提 要 根据甘蔗的生物学特征,结合黔东南州江、河河谷气候条件,着重分析光、热、水气象条件与甘蔗生产的关系,以从江县气象站(处于都柳江边垂直高度50m山顶上)实测资料为依据,利用气温铅直递减率公式、气温内插计算法和活动积温统计公式,对不同海拔高度的温度进行计算分析,得出黔东南州都柳江流域、清水江下游大部分乡镇的气候条件适宜种植甘蔗的结论,并提出了高产优质栽培的建议。
关键词 气象条件 甘蔗 研究
1 前言
黔东南州位于贵州省东南部,处于云贵高原向湘西丘陵及广西盆地过渡的斜坡面上,南起北纬25°19′20″,北止北纬27°31′40″。东接湖南省,南接广西,西部、北部分别与本省的黔南及遵义、铜仁相连。地形复杂,江、河纵横,都柳江流域多为低山低中山,峡谷多,盆地少,海拔多为300米以下,热量丰富;清水江下游地形多为低山丘陵,夹有较大的河谷盆地,海拔多为400米以下,热量较丰富。由于受地质构造、成土母岩、海拔高度、气候、植被及人类活动影响,形成的土壤类型众多、结构复杂、地域差异明显、自然肥力高;土壤主要以黄壤为主,其次有红壤和黑色石灰土;土层深厚,酸性适中,有一定肥力水平适合甘蔗生长;而气候又是冬无严寒,雨量充沛,热量丰富,雨热同季等。总之,气候、地形、土壤等因子的综合对纤维生物量为主的草本植物生长非常有利。
近二十年来,黔东南州一直注重抓粮食生产和单一的柑桔种植,而忽略了多种经济作物的种植,致使农民粮食过剩,而经济较为紧缺。由于黔东南州稻田占耕地面积80%以上,并且以水稻为主,在粮食作物中占绝对优势,但是单产水平不高,商品率低;经济作物比重小,仅占作物总面积4%左右。要想提高经济收入,除发展现有的柑桔生产外,还应充分利用本区域河谷地带的光、热、水条件好,推广种植甘蔗作物,是增加农民经济收入的有效途径。现就黔东南州都柳江、清水江下游河谷地带的气象条件与甘蔗生产的关系进行分析。
2 甘蔗生长对气候条件的要求
热量条件是甘蔗产量高低和含糖量多少的重要限制因子。甘蔗萌芽期的最低气温为13℃左右,幼苗生长需要在15℃以上,分蘖期最低气温为20℃左右,伸长期以25~30℃为宜,低于10℃基本停止生长,接近成熟期最低温度17~13℃,昼夜温差10℃左右为宜,越冬极端最低气温需在-2℃以上,宿根蔗可在-5℃以上越冬。由于甘蔗茎秆高大,叶片多而大,蒸腾量大,耗水多,所以,幼苗期至伸长期需有效降雨量620~640mm。而且甘蔗属于高光效植物,甘蔗全生育期需要日照1121h,萌芽期平均每日需要日照2.5h左右,分蘖期平均每日5h左右,伸长期平均每日6h左右,成熟期平均每日1.1~4.0h。
3 气候资源特点及评价
从江县年平均气温18.4℃;最冷月(1月)平均气温7.9℃;最热月(7月)平均气温27.7℃(见表1);极端最低气温未出现低于-4.4℃;3~11月逐旬平均气温亦在12℃以上(见表2)。日平均气温稳定通过5、10、15、20℃的起止日期,分别为2月2日~次年1月3日、3月4日~12月2日、4月3日~11月12日和4月23日~10月14日,初终间日数分别为336d、274d、224d和175d,活动积温分别为6554.6℃、5996.4℃、5348.6℃和4412.3℃。降水量丰沛,年降水量达1212mm。光照充足,年日照时数为1342h。
为了研究黔东南州都柳江流域及清水江下游地区温度能否达到甘蔗生产的气象条件,而不同海拔高度又没有实际观测资料,现以海拔高度为235m的从江县气候站(1961~2000年)逐月、年平均气温为依据,以及农业气候区划的成果,并利用有关数理推算公式,推算出海拔高度为137m、300m、400m以及500m地带历年月平均、年平均、3~11月逐旬温度和≥20℃活动积温,结果如表1和表2。
表1 各层高度地带的气温(℃)分布情况
海拔高度 月 份 年 ≥20℃
(m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均 活动积温(℃)
235 7.9 9.0 13.7 18.9 23.0 25.7 27.7 27.1 24.3 19.5 14.4 9.6 18.4 4412.3
137 8.5 9.6 14.3 19.5 23.6 26.3 28.3 27.7 24.9 20.1 15.0 10.2 19.0 4896.3
300 7.5 8.6 13.3 18.5 22.6 25.3 27.3 26.7 23.9 19.1 14.0 9.2 18.0 4175.7
400 6.9 8.0 12.7 17.9 22.0 24.7 26.7 26.1 23.3 18.5 13.4 8.6 17.4 3875.4
500 6.3 7.4 12.1 17.3 21.4 24.1 26.1 25.5 22.7 17.9 12.8 8.0 16.8 3576.4
3.1 甘蔗生长期逐旬平均气温
由表2可知:甘蔗全生长期内逐旬平均温度均在10℃以上;经统计:甘蔗萌芽期(3月上旬至4月上旬)日平均温度为10.9~18.9℃;幼苗期(4月中旬至5月上旬)日平均温度为17.4~23.2℃;分蘖期(5月中旬至6月中旬)日平均温度为21.4~27.5℃;伸长期(6月下旬至10月中旬)日平均温度达18.2~29.1℃;工艺成熟期(10月下旬至11月下旬)日平均温度为18.6~10.6℃;甘蔗生长的各个时期所需的温度基本满足其要求。昼夜温差为8.2~11.5℃,更接近甘蔗成熟的标准温度(10℃左右)。海拔300m以下地带年极端最低气温在-2℃以上年份占70%,在-2~-5℃之间的年份占30%,低于-5℃未出现,因此,温度条件有利于糖分的积累,亦有利于甘蔗安全越冬。而海拔300~450m地带年极端最低气温在-3℃左右,平均7年有一次低于-5℃,所以,宿根甘蔗一般能安全越冬,但影响蔗茎露地越冬,给留种带来困难。
表2 各高度层历年3~11月逐旬平均气温(℃)分布情况
逐 旬 海 拔 高 度(m)
平均气温(℃) 235 137 300 400 500
上 12.2 12.8 11.8 11.2 10.6
3月 中 14.0 14.6 13.6 13.0 12.4
下 14.6 15.2 14.2 13.6 13.0
上 17.1 17.7 16.7 16.1 15.5
4月 中 18.9 19.5 18.5 17.9 17.3
下 20.8 21.4 20.4 19.8 19.2
上 22.2 22.6 21.6 21.0 20.4
5月 中 22.7 23.3 22.3 21.7 21.1
下 23.9 24.5 23.5 22.9 22.3
上 25.0 25.6 24.6 24.0 23.4
6月 中 25.6 26.2 25.2 24.6 24.0
下 26.5 27.1 26.1 25.5 24.9
上 27.3 27.9 26.9 26.3 25.7
7月 中 27.6 28.2 27.2 26.6 26.0
下 27.5 28.1 27.1 26.5 25.9
上 27.5 28.1 27.1 26.5 25.9
8月 中 27.0 27.6 26.6 26.0 25.4
下 26.7 27.3 26.3 25.7 25.1
上 25.0 25.6 24.6 24.0 23.4
9月 中 24.0 24.6 23.6 23.0 22.4
下 22.9 23.5 22.5 21.9 21.3
上 21.1 21.7 20.7 20.1 19.5
10月 中 19.6 20.2 19.2 18.6 18.0
下 17.7 18.3 17.3 16.7 16.1
上 16.6 17.2 16.2 15.6 15.0
11月 中 14.1 14.7 13.7 13.1 12.5
下 12.4 13.0 12.0 11.4 10.8
3.2 甘蔗生长期的降水分布
都柳江流域和清水江下游降水量丰沛,年平均降水量为1212~1345mm;3~11月历年平均降水量为1100~1185mm,占全年总降水量87.2~91.2%(见表3)。由表3可知:甘蔗全生长期(3月至11月)降水量可达1100~1185mm,占全年总降水量87%以上,而甘蔗幼苗期至伸长期(4月中旬至10月中旬)降雨量为884~1026mm,占全生育期77.9~87.3%,所以,降雨量都能满足甘蔗各生长阶段的需要,但该区域常有伏旱(7月下旬~8月)天气发生,容易造成甘蔗伸长期的中后期降水不足,不过它不会对甘蔗生长造成严重的危害,因为都柳江流域和清水江下游得天独厚的地理位置,江、河贯穿蔗区,有利于夏旱发生时得已灌溉,人工可以缓解自然的水热失调矛盾,为提高甘蔗高产稳产创造了良好的条件。
表3 甘蔗生长期各区域降水量分布情况
地 年降水量 3~11月 4月中旬~10月中旬
名 (mm) 降水量(mm) 降水量(mm)
从江 1212 1100 884
榕江 1217 1110 922
黎平 1304 1137 886
天柱 1306 1175 1026
锦屏 1345 1185 929
3.3 甘蔗生长期的日照时数分布情况
都柳江流域和清水江下游年平均日照时数为1158~1342h。由表4可知:甘蔗全生长期(3~11月)日照时数为1016~1149h,占年日照时数85%以上;萌芽期(3月上旬~4月上旬)平均每日日照2.3~2.7h;分蘖期(5月中旬~6月中旬)平均每日日照3.2~3.9h;伸长期(6月下旬至10月中旬)的日照时数可达681~760h,占全生长期日照时数65%以上,平均每天日照可达6h左右;成熟期(10月下旬~11月)平均每日日照2.7~3.2h。由此可知,除甘蔗分蘖期光照不足外,而萌芽期、伸长期和成熟期的光能资源是丰富的,光照是充足的,这样,对蔗茎的伸长、增粗十分有利,并且还增加甘蔗叶面受光的时间,加快光合作用的速度,提高碳水化合物的制造、贮存和输送,为提高光合产产量创造良好的气象条件。
表4 各区域日照时数分布情况
地名 年日照时数 3~11月 3~4月上旬 5月中旬~6月中旬 6月下旬~10月中旬 10月下旬~11月
(h) 日照时数(h)日照时数(h) 日照时数(h) 日照时数(h) 日照时数(h)
从江 1342 1149 105 153 760 130
榕江 1322 1142 112 160 748 122
黎平 1311 1128 103 148 750 127
天柱 1220 1059 100 140 703 116
锦屏 1158 1016 95 130 681 110
3.4 其他
甘蔗属热带、亚热带草本植物,生长期长,喜高温、高湿、强光,并且它的根系发达,要求土层深厚、肥沃。都柳江流域和清水江下游地区江、河两岸坝田土壤为深厚、肥沃的黑泥沙土,它非常适合种植甘蔗,加上蒸发量大、湿度大,非常有利于甘蔗的生长。
4 甘蔗气候适宜性分区
利用“贵州省种植业区划”研究成果,得出甘蔗生态适应性分区指标(表5)。
表5 甘蔗生态适应性分区指标
指 ≥20℃的积温 极端最低温度 年平均温度 最冷月平均温度
标 (℃) (80%以上年份)(℃) (℃) (℃)
适宜区 ≥4000 T≥-2 >18 7.9~10
次适宜区 3500~4000 -5≤T<-2 17~18 6.5~7.8
根据上述各气象要素分析,得出都柳江流域及清水江下游江、河河谷属于典型的亚热带湿润季风气候。海拔200m以下地带气温高,降雨量丰沛,3~11月日照达1200h左右,年极端最低气温基本在0℃左右,最冷月(1月)平均气温在8℃以上,年平均气温>18.5℃,≥20℃活动积温达4500℃以上;海拔200~300m地带年平均气温>18℃,≥20℃活动积温4000℃以上,年极端最低气温基本在-2℃左右,最冷月平均气温在7.5℃以上,3~11月日照在1140h以上,并且降雨量丰沛;海拔300~450m地带年平均气温在17℃以上,≥20℃活动积温在3700℃以上,年极端最低气温平均7年有一次低于-5℃,最冷月平均气温在6.5℃以上,降雨量丰沛,3~11月日照1100h以上;海拔450m以上地带年平均气温低于17℃,最冷月平均气温低于6.5℃,年极端最低气温平均4年出现一次低于-5℃,降雨量丰沛,日照较充足。结合甘蔗生态适应性分区指标(表5)分析,可以得出在海拔300m以下江、河河谷地带种植甘蔗有着坡地无可比拟的气候优势。黔东南州各有关部门应根据江、河河谷的气候特点和甘蔗生长习性,因地制宜进行规划,选择适合在江、河河谷地带栽培的品种。
5 发展甘蔗生产的措施和建议
5.1 品种选择和布局措施
甘蔗品种的选择,需要综合考虑黔东南州都柳江流域和清水江下游海拔450m以下地区的光、温、水等气象要素,结合各种甘蔗植物的生长习性,分析是否能种出优质、高产、高糖的甘蔗植物,来决定引种什么品种。
根据上述分析,本人初步认为,在海拔200m以下地带可以大力推广种植果蔗,种植期不仅可以春植,还可以冬植,甚至可以秋植,并且可以留种;在海拔200~300m地带可以种植果蔗,但低于-2℃的短暂低温会影响蔗茎露地越冬,种值期以春植为宜,也可以冬植,但不能留种;在海拔300~450m地带亦可以种植甘蔗,但短暂的极端最低气温(平均7年有一次低于-5℃)对蔗茎露地越冬不利,所以,应以春植早熟品种为宜。
5.2 甘蔗生产的建议
综上述分析,提出以下建议:
(1)黔东南州应紧紧抓住中央西部大开发和我国已加入WTO的机遇,尽快调整农业产业结构,大力发展特色农业,充分利用优越的气候资源,科学地发展经济作物生产,使资源优势变为经济优势。蔗糖在国内国际均有广阔的市场(尤其是黔东南州的白糖甚为紧缺),而都柳江流域和清水江下游的河谷地带具有生产优质、高产、高糖的甘蔗良好生态条件。近二十年来,都柳江流域和清水下游地区一直是在河谷盆地、坝田上种植水稻及山地上种植柑桔,粮食过剩,价格低廉,经济作物(柑桔)单一,商品率低,致使农民的经济收入还很低,基本上只解决温饱问题,远远谈不上富裕。因此,应在农业产业结构调整中大力发展种植甘蔗,并建立一个大型的机械化糖厂,形成甘蔗生产基地和蔗糖深加工一条龙产业,以解决内需为主要目的。
(2)本文已充分论证了都柳江及晴水江下游的江、河河谷地带有发展甘蔗生产优越的气候条件,适宜种植甘蔗的土地可占稻田40~50%,生产潜力巨大。因此,我们应在从江的丙梅镇、西山镇、下江镇和黎平的龙额乡、地坪乡春植、冬植和秋植果蔗;在从江的贯洞镇、停洞镇,榕江的忠诚镇、古洲镇、八开乡,黎平的水口镇,锦屏的三江镇、大勇乡和天柱的远口镇、白市镇春植和冬植果蔗;在从江的宰便镇,榕江的平永镇,黎平的洪洲镇,锦屏的敦寨镇、启蒙乡和天柱的凤城镇、帮洞镇、兰田镇春植早熟甘蔗品种。
(3)黔东南州都柳江流域和清水江下游地区今后的发展方向,主要是增施肥料,改造冷、阴、烂、锈低产田,提高耕作技术水平,提高粮食产量,充分抓住一个“香”字来种植水稻,如香糯;在江、河河谷地带大力发展甘蔗作物的种植,提高该地区占耕地面积80%的稻田的利用率;还可以充分利用山地“立体气候”资源,除种植业外,还应大力发展养殖业,如香猪、香羊、香鸡等等,这些都是提高农民经济效益的最佳途径。
参考文献
王先俊等.贵州省种植业区划.贵州人民出版社,1989
邬平生等.气象学.农业出版社,1979:55~63
王树廷等.气象资料的整理和统计方法.气象出版社,1984:90~101
2002年8月6日~14日初稿
15/8修改
20~25日/11月重新修改
15/12月又作修改