张家口地区马铃薯生长期气象条件及气象灾害分析

侯晓琦 高悦 吴伟光

摘    要：张家口地区马铃薯种植具有天然的气候优势。以张家口马铃薯主产区为研究对象，分析了2005—2019年7个县的气象条件，对比不同地区的气象条件，得出张家口地区最适宜马铃薯不同生育期生长的气候条件，最后分析不同气象灾害对张家口地区马铃薯种植的影响。研究结果表明，张家口地区10 cm地温、气温、降水量均适宜马铃薯的生长;同时不同县的气象条件中，7个县的降水量差异不显著（P>0.05），其余各项指标均差异显著（P<0.05）;坝上地区的气温条件较坝下地区更加适宜种植马铃薯。研究结果对今后该地区马铃薯种植的气象条件分析具有一定的借鉴意义。

关键词：马铃薯;生长期;气象条件;气象灾害

在我国，马铃薯作为第四大作物[1]，常年在种植面积与产量上居于世界首位[2]。农作物产量受多种因子的影响，随着生产力水平的提高， 生态气候因子的作用愈显重要。在品种和管理水平相对稳定的情况下，光、温、水等气象条件成为影响马铃薯产量的主要因子。然而受气候变化的影响，我国的马铃薯产量年际波动较大，发展不平衡。河北地区是我国的马铃薯主产区之一，同时张家口地区由于其高海拔和高纬度的优势，气候相对冷凉，更加适宜马铃薯的种植，且马铃薯病虫害在该地区发生较少，同时该地区还具有得天独厚的农牧资源及地理位置优势，很早以前马铃薯就被确立为张家口地区四大优势产业之一[3]。

为了解马铃薯对光、热、水条件的需求，本文以张家口地区7个县（尚义、康保、张北、怀安、蔚县、沽源、赤城）为研究对象，分析了2005—2019年张家口马铃薯主产区的气象条件，对比不同地区的气象条件，得出张家口地区最适宜马铃薯不同生育期生长的气候条件，最后分析了不同气象灾害对张家口地区马铃薯种植的影响。

本试验研究结果对解决张家口地区马铃薯种植中的气象问题，促进该地区马铃薯高产、稳产栽培，提供了全面的气象服务保障，对今后该地区马铃薯种植的气象条件分析具有一定的借鉴意义。

1   材料与方法

1.1   研究区概况

张家口地处河北省西北部，为华北平原和内蒙古高原的过渡带地区，位于东经 113°50′～116°30′、北纬 39°30′～42°10′。张家口地区总体地势为自西北至东南逐渐降低，中部由阴山山脉将该地区分为坝上与坝下。张家口地形多样，气候复杂，高原、山区、丘陵、河流流域等景观多样，气候、自然景观和农业系统因地区而异。坝上地区的气候特点是高原气候，坝下地区有山区、河流和丘陵气候，二者有着明显不同。张家口地区怀来县的全年平均气温最高，较最低的康保县和沽源县最多时可相差8 ℃，这些都是由于坝上、坝下地区的地势落差造成的。

1.2   资料来源

本文的气象资料来源于张家口地区气象站2005—2019年逐日的10 cm地温、降水量、气温、日照等资料;各县的气象资料由当地气象站统计汇总。其中康保、尚义、沽源、张北为坝上，其马铃薯播种时间为4月底至5月初;其余地区为坝下，播种时间较坝上地区早，为4月中旬，张家口地区马铃薯收获时间为9月中旬至10月初。

1.3   分析方法

依据气象资料，运用EXCEL软件对数据进行最大值、最小值、均值统计，并对比前人研究结果[4]，研究张家口地区马铃薯各生育期（播种期、发芽期、植株生长期、结薯期）种植气象条件适宜程度;对不同县的马铃薯种植气象条件进行方差分析，得出不同县气象条件的差异性。

2   结果与分析

2.1   张家口地区马铃薯种植气象条件分析

2.1.1   10 cm地温

由表1可知，张家口地区马铃薯种植各生育期10 cm地温实际水平较参考水平差异不大，适宜种植马铃薯。

2.1.2   气温

由表2可知，张家口地区马铃薯种植各生育期气温实际水平较参考水平差异不大，适宜种植马铃薯，但其中发芽期实际气温范围略低于参考水平，结薯期实际气温范围略高于参考水平，但对马铃薯生长发育影响较小。

2.1.3   降水量

由表3可知，张家口地区马铃薯种植各生育期降水量实际水平总体较好，在块茎形成期，降水量略低于参考水平;在淀粉积累期，降水量略高于参考水平。

2.2   张家口地区不同县马铃薯种植气象条件

利用方差分析，研究不同县对于10 cm地温、降水量、气温、最高气温、最低气温、日照时长共6项的差异性，不同县对于降水量不会表现出显著性（P>0.05），意味着不同县对于降水量均表现出一致性，差异性较小。另外，不同县对于10 cm地温、气温、最高气温、最低气温、日照时长呈现出显著性（P<0.05），意味着不同县对于10 cm地温、气温、最高气温、最低气温、日照时长有差异性。

总体来看，坝上主产区的各指标平均温度均低于坝下主产区，坝上主产区10 cm地温年平均温度为6.85 ℃，坝下主产区为10.04 ℃，差值为-3.19 ℃;全年气温均值中，坝上主产区为3.62 ℃，坝下主产区为7.96 ℃，差值为-4.34 ℃。对于马铃薯种植来说，由于其喜凉的特性，且适宜种植温度为13～20 ℃，故而壩上地区的温度更适宜马铃薯种植。

2.3   气象灾害对马铃薯种植的影响

2.3.1   高温干旱

在马铃薯发育早期，其需水量相对较低，干旱对其不会造成太大的影响，但进入马铃薯的生长关键时期，如块茎形成期需水量较多，为整个生育期的30%，而张家口地区降水量明显偏少，易出现“卡脖旱”现象，导致其减产，所以要加强灌溉，满足块茎形成期的水分需求。如果遇干旱加上高温，还会引起马铃薯疮痂病的产生，不但会使其减产，更会影响其品质。

2.3.2   连阴雨

张家口地区连阴雨天气较少，但是存在个别年份，如康保2008年8月出现连阴雨4 d降水量达到111.8 mm、2012年7月连阴雨3 d降水量达到77.6 mm等，一段时间的阴雨天气容易导致马铃薯癌肿病的发生，这是由于土壤湿度过高造成的;同时雨后立现高温天气，会导致马铃薯青枯病、晚疫病等使马铃薯减产的病害发生。

2.3.3   霜冻

张家口无霜期基本能满足马铃薯生长，蔚县、怀安终霜日主要集中在4月中上旬，赤城终霜日集中在5月上中旬，康保、尚义、沽源终霜日主要集中在5月中下旬。马铃薯在生育期较少会受到霜冻的为害，但是也存在个别异常年份，如康保2008年终霜日为5月30日、5月31日;尚义县2018年终霜日为5月31日;张北2000年终霜日为5月31日;沽源2000年终霜日为5月31日。晚霜会对马铃薯幼苗形成冻害，虽然马铃薯幼苗有再生的功能，但还是会对马铃薯生长发育造成不利影响，造成生育期加长，严重时可以将地上部分全部冻死。

坝上地区早霜集中在9月中下旬，坝下地区早霜集中在10月上中旬，康保2011年为9月9日，尚义2006年、2011年为9月9日。早霜会使马铃薯结束生长发育，影响果实的产量和质量，如果气温低于-4 ℃，地下部分也会遭到冻伤。

3   结论与讨论

马铃薯喜凉，最适生长温度在16～21 ℃[5]。各种气象条件对马铃薯产量均会产生不同的影响，随着温度的升高，马铃薯薯块的形成会变多，膨大速度会降低，严重缩短了马铃薯的生育时间，对马铃薯产量具有一定的影响[6];在马铃薯的块茎形成期，高温会导致马铃薯严重减产，所以温度是决定马铃薯产量差异的主要因子，二者为负相关关系[7]。本文的研究结果表明，张家口地区温度水平适宜种植马铃薯。水分条件同样会对马铃薯产量造成影响，由于马铃薯根系相对较浅，对干旱的感知更为明显，短时间的干旱也会造成马铃薯产量降低[8]。本文中马铃薯各生育期中除块茎形成期外降水量均较为适宜马铃薯生长，块茎形成期要加强灌溉。

有研究发现，在青海地区影响马铃薯种植的主要气象条件为热量和日照时长，在马铃薯不同生育期，这些主要气象因子对马铃薯生长的影响不同，在马铃薯生长初期，更多的热量和更长的日照会导致马铃薯生长发育更好，而在成熟期则表现为负相关关系[9-10]。在对张家口马铃薯主产区气象条件的研究中，发现坝上地区的总体温度水平低于坝下地区，且更为适宜马铃薯生长。

因此，在此气候背景下，采取适当的措施减小气候变化对马铃薯生产的影响是非常有必要的。例如，在幼苗期内与降水量负相关，快速膨大期内与温度负相关，可以适当避开当地主降水时期和高温时期，调整播种时间，从而减少气候变化对马铃薯生产的不利影响。同时应注意对灾害天气的防御，采取适当的措施减少灾害天气对马铃薯生产的影响，如做好田间排水、冬季科学蓄水及搭建温室大棚等[11-12]。

综上所述，本文的研究结果为促进张家口地区马铃薯高产、稳产栽培提供了气象服务依据，对今后张家口地区马铃薯种植的气象条件分析具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[ 1 ] Haverkort A J，Struik P C.Yield levels of potato crops：Recent achievements and future prospects[J].Field Crops Research，2015（182）：76-85.

[ 2 ] Tang J Z，Wang J，Fang Q X，et al. Optimizing planting date and supplemental irrigation for potato across the agropastoral ecotone in North China[J].European Journal of Agronomy，2018（98）：82-94.

[ 3 ] 魏靜，郑小刚，马忠社.坝上地区马铃薯种植地球化学区划——以尚义县为例[J].农学学报，2013，3（11）：10-13.

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[ 5 ] Haverkort A J，Verhagen A.Climate change and its repercussions for the potato supply chain[J].Potato Research，2008（51）：223-237.

[ 6 ] Haverkort A J，VandeWaart M，Bodlaeader K B A.The effects of early drought stress on numbers of tuber and stolons of potato in controlled and filed conditions[J].Potato Research，1990（33）：89-96.

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[ 10 ] 黄彩凤.宣威市马铃薯适应性气候分析[J].现代农业科技，2018（10）：93，95.

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[ 12 ] 池再香，杜正静，杨再禹，等.贵州西部马铃薯生育期气候因子变化规律及其影响分析[J].中国农业气象，2012（3）：417-423.