云南马铃薯冬作区气候条件分析

周 平，唐天向，何霞红，郭华春*

（1.云南农业大学农学与生物技术学院，云南 昆明 650201；2.云南农业大学植物保护学院，云南 昆明 650201）

云南省地处低纬高原，北依亚欧大陆，南临印度洋及太平洋，受青藏高原的影响形成了复杂多样的自然地理环境。地势西北高南部低，从梅里雪山主峰卡格博峰的6 740 m沿东南方向逐渐降低，红河和南溪河交汇处海拔仅为76.4 m，两地海拔相差6 663.6 m，坡降0.8%为全国罕见，加剧了全省范围内因纬度因素而造成的温度差异，加之雨季受东南和西南季风、干季受西方干暖气流影响，高低纬度与高低海拔相匹配的特殊地理环境，形成了云南独特的气候特征。在从南到北不足1 000 km的水平范围内，具有北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、暖温带、中温带和寒温带7种气候类型；垂直方向上，表现出“一山分四季”的典型“立体气候”的特征，气温垂直梯度在0.6℃/100m左右。特殊的地理环境和气候条件，为马铃薯提供了得天独厚的生长环境，四季种植，周年收获。云南马铃薯常年播种面积65万hm2，产量1 050万t，面积和产量分别居中国第五位和第四位[1]。2015年云南省全年种植马铃薯56.67万hm2左右，总产1 189万t[2]，其中冬作马铃薯种植面积占全省马铃薯种植面积的8.6%，占总产量的8.8%[3]。本研究利用中国气象数据网资料，综合分析比较了不同马铃薯冬作区1981～2010年30年间月平均气温、月平均最低气温、气温日较差、月平均降水量和平均相对湿度5个气候要素在马铃薯生育期内的变化规律，分析云南发展冬季马铃薯的气候优势。

1 中国马铃薯区划

根据马铃薯栽培制度、栽作类型、品种类型及分布等，结合马铃薯的生物学特性，参照地理和气候条件，滕宗璠等[4]将中国马铃薯划分为4个栽培区。即：北方一作区：无霜期在110～170 d，年平均气温-4～10℃，年降水量500～1 000 mm。春播秋收夏作类型，4、5月播种，9、10月收获。中原二作区：无霜期较长，在180～300 d，年平均气温10～18℃，年降水量500～1 750 mm。两季栽培，春季2月下旬至3月上旬播种，5月至6月中上旬收获；秋季8月播种，11月收获。南方二作区：无霜期＞300 d，年平均气温18～24℃，年降水量1 000～3 000 mm。利用水稻收获后的冬闲地块进行马铃薯栽培，一年两季，秋季10月下旬播种，12月末至1月初收获；冬季1月中旬播种，4月中上旬收获。西南单、双季混作区：多为高原、山地，地势复杂。高寒山区多为春种秋收；低地、河谷两季栽培。

如果以适宜马铃薯生长的温度10～23℃为指标进行简单区划，与上述区划结果有很高的耦合度。如图1所示哈尔滨市只有在5～9月适宜马铃薯生长；郑州3～5月，9～11月温度条件满足要求；昆明除12月至次年1月外，其余10个月温度条件均能满足马铃薯生长；福州市每年5～10月月平均气温均高于23℃，不适于马铃薯生长，大多实行秋播或冬播，分别属于北方一作区、中原二作区、西南混作区和南方二作区。

2 云南省马铃薯区划

云南省得天独厚的生态环境和优越的气候条件使马铃薯周年生长成为可能，依据区域和季节分为3个生产区域：即大春一季作区（滇东北、滇西北高海拔生态区域）、春秋二季作区（滇中中海拔生态区域）和冬作区（滇南、滇东南、滇西南低海拔河谷生态区）[3]。除此之外在除伊洛瓦底江外的其余五大水系河谷地带均有冬作马铃薯种植，只是面积相对较小（图2）。

图1 中国马铃薯种植区月平均气温Figure 1 Monthly average temperature of potato planting area of China

图2 云南省马铃薯冬作区Figure 2 Potato winter cropping area of Yunnan Province

3 云南省马铃薯冬作区气候条件分析

云南省马铃薯冬作区多为少有霜冻的热带坝区和低海拔干热河谷区。除部分区域属北热带气候外，多属南亚热带气候，海拔600～1 600 m，冬、春两季少霜或无霜，平均气温10～21℃[5]，光照充足，降水少，水分成为马铃薯生产的限制因子，依赖灌溉。一般为水稻收获后冬闲田种植，每年11～12月播种，次年2～4月收获，全生育期120～130d。

3.1 温度条件分析

马铃薯性喜温凉，不同生育时期对温度的要求见表1[6]。

从表2、表3可以看出，云南马铃薯冬作区11月平均气温在14.3～17.0℃，有利于马铃薯块茎的发芽生根，而南方冬作区温度在18.4～19.8℃，略高于上限温度18.0℃；12月至次年1月，月平均气温在10.5～13.4℃，适宜叶片生长，增大了光合叶面积，有利于壮苗形成，马铃薯的产量与匍匐茎的生长和发育直接相关，匍匐茎的发育越好，产量越高。苗期的温度和降水直接影响后期产量，较高的温度和降水有利于获得高产[7]；块茎膨大期产量形成对气温变化十分敏感，旬平均气温每升高1℃，马铃薯产量降低1 000～2 000 kg/hm2[8]，云南冬作区3～4月月平均气温16.5～21.6℃，接近于块茎形成膨大的最适温度17.0～20.0℃，而南方冬作区温度在14.3～22.5℃，较云南偏高，不利于马铃薯块茎的膨大。1～4月云南冬作区气温日较差在12.0～19.6℃，远远高于南方冬作区的6.6～9.4℃，是南方冬作区的1.82～2.09倍。气温日较差大，是建立在高原地区夜间气温低的基础之上，夜间呼吸消耗少，净光合生产率高，有利于干物质的积累，虽然积温偏低，但积温有效性高。在块茎膨大期，较大的气温日较差、较高的温度和较少的降水量，有利于同化产物向块茎转移和淀粉的积累，从而提高马铃薯块茎的商品性。云南冬作区生育期平均气温最高仅仅为21.6℃，远低于块茎停止生长的25.0℃，有利于块茎形成膨大，块茎膨大期高温使块茎膨大受阻，薯块变形，产量下降。

马铃薯性虽喜冷凉，但早春偶有发生的倒春寒天气，易使南方冬作区马铃薯遭受冻害，如2008和2010年冬春的低温雨雪天气，致使植株受冻死苗，严重影响马铃薯产量。

表1 马铃薯生长发育三基点温度Table 1 Three-basis-point temperature of potato growth and development

表2 马铃薯冬作区月平均气温比较Table 2 Comparison of monthly average temperature of potato winter cropping area

表3 马铃薯冬作区月平均最低气温、气温日较差比较（℃）Table 3 Comparisonofmonthlyaverageminimumtemperatureandtemperaturedailyrangeofpotatowinter cropping area

3.2 水分条件分析

马铃薯是需水较多的作物，全生育期需水量300～450 mm[9]。发芽期，土壤含水量应在田间最大持水量的40%～50%；苗期对水分需求十分敏感，理论上幼苗期需水量占全生育期需水量的10%～15%[10]，土壤水分应保持在田间最大持水量的70%～80%，当降水量低于适宜阈值时，随着降水量的增加，马铃薯产量提高；但当降水量超过适宜阈值时，随着降水量的增加，马铃薯产量反而下降[11]；开花期降水量每增加1 mm，马铃薯产量可减少1 400～2 100 kg/hm2，在马铃薯块茎膨大期，降水量对马铃薯产量形成为正效应，旬降水量每增加1 mm，产量可增加1 200～1 800 kg/hm2[12]。此期土壤含水量应在田间最大持水量的80%左右，接近收获时降至50%～60%，以利块茎周皮老化而便于收获。

云南全省年平均降水量为1100mm，但降水量在时间上的分配和地理上的分布都极不均匀。雨季（5～10月）受西南和东南暖湿气流的影响，降水充沛，夏三月（6～8月）降水量占全年降水量的60%；11月至第2年4月为干季，由于受西方干暖气流的影响，以晴朗天气为主，降水稀少，降水量仅占全年的10%～20%，甚至更少。因此云南冬作马铃薯生产在一定程度上受水分的限制。

从表4可以看出，云南冬作区11～12月正值干季初期，降水量仅为17.1～80.9 mm，播种出苗期降水量与南方冬作区相当，但由于年平均相对降水变率不大，降水可靠程度更高，由于播种期处于雨季之后，土壤底墒相对较好，种薯发芽依赖种薯水分和中层土壤含水率，降水的多少不会对马铃薯出苗生长产生太大影响。南方冬作区由于季风强弱的年际差异较大，雨季的迟早和降水量多少与季风进退密切相关，因降雨导致无法正常播种或种植后烂种不出苗时有发生。1～2月云南冬作区降水量较少，大约为8.1～41.4 mm，基本能满足马铃薯生长的需要，水分不足时可以进行人工灌溉，同期由于受西方干暖气流的影响，光照充足，气温相对较高；3月以后降水量逐渐增加，弥补了干旱后期土壤水分的不足，土壤含水量增加刚好能满足马铃薯膨大期对水分的需求，加之相对湿度小于70%，马铃薯晚疫病鲜有发生。一般情况下，晚疫病菌菌丝生长适温20～23℃，孢子囊形成适温18～22℃，10～13℃形成游动孢子，在发病适温条件下，高温有利病菌孢子梗的生长和孢子囊的形成[13]。当日平均温度低于20℃，且连续3 d相对湿度超过75%，同时连续降雨日数超过5 d时，一般在15～20 d后发生晚疫病概率较大[14]。南方冬作区雨水充沛，1～3月平均降水量为云南冬作区的4.2倍，2月以后相对湿度均大于75%（表5），加之温度较高，易导致晚疫病等病害的发生与流行，造成马铃薯叶片萎垂、卷缩，直至植株黑腐，块茎染病腐烂而减产；4月平均降水量是云南冬作区的3.2倍，收获期降水较多的另一个后果是马铃薯淀粉含量低，品质较差，所结薯块水分含量高，皮孔增生易腐烂，不耐贮藏，不利于长途运输和销售。云南冬季降水规律与马铃薯块茎膨大期吻合度较高，昼夜温差大，有利于马铃薯干物质的积累。

表4 马铃薯冬作区降水量比较Table 4 Comparison of precipitation of potato winter cropping area

表5 马铃薯冬作区生育期相对湿度比较Table 5 Comparison of relative humidity in growth duration of potato winter cropping area

3.3 光照条件分析

马铃薯是喜光作物，长日照利于茎叶生长，短日照利于块茎膨大，弱光照下茎伸长强烈，但植株细弱，充足的光照有利于块茎膨大和干物质积累，随着日照时数增加，马铃薯产量增加。

云南地处低纬高原光照条件好，年总辐射量高达411～671 kJ/cm2·y[15]，仅次于西藏和西北地区，在全国排在第3位，并且在光谱成分中短波光所占比例高，因蓝紫光具有除红橙光外次强的光合作用，光质较好。日照时数多年月平均值在230～250 h，而两广和福建2～3月阴雨天气较多，如2012年日照时数2个月仅有100h左右[16]。

4 讨 论

温度（表2、表3）、水分（表4）、相对湿度（表5）等气候指标表明，较其他马铃薯冬作区，云南更适宜发展冬作马铃薯。云南耕地面积约为30万hm2，其中冬闲田比例高达40%～50%[17,18]，为进一步发展冬作马铃薯提供了保障。目前云南各州、市马铃薯生产水平差异较大，平均单产只有8 115～27 105 kg/hm2。梁淑敏等[19]的研究表明，云南冬作马铃薯光合生产潜力为81.8～107.6 t/hm2，光温生产潜力为77.9～97.3 t/hm2，反映了马铃薯气候生产潜力的巨大空间，目前实际产量仅实现了光合产量潜力的20%，光温产量潜力的30%，产量提升潜力巨大。因此，不断扩大冬作马铃薯面积并挖掘产量潜力应是云南马铃薯产业发展的重要方向之一。

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