吳炫柯，汪仁軍，馬冬晨，安佳君，黃 維，劉永裕，劉志平，姚裕群

（1柳州市農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站，廣西柳州 545003；2廣西壯族自治區(qū)柳州種畜場(chǎng)，廣西柳州 545003；3廣西壯族自治區(qū)氣象科學(xué)研究所，南寧 530022；4廣西科技大學(xué)，廣西柳州 545006）

0 引言

甘蔗是中國(guó)重要的糖料作物和經(jīng)濟(jì)作物，也是廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)特色作物[1]，甘蔗莖長(zhǎng)是評(píng)價(jià)甘蔗生長(zhǎng)優(yōu)劣及估測(cè)產(chǎn)量的最重要因素[2]，氣象因子影響甘蔗的萌發(fā)、分蘗、伸長(zhǎng)、增粗、葉片的擴(kuò)展[3]，以及甘蔗產(chǎn)量[4-5]，而莖伸長(zhǎng)與氣象條件密切相關(guān)[6-7]，，針對(duì)這一問(wèn)題，已有學(xué)者在中國(guó)廣西、海南及云南等甘蔗主要種植省份開(kāi)展相關(guān)研究。吳炫柯等利用相關(guān)分析[8-9]和通徑分析[10]研究廣西柳州甘蔗莖旬伸長(zhǎng)量和氣象因子的關(guān)系發(fā)現(xiàn)相對(duì)濕度是影響甘蔗莖伸長(zhǎng)最重要的因子。蔣菊生等[11]研究發(fā)現(xiàn)降雨、積溫、日照時(shí)數(shù)對(duì)株高影響顯著。謝貴水等[12]利用通徑分析方法分析認(rèn)為平均氣溫是主要影響因子，其他氣象因子大多通過(guò)平均氣溫而起作用，陳燕麗等[13]研究認(rèn)為對(duì)新植蔗、宿根蔗莖伸長(zhǎng)起直接正作用的主要因子均為最低氣溫、相對(duì)濕度、最高氣溫，起直接負(fù)作用的主要因子為平均氣溫、氣壓，積溫、降雨量則通過(guò)其他氣象因子起明顯的間接作用。國(guó)內(nèi)甘蔗的生產(chǎn)周期一般3～4年，第一年宿根產(chǎn)量往往高于新植蔗，第二年宿根產(chǎn)量又低于新植蔗，但是有關(guān)氣象因子對(duì)甘蔗生產(chǎn)一個(gè)周期的研究未見(jiàn)文獻(xiàn)提及，因此有必要研究在甘蔗一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)氣象因子對(duì)株高生長(zhǎng)的影響，以期為甘蔗智能化的發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)，對(duì)促進(jìn)廣西甘蔗生產(chǎn)具有重要的意義。

1 材料和方法

利用柳州市沙塘國(guó)家農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站一級(jí)站，2010—2012年甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育觀測(cè)資料，2010年新植蔗、2011—2012年宿根蔗與同期的每日氣象觀測(cè)資料數(shù)據(jù)（平均溫度、最高溫度、最低溫度、降水量、相對(duì)濕度、水氣壓、日照時(shí)數(shù)等）。試驗(yàn)地段距氣候觀測(cè)場(chǎng)直線距離2.0 km，位于觀測(cè)場(chǎng)南面，海拔高度低于觀測(cè)場(chǎng)1 m，地下水位深度大于2 m，地段地形盆地，地勢(shì)平坦，面積為0.20 hm2，地段土壤質(zhì)地類型為粘壤土、中性、肥力中等，甘蔗種植的品種為‘新臺(tái)糖22號(hào)’，種植規(guī)格行距100 cm，全年種植期內(nèi)沒(méi)有進(jìn)行灌溉管理，是雨養(yǎng)型蔗地，試驗(yàn)地每年6月進(jìn)入莖伸長(zhǎng)期，11月上旬成熟，其他栽培管理按照當(dāng)?shù)仄骄a(chǎn)量進(jìn)行。甘蔗高度數(shù)據(jù)測(cè)量：從甘蔗莖伸長(zhǎng)期開(kāi)始，在甘蔗試驗(yàn)地設(shè)定4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)連續(xù)固定甘蔗10株，總共40株，從甘蔗莖伸長(zhǎng)當(dāng)旬的旬末開(kāi)始測(cè)定，測(cè)量方法為從地面測(cè)量至最高展開(kāi)葉片的肥厚帶處。

從甘蔗莖伸長(zhǎng)期開(kāi)始，統(tǒng)計(jì)每一旬氣象觀測(cè)資料數(shù)據(jù)（旬平均溫度、旬平均最高溫度、旬平均最低溫度、旬累計(jì)降水量、旬平均相對(duì)濕度、旬平均水氣壓、旬累計(jì)日照時(shí)數(shù)等），以旬氣象觀測(cè)資料數(shù)據(jù)為自變量、各旬生長(zhǎng)量為因變量進(jìn)行相關(guān)分析，采用Excel數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬降水量的關(guān)系

從圖1可以看出，旬甘蔗伸長(zhǎng)量與旬降水量有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，旬降水量上升，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之上升，旬降水量下降，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下升，從3年甘蔗旬伸長(zhǎng)量可知，每一年甘蔗伸長(zhǎng)量具有2個(gè)明顯波峰和2個(gè)波谷，其中6—7月和8月下旬至9月上旬為波峰，8月上中旬和10月中旬之后為波谷。2005年新植蔗從6月下旬開(kāi)始至8月上旬，甘蔗旬伸長(zhǎng)從23 cm/旬，逐步下降到8 cm/旬，隨后繼續(xù)上升，至8月31日甘蔗旬伸長(zhǎng)又達(dá)到24 cm/旬；第一年宿根蔗在7月20日旬伸長(zhǎng)達(dá)到最高位29 cm/旬，隨后逐漸下降至8月10日為16 cm/旬，隨后上升至8月20日次高點(diǎn)為23 cm/旬，隨后繼續(xù)下降至9月10日為4 cm/旬；第二年宿根蔗波峰比新植蔗和第一年宿根蔗均低，7月10日和8月31日波峰為19～20 cm/旬，8月10日波谷為6 cm/旬。

圖1 一個(gè)生產(chǎn)周期甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬降水量的關(guān)系

2.2 甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬平均溫度的關(guān)系

從圖2可以看出，旬甘蔗伸長(zhǎng)量與旬平均溫度的關(guān)系，大體上是，隨著旬平均溫度的上升，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之上升，后期隨著旬平均溫度的下降，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下升。在甘蔗快速伸長(zhǎng)的6—9月份，旬平均溫度與甘蔗莖伸長(zhǎng)的影響規(guī)律性不明顯，到了甘蔗伸長(zhǎng)的后期，隨著旬平均溫度下降，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下降，隨著旬平均溫度的反彈上升，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之反彈上升。在新植蔗10月31日測(cè)定甘蔗旬伸長(zhǎng)量為0，旬平均溫度也降至較低為19.1℃，隨后至11月10日上升至23.7℃，甘蔗旬伸長(zhǎng)量為3 cm。第一年宿根蔗從9月30日到11月10日，隨著旬平均溫度的下降和溫度的反彈上升，最后逐步下降，甘蔗旬伸長(zhǎng)量曲線也隨之下降上升最后逐步下降。第二年宿根蔗也出現(xiàn)類似的規(guī)律。

圖2 一個(gè)生產(chǎn)周期甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬平均溫度的關(guān)系

2.3 甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬平均日照時(shí)數(shù)的關(guān)系

從圖3可以看出，旬甘蔗伸長(zhǎng)量與旬平均日照時(shí)數(shù)的關(guān)系，隨著旬平均日照時(shí)數(shù)上升，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下降，特別是9月份以后，大體上是旬平均日照時(shí)數(shù)峰值對(duì)應(yīng)旬伸長(zhǎng)量低值，特別是9月份以后。如在新植蔗方面8月10日旬平均日照時(shí)數(shù)為6.9 h，為7月下旬到8月下旬的峰值，甘蔗旬伸長(zhǎng)量則為8月上中旬的最低值，甘蔗旬伸長(zhǎng)量為8 cm。第一年宿根蔗9月30日旬平均日照時(shí)數(shù)為8.6 h，甘蔗旬伸長(zhǎng)量為1 cm；第二年宿根蔗9月10日旬平均日照時(shí)數(shù)為2.5 h，甘蔗旬伸長(zhǎng)量為20 cm，9月20日旬平均日照時(shí)數(shù)為7.9 h，甘蔗旬伸長(zhǎng)量下降到15 cm，10月20日旬平均日照時(shí)數(shù)為7.4 h，甘蔗旬伸長(zhǎng)量下降到只要2 cm。

圖3 一個(gè)生產(chǎn)周期甘蔗旬伸長(zhǎng)量與旬平均日照時(shí)數(shù)的關(guān)系

2.4 不同氣象因子與甘蔗旬伸長(zhǎng)量的相關(guān)關(guān)系

從表1可知除了旬平均日照時(shí)數(shù)與甘蔗旬伸長(zhǎng)量相關(guān)不顯著外，其他氣象因子與甘蔗的旬伸長(zhǎng)量關(guān)系密切，并且達(dá)到顯著或極顯著水平。特別是3年甘蔗旬伸長(zhǎng)量、第一年宿根蔗、第二年宿根蔗與各氣象因子均達(dá)到極顯著水平，新植蔗旬伸長(zhǎng)量與日最高氣溫、旬平均日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系，沒(méi)有達(dá)到顯著水平，與日平均氣溫和20:00—20:00時(shí)降水量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與旬平均最低氣溫、旬平均水汽壓、旬平均相對(duì)濕度呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表1 不同氣象因子與甘蔗旬伸長(zhǎng)量的相關(guān)關(guān)系

3 討論與結(jié)論

甘蔗是C4作物，達(dá)到莖伸長(zhǎng)期后發(fā)甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育最旺，表現(xiàn)為發(fā)大根、開(kāi)大葉、長(zhǎng)大莖，此時(shí)蔗莖伸長(zhǎng)的速度決定甘蔗產(chǎn)量水平，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，甘蔗的生長(zhǎng)發(fā)育與自然環(huán)境中的氣象因子關(guān)系密切，特別是與自然界的降水量，這與前人的研究一致[8-9]，甘蔗伸長(zhǎng)量與旬降水量有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，該旬降雨量大，甘蔗旬伸長(zhǎng)量就高，在廣西柳州試驗(yàn)地的氣候背景下，甘蔗的旬伸長(zhǎng)量出現(xiàn)兩個(gè)峰值，一個(gè)在甘蔗莖伸長(zhǎng)期的前期，一個(gè)是甘蔗生長(zhǎng)的中后期，與當(dāng)?shù)亟邓?guī)律重合，通過(guò)相關(guān)性分析，氣象中的水分因子，降水量、相對(duì)濕度、旬平均水汽壓與新植蔗、第一年宿根蔗和第二年宿根蔗旬伸長(zhǎng)量呈顯著或者極顯著的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明水分因子是決定甘蔗高度的決定氣象因子。甘蔗與平均溫度的關(guān)系是在莖伸長(zhǎng)的前期，隨著旬平均溫度的上升，甘蔗伸長(zhǎng)量也隨之上升，后期隨著旬平均溫度的下降，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下降，通過(guò)相關(guān)性分析，旬平均溫度與新植蔗旬伸長(zhǎng)量呈正相關(guān)關(guān)系，但是不顯著，與第一年宿根蔗和第二年宿根蔗旬伸長(zhǎng)量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。日照時(shí)數(shù)與旬甘蔗伸長(zhǎng)量的關(guān)系，隨著旬平均日照時(shí)數(shù)上升，甘蔗旬伸長(zhǎng)量也隨之下降，特別是9月份以后，大體上是旬平均日照時(shí)數(shù)峰值對(duì)應(yīng)旬伸長(zhǎng)量低值，通過(guò)相關(guān)性分析旬平均日照時(shí)數(shù)與新植蔗、第一年宿根蔗和第二年宿根蔗相關(guān)性不顯著，這與前人的研究一致。廣西目前按照《優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域布局規(guī)劃》在進(jìn)行甘蔗雙高基地建設(shè)，要提高甘蔗的產(chǎn)量，在廣西氣候的背景下，需要完善和加大水利設(shè)施建設(shè)，保證在甘蔗快速生長(zhǎng)的季節(jié)，能夠獲得穩(wěn)定的灌溉水源，2020年廣西6—8月大部分蔗區(qū)無(wú)雨日數(shù)40～60天，導(dǎo)致蔗區(qū)旱情發(fā)生發(fā)展，坡地甘蔗受害嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)調(diào)查旱情嚴(yán)重的甘蔗比有灌溉條件的甘蔗株高矮約1 m，蔗莖小約5 mm，嚴(yán)重影響甘蔗產(chǎn)量的提高。