彭州市春玉米套种春马铃薯的农业气候资源利用分析

荣 韧，亢 强，陈 乐，刘洋远，鲁 燕

(1.成都农业气象试验站，四川温江 611135；2.高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，四川成都 610072；3.四川省双流县气象局，四川双流610200；4.四川省彭州市气象局，四川彭州611900；5.四川省成都市温江区气象局，四川成都 611135)



彭州市春玉米套种春马铃薯的农业气候资源利用分析

荣 韧1，2，亢 强3，陈 乐1，2，刘洋远4，鲁 燕5

(1.成都农业气象试验站，四川温江 611135；2.高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，四川成都 610072；3.四川省双流县气象局，四川双流610200；4.四川省彭州市气象局，四川彭州611900；5.四川省成都市温江区气象局，四川成都 611135)

摘要[目的]分析春玉米、春马铃薯种植的农业气候资源。[方法]根据玉米、马铃薯对气象条件的需求，利用彭州市气象观测和土壤湿度资料，采用统计学方法，分析了春玉米、春马铃薯种植的农业气候资源以及彭州市春玉米与春马铃薯套种的农业气候资源优势。[结果]春玉米、春马铃薯的适宜播种期分别为3月下旬～4月上旬、2月上旬～3月上旬。春玉米和春马铃薯生育期间热量资源丰富，土壤水分充足，降水量及总体分布适宜，日照尚够，能满足各生育期的需要，总体配置协调，适宜两者种植。[结论]采用春玉米与春马铃薯套作，可以最大限度地利用土地、时间、空间，提高光热利用率、改善农田环境、减轻病虫害、增加单位面积的产出，从而实现经济效益最大化。

关键词春玉米；春马铃薯；套种；农业气候；资源利用

彭州市是全国重要的商品粮生产基地和无公害蔬菜生产示范基地县(市)之一。近年来在丘区采用春玉米套种春马铃薯模式，这是一种粮经高效复合栽培模式，可使单位有效面积获得高产高效，该技术可以有效地提高农民的经济收入，有利于农村的经济结构调整，增加农民收入。随着全球气候变暖，极端灾害性天气频发，影响着玉米套种马铃薯模式的产量及品质的进一步提高。前人对玉米[1-4]、马铃薯[5-8]的气象条件方面有不少的研究，但目前没有针对彭州市春玉米套种春马铃薯模式的气候资源利用方面的研究。笔者利用彭州市气象观测和土壤湿度资料，采用统计学方法，分析了春玉米、春马铃薯套种的适宜播种期以及套种后气象条件对两者的影响和具有的农业气候优势，以期为针对性地利用当地优越的农业气候资源进行种植提供依据。1资料与方法

研究资料为彭州市气象局提供的1971～2014年彭州市地面气象观测资料和2012～2015年彭州市通济镇黄村土壤水分自动观测站资料，采用统计学的方法[9-11]，分析了春玉米、春马铃薯种植的农业气候资源以及彭州市春玉米与春马铃薯套种的农业气候资源优势。

2玉米、马铃薯各生长阶段对气象条件的要求

2.1玉米对光、温、水的需求

2.1.1气温。根据前人研究结论，凡≥10 ℃积温在1 900 ℃·d以上、夏季平均气温≥18 ℃地区均可种植玉米。从玉米各发育期所需气温指标(表1)可看出，播种～出苗期日平均气温<6 ℃，不出苗；苗期(出苗～拔节前)，日平均气温<8 ℃植株生长缓慢，﹥35 ℃苗纤细而不壮；穗期(拔节～抽雄前)，当日平均气温稳定≥18 ℃，玉米开始拔节，﹥35 ℃或<10 ℃不利于植株生长、幼穗发育。花粒期(抽雄～开花期)，日平均气温﹥32 ℃雄雌穗花期不遇，严重影响授粉，导致缺粒、秃尖；<19 ℃不利于开花授粉。灌浆～成熟期，日平均气温﹥28 ℃高温逼熟使粒重明显下降，减产严重；<15 ℃时灌浆停止。

2.1.2水分。玉米全生育期处在高温时期，需水较多。适宜生长的年降水量为500～1 000 mm为宜，生育期内以500 mm左右为宜，至少有250 mm，且分布均匀。 适宜的土壤相对湿度为50%～80%。播种～出苗期，需水量很少，约占总需水量的3%～6%，当土壤水分不足，种子难萌发。苗期，植株矮小，生长缓慢，需水量少，约占总需水量的20%。穗期，需水量是一生最高值，占总需水量的30%～40%，水分不足，将引起小穗、小花数目减少，穗粒数下降，“卡脖旱”会延迟抽雄授粉，降低结实率，严重影响产量。抽雄开花期，此时期是需水临界期，对水分要求严格，需水量约占总需水量的14%～17%，虽其比率不高，但日耗水强度最高，田间持水量以80%左右为宜，缺水将导致产量严重下降，空气相对湿度<30%，严重影响开花受精。灌浆～成熟期，此时期仍需相当量的水分，约占总需水量的20%～30%才能保证有机物充分向籽粒运输和保持叶片功能。

2.1.3光照。玉米喜光，为不典型的短日照作物，对光照要求不严格，日照充足有利于高产。短日照条件下，植株矮小，抽雄开花提前，使产量降低。长日照条件下，茎叶繁茂，抽雄开花推迟，甚至不能开花结实。

2.2马铃薯对光、温、水的需求

2.2.1温度。根据前人研究结论，凡≥5 ℃的积温在3 500～6 500 ℃·d、最热月平均气温在22～28 ℃的地区均可种植。根据马铃薯各发育期所需温度指标(表2)，播种期土温<4 ℃或﹥42 ℃，不能发根；发芽期(播种～出苗期)日平均气温<5 ℃或﹥42 ℃，不能发芽；幼苗期(出苗后～分枝期)日平均气温<7 ℃或>42 ℃，茎叶(根芽)停止生长；开花期日平均气温<5 ℃或﹥38 ℃，不开花；可收～成熟期日平均气温<2 ℃或>29 ℃，块茎停止生长。

2.2.2水分。马铃薯需水量中等，整个生育期降水量应分布均匀，降水量以300～400 mm为宜。 发芽期(播种～出苗期)，保持上面的土壤干爽，就能保证适时出苗。幼苗期(出苗后～分枝期)，即完成一个叶序生长的时期，要求适当的土壤湿度，占田间最大持水量的50%～60%；前半期保持适度干旱，后半期保持湿润，可提高净光合生产率。发棵期(分枝～开花期)，前期要求保持土壤水分充足，占田间最大持水量的70%～80%，后期要适当控制水分，逐步降至60%左右以利于适期转入结薯。结薯期(开花～成熟期)，此时期是需水最敏感的时期，也是需水量最多的时期，这一时期缺水将影响马铃薯产量；要求土壤始终保持湿润，保持田间最大持水量的80%～85%为宜。

2.2.3光照。马铃薯是喜光作物，长期光照不足或种植过密，茎叶容易徒长，影响开花结果，造成减产。光对幼芽有抑制作用，发芽期要求黑暗条件。长日照有利于幼苗期和发棵期的茎叶生长和匍匐茎的发生，对开花有利。短日照使茎叶较早停止生长，植株矮小，结薯较早。在结薯期，短日照有利于养分积累和块茎膨大，有利于薯块生长发育。

3春玉米和春马铃薯种植的农业气候资源利用分析

3.1春玉米

3.1.1热量条件。

3.1.1.1生长期界限温度日期、积温及日数。彭州市稳定通过10 ℃的初日在3月下旬初，稳定通过12 ℃的日期出现在4月1日，有利于春玉米播种，故3月下旬～4月上旬可作为春玉米的适宜播种期。稳定通过20 ℃初日在5月下旬，有利于春玉米拔节。春玉米整个生长期≥10 ℃的有效积温为3 738.5 ℃·d，夏季平均气温为24.2 ℃，可见热量资源能满足玉米生长发育对热量累积和强度的需求。

3.1.1.2旬平均气温。

(1)播种～出苗期。3月中旬旬平均气温为11.4 ℃(表3)，气温适宜播种。3月下旬～4月中旬气温虽略高于最适宜播种的气温，但仍能满足春玉米播种的热量要求，对播种无影响。

(2)苗期(出苗～拔节期前)。4月中旬、5月中旬～6月上旬旬平均气温接近幼苗生长的适宜温度，4月下旬～5月上旬则在最适宜温度范围内(表3)。历年稳定通过15 ℃的日期出现在4月19日，幼苗生长期温度大部分处于较适宜气温范围，有利于春玉米幼苗生长。

(3)穗期(拔节～抽雄期前)。5月中旬～6月上旬旬平均气温在20.6～22.8 ℃(表3)，稳定通过20 ℃的日期出现在5月27日，虽气温较最适宜温度有所偏低，但高于其下限气温，基本能满足春玉米拔节～抽雄期热量要求，有利于植株生长和幼穗发育。

(4)抽雄～开花期。对温度要求最高，6月中旬～7月中旬旬平均气温为23.2～25.2 ℃(表3)，在其下限气温与最适宜气温之间，仍能满足春玉米抽雄开花需要，较有利于春玉米抽雄开花。

(5)灌浆～成熟期。7月下旬～8月中旬旬平均气温略高于最适宜气温，8月下旬～9月上旬气温在最适宜范围内，总体上对春玉米的灌浆成熟有利。

总之，彭州市热量资源丰富，以3月下旬～4月上旬作为春玉米的适宜播种期，温度条件能满足春玉米各个阶段生长发育的需求。

3.1.2水分条件。据统计，彭州市年降水量为867.0 mm，春玉米生育期总降水量694.6 mm，年降水量和生长期降水量均适宜其生长。统计春玉米各发育期历年平均降水量所占百分率(表4)发现，生长期降水量的分布是随发育进程由小逐渐增大，到灌浆～成熟期达最大，拔节～抽雄期次之。播种期～拔节期降水少能蹲苗促进苗壮，拔节期降水量较大能满足其对水分的需要，抽雄～开花期需降水量约占总需水量的38%，降水充沛，对产量形成有利。灌浆～成熟期降水最多，对玉米品质形成有一定不利影响。总之，春玉米各生育期降水量足够，总体分布适宜，能满足玉米生长发育对水分的需求。

3.1.3日照条件。据统计，玉米生长期月日照时数112.4～138.5 h，基本能满足对日照的要求。尤其是7～8月月日照时数在130.0 h以上，充足的日照有利于玉米光合产物形成，提高后期产量。

综上所述，彭州市气候资源丰富，光、温、水条件与春玉米各个生长发育阶段配置适当，适宜春玉米生长发育，可充分利用有利的气候资源种植春玉米。

3.2春马铃薯

3.2.1热量条件。

3.2.1.1生长期界限温度日期、积温及日数。据调查，彭州市春马铃薯一般在1月中旬～2月下旬播种，有一定机率遭遇低温冷害，造成延迟出苗。据统计，彭州市稳定通过5 ℃的初日在2月10日，其后到历年3月中旬前，旬平均气温﹤10 ℃，有利于喜凉作物马铃薯播种，故2月上旬～3月上旬可作为春马铃薯的适宜播种期。稳定通过10 ℃的初日在3月下旬初，有利于迅速生长。稳定通过20 ℃初日在5月下旬，有利于块茎膨大。整个生长期≥5 ℃的有效积温为3 721.1 ℃·d，满足生长所需积温条件(3 500～6 500 ℃·d)，最热月平均气温25.0 ℃，满足可以种植的条件(22～28 ℃)。可见热量资源能满足马铃薯生长发育对热量累积和强度的需求。

3.2.1.2旬平均温度。结合表2和表5分析，播种期历年旬平均气温、地温均达到了最低温度要求。出苗期，若在2月中旬～3月上旬气温、地温在下限到最适宜温度之间，幼苗生长较缓慢，若在3月中旬～下旬出苗，气温、地温均适宜，幼苗生长良好。幼苗生长-分枝期，前期地温适宜根芽生长，后期气温适宜茎叶生长。开花期，气温、地温偏高，但在较适宜条件内，加之丘区夜间温度低，昼夜温差大，对开花及块茎膨大有利。可收期，气温、地温偏高较多，不太适宜块茎的进一步膨大增长，生长速度下降。成熟期，气温接近块茎停止生长的气温指标，恰逢收获时节，对其无影响(表5)。

总之，以2月上旬～3月上旬作为春马铃薯适宜播种期，虽营养生长期的历年旬平均气温、地温与最适宜气温接近，生殖生长期的温度比最适宜温度偏高，但热量资源丰富，总体配置协调，能满足春马铃薯各个阶段生长发育的需求，有利于春马铃薯的种植。

3.2.2水分条件。根据彭州市2012～2015年通济镇黄村土壤水分自动观测站资料和1971～2014年气象资料，统计春马铃薯各发育期降水量及土壤湿度(表6)发现， 马铃薯从播种开始各旬降水量逐步增加，到开花和成熟期达最大，占整个生育期降水的76%左右；生育期降水量为667.0 mm，降水量充沛，分布均匀；降水的变化与生长发育的各个阶段所需水分一致，对马铃薯的营养生长及生殖生长均有利。土壤相对湿度分布总体适宜，墒情较好。播种到幼苗期土壤相对湿度均在适宜的范围内，能保证马铃薯顺利出苗，幼苗生长健壮；发棵期前期土壤相对湿度接近适宜，后期适宜；结薯期土壤相对湿度偏低，不太适宜，但此期降水量最多，也能基本满足结薯期对水分的要求。总之，春马铃薯生长期间，降水分配较适宜，土壤水分充足，能满足其生长发育的需求。

3.2.3日照条件。在整个生长期日照均较少。幼芽期历年平均日照约为2 h/d，对幼芽生长较为有利；茎叶生长期(2月～5月上旬)历年平均日照为3 h/d，对茎叶生长不太有利，易使茎叶徒长，在一定程度上延迟块茎形成；薯块生长发育期(5月中旬～7月下旬)历年平均日照为4 h/d，对薯块膨大及淀粉积累有利。总之，日照对马铃薯的影响是利大于弊，对产量提高没有大的不利影响。

综上所述，彭州市光、温、水气象条件与马铃薯的各个发育阶段总体配置协调，适宜马铃薯生长发育。可充分利用有利的气候资源进行春马铃薯种植。

4春玉米套种春马铃薯的农业气候优势

4.1套种调节田间气温，适宜两者生殖生长套种后，玉米拔节～灌浆期与马铃薯开花～成熟期相遇。此期旬平均气温均高于21 ℃，不利于马铃薯块薯膨大。但由于玉米长得高可给较矮的马铃薯起一定遮阴作用，使田间气温、土温得到一定程度降低，有利于喜冷凉的马铃薯块茎的膨大，也有利于喜温的玉米生殖生长。

4.2套种水分需求同步，满足两者发育生长套种后，玉米的抽雄吐丝期与马铃薯的结薯期基本相遇，此期彭州市降水量及土壤相对含水量也同步达到最多，且多夜雨，最有利于两者的生长发育，既保证了水分的供应，又提供了充足的光合作用时间。

4.3套种提高光热利用，促进两者物质积累套种后，由于2种作物株型、叶型、需光特征各不相同，两者高矮搭配，长圆叶搭配，作物平面受光变为立体多层受光，提高了光热资源利用率。避免了植株相互荫蔽，既可防止喜阴的马铃薯茎叶徒长，促进其块茎膨大，又可使喜光的玉米的侧面受光量明显增加，延长了光合作用时间，有利于玉米干物质的积累和输送。

4.4套种改善农田环境，减轻病害虫害发生套种后，可以丰富农田植物群落和动物群落，改善了天敌的生活和繁殖条件，容易形成天敌控制害虫的环境。另外，可以阻避不同类型的蚜虫迁来，阻挡无翅蚜的爬迁传毒，同时蚜虫对多种作物的尝食，也可使其啄针顶端所带的病毒减少或钝化，在一定程度上削弱了有利两者病虫害发生发展的条件。

4.5套种巧借时间空间，充分用地增加收入套种在时间安排上巧妙地利用了玉米和马铃薯需光特性的不同。前期(3月下旬～5月上旬)，玉米为播种出苗～幼苗生长期，马铃薯处于出苗～分枝期，两者均处于营养生长期，能使2种作物均能充分接受日照。后期(5月中旬～6月中、下旬)，马铃薯处于薯块膨大期时，玉米才处于拔节期，两者的器官形成盛期刚好错开。在空间上，根系分布较浅的马铃薯与根系较深的玉米套种充分利用了不同土层的养分和水分，有利于两者的生长发育及干物质的积累和输送，从而提高单位面积的产量。同时收获马铃薯后可以利用套种行间的空闲土地、充

足的热量和阳光，多收一茬蔬菜，提高了复种指数，增加经济收入。

5小结

(1)适宜播种期春玉米为3月下旬～4月上旬，春马铃薯为2月上旬～3月上旬。

(2)春玉米灌浆成熟期降水多，对品质不利；春马铃薯若1月中下旬播种则出苗期可能遭遇低温冷害。春玉米和春马铃薯生育期间热量资源丰富、土壤水分充足、降水量及总体分布适宜，日照尚够，能满足各生育期的需要，总体配置协调，适宜两者种植。

(3)采用春玉米与春马铃薯套作，可以最大限度地利用土地、时间、空间，提高光热利用率，改善农田环境，减轻病虫害，增加单位面积的产出，从而实现经济效益最大化。

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Analysis on Utilization of Agricultural Climate Resources of Spring Maize Interplanting Spring Potato in Pengzhou City

RONG Ren1,2, KANG Qiang3, CHEN Le1,2et al

(1. Chengdu Agricultural Meteorological Station, Wenjiang, Sichuan 611135; 2. Sichuan Provincial Key Laboratory of Plateau and Basin Flood Rainstorm, Chengdu, Sichuan 610072; 3. Sichuan Shuangliu County Meteorological Bureau, Shuangliu, Sichuan 610200)

Key wordsSpring maize; Spring potato; Interplanting; Agricultural climate; Resource utilization

Abstract[Objective]The aim was to analyze agricultural climate resources for spring maize and spring potato planting. [Method]According to the demands of maize and potato on meteorological conditions, using meteorology observation and soil humidity data in Pengzhou City, adopting statistics method, agricultural climate resource for spring maize, spring potato planting and advantages of interplanting were analyzed. [Result]The results showed that the suitable sowing periods for spring maize and spring potato are late March-early April, early February-early March. The heat resources are abundant, soil moisture is adequate, the overall distribution of precipitation is appropriate, and sunshine is enough in growth period of spring maize and spring potato. [Conclusion]Spring maize and spring potato intercropping can utilize land, time, space in the largest extent, improve the farmland environment, reduce plant diseases and insect pest, increase output per unit area, thus to achieve the maximization of economic benefits.

基金项目2014年成都市气象局“三农”服务专项(007)。

作者简介荣韧(1962-)，女，山东莱芜人，高级工程师，从事农业气象观测、试验、服务及研究工作。

收稿日期2016-02-19

中图分类号S 162

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)07-227-04