刘 敏， 马 锋， 薛小宁

(1.陕西省定边县气象局，陕西定边 718600；2．陕西省榆林市气象局，陕西榆林 719000)



榆林市马铃薯种植气候条件分析

刘 敏1， 马 锋2， 薛小宁2

(1.陕西省定边县气象局，陕西定边 718600；2．陕西省榆林市气象局，陕西榆林 719000)

摘要利用榆林市各县长年气候整编资料，对榆林气候资源(热能、降水、光照)在马铃薯各生长期影响产量指标和气象灾害进行了分析。结果表明，榆林市马铃薯生育期内积温随时间有增加的趋势，热量条件变好，对马铃薯生长发育有利；块茎膨大期内降水量随时间有逐年减少的趋势，自然降水不能完全满足马铃薯生长需求；通过综合分析马铃薯产量各指标发现，榆林市马铃薯种植北部风沙草滩区气候条件优于南部丘陵山区各县，尤其西北部的定边、靖边两县气候条件优越，但降水略偏少，大面积推广马铃薯种植业时需充分考虑人工灌溉及人工增雨，以提高产量。

关键词马铃薯；气候资源；风险评估；榆林

榆林市地处陕西省北部、毛乌素沙漠南缘，属温带干旱、半干旱大陆性季风气候，全市年平均气温9.2 ℃，年平均降水量400 mm，降水由西北向东南递增，主要集中在7～9月，占全年降水量的60%～70%。降水地域分布不均，风沙区一般在325～425 mm，丘陵区在400～500 mm，水资源匮乏是制约榆林农业生产的重要原因，因此要发展高效节水农业，种植马铃薯是一个很好的选择。马铃薯的水分利用率是小麦和玉米的8倍，同一地区种植，与杂粮相比具有明显的耐干旱优势。榆林市光照充足，是陕西省太阳能资源富集区；气候温凉，气温年较差、日较差大，基本满足马铃薯的生长需求。榆林市马铃薯种植业在全市农业生产中占非常重要的地位，马铃薯在全市12县区均有种植，尤其是西北部风沙草滩区种植面积大，产量高。

近年来随着全球气候变化，极端天气气候事件发生频率增高，气象灾害频繁，其中干旱是影响农牧业最主要的灾害。其他气象灾害如霜冻、冰雹、大风、沙尘暴、寒潮等，年年都有不同程度的发生。榆林市马铃薯种植业气候风险增大，如何充分应对气候变化，合理利用气候资源实现马铃薯的安全生产，达到提高产量，是当前需要解决的主要问题。笔者利用榆林市各县长年气候整编资料，分析了榆林市马铃薯各生长期的气候资源(热能、降水、光照)和气象灾害对马铃薯生产的影响，为开发利用气候资源、合理种植提供科学指导。

1马铃薯种植气象条件分析

通过对马铃薯生育期资料的统计分析，结合各县(区)实地种植情况，将榆林市马铃薯平均发育期划分为播种-出苗期(发芽期)5月上旬～6月上旬、出苗-分枝(幼苗期)6月中旬～下旬、分枝-开花(块茎形成期)7月上旬～中旬、开花-可收前期(块茎膨大期)7月下旬～8月上旬、开花-成熟期(淀粉积累期)8月中旬～9月上旬、可收期(收获期)9月中旬～下旬。其中，马铃薯播种时间的选择标准为5 cm地温稳定通过12 ℃时。榆林市各县区(除黄河沿线东南部的佳县、吴堡、清涧4月中旬5 cm地温就可以稳定通过12 ℃)4月下旬5 cm地温均可稳定通过12 ℃，适宜马铃薯播种。播种过早或过晚，均会影响马铃薯产量。

1.1热量条件

1.1.1无霜期。榆林市地处全国马铃薯生产北方一作区，春季播种，秋季收获。全市历年平均无霜期为174 d，其中地处榆林东南的吴堡县最长，可达205 d，榆阳区最短(156 d)。历年初霜日除吴堡县外均出现在9月下旬～10月上旬，榆阳区出现最早，为9月27日；吴堡县出现最晚，为10月18日。历年终霜日吴堡、佳县多出现于3月下旬，其余县(区)均出现在4月份，且集中出现于4月中下旬。近年来，随着全球气候变暖，榆林市无霜期呈现增长趋势。

以大面积种植马铃薯的定边县为例，定边县地处榆林最西端、陕甘宁蒙四省交界，海拔1 303～1 907 m，属典型的温带半干旱大陆性季风气候，春多风、夏干旱、秋阴雨、冬严寒，年平均气温8.6 ℃，年平均降雨量330 mm，主要集中在7、8、9月，年平均蒸发量2 850 mm，是降雨量的近9倍，平均初霜日期为10月3日，终霜日期为4月9日，无霜期176 d。从无霜期变化(图1)可以看出，定边县无霜期有延长趋势，尤其是20世纪80年代以后，随着全球气候变暖，延长趋势更加明显，1980～2009年延长幅度为1.4 d/a，但还没有达到可以改变种植生育期长马铃薯品种的程度，种植晚熟马铃薯品种受霜冻威胁比较大。

图1　1957～2010年陕西省定边县无霜期变化

1.1.2积温条件。据农业研究，马铃薯全生育期需要有2 000 ℃·d的有效积温，全生育期需≥5 ℃积温2 000～3 000 ℃·d[1]。榆林市平均稳定通过5 ℃的有效积温为2 832 ℃·d，稳定通过10 ℃的有效积温为2 820 ℃·d，从积温条件来讲，完全能满足马铃薯生长的要求。从全市≥10 ℃积温年变化(图2)可以看出，榆林市≥10 ℃积温呈现增加趋势，同时≥5 ℃积温、≥0 ℃积温也呈现增加趋势，与无霜期变化趋势相同。可见，榆林市马铃薯生产的热量条件逐年变好，各界限积温呈现增加趋势，这与近年来黄土高原气候变暖趋势一致。

图2　1971～2007年榆林市≥10 ℃积温变化

1.1.3温度条件。马铃薯性喜凉爽，不耐高温，其生长对温度比较敏感，在整个生育期间以平均气温17～21 ℃为宜[2]。榆林市马铃薯生育期平均气温为20.8 ℃，适宜马铃薯种植；其中绥德、吴堡、佳县生育期平均气温>21 ℃(表1)，可能对产量有一定影响，且马铃薯在不同生育期对气温的敏感程度有一定差异[3]。

1.1.3.1平均气温。

(1)发芽期。当温度达4～7 ℃时开始萌芽，8～9 ℃能正常发芽出苗，但出苗缓慢，12 ℃以上出苗加快；温度在4 ℃及以下时发芽缓慢，温度过低易被病菌侵入，烂种烂芽，不利全苗；温度达18 ℃时，出苗最快，温度过高可致苗嫩脚高，生育期推迟，产量降低。榆林市马铃薯播种至出苗期间的平均气温为18.8 ℃(表1)，能满足马铃薯出苗期温度要求，促使其快速出苗。

(2)幼苗期。茎叶生长的适宜温度在20 ℃左右，日照时数6 h/d为宜。日平均温度低于7 ℃则停止生长，高于24 ℃

就会发生徒长，且随着温度升高，呼吸作用加强，光合成的有机物质大量被消耗，基部叶片发黄脱落，当平均气温达29 ℃以上时，植株呼吸作用过强，可引起生长受阻。榆林市马铃薯幼苗期日平均气温为22.7 ℃，各县区除吴堡县外，气温均适宜马铃薯生长发育(表1)。

(3)块茎形成期和膨大期。此时段对温度反应最为敏感，适宜温度为16～18 ℃，日照时数9～10 h/d为宜。高温不利于块茎增重，当平均最高气温达20 ℃，块茎生长减慢，25 ℃时块茎几乎停止生长，到30 ℃完全停止生长；当平均最低温度低于2 ℃时，则块茎停止生长；当日照时数达15 h/d时块茎完全停止生长，茎叶出现徒长。榆林市马铃薯块茎形成期和膨大期的日平均气温分别为23.8、 23.9 ℃(表1)，一定程度上会影响块茎生长速度，位于西部的定边、靖边县此阶段温度条件优于其他各县区，较利于马铃薯生长。此外，马铃薯块茎膨大期内，7月上旬～8月上旬最适宜降水量为140 mm，月降水量<100 mm时，则产量不稳定。

(4)淀粉积累期。适宜温度为12～15 ℃，且平均最高气温越高越利于增产；日平均气温≥28 ℃，只长茎叶不结薯块，淀粉含量不增加；温度低于2 ℃，块茎淀粉减少，当气温低于-1.5 ℃，颈部受冻害，达-3 ℃时茎叶全部冻死。榆林市在此阶段的日平均气温为20.3 ℃(表1)，利于马铃薯淀粉积累。

(5)收获期。适宜温度为20～25 ℃，土壤相对湿度应保持在50%～60%。温度偏高达29 ℃以上时，干热天气会使块茎停止生长，从而导致产量降低；降水太多会影响干物质的积累，易导致马铃薯皮孔开放而出现腐烂现象。温度低于15 ℃时，则光合作用降低，影响淀粉的合成和积累，使品质受到影响，但与品种还有直接关系。当气温低于-1.5 ℃，颈部受冻害，-3 ℃茎叶全部冻死。收获期内榆林市日平均气温为15.4 ℃，全生育期的平均气温均在马铃薯生长的适宜范围内(表1)，利于马铃薯生长和增产。

1.1.3.2平均最高气温。平均最高气温主要影响马铃薯结薯期(即块茎形成期和块茎膨大期)。马铃薯是怕高温作物，结薯期对高温尤为敏感，榆林市平均最高气温在马铃薯结薯期较高，会影响马铃薯的发育，西部的定边、靖边县平均最高气温相对较低，对马铃薯增产有利(表2)。

1.1.3.3平均最低气温。平均最低气温对马铃薯的生长发育影响最大的阶段与平均最高气温相同，也是结薯期，结薯期平均最低气温越高，越利于增产。此阶段(块茎形成期和膨大期)榆林市平均最低气温分别为17.7、18.3 ℃，为一相对高值区，利于马铃薯的生长。进入淀粉积累期后，平均最低气温越低，越利于增产，榆林市平均最低气温在进入淀粉积累期明显下降，利于马铃薯的增产(表3)。

表2　榆林市各县区马铃薯生长发育期旬平均最高气温　℃

表3　榆林市各县区马铃薯生长发育期旬平均最低气温　℃

1.1.3.4气温日较差。在马铃薯生长后期特别是淀粉积累期气温日较差影响最大，昼夜温差大，有利于生长期的延长和淀粉的充分积累，进而促进产量的增加。榆林市马铃薯淀粉积累期平均气温日较差为11.4 ℃，利于马铃薯增产，且全市淀粉积累期气温日较差有增长趋势(表4)。

1.2降水条件马铃薯在发芽期和幼苗期需水量不多；但茎块形成期和膨大期需水量剧增，需水量占全生育期耗水量的50%以上[4]；块茎膨大期和淀粉积累初期需水最多，水分充足可保障块茎膨大迅速，产量高；若水分缺失则膨大缓慢，影响产量，甚至会形成次生茎块和畸形薯；成熟期所需水分逐渐减少。从榆林市马铃薯各生育期降水分布(表5)可以看出，榆林市各县区降水时间分布完全符合马铃薯各生育期生长发育需求。马铃薯属耐旱作物，全生育期需总降雨量为300～450 mm，分配均匀就可获得丰收。榆林市各县区中，定边、横山西北部县区降水略偏少，基本也能满足马铃薯的生长，其余各县区降水条件均能满足马铃薯生长需求。但马铃薯生育期内，尤其是块茎形成期全市降水量有减少趋势，应适时增加灌溉，抓住有利时机开展人工增雨作业，为马铃薯高产创造有利条件。

表4　榆林市各县区马铃薯生长发育期气温日较差　℃

表5　榆林市各县区马铃薯生长发育期降水量分布　mm

1.3光照条件马铃薯是喜光作物，对光照敏感。光照充足，光合作用增强，利于块茎形成，产量高；但过强的光照，也不利于植株生长，尤其是后期容易衰老，缩短生育期，影响产量。同时马铃薯是短日照作物，日照时数在4～6 h/d就基本能满足马铃薯的生长发育；不足4～6 h/d，不能正常开花，长期光照不足会使茎叶徒长，抗病能力下降；全生育期日照时数9～10 h/d为宜。榆林市马铃薯全生育期平均日照时数8.1 h/d，北部地区光照条件好于南部县区(表6)。

各生育期对光照的敏感程度不同，出苗期、幼苗期对光照需求较小；块茎形成期对光照需求增大，此时较强的光照有利于块茎的形成，块茎形成较早，有利于生长期的增长，促进增产。马铃薯块茎形成期榆林市平均日照时数为8.4 h/d，北部县区光照条件较南部县区利于马铃薯生长；块茎膨大期内短日照有利于光合产物向块茎输送，促使马铃薯增产，该时期榆林市平均日照时数8.2 h/d，日照时数较块茎形成期缩短，利于有机物的形成，其中定边、靖边、横山、神木、佳县、子洲、绥德、清涧日照条件优于其他县区；进入淀粉积累期及成熟期，长日照利于淀粉的积累，此阶段榆林市北部县区光照条件优于南部县区。综合考虑各生长期日照条件(表6)，榆林市北部县区优于南部县区。

表6　榆林市各县区马铃薯生长发育期平均日照时数　h/d

2气象灾害对马铃薯生产的影响

2.1霜冻以历年平均初、终霜日为依据，按照推迟时间段可分为轻霜冻、中度霜冻和重霜冻[5]。霜冻过晚或过早均会对马铃薯生产产生影响，榆林市终霜冻一般不会对马铃薯种植产生严重影响，初霜冻过早会对马铃薯产生冻害。此外马

铃薯生长发育期低温冻害会对马铃薯生长产生不利影响。马铃薯发芽期较长,终霜冻对其生长影响相对较小,主要是初霜冻危害大,要选择好品种熟性,确定好播种期和收获期,避免初霜冻危害的发生。

2.2高温干旱高温干旱是影响马铃薯产量的主要气象灾害之一。榆林市季节干旱发生频率差别较大，其中春旱发生频率最高，此时为马铃薯生长初期，容易造成芽期缺水，影响生长发育。夏季一般高温和干旱同时发生，此期正值马铃薯生长和需水的关键期，会严重影响马铃薯产量。

2.3冰雹冰雹灾害具有局地发生的特点，可造成马铃薯地上茎杆受害，对于部分地区的危害甚至是毁灭性的，虽然马铃薯具有再生能力，但生长发育受到影响，产量大幅降低。

2.4连阴雨榆林市连阴雨发生频率较高，且连阴雨多出现在马铃薯生长发育后期(淀粉积累期到收获期)，此阶段马铃薯需水量降低，而转为需光照及气温日较差。连阴雨会使光照不足，气温日较差缩小，土壤含水量增加，长时间的连阴雨会造成马铃薯腐烂，影响产量。

3小结

利用榆林市各县长年气候整编资料，分析了榆林市马铃薯种植气候条件和气象灾害对马铃薯生产的影响。结果发现，榆林市马铃薯生长季节生育期积温随时间有增加的趋势，热量条件逐渐变好，利于马铃薯生长发育；无霜期增长幅度较小，初终霜的出现时间与原来相近，没有达到改变马铃薯种植品种的程度；降水量随时间有逐年减少的趋势，主要体现在块茎膨大期，自然降水不能完全满足马铃薯生长需求；夏季高温伏旱是影响马铃薯产量的重要气象因子，秋季连阴雨也会对榆林市马铃薯生产种植产生不利影响。块茎膨大期气温日较差大，是榆林市马铃薯优质高产的有益气候因子。综合影响马铃薯产量各指标，榆林市北部县区气候条件优于南部县区，尤其西北部的定边、靖边气候条件优越，但降水略偏少，大面积推广马铃薯种植业时需充分考虑人工灌溉及人工增雨，促进马铃薯的优质高产。

参考文献

[1] 于沪宁，李伟光．农业气候资源分析和利用[M].北京:气象出版社,1985:268-272.

[2] 王自上．春马铃薯无公害高产栽培技术[J].河南农业,2008(9):47-47.

[3] 韦剑锋．广西冬种马铃薯的气候条件分析[J].安徽农学通报,2011,17(23):155-157.

[4] 王宪富．呼和浩特地区马铃薯生产气候资源研究[D].杨凌：西北农林科技大学,2009:19.

[5] 王前．内蒙古鄂尔多斯市第三次农牧业气候资源与区划[M].北京:气象出版社，2006:16.

收稿日期2015-11-30

作者简介刘敏(1986- )，男，山西临汾人，助理工程师，从事预报服务、农业气象和雷电灾害研究。

中图分类号S 162.5

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)01-268-04