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内蒙古西部地区气候条件对马铃薯产量的影响
摘 要：利用达拉特旗1981—2010年的马铃薯产量及气候资料进行统计,运用相关分析及逐步回归方法,得出气温条件是影响马铃薯产量的主要原因,其次是淀粉积累期的日照时数.运用上述气象因子建立马铃薯气候产量的综合关系方程,为合理开发利用内蒙古西部地区农业气候资源和预测马铃薯的产量提供一定依据.
关键词：内蒙古西部；气候条件；马铃薯产量
马铃薯是一种粮、饲、菜兼用型作物,因其适应性强、营养丰富、产量高以及增产潜力大而在全球多地被广泛种植[1].内蒙古地区生长季内良好的雨热同期气候环境为马铃薯的生长发育提供了适宜的条件,从而成为本地区的优势作物之一.
农作物产量受多种因子影响,在品种和管理水平相对稳定的情况下,光、热、水等气象条件成为影响马铃薯产量的主要因子[2,3].目前关于内蒙古地区马铃薯的研究多集中在乌兰察布地区[4~6],其他地区研究甚少.本文选取国家商品粮基地——达拉特旗为代表,研究影响内蒙古西部地区马铃薯生长发育的气象因子.达拉特旗属于内蒙古西部农牧交错区的一部分,北部有黄河冲积平原,受黄河的灌溉,沿岸形成了大规模的农作区,其中马铃薯是达拉特旗主要的粮食作物之一.达拉特旗年均降水量311.4 mm,年日照时数3 106 h,年平均气温7.3 ℃,无霜期约147 d,为典型的温带大陆性气候.特殊的地理位置决定了其具有明显的立体气候特征,发展农牧业经济条件得天独厚.本文采用统计学方法,初步研究引起马铃薯产量波动的主要气象因子,为内蒙古西部地区合理利用气候资源、预测马铃薯产量及其种植区划提供一定依据.
1 资料来源与分析方法
1.1 资料来源
本文选取达拉特旗气象站1981—2010年生长季内（4—9月）以每旬为单位的气温、降水、日照、大风资料,来源于鄂尔多斯市气象局.同时选取达拉特旗该时段内历年马铃薯单产（kg/hm2）资料(来自当地统计局).首先对产量资料进行处理,区分趋势产量和气候产量,从实际产量中分离出趋势产量后,为气候产量.主要是由每年作物生育期内气象条件的利弊所决定的,可以是正值或负值.
本文中采用一元三次方程模拟效果最佳.
统计分析方法采用SPSS软件进行,首先计算各旬气候要素与产量之间的相关系数,然后选择相关系数较大的气候因子进行逐步回归分析,建立马铃薯气候产量与多个气象因子之间的关系模式.
2 结果分析
2.1 温度对马铃薯产量的影响
气温是决定马铃薯产量的主要因子,且马铃薯不同的生长发育时段对气温的要求不同.马铃薯种子在4 ℃以上即可萌发,在10~14 ℃正常发芽,幼苗生长期的适宜气温为15~22 ℃,结薯期适宜气温是15~20 ℃,大于25 ℃块茎变小；淀粉积累期适宜气温为12~15 ℃,气温达到20 ℃时块茎生长缓慢,超过25 ℃块茎膨大基本停止[7].
图1显示,气温对达拉特旗马铃薯的产量多表现为负效应,气温越高越不利于马铃薯产量的形成,这与马铃薯喜冷凉湿润的生长环境有关.达拉特旗马铃薯一般在4月下旬至5月上旬播种,5月份为发芽期,6月份进入幼苗期,7月至8月上旬为结薯期,8月中旬至9月上旬为淀粉积累期,9月下旬为收获期.相关分析显示：达拉特旗当地的气温与马铃薯的幼苗生长初期、块茎形成期以及淀粉积累期关系比较密切,均成负相关变化.达拉特旗6月份旬平均气温在20.7~22.5 ℃,7月上旬至8月上旬平均气温在22.1~23.5 ℃之间,8月中旬至9月上旬的平均气温在17.2~20.9 ℃.从气温条件上分析,达拉特旗比较适宜马铃薯的种植,但是随着温度的升高,若平均气温超过25 ℃时,马铃薯的产量将受到一定的影响.
2.2 降水、日照、风速对马铃薯产量的影响
不同时期的降水量与马铃薯产量的相关性可以看出（图2）,7月中旬以前的降水量与产量的相关性不是很大,说明在营养生长阶段以及块茎形成初期,自然降水不是限制马铃薯产量的主要影响因子.进入7月下旬,相关系数迅速增加,研究结果显示,7月下旬与8月下旬的降水量与马铃薯产量呈显著正相关,而9月上旬降水与产量则呈明显的负相关.7月下旬至8月下旬为结薯中后期和淀粉积累初期,也是马铃薯对水分需求的敏感期,自然降水有利于马铃薯产量的提高.而9月上旬为马铃薯淀粉积累关键期,此时段若降水过多反而会造成薯块腐烂以及发生病虫害,从而造成减产.
马铃薯的气候产量与日照时数显著相关的时段主要在9月上旬,相关系数为0.485.该时期为马铃薯淀粉积累关键期,生长特点是地上部向块茎中转运输碳水化合物、蛋白质和灰分,而充足的光照有利于马铃薯干物质积累,从而有利于产量的形成.9月上旬若遇到阴雨寡照天气,土壤湿度维持偏大或者泥泞,易造成薯块霉变或者腐烂,马铃薯的产量和品质将会受到较大的影响.相关分析显示,风速对马铃薯的产量影响不大.
3 马铃薯气象产量综合模式的建立
考虑到各种气象因子的交互作用,本文通过逐步回归的方法筛选出对达拉特旗马铃薯气候产量极为显著的气象因子,并建立综合回归模式.
上式中：yw为马铃薯的气候产量,为6月上旬平均气温,为8月上旬平均最高气温,为9月上旬日照时数.复相关系数.利用此方程可以对达拉特旗及其周边地区马铃薯气候产量进行监测与预报.为了比较各因子对马铃薯气候产量影响的大小,计算了标准偏回归系数,结果显示：影响达拉特旗马铃薯气候产量的气象因子的贡献率大小依次为：6月上旬的平均气温,偏相关系数为-0.396；8月上旬的平均最高气温,偏相关系数为-0.371；9月上旬的日照时数,偏相关系数为0.323.
4 结论
达拉特旗的气候条件较适宜马铃薯的生长发育及产量的形成,气候条件变化是引起马铃薯产量波动的原因,在马铃薯幼苗初期和结薯期若气温偏高反而不利于产量的增加,但淀粉积累期的日照时数偏多有利于干物质的积累及产量的形成.
运用逐步回归的方法建立马铃薯气候产量与主要气象因子的关系方程式,相关系数达到0.728,为极显著的水平.本文得出的结论为合理利用农业气候资源,提高马铃薯产量,具有重要的指导意义,并且为内蒙古西部马铃薯产量的预测以及种植区划提供一定的依据.
参考文献
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（收稿日期：2016-12-12）
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