中衛(wèi)市枸杞種植的氣象條件分析

黨張利，王麗婧，毛萬忠

(1.中國氣象局 旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750002;2.寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏銀川 750002;3.寧夏氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心，寧夏銀川 750002;4.中衛(wèi)市氣象局，寧夏 中衛(wèi) 755000)

0 引言

枸杞是茄科屬多年生落葉灌木，是我國傳統(tǒng)的名貴中藥材［1］?！缎滦薇静荨穼?duì)道地藥材做了精辟的論述:“竊以動(dòng)植形生，因方舛性，春秋節(jié)變，感氣殊功。離其本土，則質(zhì)同而效異。”其中“本土”直指藥材產(chǎn)地的土壤及其氣候條件，可見氣候條件對(duì)枸杞藥用價(jià)值的重要性至關(guān)重要［2］。溫度影響藥用植物有機(jī)物的合成與累積，枸杞在不同生育期對(duì)溫度的需求不同，其展葉期氣溫需達(dá)到10 ℃以上;氣溫在12 ℃以上時(shí)適宜春梢生長;開花最適宜的溫度為17～22 ℃;果實(shí)發(fā)育最適溫度為20～25℃;18～20 ℃有利于果實(shí)生長［3］?？諝鉂穸仁怯绊戣坭交曳趾康闹饕煞郑?］，光照作為藥用植物進(jìn)行光合作用必不可少的氣象條件，枸杞全生育期≥10℃積溫最優(yōu)為3 450 ℃［3］?？偠灾?，枸杞增產(chǎn)增質(zhì)與氣象條件密切相關(guān)。

目前，枸杞已成為中衛(wèi)市重要的經(jīng)濟(jì)作物，興仁鎮(zhèn)除大面積種植硒砂瓜，近幾年也大力發(fā)展枸杞產(chǎn)業(yè)，由于沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)屬山區(qū)，與沙坡頭區(qū)氣象條件存在明顯差異，筆者選取四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行分析，其中3 個(gè)站點(diǎn)資料屬于國家基本氣象站，興仁鎮(zhèn)屬于區(qū)域自動(dòng)站。

筆者對(duì)1970-2018 年中衛(wèi)市一區(qū)兩縣(沙坡頭區(qū)、中寧縣、海原縣)一鎮(zhèn)(興仁鎮(zhèn))氣象因子進(jìn)行分析，得到不同氣候條件對(duì)枸杞生育期的影響，進(jìn)而分析氣候變化對(duì)枸杞種植的影響。為進(jìn)一步提高中衛(wèi)枸杞品質(zhì)、產(chǎn)量、藥用價(jià)值提供理論支撐，指導(dǎo)枸杞產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 氣溫對(duì)枸杞生長發(fā)育的影響

1.1 枸杞生育期的年變化

在春季，氣溫穩(wěn)定通過10 ℃時(shí)，老眼枝開始萌芽［5-6］，在秋季，氣溫穩(wěn)定降至10 ℃以下，果實(shí)生長發(fā)育緩慢［7］，因此定義溫度穩(wěn)定降至10 ℃以下時(shí)枸杞夏果采摘完成，開始進(jìn)入落葉期。對(duì)1970～2018 年中衛(wèi)市四個(gè)觀測站的氣溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到灌區(qū)(沙坡頭區(qū)、中寧縣)氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的平均初日為4 月14～15 日，終日為10 月8～10 日;山區(qū)(興仁鎮(zhèn)、海原縣)氣溫穩(wěn)定通過10 ℃的平均初日為5 月1～5 日，終日為9 月27～30 日。其中灌區(qū)初日(終日)相對(duì)于山區(qū)提前(推后)9～22 d，也就是灌區(qū)平均枸杞生育期的時(shí)間較山區(qū)長29 d。通過橫向分析，得到平均每10 年萌芽提前2.2 d、落葉期推后1.9 d。其中，2014 年中寧縣枸杞萌芽是49 a 來最早，時(shí)間為3 月22 日，秋果成熟最晚的也是中寧縣，在2001 年10 月29 日;2013 年興仁鎮(zhèn)枸杞萌芽最晚，時(shí)間為4 月13 日，落葉最早的是海原縣，時(shí)間為1972 年9 月1 日(如圖1)。

中衛(wèi)市枸杞生長發(fā)育平均天數(shù)為163 d，其中灌區(qū)在150～207 d 之間，山區(qū)在106～185 d 內(nèi)，生育期日數(shù)隨年份延長明顯，1995～2018 年與1970～1980 年生育期日數(shù)比較，沙坡頭區(qū)、中寧縣、海原縣分別增加11、12、3 d。特別是2016 年沙坡頭區(qū)達(dá)到207 d，2009 年中寧縣達(dá)202 d 是近50 年生育期時(shí)長最長的年份。時(shí)間延長使枸杞萌芽、現(xiàn)蕾、開花和成熟均提早，秋季落葉推遲，可采摘批次增多。不同枸杞產(chǎn)區(qū)平均每10 年生長季延長4.0～5.1 d，平均延長4.5 d·10a-1，中寧 縣最長，沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)稍短。

圖1 中衛(wèi)市枸杞萌芽期、落葉期的年際變化

1.2 高溫對(duì)枸杞品質(zhì)的影響

日最高氣溫超過30 ℃時(shí)開花授粉將受到不利影響，高溫逆境環(huán)境易造成樹體光合作用減弱，新陳代謝異常等情況發(fā)生，將導(dǎo)致嚴(yán)重的花果脫落［7～8］。49 a 來，枸杞生長季內(nèi)最高氣溫≥30 ℃的日數(shù)增加趨勢明顯，平均每年有7.0～49.3 d高溫天數(shù)，每10 a 平均增多3.2 d，其中沙坡頭區(qū)、中寧縣增多日數(shù)較快在4.4～6.4d·10a-1之間，興仁鎮(zhèn)縣次之，在1.3 d·10 a-1內(nèi)，1997 年以后增加更明顯。隨著時(shí)間推移，枸杞發(fā)生高溫?zé)岷赡苄栽絹碓酱?如圖2)。由于枸杞幼果不耐高溫，高溫日數(shù)增加縮短幼果生長時(shí)間，使果實(shí)加速成熟，加重枸杞營養(yǎng)供應(yīng)，從而使枸杞果實(shí)變小，降低枸杞外觀等級(jí)和產(chǎn)量。

圖2 中衛(wèi)市枸杞生育期內(nèi)≥30 ℃日數(shù)變化趨勢

圖3 中衛(wèi)市(左上圖為沙坡頭區(qū)、右上圖為中寧縣、左下圖為興仁鎮(zhèn)、右下圖為海原縣)枸杞生育期內(nèi)的平均氣溫、積溫變化趨勢平均溫度和積溫

1.3 積溫對(duì)枸杞品質(zhì)的影響

寧夏的枸杞氣候區(qū)劃研究表明，枸杞全生育期≥10 ℃積溫最優(yōu)為3 450 ℃;≥10 ℃積溫在3 200～3 700 ℃，枸杞一般能獲得正常產(chǎn)量，熱量不是枸杞限制因子;≥10 ℃積溫在3 200 ℃以下時(shí)，熱量不足引起枸杞減產(chǎn)［3，9～10］。1970-2018 年，全市≥10 ℃平均積溫呈增長趨勢，平均每10 a 增加100℃·d，其中灌區(qū)枸杞生育期內(nèi)≥10 ℃平均積溫為3 226～3 387 ℃·d，可以達(dá)到枸杞正常產(chǎn)量的需求，沙坡頭區(qū)在2005 年后大部分年份積溫可以達(dá)到3 450 ℃·d，中寧在2000 年后大部分年份積溫可達(dá)到3 450 ℃·d，說明積溫在沙坡頭區(qū)、中寧縣地區(qū)既能保證枸杞正常產(chǎn)量需求，今后大部分年份還可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)枸杞;山區(qū)平均積溫小于3 200℃·d，不能滿足枸杞生長發(fā)育的熱量需求。全市平均氣溫也呈增加趨勢，日平均氣溫每10 年增加0.4 ℃，增長趨勢較為緩慢(如圖3)。

2 降水和相對(duì)濕度對(duì)枸杞品質(zhì)的影響

圖4 中衛(wèi)市枸杞生育期內(nèi)累計(jì)降水量、平均相對(duì)濕度變化趨勢

據(jù)研究，李劍萍等［11］2004 年研究表明枸杞百粒重隨采摘前35 d 相對(duì)濕度增大而減小，當(dāng)相對(duì)濕度增大到80%左右，百粒重基本不再減少;百粒長與枸杞開花到成熟的降水量、濕度呈指數(shù)關(guān)系，當(dāng)降水量、相對(duì)濕度較小時(shí)，隨降水量、相對(duì)濕度的增加，百粒長減小較慢，當(dāng)濕度超過50%時(shí)，百粒長隨濕度的增加減小較快。通過中衛(wèi)市49 年降水與相對(duì)濕度數(shù)據(jù)分析，中衛(wèi)市枸杞生長發(fā)育期內(nèi)的年累積降水量為42.5～501.1 mm，年際波動(dòng)大，整體呈弱增加趨勢，平均每10 a 略增加1.5 mm。其中沙坡頭區(qū)、海原縣枸杞發(fā)育期內(nèi)降水量呈增加趨勢，平均每10 a 分別增加1.7 mm、9.5 mm，中寧縣、沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)呈減少趨勢，平均每10 a 分別減少3.5 mm、2.0 mm;枸杞生育期內(nèi)的日平均相對(duì)濕度呈微弱下降趨勢，平均每10 a 下降1%，日平均相對(duì)濕度最大值均出現(xiàn)在1986 年之前，最小值出現(xiàn)在2008 年以后，其中1971 年沙坡頭區(qū)日平均相對(duì)濕度最大為64%，沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)2015 年最小為44%，最大與最小之間相差20%(如圖4)。得到:中寧縣降水趨于減少，空氣相對(duì)濕度趨于減小，有利于增加枸杞粒重、百粒長，形成大果。沙坡頭區(qū)、海原縣降水增長率均在10 mm·a-1以下，空氣相對(duì)濕度趨于減小，對(duì)枸杞粒重、百粒長無明顯影響。但分析夏果生長期降水日數(shù)和秋果生長期降水日數(shù)的變化規(guī)律，可看出夏果生長期降水日數(shù)明顯減少，而秋果生長期降水日數(shù)呈增加(如圖5)。

圖5 中衛(wèi)市枸杞生育期內(nèi)累計(jì)日照時(shí)數(shù)變化趨勢

3 日照時(shí)數(shù)對(duì)枸杞含糖量的影響

枸杞全生育期最適日照時(shí)數(shù)為1 640 h，在1 500～1 800 h，日照不是限制枸杞產(chǎn)量的因素;低于1 500 h 時(shí)，全生育期日數(shù)短，積溫少，使枸杞減產(chǎn);高于1 800 h 時(shí)，與高溫相伴，加速了夏果發(fā)育，延長了夏眠期，產(chǎn)量也會(huì)有所下降［3，9～10］。1970-2018 年，中衛(wèi)市枸杞生育期內(nèi)累計(jì)日照時(shí)數(shù)在792～2 146 h 范圍，整體呈增加趨勢，平均每10 年增加30.5 h。其中，沙坡頭區(qū)年平均累計(jì)日照時(shí)數(shù)最高，為1 563 h，海原縣最小，值為1 147 h，灌區(qū)日照時(shí)數(shù)不是限制枸杞產(chǎn)量的因素，而山區(qū)日照低，積溫少，導(dǎo)致枸杞產(chǎn)量下降;1996-2018 年的平均值高于1970-1995 年100.9 h(如圖5)，未來中衛(wèi)市的日照條件對(duì)枸杞生長越來越有利。

4 結(jié)論

(1)中衛(wèi)市穩(wěn)定通過10 ℃的初日提前，終日推遲，枸杞生育期的天數(shù)呈顯著增加趨勢，生育期平均延長4.5 d·10a-1;

(2)中寧縣、沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)枸杞生育期內(nèi)累計(jì)降水量和相對(duì)濕度呈減少趨勢，有利于增加枸杞百粒重、百粒長，對(duì)枸杞外觀品質(zhì)有利;

(3)枸杞生育期內(nèi)的平均氣溫上升，積溫、日照增多，降水量弱增加，有利于總糖增加，提升口感，增加枸杞含糖量;

(4)灌區(qū)≥10 ℃的積溫、日照時(shí)數(shù)均可夠滿足枸杞正常發(fā)育，且2005 年后大部年份能夠產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)枸杞，山區(qū)積溫、日照時(shí)數(shù)不能滿足枸杞正常發(fā)育，使枸杞減產(chǎn);

(5)中衛(wèi)市≥30℃的高溫日數(shù)增多，高溫使枸杞果實(shí)變小，外觀等級(jí)和產(chǎn)量降低，很不利于枸杞品質(zhì)。