基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析.pdf

作物研究()():收稿日期:作者简介:许金亮()男硕士研究生:通信作者:李强男博士副教授:基金项目:湖南省烟草公司长沙市公司项目()引用格式:许金亮胡俊杰向世鹏等 基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析 作物研究():基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析许金亮胡俊杰向世鹏周世民龙大彬谢鹏飞何命军喻杰陈治峰钱秋芳李强(湖南农业大学农学院湖南 长沙 湖南省烟草公司长沙市公司湖南 长沙)摘 要:为明确宁乡烟区雪茄烟的气候特征与适宜移栽期以宁乡 年气象数据为依据比较分析宁乡烟区不同移栽期处理雪茄烟大田生育期与调制期的气候情况并对其气候适宜性进行评价 结果表明:不同移栽期处理雪茄烟生育期均温大体维持在 月 日前移栽伸根期均温低于 月 日 月 日移栽伸根期均温较适宜 月 日后移栽成熟期均温大于 且生育期内最高温度 的平均时间超过 大田期均温为 的时间相对较短高温逼熟现象较严重 月 日前移栽日照低于 月 日 月 日移栽日照为 较适合烟叶生长但 月 日后移栽则日照超过 的年份较多 大田前中期降水量较适宜各处理成熟期降水量均偏高 各处理大田期与调制期相对湿度为 较适宜雪茄烟生产随着移栽期的推迟气候适宜性指数呈先升高后降低的趋势 月 日移栽气候适宜性指数最高为 综合分析宁乡烟区雪茄烟适宜移栽期为 月 日 月 日但由于不同年份的气候存在一定差异因此还需根据当年的气象预测预报数据进行合理安排关键词:雪茄烟移栽期气候适宜性生育期中图分类号:文献标志码:文章编号:()():第 卷第 期许金亮等:基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析 ():气候是农业生产的重要影响因素之一适宜的气候环境有利于作物的生长发育和优质、高产目标的实现 近年来随着全球气候变化作物的生长发育进程随之发生着较大的变化 研究表明温度的上升造成了我国种植制度界限不同程度地北移如冬小麦和双季稻种植北界北移降水量的减少则造成了雨养冬小麦夏玉米的稳产北界向东南方向移动也对作物干物质的积累和转运、产质量形成规律和种植结构等造成了不同程度的影响 为了应对全球气候变化农业生产上多采取提前播种、适时移栽和设施栽培等措施来规避作物生长过程中的高温、干旱、涝害和病虫害等不利因素烟草属经济作物虽具有较强的环境适应能力但对气候条件十分敏感 因此气候条件是烟叶产量和品质的重要影响因素之一是烟叶优良品质和风格特色形成的基础和前提 由于不同气候和生态条件下生产的烟叶具有不同的香型和风味特征在实际烟叶生产过程中常采取调节移栽期的措施来调控生育期的温度、降水和光照等从而达到生产优质烟叶的目的 王智慧等对白河烟区不同移栽期的气候条件进行差异性分析并将其与国内外优质烟区气候进行相似性分析认为 月上旬为最佳移栽时间且适时提前移栽可减少成熟期阴雨天气对烟叶品质的影响 杨园园等研究表明活动积温和有效积温与移栽期呈显著负相关推迟移栽烟草总生育期光照时数和光照强度降低会影响烟叶内含物的积累和降低产质量 孙延国等研究发现随着移栽期的推迟雪茄烟生育期缩短生长速度加快打顶期株高、茎围、叶片大小显著增大但烟叶产量和品质呈先提高后降低的趋势刘德玉等比较分析了不同移栽期处理烤烟的光合特性、经济性状和化学成分等发现适宜移栽期处理烟叶的光合结构更完善、光合能力更强、有机物合成更快且其游离氨基酸含量低产量、均价、产值均最高化学成分协调性较好香气质、香气量、杂气、刺激性等评吸质量指标分值最高 此外不同移栽期处理的烟草病害发生率存在较大差异适宜的移栽期有利于降低气候斑、青枯病、黑茎病和赤星病等病害的发生宁乡位于湖南东偏北、长沙市西部属大陆性季风气候有明显的四季划分具有寒冷期短炎热期长的特点且有悠久的烤烟种植历史 目前针对不同移栽期处理烤烟各生育阶段的气候适宜性开展了较多的研究但关于不同移栽期雪茄烟的气候适宜性评价指标与方法的研究尚未见报道 本研究基于宁乡 年的气象资料运用模糊数学原理对不同移栽期雪茄烟的气候适宜性进行评价以期为宁乡烟区更好地利用气候条件生产优质雪茄烟叶提供科学依据 材料与方法 数据来源气象资料由湖南省气象局提供包括 年逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量、日照时数和相对湿度等 根据当地多年的烤烟生产经验将雪茄烟生育期划分为大田期(约)、伸根期(约 )、旺长期(约 )和成熟期(约)、调制期(移栽后 进入调制期约 )计算雪茄烟相应时段的气候因子用于分析的指标有伸根期均温、旺长期降水量、成熟期均温、成熟期降水量、大田期均温 时间、大田期最高温度 时间、大田期日照时数、大田期相对湿度、温湿度适宜的调制时间、稳定通过 、日期、日移动平均最高气温高于 、首日等 数据分析方法 界限日期计算采用 日移动平均法计算稳定通过 日期(初日):计算分析期内各年度内的 日移动平均温度筛选 日移动平均温度 持续最长的一段时期第 个 日中的第 个日平均温度 的作物研究()年 月日期即为 初日 稳定通过 、和 初日与 初日计算方法一致 移栽期的确定将各年份计算出的 、和 初日按日期排序以 通过率为界限日期即 稳定通过 、和 日期分别作为 个移栽期稳定通过 初日和 初日倒推 分别确定 个移栽期具体的移栽日期及对应的处理编号见表 由于根据 初日与 初日确定的移栽期接近去除 初日对应的移栽期()保留其他 个移栽期处理表 移栽期的确定 处理界限温度/移栽期 气候适宜性分析 隶属函数构建基于模糊数学原理根据各参评指标对雪茄烟生长及烟叶品质的影响结合宁乡雪茄烟生产实际构建了各参评指标隶属函数:()()/()()/()()抛物线形()()/()()形()()/()()反 形 公式()中:、分别表示各参评指标的下临界值、最优下限、最优上限、上临界值公式()、()中:、分别表示最优下限和最优上限参评指标函数类型、拐点及权重见表 表 参评指标隶属函数类型、拐点及权重 指标隶属函数类型临界值权重伸根期均温抛物线形 成熟期均温抛物线形 旺长期降水量抛物线形 成熟期降水量抛物线形 大田期相对湿度抛物线形 大田期日照时数抛物线形 温湿度适宜调制时间 形 大田期均温 时间 形 大田期最高温 时间反 形 适宜性指数计算结合宁乡气候特点和相关文献资料选取伸根期均温、成熟期均温、旺长期降水量、成熟期降水量、大田期相对湿度、温湿度适宜调制时间、大田期均温 时间、大田期日照时数和大田期 时间等 项气象指标作为评价宁乡雪茄烟气候适宜性的因子使用层次分析法计算参评指标权重 运用隶属函数模型与指数和法分析宁乡雪第 卷第 期许金亮等:基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析茄烟气候适宜性计算不同移栽期雪茄烟气候适宜性指数()计算公式为:式中:和 分别为第 个评价单元的第 个评价指标的隶属度值及其权重 结果与分析 不同移栽期处理气候条件分析 气温温度是烟株田间生长状况与烟叶质量的决定因素之一 雪茄烟是一种特殊的烟草制品但其田间适宜生长温度与其他烟草生长大体一致为 低于 生长缓慢且易出现早花现象成熟期气温维持在 有利于雪茄烟生长及烟叶品质的形成 由图 可知随着移栽期的后移伸根期、旺长期、成熟期和大田期均温均逐渐上升旺长期与大田期均温为 处于适宜温度范围 和 处理烟株成熟期均温分别为 和 略高于适宜生长温度范围 伸根期、旺长期与大田期均温变异系数随着移栽期的后移逐渐降低但成熟期均温变异系数随移栽期的后移逐渐升高 说明提前移栽温度稳定性较差易出现倒春寒现象影响烟叶生长但推迟移栽成熟后期易遭遇极端高温天气出现高温逼熟现象影响烟叶内含物积累和烟叶品质 小写字母不同表示同一生育期不同移栽期处理间差异显著()图 不同移栽期处理下不同生育期均温 降水量水分是维持烟株正常生长发育的必要条件是烟叶产质量的重要影响因子 降雨是烟株维持水分最直接的方式降雨量的多少及雨水分布规律直接影响烟株物候期进而影响烟叶产质量 雪茄烟需水量与需水规律与其他种类烟草不同其要求大田生长前、中期雨量充沛且降雨时间分布均匀以满足雪茄烟在前期生长发育快和需要积累有机物的特点 宁乡烟区各移栽期处理雪茄烟伸根期与旺长期的降水量基本维持在 (图)且不同移栽期处理之间无显著差异基本能满足雪茄烟大田前中期需水量 但不同移栽期处理烟株成熟期降水量为 随着移栽期的后移降水量呈下降趋势且 和 处理降水量低于其他移栽期 大田期降水量为 大田生长后期降水量偏高且多集中于 月需及时开沟排水预防根茎类病害的发生与传播各移栽期处理烟株生育期内降水量年度变异系数较大其中伸根期变异系数为 旺长期变异系数为 成熟期变异系数为 大田期变异系数为 说明年度降水量差异较大且各生育期内降雨分布较不均匀存在个别年份降雨较多或较少现象需适时开沟排水或及时灌溉促进根系生长 小写字母不同表示同一生育期不同移栽期处理间差异显著()图 不同移栽期处理下不同生育期降水量 作物研究()年 月 相对湿度优质烟叶的生产不仅与土壤水分相关同时还需要适宜的空气湿度 宁乡烟区不同移栽期处理下大田期的相对湿度为 (表)且随着移栽期的后移相对湿度逐渐降低但处理间差异不显著均处于适宜范围有利于叶片生长和优质烟叶的形成 不同移栽期处理相对湿度的变异系数为 且随着移栽期的后移逐渐增大 大田生长后期相对湿度随着气温的升高逐渐降低不利于叶片组织结构建成调制后烟叶组织欠佳易碎且卷制成品雪茄难度较大表 不同移栽期处理的气象指标 处理大田期相对湿度大田期日照大田期均温 时间均值/变异系数/均值/变异系数/均值/变异系数/处理大田期最高温 时间温湿度适宜调制时间均值/变异系数/均值/变异系数/同列数据后小写字母不同表示不同移栽期处理间差异显著()日照雪茄烟属喜温作物光质、光照强度和日照时数等与雪茄烟的田间长势、内含物积累与转化、产量和品质等存在直接关系 不同移栽期处理烟株的大田期日照为 (表)且其随移栽期 后 移 日 照 时 数 逐 渐 增 加 其 变 异 系 数 为 年各移栽期处理烟株大田期日照为 的年份占比分别为 ()、()、()、()、()和 ()其中 与 处理大田期日照低于 的年份占比相对较高处理大田期日照高于 的年份占比相对较高综合分析过早移栽(和)面临寡照的概率较高其他移栽期处理对应的大田期日照均为 处于适宜或较适宜范围内能满足优质雪茄烟叶对日照的要求 大田期均温 时间适宜的生长温度是生产优质雪茄烟叶的保障温度越适宜且适宜生长时间越长烟株生长越迅速越有利于烟叶内含物、致香物质等的积累与转化可促进烟叶优质适产 由表 可知不同移栽期处理烟株大田期均温 的时间为 、处理显著高于、其他处理间无显著差异 不同移栽期处理烟株大田期均温 的时间变异系数为 且随移栽期的后移逐渐增加 年大田期均温为 的时间逐渐上升表明随着气候的变化烟株适宜生长温度占比逐渐增加更利于烟株形态建成与优质烟叶的形成 但随着移栽期的提前大田生长前期温度较低易导致植株生长缓慢、植株矮小和早花等现象推迟移栽期则易在成熟期出现高温高湿天气影响烟叶质量 大田期 时间全球气候变暖带来的高温天气是制约烟草优质适产的关键因素之一 烟株生长前期温度较低后期温度较高有利于烟叶积累较多的同化物提高烟叶品质但如果最高温度高于 且持续一定时间易出现高温逼熟现象会降低烟叶质量 同时高第 卷第 期许金亮等:基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析温天气多伴随降雨和高湿天气会加快根茎类病害的传播导致烟叶产量降低 宁乡烟区不同移栽期处理大田期最高温 时间为 (表)且随移栽期的后移逐渐增加变异系数为 年随着移栽期的推迟大田期最高温 的时间小于等于 的年份占比逐渐降低表明随着移栽期的后移大田期 的时间越多且越稳定对烟叶品质影响越大 总体而言 年大田期 时间呈缓慢上升趋势成熟期高温逼熟现象逐渐严重可通过调整移栽期并配以不同的移栽方式减少成熟期高温天数保障烟叶成熟落黄 温湿度适宜调制时间调制是烟叶内含物转化、致香物质形成的关键工艺措施 雪茄烟调制是一个复杂且缓慢的工序需同时满足调制前期低温高湿、中期温湿度适中与后期高温低湿的环境 采用专家咨询与文献检索相结合的方法确定了温湿度适宜调制范围其中温度为 湿度为同时满足温湿度要求的计入温湿度适宜调制时间 不同移栽期处理的温湿度适宜调制时间为 (表)各处理无显著差异 总体而言宁乡烟区调制期均温适宜雪茄烟叶调制不同移栽期处理调制期的相对湿度适宜年份占比为 差异较大且随移栽期后移逐渐增加可采取保湿或排湿措施保证烟叶正常调制 气候适宜性评价利用隶属函数模型计算得到各移栽期处理的参评指标隶属度值隶属度值越大表示该指标越利于雪茄烟的生长和烟叶品质的形成 由表 可知伸根期均温、成熟期降水量和大田期 的时间是宁乡雪茄烟生产的主要影响因子 随着移栽期的后移伸根期均温和成熟期降水量隶属度值逐渐升高大田期 时间隶属度值逐渐降低成熟期均温隶属度值逐渐降低旺长期降水量、大田期相对湿度、温湿度适宜调制时间与大田期日照时数隶属度值均无显著差异大田期均温为 的时间呈先升高后降低的趋势通过加乘法计算得到宁乡雪茄烟气候适宜性指数()各处理对应的 分别为 ()、()、()、()、()和 ()呈先升高后降低的趋势其年度变异系数分别为 、和 与 变化规律相反说明、处理移栽期内移栽 稳定性较强且气候适宜性较好有利于优质烟叶的生产表 不同移栽期处理下参评指标对应的隶属度与适宜性指数 处理伸根期均温成熟期均温旺长期降水量成熟期降水量大田期相对湿度 处理温湿度适宜调制时间大田期均温为 的时间大田期日照时数大田期最高温 的时间 同列数据后小写字母不同表示不同移栽期处理间差异显著()次而连续超过 未降雨的次数也较多年平均 次因此成熟期还需根据生产情况及时灌排水 结论在宁乡烟区不同移栽期处理雪茄烟生育期均温大体维持在 月 日前移栽伸根期均温略低于适宜生长温度 月 日后移栽成熟期第 卷第 期许金亮等:基于气候动态评价的宁乡雪茄烟适宜移栽期分析均温略高且高温逼熟现象较严重日均温度为 的实际时间相对较少日照时数差异较大月 日前移栽日照时数略低成熟期降水量偏高总体而言 随着移栽期的推迟气候适宜性指数()呈先升高后降低的趋势 月 日 月 日移栽 较高为 综合分析宁乡烟区雪茄烟最适移栽期为 月 日 月 日但由于不同年份的气候存在一定差异还应根据当年的气象预测预报数据进行合理安排参考文献:郭世博张方亮张镇涛等 全球气候变暖对中国种植制度的可能影响 东北大豆高产稳产区及农业气象灾害分析 中国农业科学():苏海报周云肖敏光等 气候变暖对水稻干物质积累和运转的影响 江苏农业科学():王成孜王尚明张清霞等 气候变暖背景下晚稻不同生育期叶面积指数变化及其与产量的关系 江西农业学报():陆广彦王发科何生录等 气候变暖对格尔木地区农作物种植结构的影响 青海草业():刘维李祎君吕厚荃 早稻抽穗开花至成熟期气候适宜度对气候变暖与提前移栽的响应 中国农业科学():肖艳云田立双谢立勇等 不同移栽期和灌水量对晚熟水稻生长发育及产量的影响 干旱地区农业研究():符云鹏 香料烟品质形成对生态的响应及水氮调控研究 郑州:河南农业大学 闫超超姜亚历王瑛丽 移栽期与施氮量对烟叶产质量的影响 陕西农业科学():李强 曲靖烤烟品质特征及主要生态因素对其影响的研究 长沙:湖南农业大学 张宏建 不同生态亚区土壤和气候及其互作对浓香型烤烟品质的影响 广州:华南农业大学 薛宝燕沈嘉姜超强等 两种典型环境对烤烟香型风格及致香物质的影响 中国烟草科学():吴疆杨兴友靳冬梅等 调节移栽期对四川达州白肋烟生育期气候指标的影响 中国烟草科学():王智慧李淑娥刘开平等 白河烟区烤烟不同移栽期气候适生性综合评价 湖北农业科学():杨园园穆文静王维超等 调整烤烟移栽期对各生育阶段气候状况的影响 江西农业学报():孙延国刘好宝高华军等 移栽期对海南雪茄外包皮烟叶生长发育及产量品质的影响 中国烟草科学():刘德玉李树峰罗德华等 移栽期对烤烟产量、质量和光合特性的影响 中国烟草学报():曾琛陈庆园彭杰等 不同移栽期对烟草黑胫病和花叶病发生的影响 湖北农业科学():郭芳军叶想青张佳泽 播栽期对烤烟生长和产质量的影响 亚热带农业研究():余志凡何正川代顺冬等 四川雪茄烟优质高效栽培技术 四川农业科技():张谊寒张晨东焦芳婵等 雪茄外包皮烟在云南种植的适宜气候区初步筛选研究 西南农业学报():刘国顺 烟草栽培学 北京:中国农业出版社 邓小华周米良田茂成等 湘西州植烟气候与国内外主要烟区比较及相似性分析 中国烟草学报():李小杰李琦刘畅等 河南烟区烟草根茎类病害调查及病原鉴定 烟草科技():杨利云李军营王丽特等 光环境对烟草生长及物质代谢的影响研究进展 基因组学与应用生物学():刘晓丽向欢杨兴有等 光照强度对烟草生长发育及产量和质量的影响研究进展 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