范圍內。通遼市紅薯種植基地5月15日至9月20日平均氣溫20.5℃，發根返青期（5月15日至6月4日）平均氣溫18.2℃，分枝結薯期（6月5日至7月4日）平均氣溫21.0℃，莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）平均氣溫22.8℃，薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期（8月19日至9月20日）平均氣溫18.4℃。受緯度、海拔及下墊面性質的影響，各地的氣溫差異很大，熱量分布也不同，具有北低南高、山區低平原高、東低西高的特點。從年平均氣溫時間分布上來看，紅薯生長季平均氣溫變幅為3～4℃；地理分布上，除北部山區外，基本能滿足紅薯生長需求（圖2）。

2.3 降水資源

紅薯蒸騰系數較小、耐旱力較強，生長期需要干燥的環境，水分過多會對產量造成較大影響，而且會加重病蟲害發生[6]。紅薯在大田生長期間的耗水動態是由低到高，再由高到低：在扎根還苗、分枝結薯階段，生理需水較少，要求田間持水量60%～70%；分枝結薯至蔓葉生長高峰期間，生理需水較多，要求土壤最大持水量70%～80%；進入薯塊迅速膨大與莖葉漸衰期后，以保持土壤含水量60%～70%為宜，無須多澆水。通過對種植基地和農戶進行調查，結果顯示，紅薯生長對水分需求較低，只在莖葉盛長與薯塊膨大期（7月5日至8月18日）需水略多，為了增溫保濕，一般采用覆膜種植（農戶少量自用除外）。需水略多時期正值當地的主汛期，自然降水基本能滿足紅薯生長需求，伏旱特別嚴重的年份，在8月3日左右澆一次透水即可。

通遼市干濕季節分明，各旗縣降雨量年際變化大（176.2～735.4 mm），最大相對變化率達60%。雨熱同季，降水集中在6—8月，一般在6月中旬至8月中旬，主要集中在7月中旬至8月上旬。除特別異常年景外，自然降水對紅薯生長非常有利，既滿足了紅薯生長所需的水分，又極少出現洪澇災害。

2.4 無霜期

無霜期指一年中終霜后至初霜前的一整段時間，在這一期間內無霜凍出現。任何農作物的生長期與無霜期都有密切關聯，無霜期愈長，生長期也愈長。無霜期反映的是作物對生長時間的硬性要求，是紅薯生長的限制性指標。無霜期的長短因地而異，一般緯度、海拔高度愈低，無霜期愈長。但是，霜凍的形成受地方性條件的影響很大，早秋霜凍和晚春霜凍都是成區形成的。在同一氣團控制區域內，甲地有霜凍，乙地未必有霜。

紅薯屬于薯芋類作物，喜溫暖氣候，遇霜即枯萎，對無霜期的要求非常高，無霜期是紅薯生長的決定因素[7]。紅薯喜溫，忌低溫霜凍，春薯最適宜生長期為160～200 d，最少需100 d以上的生長期，當生長溫度長時間低于9℃，薯塊容易發生生理凍害。發生凍害后，薯塊的正常代謝會受到嚴重的干擾，使紅薯抗性下降，易遭受病菌的侵害，從而導致紅薯出現大面積腐爛的情況，因而一般需要120d以上的無霜期。

通遼市紅薯種植基地無霜期為152 d，實際生長期120～130 d。通遼市面積59 535 km2，地跨東經119°15′～123°43′、北緯 42°15′～45°41′，各旗縣間無霜期差別很大。30年無霜期平均最長的地區172 d，最短地區113 d。年際間無霜期差別也大，同一站點年際間相差最長71 d。無霜期時間和空間分布差異都明顯，但除北部地區外，基本能滿足紅薯生長的最低需求（圖3）。無霜期的長短是一個地方能否種植紅薯的關鍵因子，是通遼地區紅薯種植的制約因素。因此，該地區開展紅薯種植首先要考慮無霜期的長短。

3 結論

（1）通遼市光照資源豐富，各旗縣間略有差別，紅薯生長季平均日照時數為992.4～1 184.9 h，除科爾沁左翼后旗、科爾沁左翼中旗局部、霍林郭勒市的日照時數接近位于奈曼旗南部的種植基地外，庫倫旗、奈曼旗大部、開魯縣、科爾沁左翼中旗大部、科爾沁區、扎魯特旗的日照時數均大于種植基地，比我國紅薯主產區省份的光照更充足，能滿足紅薯生長對光照條件的需求。

（2）通遼市熱量資源缺乏，受緯度、海拔及下墊面性質的影響，各地的氣溫差異很大，熱量分布不均。紅薯生育期間平均氣溫17.7～21.9℃，活動積溫為1 877.1～3 058.6℃·d。生長季積溫不穩定且年際間變化大，雖很難達到紅薯最適宜的3 000℃·d，但除霍林郭勒市、扎魯特旗北部外，庫倫旗、奈曼旗、科爾沁左翼后旗、開魯縣、科爾沁左翼中旗、科爾沁區、扎魯特旗中南部基本能滿足紅薯生長所需的熱量條件。

（3）通遼市干濕季節分明，旗縣降雨量年際變化大、相對變化率大，雨熱同季。降水集中在6—8月，主要集中在7月中旬至8月上旬，降水集中期基本與紅薯生長季重疊。降水的空間分布呈南北多、中間少的特點。但是，降水明顯少于種植基地的開魯縣、科爾沁左翼中旗大部、科爾沁區、扎魯特旗南部、奈曼旗大部地區位于遼河沖積平原，具有澆灌條件。除特別異常年景外，這些地區的自然降水對紅薯生長非常有利，既滿足了紅薯生長所需的水分，又極少出現洪澇災害。

（4）通遼市無霜期短，地區間差別大，年際間差別也大（最長的地區172 d，最短地區113 d）。霍林郭勒市、扎魯特旗南部等個別地區不能滿足紅薯生長所需，其余地區僅能滿足紅薯生長的最低需求。無霜期過短是通遼地區紅薯種植的制約因素。