引起鄂東北油茶落花落果的氣象災(zāi)害研究

劉中新,周汝寶,陶 列,胡大海

(1.湖北省浠水縣氣象局，湖北 浠水 438200；2.湖北省麻城市氣象局，湖北 麻城 438300;3.湖北省黃石市氣象局，湖北 黃石 435000)

1 引言

油茶是我國特有的木本食用油料樹種，全國油茶林面積在350萬hm2以上。麻城被譽為“中國油茶之鄉(xiāng)”，現(xiàn)有油茶面積2.57萬hm2，其中投產(chǎn)面積1.65萬hm2，是湖北省油茶面積和產(chǎn)量最大的縣(市)，油茶廣泛分布于全市中低山和丘陵。據(jù)統(tǒng)計，2017年全市產(chǎn)油茶干籽產(chǎn)量1.575萬t，系列產(chǎn)值逾2億元。

有關(guān)油茶與氣象的關(guān)系，我國許多學者做了大量的研究。蔣元華[1]等從油茶的氣候適宜性指標、油茶產(chǎn)量氣象影響因子及油茶生長期主要氣象災(zāi)害3個方面，系統(tǒng)的介紹了我國關(guān)于油茶與氣象的研究成果。其中，有關(guān)油茶產(chǎn)量與氣象的關(guān)系，大多數(shù)學者均采用相關(guān)分析法來確定影響油茶產(chǎn)量的主要氣候因子[2-4]，這些氣候因子重點集中于花期[5-6]，，如花期低溫與霜凍的危害關(guān)系[7-8]、花期氣溫對傳粉昆蟲活動的影響等[9]。也有較多研究針對7—9月油茶處于“懷胎包子”時期高溫干旱等對油茶含油率及品質(zhì)下降的影響[10-11]，但對全生育期落花落果觀測和研究較少。本文使用2016—2017年在麻城市五腦山林場及麻城市國家基本氣象站開展油茶落花落果觀測資料，結(jié)合麻城市氣象資料，分析油茶在不同災(zāi)害性天氣影響下產(chǎn)生落花落果特征，并對造成油茶落花落果現(xiàn)象的氣象災(zāi)害進行分類，總結(jié)油茶落花落果氣象指標、各氣象災(zāi)害及生理落果所占百分比，從而得到油茶全生育期坐果率變化趨勢，為開展油茶生產(chǎn)氣象服務(wù)研究提供依據(jù)。

2 資料統(tǒng)計與處理方法

2.1 觀測方法與資料統(tǒng)計

在麻城氣象觀測場周邊和五腦山林場分別選取有代表性的油茶植株各20株(樹齡5～20 a)，進行落花落果及生長發(fā)育期觀測。觀測品種：鄂林151、鄂林102，管理水平中等。

花芽分化結(jié)束后，清除選定的油茶植株冠蓋區(qū)雜草，并用遮陽網(wǎng)(以利于雨水滲漏)平鋪在樹冠下，承接植株掉落的花果。在當年油茶果實采收后(或花芽分化花結(jié)束，花蕾形成后)，對每株油茶起始總花蕾數(shù)進行觀測統(tǒng)計。較大植株花蕾較多，因統(tǒng)計困難，選取其中主要枝條1～2條，在枝條上做好標記，記錄各枝條起始花蕾數(shù)。在遇風災(zāi)、連陰雨、高溫干旱、低溫凍害等氣象災(zāi)害過程后，觀測植株下部塑料薄膜上掉落的花果，分株記載落花落果數(shù)和日期。

無災(zāi)害性天氣而出現(xiàn)的落花落果情況計入生理落果或機械損傷落果。本觀測未對病蟲害落花落果加以區(qū)分，當與災(zāi)害性天氣發(fā)生時間一致時，計入氣象災(zāi)害落果，無氣象災(zāi)害時計入生理落果中。

2.2 氣象資料

氣象資料使用麻城市國家氣象觀測站資料。五腦山林場與麻城氣象觀測場相距12 km。麻城市位鄂東北，于大別山南麓，鄂豫皖三省交界處，114°40′～115°28′E，30°52′～31°36′N，海拔高度59.3 m。麻城歷年(1981—2010年30 a平均值)平均氣溫16.7 ℃，1月平均氣溫3.7 ℃，7月平均氣溫28.7 ℃，極端最高氣溫40.2 ℃，極端最低氣溫-14.8 ℃，無霜期237 d，年降水量1 269.1 mm，日照時數(shù)2 021.8 h。

2.3 觀測年氣候特點

2016、2017年，麻城年平均氣溫分別為17.2 ℃、17.3 ℃，比常年偏高0.5～0.6 ℃。2015—2016年冬季氣候?qū)僬Ｄ晷停?016—2017年冬季屬暖冬年型，氣溫與歷年同期距平分別為-0.1 ℃、1.4 ℃。2016年降水量異常偏多，比歷年偏多64%，6月中旬—7月上旬多強降雨，7月中旬—8月中旬出現(xiàn)持續(xù)高溫晴熱天氣。2017年降水量接近常年。日照時數(shù)2016年比常年略偏少5%，2017年與常年持平?？偟膩碚f，2016年氣候較異常，冬季略偏冷，梅雨期降水量異常偏多且時間長，盛夏異常高溫，各類氣象災(zāi)害較重。2017年除夏季高溫偏重外，其他氣象要素基本屬于正常年。

3 結(jié)果與分析

3.1 生長發(fā)育期

油茶從花蕾形成至次年果實成熟，大約經(jīng)歷15個月左右的時間。通過觀測，麻城油茶開花從10月下旬末開始，11中旬進入盛花期，12月下旬開花結(jié)束，花期持續(xù)時間近60 d。3月上旬葉芽開放，春稍開始生長，6月上旬第1次夏稍開始抽稍，7月下旬第2次夏稍開始抽稍，8月下旬至9月上旬秋稍開始抽稍。6月下旬—7月花芽開始分化，7月下旬花蕾基本形成，8—10月油茶既有當年形成的花蕾，又有頭一年花蕾成長形成的果實，俗稱“懷胎包子”期。10月中下旬果實成熟。

3.2 落花落果特征

經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，風災(zāi)造成的落花落果易發(fā)生于開花期或開花結(jié)束初果期。開花期遇風災(zāi)使正處于傳粉受孕的花蕊連同花瓣、花蒂一起被風吹落，或使已膨大但還沒有開放的花蕾被風災(zāi)吹落；或開花結(jié)束后果實初胚被風災(zāi)造成損傷而脫落。冬季低溫凍害和梅雨期果實較小，凍害和梅雨期連陰雨導致部分油茶果實或果蒂被冰雪或雨水侵蝕發(fā)生霉變，果實變黑而脫落。盛夏期果實正處于快速膨大期，高溫干旱造成供水不足，導致果實干枯或炸裂而脫落。在采摘和管理過程人為機械損傷或牲畜損傷造成落花落果的花蒂、果蒂或枝條有明顯傷痕。

因災(zāi)害性天氣造成的油茶落花落果時間上存在一定的滯后性，具體災(zāi)害不同，落花落果的開始時間及持續(xù)時間也有所不同。風災(zāi)造成的落花落果時間較短，在風災(zāi)過程中即出現(xiàn)，1～2 d脫落結(jié)束。低溫霜凍和連陰雨造成的落果時間較長，在災(zāi)害天氣結(jié)束后3～5 d開始脫落，需7～10 d才能脫落完畢。高溫干旱造成的落果(落蕾)時間最長，10 d以上才出現(xiàn)果實脫落，一直持續(xù)至高溫天氣結(jié)束后1個月左右。

3.3 落花落果與氣象災(zāi)害分析

產(chǎn)生油茶落花落果的原因復(fù)雜，與品種、樹齡、氣象條件、栽培技術(shù)、土壤、病蟲害等都有一定的關(guān)系[12-13]。尤其在氣候條件影響下，病蟲害發(fā)生[14]，加重落花落果。這里主要分析氣象災(zāi)害引起油茶落花落果。

從油茶始花期開始至第二年果實成熟采摘，整個掛果期較長并跨年度，油茶落花落果的易發(fā)期有3個：冬季、梅雨期和盛夏期。

以當年油茶采收后的總花蕾數(shù)(2017年以花芽分化結(jié)束后的總花蕾數(shù))為基數(shù)，對風災(zāi)、低溫凍害、梅雨期連陰雨和高溫干旱產(chǎn)生落花落果分類進行百分率統(tǒng)計。

3.3.1 風災(zāi) 表1為2016、2017年由風災(zāi)天氣產(chǎn)生的油茶落花落果觀測及最風災(zāi)速統(tǒng)計，分析表1發(fā)現(xiàn)，當最大風速≥8.0 m/s(風力≥5級)時，開始產(chǎn)生落花落果，當最大風速≥10.0 m/s時，落花落果顯著增加。

表1 風災(zāi)產(chǎn)生落花落果觀測記錄Tab.1 Observation record of falling flowers and fruits caused by wind disaster

2016、2017年，風災(zāi)產(chǎn)生的落花落果數(shù)占總花蕾數(shù)比分別為6.9%、5.5%，平均6.2%。

3.3.2 低溫凍害 冬季產(chǎn)生落花落果，均有前期低溫過程相對應(yīng)。由表2可以看出，當最低氣溫>-3.5 ℃時，無落花落果現(xiàn)象；當最低氣溫≤-3.5 ℃時，開始產(chǎn)生落花落果。當最低氣溫≤-6.0 ℃時或連續(xù)多日低溫時，落花落果顯著增加。2016、2017年，因低溫凍害雨雪天氣造成的落花落果占初始花蕾總數(shù)比分別為8.0%、4.7%，平均6.4%。

表2 低溫凍害產(chǎn)生落花落果觀測記錄Tab.2 Observation records of falling flowers and fruits caused by cold freezing

3.3.3 梅雨期連陰雨 6月中旬—7月上旬梅雨階段，油茶正處于果實膨大期，觀測發(fā)現(xiàn)，當連續(xù)降水日數(shù)≥3d時，有落果發(fā)生。2016年麻城梅雨期共出現(xiàn)3次連陰雨過程，分別為：6月19—21日，6月24—27日、7月1—7日。2017年梅雨期共出現(xiàn)2次連陰雨過程，分別為6月30日—7月2日、7月7—10日。2016、2017年，梅雨期落果率分別為4.9%、3.6%，平均4.3%。

3.3.4 高溫干旱 進入7月中旬，梅雨結(jié)束后，轉(zhuǎn)入盛夏，常出現(xiàn)高溫天氣。高溫干旱使油茶產(chǎn)生大量落果，同時也造成剛剛完成花芽分化而形成的新蕾脫落。觀測發(fā)現(xiàn)，當最高氣溫≥35 ℃日數(shù)不足10 d或≥37 ℃日數(shù)不足5 d且有降水時，未產(chǎn)生落果(落蕾)；當最高氣溫≥35 ℃日數(shù)達到10 d以上或≥37 ℃日數(shù)達到5 d以上且無降水時，開始出現(xiàn)落果(落蕾)。2016年最高氣溫≥35 ℃日數(shù)達27 d，其中≥37 ℃日數(shù)12 d。2017年≥35 ℃日數(shù)20 d，其中≥37 ℃日數(shù)8 d(見表3)。2016、2017年高溫干旱落果率為10.0%、7.7%，平均8.9%。

高溫干旱同時造成當年花蕾大量脫落。2017年高溫落蕾占初始花蕾總數(shù)比9.5%(見表3)。

表3 高溫干旱產(chǎn)生落花落果觀測記錄Tab.3 Observation records of high-temperature drought resulting in falling fruit

3.4 結(jié)果率

2016、2017年，氣象災(zāi)害導致油茶落花落果總計占比分別為29.8%、29.0%(平均29.4%)，2016年危害重于2017年。生理或機械損傷損傷造成的落果占比33.5%、22.6%(平均28.1%)，氣象災(zāi)害與生理(機械)落果兩項合計占總花蕾數(shù)的57.5%，最終結(jié)果率36.7%、48.4%(平均42.6%)。各氣象災(zāi)害造成的落花落果、生理落果和結(jié)果率統(tǒng)計見表4。

表4 落花落果觀測記錄表(單位：粒數(shù))Tab.4 Table of observation records for falling fruit(in number of particles)

風災(zāi)、低溫凍害、梅雨期連陰雨和高溫干旱產(chǎn)生落花落果分別占全部氣象災(zāi)害造成的落花落果比率為20.2%、20.8%、13.9%、45.2%。由此可見，引起油茶落果(落蕾)的氣象災(zāi)害依次為高溫干旱、低溫凍害、風災(zāi)和梅雨期連陰雨。其中，冬季風災(zāi)和低溫凍害兩項合計占41.0%，冬季和盛夏期是油茶落花落果最重的兩個階段。

圖1為自2016年7月底花蕾形成至2017年10月果實成熟期間油茶坐果率變化圖。

生理落果一直持續(xù)發(fā)生，但大量發(fā)生期是油脂積累期(9月下旬—10月下旬)，此時油茶正處于“懷胎包子”，大量花蕾形成，而當年果實仍未成熟，營養(yǎng)供應(yīng)不足導致部分花蕾和果實脫落。機械損傷落果(落蕾)主要產(chǎn)生于兩個時期：油茶采摘期和春季施肥、除草管理階段。氣象災(zāi)害中，要遭受連續(xù)2 a的盛夏期高溫干旱影響，即第一年花蕾形成后高溫干旱造成落蕾，第二年高溫干旱造成正處于快速膨大的油茶果實脫落。坐果率經(jīng)過一年多的變化，最終結(jié)果率只有40%左右。

圖1 油茶全生育期坐果率變化圖(%)Fig.1 The change of sitting rate of Camellia during full growth(%)

4 結(jié)論與討論

①在油茶果實周年生長期內(nèi)，造成油茶落花落果的主要氣象災(zāi)害依次為高溫干旱、低溫凍害、風災(zāi)和梅雨期連陰雨，發(fā)生指標為：最高氣溫≥35 ℃日數(shù)達到10 d以上或≥37 ℃日數(shù)達到5 d以上且無降水、日最低氣溫≤-3.5 ℃、日最大風速≥8.0 m/s(風力≥5級)、梅雨期出現(xiàn)3～5 d連續(xù)降水天氣。油茶落花落果的易發(fā)期有3個：冬季、梅雨期和盛夏期，尤其是冬季和盛夏期，落花落果各占全年氣象災(zāi)害40%以上。

②氣象災(zāi)害導致的落花落果占初始花蕾29.4%，生理落果和機械損傷落果占28.1%，氣象災(zāi)害導致的落花落果超過生理落果及機械損傷落果。油茶平均結(jié)果率42.6%，2016年氣象災(zāi)害重于2017年，結(jié)果率低于2017年。2016年麻城氣候?qū)贇庀鬄?zāi)害偏重年，2017年屬正常年，2 a的觀測結(jié)果和分析結(jié)論，能基本反映出麻城市油茶落花落果平均狀況。根據(jù)油茶從花蕾形成至第二年成熟約15個月期間的觀測結(jié)果繪制的油茶坐果率變化曲線，揭示了油茶全生育期氣象災(zāi)害、生理或機械損傷落果導致坐果率逐漸下降的變化規(guī)律和特征。

③劉中新[15]等通過統(tǒng)計麻城市60 a(1958—2017)氣象資料與油茶生長的指標比較結(jié)果：正常年份，麻城市氣象條件基本能達到油茶生長氣象指標，但是，在梅雨期，有一半以上的年份降水量超過此階段最適宜指標上限，對油茶果實生長有一定影響；“懷胎包子”期，有68%的年份降水未達到最低指標要求，易造成油茶落果(蕾)而減產(chǎn)。本研究對油茶全生育期落花落果的觀測分析結(jié)果，特別是梅雨期連陰雨及高溫干旱落花落果的分析結(jié)論，與上述觀點高度吻合，說明分析結(jié)論可靠，這對于指導油茶生產(chǎn)中氣象災(zāi)害防御，提高油茶產(chǎn)量，具有現(xiàn)實意義。

怎樣提高油茶應(yīng)對氣象災(zāi)害的防控技術(shù)，是目前研究的弱點，也是我們今后值得重點探索的問題。尤其是花期和高溫干旱期，適當采取防風措施，進行溫濕度調(diào)控，加強肥水管理，可有效減少落花落果[16]。采用油茶林生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化管理[17]，花期噴施吲哚乙酸、生長調(diào)節(jié)劑、硼肥、磷酸二氫鉀等，可提高油茶座果率[18-21]。

本分析重點探討不利氣象條件造成的落花落果，對其他因素造成的落花落果的影響、油茶病蟲害發(fā)生與氣象條件的關(guān)系及油茶不同品種、樹齡對氣象災(zāi)害適應(yīng)性等未作分析，這些問題，有待今后作進一步的研究。