贵州雷公山区花魔芋种植的适生环境条件分析
2016-11-21粟周群龙翔顾艳梅杨文
粟周群,龙翔,顾艳梅,杨文
(1.贵州黔东南州经济作物技术推广站,556000;2.雷山县农业局)
贵州雷公山区花魔芋种植的适生环境条件分析
粟周群1,龙翔1,顾艳梅1,杨文2
(1.贵州黔东南州经济作物技术推广站,556000;2.雷山县农业局)
根据花魔芋生长发育的基本要求,对照雷公山区的气候资料和土质报道,指出雷公山区海拔600~1 500 m区域的生态环境适合花魔芋种植,其中600~900 m、900~1 300 m、1 300~1 500 m依次为次适层、最适层和可适层;深入研究抗耐酸土魔芋种质发现,就近选择凉爽场地扩繁、轮繁种子,能更好适应基地建设就地供种要求;只有应对好酸土锈田、缺磷少钾、春秋低温、凝冻霜害、连作障碍的不利影响,拓展间作、套作,魔芋基地才能有望稳步扩大并实现高产优质。
雷公山区;生态环境;花魔芋种植;适生布局;应对措施
雷公山区位于贵州省黔东南州中部,覆盖雷山县全境,跨及台江、剑河、榕江、丹寨四县,是长江水系与珠江水系的分水岭。境内东经108°5'~108°24',北纬26°15'~26°32',海拔高差最大1 698.8 m,森林覆盖率平均88.76%,土地面积244 050 hm2,现有农耕用地20 000 hm2、果茶园地10 000 hm2,是贵州花魔芋生长发育的最适气候区之一[1]。雷山花魔芋种质特色明显,较耐酸性土壤,是贵州雷公山区几度力推发展的特色蔬菜之一。地方政府对该区作出了“十三五”期间发展基地6 000 hm2的规划。雷公山区地形切割纵深,生态环境多样,黄肇玉等[2]、张珍明等[3]分别对不同区段气候、土质进行了研究,但尚无利用其构建魔芋生产基地的报道。为此,收集、整理了雷公山区气候资源和土壤条件的文献资料,旨在为雷公山区科学布局花魔芋基地提供借鉴。
1 魔芋对生长发育条件的基本要求
魔芋为天南星科多年生草本植物,我国目前基本停留在栽培“种”的层次上,主要分为花魔芋、白魔芋、黄魔芋3种类型。花魔芋叶柄黄绿色,光滑,有绿褐疤斑块,相对较喜温凉气候;白魔芋叶柄淡绿色,光滑,有微小白色或草绿色斑块,基部有膜质白色鳞片,比花魔芋耐热;黄魔芋为丛生株,叶柄及花穗柄不具疣状突起,球茎切面为黄色,相对更耐湿热环境。魔芋普遍采用球茎作种,喜温暖、耐阴湿、怕积水、畏烈日、宜砂土、好土肥,日照强度需求仅为一般喜光作物的65%左右,在半阴性环境中长势一般良好,长时间处于高温烈日下表现生理不适、日灼伤害、叶片白绿直至变褐枯死。依据《魔芋学》[4],球茎休眠解除后,温度高于12℃开始长根,达15℃时萌芽,20~25℃膨大良好,休眠期可忍耐-5℃低温,低于-8℃受冻、霜冻,裸露0℃以下达10 d时细胞结构破坏;超过35℃植株生长受抑制,35℃达7 d时叶柄皱缩,40℃达4 d则叶片黄化,低于12℃自然倒苗;花魔芋种植区,要求气温年均12~30℃、7~8月平均18~25℃、夏季最高30℃以下,≥10℃活动积温3 000~8 000℃,年无霜期240 d以上,年降水量1 000~1 800 mm,6~9月各月雨量100~250 mm,7~8月相对湿度76%~90%,土壤pH值可适5.5~8.0、最适6.5~7.0,较强酸壤发病重,黏重或积水土壤易致球茎表皮开裂和发生软腐病。魔芋植株干物质含氮3.23%、磷0.8%、钾5.11%,对氮∶磷∶钾的需肥规律整体为6∶1∶8,球茎膨大期达需肥高峰。
2 雷公山区魔芋种植的生态环境分析
雷公山系海拔高差1 000~1 500 m,相对湿度80%以上,土壤呈酸性。区域生态环境条件分析,参考《雷公山区农业气候资源考察研究》[2]、《雷公山自然保护区不同植被类型土壤的肥力及碳含量》[3]、雷山县2010-2012年测土配方施肥项目、雷公山区2014年花魔芋抽样测产及产品质检报告等文献资料或研究成果。
表1 雷山县2010-2012年可耕农地土样养分分析结果
2.1垂直气候带谱明显
①温暖湿润气候层海拔600~900 m,年均气温15.1~16.5℃,月均最热7月24.7~25.6℃、最冷1月5.3~6.7℃,多年极端气温最高32.6~34.0℃、最低-5.2~-3.9℃;≥10℃活动积温4 300~5 000℃,初日3月中旬至4月初,终日11月中下旬,持续日数250~260 d;≥15℃活动积温达3 500~4 500℃,初日4月下旬5月上旬,终日10月中下旬,持续日数160~180 d;≥20℃活动积温 2 000~2 800℃,持续日数100~120 d。年降水量900~1 100 mm,其中6~9月各月降水100~300 mm。年日照时数850~960 h,其中6~9月各月日照90~185 h。全年雾日20~70 d,其中6~9月各月发生雾日1~15 d。年霜冻日数50~100 d,始于11月下旬12月上旬,止于翌年2月下旬至3月中旬,历期80~100 d,其中凝冻5 d左右,属轻微凝冻层。地形多为峡谷、宽谷丘陵,相对具有春早、秋迟、夏热、冬暖、雨少、照弱、霜短、冻轻的气候特点,有利于当地作物长季节生长,足以满足魔芋生长发育需要。
②温凉湿润气候层海拔900~1 500 m,年均气温 10.3~14.7℃,月均最热7月22.1~23.7℃、最冷 1月 1.8~3.4℃,多年极端最高气温 29.2~32.6℃、最低-8.2~-5.2℃;≥10℃活动积温3 700~4 300℃,初日4月,终日10月下旬11月上旬,持续日数180~220 d;≥15℃活动积温达2 380~3 130℃,初日5月,终日9月下旬10月上旬,持续日数120~150 d;≥20℃活动积温有760~2000℃,持续日数35~85d。年降水量1 000~1 350 mm,其中6~9月各月降水115~300 mm。年日照时数950~1 300 h,其中6~9月各月日照95~181 h。全年雾日80~150 d,其中6~9月各月发生雾日2~14 d。年有霜冻日数100~120 d,始于11月下旬,止于3月上旬至4月中旬,历期100~140 d,其中凝冻10 d左右,属中度凝冻层。地形为脊状中低、低山地段,相对具有雨热适中、冬无严寒、夏无酷暑、春寒常至、秋雨绵缠、照时增加、暴雨多发、湿度加大、霜冻延长的气候特点,可供当地大宗作物两熟种植,能够有效完成魔芋生长发育过程。
表2 雷公山区2014年花魔芋鲜球茎产量与品质抽样测试结果
③冷凉潮湿气候层海拔1 500~2 000 m及其以上,年均气温8.6~12.3℃,月均最热7月15.8~19.7℃、最冷1月0.8~1.8℃,多年极端最高气温23.2~28.6℃、最低-14.9~-8.5℃;≥10℃活动积温2 100~3 700℃,初日4月下旬5月上旬,终日9月下旬至10月下旬,持续日数145~180 d;≥15℃活动积温达380~2 400℃,初日5月下旬至6月下旬,终日7月中旬至9月中旬,持续日数24~120 d;≥20℃的日数很难出现,即使出现也只在7月上中旬,约10 d,其活动积温不到300℃。年降水量1 300~1 600 mm,其中6~9月各月降水127~310 mm。年日照时数950~1 100 h,其中 6~9月各月日照 64~156 h。全年雾日130~290 d,其中6~9月各月发生雾日8~29 d。年有霜冻日数120~140 d,始于10月下旬,止于翌年4月中旬,历期130~170 d,其中凝冻日数超过20 d,强凝冻出现几率达50%以上,属重度凝冻层。地形呈波状、台状高中山地,相对具有春迟、秋早、夏短、冬长、雾多、湿大、风强、霜久、冻重的气候特点,以保护自然林地为主,基本无农作物种植,整体不适宜魔芋栽培。
2.2梯度土壤质地不一
①土壤物理性状雷公山区河谷深幽、地面崎岖、植被群系众多、梯度土质渐变。从最低海拔480 m处的榕江县平永,到最低地带650 m的雷公山东侧小丹江谷地,陡升至2 178.8 m的雷公山顶,依次为黄红壤、黄壤、黄棕壤和灌丛草甸土。即600 m以下的黄红壤地带,耕作土为黄泥土、黄红泥土、黄红砂泥田;600~1 500 m的黄壤地带,是雷公山区分布面积最广的地带性土壤和主要农耕地段,耕作土主要为黄泥土、黄砂泥土、黄泥田等;1 500~1 800 m过渡到黄棕壤地带,农耕地较少,耕作土多成冷砂土;海拔1 800 m以上,主要是灌丛草甸土。总体来看,海拔1 500 m以下,土质疏松、土体湿润、土温温和,土层深达60~80 mm,87.24%的可耕土壤有机质含量达3.5%~5.4%,可种植魔芋;1 500~1 800 m为黄棕壤地带的冷砂土,肥水保持弱、土温适期短(地表温度≥20℃的年日数一般不足20日)、凝冻霜害重,作物生长量小,不宜布局魔芋基地;1 800 m以上的灌丛草甸土,养分蓄积少,可耕土层薄,无适生土温(没有≥20℃的地表温度),不适魔芋栽种。
②土壤酸碱程度雷山县农业局2010-2012年实施的测土配方施肥项目抽测了区内487个农耕土样,统计分析其土壤pH值。结果显示,pH值<4.5的强酸性土样28个,pH均值4.30,占抽测土样5.75%;pH值4.5~5.5的酸性土样437个,pH均值4.94,占抽测土样89.73%;pH值5.5~6.5的微酸性土样20个,pH均值5.69,占抽测土样4.11%;pH值6.5~7.5的中性土样1个,pH值6.70,占抽测土样0.21%;pH值>7.5的碱性土样1个,pH值7.80,占抽测土样0.21%。另据张珍明等[3]对雷公山区暖性针叶林、常绿阔叶林、针阔混交林、灌草丛和农用地5种不同植被类型土壤的剖面测试,pH值在3.95~4.48,均呈较强酸性反应,暖性针叶林土壤pH值3.95,酸性最强,农用地pH值相对居高,达4.48。由此看出,雷公山区土壤绝大多数为酸性至强酸性,与前人研究花魔芋种植可适pH值5.5~8.0的要求有差距。
③土壤养分含量按照全国第二次土壤普查养分分级标准,汇总雷山县农业局2010-2012年测土配方施肥项目对全县可耕农地土样的养分化验数据(表1)。雷公山区土壤的有机质含量高,呈现氮高、磷低、钾中的蓄储趋势,平均含有机质39.26 g/kg、全氮2.29 g/kg、有效磷13.62 mg/kg、速效钾136.31 mg/kg;土壤主要养分综合含量在1~3级的土样达77.86%,分项含量在此级别土样的有机质占97.12%、全氮占97.51%、有效磷占44.65%、速效钾占74.03%。照此权衡区内20 000 hm2的可栽魔芋农地,约4 428 hm2养分缺乏,其中缺氮498 hm2、缺磷11 070 hm2、缺钾 5 194 hm2,缺磷涉面达55.35%,缺钾比重为25.97%。由此可见,雷公山区土壤过半数缺磷、超两成少钾,增磷补钾是提高魔芋栽培产量和品质的一条重要措施。
2.3区内魔芋产高质优
雷公山区土壤有机质、水分、氮素养分含量及空气湿度高,年阴天总日数达190~247 d,年日照百分率30%以下,年太阳辐射总量3 542.3~3 789.3 MJ/m2,处全国同纬度低值区,海拔1 500 m以下区域年均气温12℃以上,生态环境优越,冬暖夏凉,有利于花魔芋生长发育。2014年,经对雷公山区花魔芋基地抽样测产及其样品质检(表2),平均每667 m2球茎鲜产量在2 500 kg以上,高产过万斤,低产样本也较雷公山区外围的类似区域增产39.51%;所产魔芋主要利用成分——葡甘聚糖 (KGM)含量处于10%~30%的中上水平[5],产品未检出二氧化硫,铅、砷等有害重金属的检出量远未超出国家规定标准。抽测样点均为酸性土壤,但都实现高产优质栽培。
3 雷公山区花魔芋种植区域布局建议
贵州省是国内唯一低纬度、高海拔、寡日照兼具的区域[6],雷公山区为贵州省东南部的中心地段,气候带谱垂直变异,土壤类型梯度变迁,地方魔芋种质抗耐酸土。通过细分气候要素、剖析土壤质地和考测地方种质,指出了雷公山区发展花魔芋的适生区域。当地想作稳、做大雷公山区的魔芋生产基地,既要充分利用有利环境,更需着力改善不利因素。
3.1区划基地布局
雷公山区大体可以海拔1 500 m为界,区划花魔芋栽植的适宜层与非适层。
①次适层海拔600~900 m划为花魔芋次适宜种植层。此层气温较高,≥10℃活动积温达4 350℃以上,霜冻来得晚去得早,多年极端最低温低至-8.9℃,十年难遇,极端最高温也难有超过35℃的机会。魔芋生长期逾210 d,植株个体大,但病害群发重。建议选择背光阴湿区域种植,利用缓坡稀疏林地、幼龄果茶园地间作,加强套作轮作和防病治虫,以提高魔芋产量和品质。
②最适层海拔900~1 300 m划为花魔芋最适宜种植层。此层森林茂密,气温相对温凉,≥10℃活动积温达3 500~4 300℃,霜冻相对较早到来和偏晚离去,多年极端最低温至-9℃少见,极端最高温到30℃极少,但雨量、雾日增加。魔芋生长期180 d左右,病虫为害发生轻,光合产物积累好。可充分利用旱作土、阴山冲、傍坡田、稀疏林地、幼龄果园、早期茶园做好技术组装,构建魔芋规模生产基地。
③可适层海拔1 300~1 500 m划为花魔芋可适宜种植层。此层林多草茂,气温比较凉爽,霜冻持续时间加长,≥10℃活动积温达3 000~3 500℃,多年极端最低温至-9℃不多,基本不会出现超过30℃以上的高温天气,雨量、雾日显著增多。魔芋生长期稳定通过150 d,病害明显减轻,光合产物能够形成。选择背风避冻区域种植,安排好播期,覆盖足量山草,可促进魔芋形成合理产量和完成优质生产。
④不适层海拔1 500 m以上视为魔芋不适宜种植层。此层温度过低,≥10℃活动积温在3 000℃以下,霜冻持续时间跨越4~6个月,多年极端最低温常低至-10℃及其以下,魔芋植株霜冻率几乎为100%,魔芋有效生长期不足3个月,土温适期极短甚至缺失,植株生长量过小,球茎发育期太短,难以积成经济产量,不适安排魔芋种植。
3.2改进技术措施
①有利条件与利用取向雷公山区海拔1 500 m以下的魔芋可种区域,土质良好、气候温凉、积温保证、光照柔和、生境湿润、土壤有机质含量高、立地原生态环境好,具备魔芋产地条件的基本要求。其建议一是大力挖掘地方种质、选育耐酸、抗逆魔芋品种,二是整体推进秋风粮作耕地培肥轮作、低产冷烂锈田排渍改种以及人工幼龄果茶林地的间套来扩种魔芋,三是通过定区域、定年限和定茬口,分区分层布局建设总规模18 000 hm2以上的魔芋基地,确保3 a一轮作的年度基地建设目标达到6 000 hm2。
②不利因素与应对策略雷公山山体庞大耸峙、谷深坡陡、气候差异大、土质悬殊。其主要不利因素,一是春秋低温、冬季霜冻、夏季暴雨、秋季绵雨,受山脊伏旱的局部性灾害气候侵袭,二是受土酸田冷、磷缺钾少的区域性缺陷土壤困扰。要应对不利因素影响,重点是落实增施生石灰、草木灰、磷钾肥及起厢排渍垄作、重施腐熟堆肥等改土措施;其次是深入开展抗耐酸土魔芋种质研究,并做到就近选择凉爽场地扩繁、轮繁种芋;再次是严格执行魔芋种植次适层、最适层、可适层分别限于3月下旬、4月上旬和4月中下旬播种。
[1]童碧庆,吴俊铭.贵州魔芋栽培生态气候条件分析及适用栽培技术[J].耕作与栽培,2003(6):51-53.
[2]黄肇玉,杨恕良,周定生,等.雷公山区农业气候资源考察研究[M].北京:气象出版社,1991.
[3]张珍明,贺红早,张玉武,等.雷公山自然保护区不同植被类型土壤的肥力及碳含量[J].西南农业学报,2014,27(3):1 202-1 206.
[4]刘佩瑛.魔芋学[M].北京:中国农业出版社,2004.
[5]符艳,吴绍艳,黎钱,等.魔芋葡甘聚糖在食品、生物、医学及化工领域的应用[J].广州化工,2013,41(19):19-21.
[6]吴克华,赵卫权,廖凤林,等.贵州省茶园生态适宜性研究[J].中国农业资源与区划,2014,35(2):108-116.
Analysis on Environmental Conditions Suitable for
Growth of Flower Konjac in Leigong Alpine Area,Guizhou
SU Zhouqun1,LONG Xiang1,GU Yangmei1,YANG Wen2
(1.Southeast Qian Commercial Crop Technique Popularization Station,556000;2.Leishan County Agricultural Bureau)
According to the basic requirements of flower konjac growth,this paper showed that the eco-environment around 600 to 1 500 m area above sea level was suitable for growth of flower konjac,based on the climatological data and soli texture report of Leigong Alpine area.Among them,the 600 to 900 m,900 to 1 300 m and 1 300 to 1 500 m area above sea level were followed by the less appropriate layer respectively,the most suitable layer and the appropriate layer. Further study was carried out on the germplasm of konjak that be resistant to acid soil.Choosing the nearest nice and cool ground for seed expanding and alternate propagation could better meet the seeds supplying requirements of the base construction.When dealing with the adverse effects of acid and rust soil,phosphorus and potassium deficiency,low temperature in the spring and autumn period and continuous cropping obstacle,konjac base is expected to steadily expanding with high yield and good quality by promoting the intercropping and the relay intercropping mode.
Leigong alpine area;Ecological environment;Flower konjac planting;Suitable layout;Countermeasures
10.3865/j.issn.1001-3547.2016.20.024
Q949.71+7.2
A
1001-3547(2016)20-0061-05
贵州省科技计划“魔芋种质资源鉴选及其优势品系高产优质高效技术研究”(黔科合农NY字[2014]3058号);贵州省蔬菜现代农业产业技术体系黔东南综合试验站建设专项(2014-01002)
粟周群(1965-),男,本科,农业推广研究员,主要从事蔬菜、果树栽培技术试验研究与示范推广,
电话:13595569789,E-mail:suzhouqun@126.com
2016-06-30