气侯变化背景下内蒙古马铃薯关键生长期气侯适应期分析

李文岗

（内蒙古自治区马铃薯繁育中心，内蒙古 呼和浩特 010031）

在20世纪，全球气候不断变暖，相应的农村气候变化很大。由于作物播种时间与其生长状况和气候资源的利用直接相关，所以气候变化对农业的影响是近年来农业气象学的主要研究课题之一，为的是避免气候风险，促进作物的正常发育，甚至高产。马铃薯是一种粮食，饲料和蔬菜作物。由于其具有适应性强、营养丰富、产量高、产量潜力大等特点，在农业生产和人民生活处于日益重要的地位。土豆广泛种植在世界许多地方。在中国，它的种植面积达到533×104hm2，年产量达到8000×104t，已成为中国最有希望的高产经济作物之一，在确保国家粮食安全方面发挥重要作用。马铃薯的产量和质量不仅受品种本身的影响，也受到栽培技术和环境条件的影响，其中包括受气象条件影响的重要栽培措施–关键生长期和气候适应期。在气候变暖的情况下，如果继续按照传统观点对其进播种，将会影响它的增长和发展，最终影响作物产量，品质等。

内蒙古是中国北方马铃薯的重要增长地区。独特的气候特征和地理环境，丰富的耕地资源，为它的生长发育创造了有利条件，成为中国3大集中种植的地区。从1996—2017年，种植面积从6.7×104hm2增加到20×104hm2，总产量从 100×104t增加到 500×104t，总产值为17.6×108mt。占全市GDP的16.7%。其收益占农民人均纯收入的26.9%（已成为快速增长的产业和农民富裕的重要渠道，但在气候变暖的背景下，当地人依然习惯于为了探索在该地区的适宜播种日期，进一步发展当地生产潜力，促进该产业健康发展，2017年4—10月，进行马铃薯播种实验，为适应对气候变化和培育高品质，高产量的马铃薯提供理论依据。

1 研究方法

1.1 自然环境简介

实验在内蒙古中部农业气象台（35b13cN，105b14cE，海拔176812m）进行，研究区属于凉爽的半干旱气候，年平均气温18℃，年降水量39213mm，621313mm）占全年降水量的54%，同季降雨量，年平均日照时数211316h，无霜期约145d。

1.2 实验方法

2001至2017年连续观察其生长和产量形成与发展。无气象观测站、无灌溉设施、品种为当地品种，采用田间作物耕种。而且生产技术没有显着变化和突变，土壤肥力水平没有显着变化。共设立4个抽样点。观察方法根据中国气象局农业气象观测规范进行，在其生长发育期，观察其发育密度、叶面积和叶片、叶柄、茎、块茎、干物质的生长，干物质的产量。2017年增加了观察次数，并且每天进行观察。并获取站地面气象观测资料。

1.3 生长期调查

调查了生长发育的一些重要特征。主要生长期分为播种期、出苗期、分枝期、花序形成期、开花期，植物形态和生长点。在该地块随机抽取5株植物，测定植株高度，叶面积和地上藓重。叶面积测量采用长广域法（校正系数为0.75）；研磨新鲜重瓣，茎等器官进行测量，然后在105℃条件下搁置30min，然后在80℃条件下烘烤至恒重，测干重。在每个生长期的预期期间称重每株植物的重量和其块茎的数量，并收集采样和产量分析。

2 结果与分析

2.1 播种日期对生长发育影响

2.1.1 对生长进程影响

根据试验结果，播种期的调整对其生长期有明显的调节作用。最早（4月24日）的生长期为170d，最晚种植期（7月10日）的最大生长期为96d。播种日期延迟14d，平均期间缩短13d。生长期的最长天数相差是播种期、幼苗期和开花期和收期，而其他日期不同。这主要是早期温度相对较低，早播播种的马铃薯发芽缓慢，生长速度缓慢，成熟期更长。随播种时间延迟，温度逐渐升高，增长加快，成熟期缩短。

2.1.2 对植株形态影响

由于播种方式和播种迟早不同，在不同播种日期处理的它植株的生长潜力也有很大的不同，主要体现在植株高度上。处理过的植物的最高高度更高，为48cm，最近的最高高度是7月11日最近种植时的39cm，高度最高为9cm。说明播种日期过早过晚都不适宜种植。特别是晚播，虽然晚期降水较多，并且植物高度正在增长，但出生天数太短，限制了植物的生长。只有播种日期是适当的，植株高度才能增加，才能为增加树枝数和叶数提供良好的空间支撑，有利于扩大光合力度和光合有效面积，为高产量奠定了重要基础。叶面积指数（LAI）是作物种植发展的最重要指标之一。叶作为植物细胞器光合作用产生的主要器官和有机器官，叶面积指数大，则使用光合作用更充分，光合产品质量高。叶面积指数与它的产量呈显着正相关。叶面积指数是否达到适度水平和质量是不可分割的。叶面积指数在整个生长期内变化，开花期最大，分枝期最小（从分枝期观察）。从不同播种日期的角度看，种植面积最大的叶面积指数为增产提供了坚实的基础。

2.13 对干物质积累的影响

回归分析显示，单独的干物质积累（y）不依赖于物流方程 Y=A/（1+Be-kt）或 Y=A/（1+eb-kt），相关系数每个回归方程达到非常显着的水平。通过一阶导数∂y/∂x=ABke-kt/（1+Be-kt）2计算每株植物干物质积累速率的动态变化过程。结果表明，7月11日播种期间干物质积累最少，7月27日播种日干物质积累最高。整个生长期土豆干物质积累速率变化趋势一致，性能低于开放抛物线型。随着播种日期推迟，每株植物干物质的最大积累速率提前出现，表明延迟播种加速了每株植物干物质重量的积累。从最大累积率来看，5月27日播种日期最高为477g/min·d，播种日期为4月26日。

2.2 播种期对产量的影响

马铃薯的最终产物是块茎，块茎生长良好与否直接影响单位面积产量。分析出苗后天数与块茎每单位面积鲜重的Logistic生长曲线，各方程式R2的测定系数达到显着水平。一般来说，块茎的生长过程基本相同。在增长期是S型曲线增长动力。块茎的净重增长比开花期慢，特别是开花期，块茎净重增加明显。这个时期是芽的增长时期和地下根部同时成长的时期，地上植物的高度一直是不变的，茎叶的生长达到了最繁荣的时期，这时候通过茎叶光合作用能量向大量的地下块茎运输，从而使块茎快速生长；到晚期生长期，由于茎叶开始变黄，叶片功能下降，导致块茎重量日增重逐渐减少。每个播种阶段块茎的积累显示不一样，5月27日块茎的鲜重最高，块茎的鲜重最小。块茎的最大积累率也是3月26日最高，为 34.18g/m2·d，最低播种日为 1990g/m2·d。随着播种日期的延长，块茎鲜重的最大积累速率较早出现，表明延期播种也加速了其鲜重的积累。将每个播种产量的结果与最终产量进行比较。4月26日播种处理产量最低，49m3均单产仅为111.39kg，相当于22733kg/hm2产量，5月27日播种产量最高，平均产量为169.87kg，相当于产量34667kg/hm2，相比之下，5月27日播种处理与4月26日播种产量11934kg/hm2，产量为52.5%。

3 结论

马铃薯生长阶段的生长减少（每10a播种1～2d），繁殖生长期延长（收获期花序形成延长9～10d），整个生长期延长（整个生长期每10a延长9～10d），研究区块茎的生长特征是生长快速增长缓慢，最大生长速度为5117gm。由于气候变暖，除了收获期外，其余时间有足够的热量，研究区域温度有时会产生负面影响，导致产量对温度的变化非常敏感。在块茎扩大期气候对产量有积极影响，其余时期的降水对产量形成均呈阳性，并且它非常敏感对降水的变化。阳光充足的块茎扩大期的日照充足。6月是需水量的关键时期，降水是影响其发育的重大影响因素；季节性高温是它生长和产量形成的主要限制因素。水分升温和降水量过多不利于区域生产的扩大，并且也受气候变化、品种、土壤肥力、耕作制度和生产技术等因素影响；气候变化将影响它的质量，这在未来的研究中需要进一步深入的讨论。

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