广西糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性评估及应对气候策略

匡昭敏，欧钊荣，黄艳红，刘志平

【糖料与糖料生产】

广西糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性评估及应对气候策略

匡昭敏1，欧钊荣1，黄艳红2，刘志平1

(1广西壮族自治区气象科学研究所/甘蔗气象服务中心，广西南宁 530022；2浙江大学农业遥感与信息技术研究所，浙江杭州 310058)

利用1979～2019年40个压榨期(11月至翌年3月)的无雨日数资料，从时空分布及其气候演变特征2个维度对广西糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性进行分析评估。结果表明：11月至翌年1月广西蔗区平均机收作业适宜(无雨)天数53天，接近三分之二时间适宜机收作业，而2～3月只有三分之一的时间适宜机收作业；全压榨期机收作业适宜天数最多区域为百色市右江河谷蔗区，达三分之二以上，崇左市等西南部蔗区和北海市等南部蔗区次之，贵港、横县和来宾市的象州以南等广西中部的大部分蔗区再次之，上述蔗区机收作业适宜天数占压榨期总天数的一半以上，而柳州、河池等北部蔗区机收作业适宜天数低于一半。广西蔗区全压榨期机收作业适宜(无雨)天数呈上升趋势，增长速率为每10年2.8天，其中1月、2月为上升趋势，11月则呈减少趋势。从而提出了以12月至翌年1月作为广西糖料蔗集中机收时段，把右江河谷、桂西南和桂南蔗区作为机收作业大面积推广优先区域，研发轻便型机器等应对策略。

糖料蔗；榨季；机收作业；气候适宜性

0 引言

食糖是人民日常生活必需品和食品加工的主要添加剂及生物能源的重要原料之一[1]，属于国家重要战略物资和国际大宗贸易商品[2]。甘蔗是世界上最为重要的糖料作物之一[3]，在我国由甘蔗榨制的蔗糖占食糖产量的90%以上[4]。广西地处祖国南疆，气候温暖、热量充沛，是我国乃至世界上最适宜种植糖料蔗的优势地区之一，是我国主要的甘蔗产地[5]。从1992/93年榨季开始，广西糖料蔗种植面积和蔗糖产量一直居全国首位，占全国食糖产量近七成，是当地农民的重要经济来源，在广西占有重要的经济和社会地位[6]。

近年来，随着社会经济的进一步发展，我国糖料蔗产业竞争力不高、生产劳动力紧缺、综合成本高的问题愈发突出，推进甘蔗生产的全程机械化是提升产业竞争力、节本增效的重要手段之一。我国甘蔗生产机械化自上世纪50年代末起步，但前期大多停留在研究示范阶段，2010年后开始大力推进甘蔗生产全程机械化，虽然在机种、机管环节取得较好的推进速度，但机收比例提升缓慢。2017/18年榨季，全国甘蔗种植机耕率达到95%，机种率达到30%，综合机械化率为50%，但机收率仅约2%。而2018/19年榨季，由于榨季天气多雨，全国糖料蔗机收率(按入榨量算)仅为1.2%[7]。我国糖料蔗机收已经成为亟需突破的甘蔗生产全程机械化发展瓶颈问题，而榨季天气条件为制约机收作业的难题之一。在机械化如何应对天气条件方面，已有一些学者开展了相关研究，杨经纬结合扬州市粮食种植规模，农机机械化水平以及农机服务组织规模提出了应对特殊气候，充分发挥农机具作用的建议[8]；仝文伟等根据气候变化现状以及气候变化对农业生产的影响，提出了提高农业科技水平以及改善农业生产条件的建议，指出加速农业机械化，可以减少农业收种作业时间，增加作物生长时间[9]。但在针对糖料蔗机收环节因受天气影响大较难推进的问题，尚未见相关报道，因此很有必要对糖料蔗压榨期间的气象条件进行机收作业气候适宜性评估并提出应对策略，以趋利避害提高糖料蔗机收应对特殊气候的能力，达到降本增效的目标。

1 糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性评估

利用广西1979～2019年共40个榨季(11月1日至翌年3月31日)的降雨日数资料(资料来自广西壮族自治区气象信息中心)，从时空分布及其气候演变特征2个维度对广西糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性进行分析评估。

1.1 机收作业适宜(无雨)天数时空分布特征

1.1.1 时间分布特征

1979～2019年共40个榨季广西蔗区糖料蔗压榨期机收作业适宜天数全区平均值统计结果如表1所示。其中，11月和12月约为18～20天；1月约15天；2～3月约11天；压榨期间11月～翌年3月和11月～翌年1月总天数分别约为77天和52.5天，适宜作业天数占压榨期总天数的比例分别为51%、57%。可见11月～翌年1月接近三分之二的时间适宜进行机收作业，但2～3月只有三分之一的时间适宜机收作业。

表1　广西蔗区压榨期机收作业适宜天数平均值分月统计

1.1.2 空间分布特征

1979～2019年共40个榨季广西蔗区糖料蔗压榨期机收作业适宜(无雨)天数地区分布图见图1。其中，右江河谷地区为93～96天，占压榨期总天数的三分之二以上，为全广西最多；崇左市东部蔗区、南宁市武鸣区、隆安县、邕宁蔗区和上思等西南部蔗区大部及北海市等南部蔗区为80～90天次之；贵港、横县和来宾市象州以南蔗区等广西中部蔗区大部为75～80天再次之；上述蔗区机收适宜作业天数占压榨期总天数的一半以上。而柳州、河池等广西北部蔗区机收适宜作业天数为67～74天，低于压榨期总天数的一半。总体而言，广西右江河谷、西南部和南部蔗区压榨期适宜机械收割的天气条件优于其它蔗区。

图1　广西平均机收适宜作业天数分布图(图中绿色区域为甘蔗种植区，下同)

1.2 压榨期机收作业适宜(无雨)天数气候演变特征

经分析1979～2019年压榨期广西蔗区机收作业适宜(无雨)天数逐年变化趋势见图2～图5，全压榨期机收作业适宜天数呈上升趋势，增长速率为每10年2.8天(图2)；1月、2月呈上升趋势，每10年增长3天左右(图4～图5)，且2月份上升趋势较明显；11月则为减少趋势(图3)；12月和3月变化不大(图略)。此外，2018/19年压榨期机收作业适宜天数为40年来第二少，导致该榨季机收率大幅偏低，最少为1982/83年榨季(图2)。

图2　11月至翌年3月机收作业适宜天数逐年变化趋势

图3　11月机收作业适宜天数变化趋势系数分布图

图4　1月机收作业适宜天数变化趋势系数分布图

图5　2月机收作业适宜天数变化趋势系数分布图

2 糖料蔗压榨期机收作业应对气候策略

基于上述压榨期气候适宜性评估，笔者提出以下糖料蔗机收应对策略：

(1)应对气候变化，调整压榨期从两头往中间靠拢。以12月至翌年1月为糖料蔗集中机收时段，不仅利于糖分进一步累积，更利于充分利用有利天气时段抢收，有效规避机收作业欠适宜时段。

(2)确定机收作业优先推广区域。广西右江河谷、西南部和南部蔗区相对其他蔗区为机收作业气候优势区，可选择该区域作为广西机收作业优先区域进行突破和大面积推广应用。

(3)研发轻便型甘蔗收获机器。针对广西蔗区天气特点，加大力度研发适合于在偏湿、偏松软土地作业的轻便机器。

(4)加强糖料蔗压榨期机收适宜作业天气条件的监测预报。

[1] CHUM H L, WARNER E, SEABRA J E A,. A Comparison of commercial ethanol production systems from Brazilian sugarcane and US corn[J]. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2014, 8(2): 205-223.

[2] 林展图，李涛，王彩云，等. 甘蔗抗旱基因研究进展[J]. 湖北农业科学，2014(2)：249-254.

[3] GENTILE A, FERREIRA T H, MATTOSR S,. Effects of drought on the microtranscriptome of field-grown sugarcane plants[J]. Planta, 2013, 237(3): 783-798.

[4] 张风娟. 干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片解剖结构及生理生化的变化[D]. 南宁：广西大学，2014.

[5] 韦持章，马文清，陈远权. 广西糖料蔗生产现状与对策[J]. 中国热带农业，2011(5)：46-49.

[6] 高云，李树君，矫健，等. 广西糖料蔗产业发展路径分析[J]. 世界农业，2016(9)：237-243.

[7] 胡朝晖. 浅析我国甘蔗生产全程机械化的困境与前景[J]. 甘蔗糖业，2020(3)：7-13．

[8] 杨经纬. 推进粮食生产全程机械化有力应对不利气候影响[J]. 江苏农机化，2017(4)：41-433.

[9] 仝文伟，张玉娟，郭艳玲，等. 气候变化背景下农业气候资源开发应用研究[J]. 河南科学，2011，29(8)：933-936.

Evaluation of Climate Suitability for Harvesting Operation of Sugarcane and Climate Adaptation Strategy in Guangxi

KUANG Zhao-min1, OU Zhao-rong1, HUANG Yan-hong2, LIU Zhi-ping1

(1Guangxi Meteorological Sciences Institute/ Sugarcane Meteorological Service Center, Nanning, Guangxi 530022;2Institute of Remote Sensing and Information Application, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058)

Based on the spatial and temporal distribution of the number of rainless days and the climatic evolution characteristics of the 40 years of 1979～2019 meteorological data (November to March of the next year), the climate suitability of sugar cane crushing operation in Guangxi was analyzed and evaluated. The results showed that from November to January of the next year, the average suitable (no rain) days for harvesting operation in the sugarcane area of Guangxi is 53 days, close to two-thirds of the time was suitable for the machine, and only one-third of the time from February to March is suitable for operation. The most suitable time for the whole press period was more than two-thirds of the right river valley sugarcane area, followed by the southwest sugarcane area such as Chongzuo and Beihai, followed by Guigang, Hengxian and Laibin. In the south of the central part of Guangxi, such as the sugarcane area in the central part of Guangxi, the suitable number of days for the above-mentioned sugarcane area wass more than half of the total number of days in the pressing period, while the suitable days for the operation of the northern sugarcane area such as Liuzhou and Hechi were less than half. The number of days (no rain) in the full-pressing operation of the sugarcane area in Guangxi was on the rise. The growth rate was 2.8 days per 10 years, with January and February rising, and decreasing in November. Therefore, some countermeasures were put forward, such as taking the period from December to January of the next year as the concentrated sugar cane harvesting period in Guangxi, taking the Youjiang River valley, southwest Guangxi and south Guangxi as the priority areas for large-scale promotion of sugar cane harvesting operation, and developing portable machines.

Sugarcane; Squeeze period; Climate; Suitability assessment

1005-9695(2021)01-0032-04

2020-01-05；

2020-01-25

国家重点研发计划项目“热带与特色林果气象灾害监测预警技术与业务平台”(2019YFD1002203)；公益性行业(气象)科研专项重点项目“蔗糖产量预测及气象灾害监测评估技术研究”(GYHY20140406030)；广西自然科学基金项目“甘蔗主要生育期自动观测关键技术研究”(2017GXNSFBA198153)

匡昭敏，女，博士，教授级高工，主要从事气象灾害监测评估及气候变化适应研究；E-mail：kzhaomin@163.com.

匡昭敏，欧钊荣，黄艳红，等. 广西糖料蔗压榨期机收作业气候适宜性评估及应对气候策略[J]. 甘蔗糖业，2021，50(1)：32-35.