枇杷低溫凍害等級指標(biāo)研究

楊 凱，陳 惠，林 晶，陳 濤

(1.福建省氣象科學(xué)研究所 350001;2.福建省福清市氣象局)

枇杷屬于亞熱帶作物，是我國特產(chǎn)的常綠果樹，也是福建省的主要果樹品種之一［1］，2013年全省枇杷種植面積3.8萬hm2，年產(chǎn)量達(dá)23.7萬t［2］。枇杷秋冬開花，翌年春季形成果實。因此，枇杷與香蕉、荔枝、龍眼等果樹不同，其營養(yǎng)器官一般不會受凍［3］，但因枇杷花果期處于一年中溫度最低的時期而常常遭受凍害。2004年12月下旬至2005年1月上旬，受北方強冷空氣的侵襲，福建省出現(xiàn)數(shù)年少有的嚴(yán)重霜凍現(xiàn)象，莆田市、永春縣、福清市等枇杷主產(chǎn)區(qū)受霜凍影響較重，據(jù)估算，僅莆田市直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)3億元以上［4］。前人研究表明，枇杷營養(yǎng)器官能耐－18℃的低溫，枇杷花凍害臨界溫度為 －6℃，枇杷幼果凍害臨界溫度為－3℃［4－6］，但具體凍害等級指標(biāo)并未確定。近年來，由于枇杷種植效益高，枇杷生產(chǎn)在南方地區(qū)以及福建省呈迅速增長趨勢，但因缺乏實用的凍害指標(biāo)，存在著盲目引種和擴(kuò)種現(xiàn)象。因此，開展枇杷低溫凍害等級指標(biāo)研究，建立枇杷凍害等級，對枇杷凍害監(jiān)測預(yù)警、合理布局等具有重要意義。由于枇杷花為分批開花，即使前期花遭遇凍害，后批花也可結(jié)果［7］;而枇杷幼果生長期恰逢冬季，此時低溫凍害將嚴(yán)重影響果實品質(zhì)和產(chǎn)量，溫度是枇杷能否作為經(jīng)濟(jì)栽培的主要限制因子［8－9］。在以往的研究中，多數(shù)學(xué)者主要研究通過田間觀測方法確定枇杷的凍害溫度，對枇杷在不同凍害程度下的溫度指標(biāo)等級研究則較少。因此，本文通過山坡地梯度觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合枇杷幼果低溫箱試驗，并參考其他作物凍害指標(biāo)等級的劃分，對枇杷低溫凍害等級指標(biāo)進(jìn)行研究，旨在為福建省枇杷生產(chǎn)部門制定適宜的引種擴(kuò)種、防災(zāi)減災(zāi)決策和作物合理布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 山坡地枇杷凍害觀測試驗

201 0～2011年在福建省枇杷主產(chǎn)區(qū)的福清市一都鎮(zhèn)善山村 (中國枇杷之鄉(xiāng))的枇杷園山坡地設(shè)置5個梯度小氣候觀測點，記錄各點逐日極端最低氣溫，對各測點的枇杷幼果隨機采樣，每株枇杷樹采1～2個果穗，每個果穗3個幼果，共采60個幼果解剖，記錄幼果的褐變率。在枇杷成熟采摘期對山坡地各測點的種植農(nóng)戶調(diào)查訪問，評估各測點的枇杷減產(chǎn)率。

表1 山坡地各觀測點地理位置

1.2 枇杷幼果凍害低溫箱試驗

分別于2011年和2012年1月典型陰天早晨到福清市一都鎮(zhèn)無凍害點采集枇杷幼果，2011年采集品種為早鐘6號 (特早熟品種)和解放鐘 (晚熟品種);2012年增加長紅3號 (中熟品種);不同品種各采500～600個果穗。所有果穗均插于預(yù)先備好的花泥中，并放置于人工小氣候低溫箱內(nèi)。2011年試驗設(shè)置溫度范圍為－2.5℃ ～－6.0℃，2012年為－1.0℃ ～－5.5℃，每隔0.5℃設(shè)1個處理，每個處理樣品50～60個果穗。

所有處理全部放入低溫箱中仿照自然降溫至設(shè)定的起點溫度，恒溫40 min后取出第1個處理果穗放在室內(nèi) (做好標(biāo)記，下同)，低溫箱每隔30 min降低0.5℃，每個處理恒溫40 min后取出1個果穗放在室內(nèi)，直至降溫至－5.5或－6.0℃。不同品種果穗均根據(jù)以上步驟進(jìn)行試驗，3 d后分別統(tǒng)計枇杷幼果的種子和果肉褐變情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 枇杷凍害臨界溫度的確定

從表2可見，枇杷凍害程度與溫度密切相關(guān)，5個觀測點溫度從高到低順序為－0.7℃、－1.0℃、－1.4℃、－1.8℃、－2.6℃，對應(yīng)的幼果褐變率為0、26%、30%、44%、94%，減產(chǎn)率也隨溫度降低而增高?？梢娺^程極端最低氣溫越低，凍害越嚴(yán)重;第2個觀測點過程極端最低氣溫為－0.7℃，幼果無凍害，而當(dāng)過程極端最低氣溫為－1.0℃(第4個觀測點)時，幼果開始受凍。因此，初步確定百葉箱內(nèi)－1.0℃為枇杷凍害的臨界溫度，即當(dāng)最低氣溫≤－1.0℃時，凍害過程開始，當(dāng)最低氣溫＞－1.0℃時凍害過程結(jié)束。

表2 山坡地各觀測點凍害情況

2.2 枇杷幼果低溫箱試驗結(jié)果

表3、表4為2011～2012年枇杷幼果低溫箱試驗結(jié)果，表明:不同品種不同低溫處理幼果褐變率稍有差別，但基本上從－1.5～－2.5℃幼果的種胚開始褐變，－2.5～－3.5℃幼果的種胚褐變率增加至30% ～60%，而－3.0～－3.5℃幼果的果肉開始褐變，隨著溫度繼續(xù)降低，果肉褐變率增加，當(dāng)溫度降至－4.5～－5.0℃時，枇杷幼果果肉褐變率達(dá)90%以上。

2.3 枇杷低溫凍害等級指標(biāo)的確定

根據(jù)枇杷幼果低溫箱試驗結(jié)果，結(jié)合山坡地枇杷凍害觀測試驗中確定的幼果受害臨界溫度為－1.0℃，可初步得到枇杷的輕、中、重、極重凍害等級指標(biāo)分別為:－2.5℃ ＜Tmin≤ －1.0℃、－3.5℃ ＜ Tmin≤ － 2.5℃、 － 4.5℃ ＜ Tmin≤－3.5℃、Tmin≤ －4.5℃。

表3 不同低溫條件下枇杷幼果褐變率(2011年)

表4 不同低溫條件下枇杷幼果褐變率 (2012年)

2.4 枇杷凍害等級指標(biāo)的驗證

莆田市是我國枇杷主產(chǎn)區(qū)，栽培面積2萬多hm2，年產(chǎn)量達(dá)8萬多t。本研究通過對莆田市歷史災(zāi)情資料評估，對初步得到的枇杷凍害等級指標(biāo)進(jìn)行驗證。莆田市枇杷主要種植在山區(qū)和半山區(qū)，而城區(qū)最低氣溫可比山區(qū)高3.0～5.0℃ (典型的晴天可高8℃)［10］，因此本研究對莆田市氣象觀測站與莆田市枇杷主產(chǎn)區(qū)自動站年極端最低氣溫進(jìn)行比對分析，發(fā)現(xiàn)莆田市枇杷主產(chǎn)區(qū)年極端最低氣溫比莆田市氣象觀測站低3.0～6.0℃，平均值低4.5℃左右。為客觀確定導(dǎo)致枇杷受害的實際溫度，對莆田市歷年極端最低溫度進(jìn)行校正。

根據(jù)對莆田市歷史災(zāi)情資料，結(jié)合枇杷凍害等級指標(biāo)的溫度劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以從表5中得出結(jié)論，歷史災(zāi)情發(fā)生的凍害溫度與枇杷凍害等級指標(biāo)一致，可見初步確定的枇杷各級指標(biāo)是可靠的。

表5 莆田市枇杷歷史災(zāi)情與凍害等級指標(biāo)驗證

3 結(jié)論

本研究通過枇杷山坡地觀測及幼果低溫箱凍害試驗，發(fā)現(xiàn)枇杷受凍程度與極端最低溫度密切相關(guān)，隨著溫度的降低，凍害趨于嚴(yán)重。雖然影響枇杷凍害的因素很復(fù)雜，其受害的發(fā)生及程度不僅受氣象因子的影響，而且還受植物學(xué)因子的影響［11］，本研究對影響枇杷凍害的最主要因子溫度進(jìn)行分析，初步建立了枇杷低溫凍害等級指標(biāo)，并進(jìn)行驗證，可為福建省的枇杷凍害監(jiān)測預(yù)警及栽培適宜區(qū)區(qū)劃提供依據(jù)。

［1］吳仁燁，陳家豪，吳振海.福州市枇杷低溫害預(yù)警模型及其應(yīng)用［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，19(1):56－59.

［2］福建省統(tǒng)計局.福建省統(tǒng)計年鑒—2014［M］.北京:中國統(tǒng)計出版社，2014:153－154.

［3］陳惠，王加義，潘衛(wèi)華，等.南亞熱帶主要果樹凍 (寒)害低溫指標(biāo)的確定 ［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2012，33(1):148－155.

［4］張輝，林新堅，吳一群，等.基于GIS的福建永泰山區(qū)枇杷避凍區(qū)劃 ［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2009，30(4):624－627.

［5］王加義，陳惠，夏麗花，等.基于離海距和GIS技術(shù)的福建低溫精細(xì)監(jiān)測［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報，2012，23(4):1－9.

［6］黃壽波，沈朝棟，李國景.我國枇杷凍害的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)及其防御技術(shù)［J］.湖北氣象，2000(4):17－20.

［7］吳仁燁，陳家豪，吳振海，等.福州市枇杷低溫害預(yù)警模型及其應(yīng)用［J］.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，19(1):56－59.

［8］邱繼水，曾楊，潘建平，等.廣東枇杷生態(tài)栽培區(qū)劃 ［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(12):64－66.

［9］謝鐘琛，李建.早鐘6號枇杷幼果凍害溫度界定及其栽培適宜區(qū)區(qū)劃［J］.福建果樹，2006(1):7－11.

［10］陳惠，徐宗煥，潘衛(wèi)華，等.地形閉塞的山坡下部冬季氣溫特征分析［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31(2):300－304.

［11］陳由強，葉冰瑩，高一平，等.低溫脅迫下枇杷幼葉細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平及細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化的研究 ［J］.武漢植物學(xué)研究，2000，18(2):138－142.