鐵皮石斛栽培農(nóng)業(yè)氣象災害預警指標研究

童永前，葉雄方，蔣夢非，李銳，方鴻，安濤

(1.淳安縣氣象局，浙江 淳安 311700； 2.淳安傳化現(xiàn)代科技有限公司，浙江 淳安 311722;3.淳安縣界首鄉(xiāng)人民政府，浙江 淳安 311701； 4.淳安縣富溪林場，浙江 淳安 311701)

文獻著錄格式：童永前，葉雄方，蔣夢非，等. 鐵皮石斛栽培農(nóng)業(yè)氣象災害預警指標研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2021，62(6)：1092-1096.

DOI：10.16178/j.issn.0528-9017.20210612

鐵皮石斛是重要的常用中藥，《神農(nóng)本草經(jīng)》將其列為上品。鐵皮石斛因滋補作用強，適用于老人、虛人津液不足，已成為價值不菲的珍品，加工的“鐵皮楓斗”或“耳環(huán)石斛”，被稱為“金楓斗”、“金耳環(huán)”，暢銷于東南亞及歐美，因產(chǎn)量少而供不應求，因而假冒、偽品者較多[1]。

2007年淳安縣石林鎮(zhèn)竹源生物有限公司開始進行鐵皮石斛的人工栽培，試種獲得成功后，2008年4月開始擴大面積。2012年富文鄉(xiāng)開始進行人工栽培鐵皮石斛種植獲得成功。目前人工栽培鐵皮石斛在淳安縣已有超過80 hm2的種植基地，呈穩(wěn)步增長的發(fā)展趨勢。通過對淳安縣的人工栽培鐵皮石斛進行氣候適應性研究，利用現(xiàn)有的區(qū)域自動站氣象資料資源，分析研究了淳安縣栽培鐵皮石斛的農(nóng)業(yè)氣象災害影響指標，旨在為淳安縣人工栽培鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)提出有益對策和建議?，F(xiàn)將有關鐵皮石斛栽培農(nóng)業(yè)災害預警指標的研究結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗選擇在淳安傳化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限公司安陽鄉(xiāng)日頭山自然村的大棚栽培鐵皮石斛基地進行氣象數(shù)據(jù)和生長量觀測。安陽鄉(xiāng)地理坐標為118°50′11″E，29°36′32″N，海拔高度119 m，氣象數(shù)據(jù)采用日頭山自動氣象觀測基地的監(jiān)測數(shù)據(jù)。大棚采用浙江中安農(nóng)業(yè)智能科技有限公司開發(fā)的“設施農(nóng)業(yè)智慧氣象監(jiān)測系統(tǒng)”的農(nóng)業(yè)氣象觀測儀器，對大棚內的空氣溫度、光照強度、濕度進行實時觀測。大棚外的氣象觀測儀器采用北京華云升達氣象科技有限責任公司開發(fā)的caws600-r自動站，生長量采用人工測量取得。

選擇基地大棚已經(jīng)種植2 a的大小叢基本一致的長勢良好的鐵皮石斛為樣本。

1.2 測試指標

鐵皮石斛為多年生草本，前1 a生的莖變成母莖，從母莖基部節(jié)上腋芽形成新苗，1枝母莖發(fā)1～3個新苗，隨著新苗的成長，新莖基部發(fā)出數(shù)條不定根，根伸到苗床并緊固在基質上，秋季莖根生長逐漸停止。根據(jù)鐵皮石斛的莖生長特性，本試驗莖生長量的觀測選擇當年春季抽生的新莖進行觀測[2]。因當年11月至次年2月鐵皮石斛進入成熟采摘期，且基本停止生長，故選取2018、2019年的3—10月對大棚內外石斛樣本(10個)進行每月1次的生長觀測。

1.3 試驗方法

選擇鐵皮石斛當年春季抽生的新莖進行莖生長量觀測，每處理重復3次，各處理每個重復、每旬選擇固定的10根莖進行莖長測量，并進行鐵皮石斛的物候期觀測[3]，當年鐵皮石斛停止生長后，各處理隨機抽取10株進行莖性狀的調查分析。

調查、收集、整理各類氣象要素數(shù)據(jù)、大棚鐵皮石斛生長數(shù)據(jù)及服務指標，通過分析整理淳安縣栽培鐵皮石斛種植重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)的觀測資料及實地調查，開展以栽培鐵皮石斛的抽芽開花期至果條成熟期為周期的栽培鐵皮石斛年物候期實地觀測試驗。統(tǒng)計整理淳安國家基本站、安陽日頭山自動氣象站2018—2019年的氣象資料及栽培鐵皮石斛生長發(fā)育期觀測資料，從溫度、日照、相對濕度等氣象要素對栽培鐵皮石斛生長的氣象條件進行分析，并對淳安縣出現(xiàn)的農(nóng)業(yè)氣象災害進行分析，確定淳安縣栽培鐵皮石斛不同發(fā)育期氣象服務指標、主要氣象災害指標、常見病害發(fā)生指標。

2 結果與分析

2.1 大棚內外溫度的關系

表1顯示，在大棚內離地面30 cm處，鐵皮石斛生長層的日平均溫度比淳安縣安陽鄉(xiāng)日頭山自動氣象站平均溫度高2.3 ℃[4]。由圖1可見，棚內溫度(y)與淳安縣安陽鄉(xiāng)日頭山自動氣象站氣溫(x)的線性關系為y=2.256x+4.792。在給定顯著性水平α=0.001、自由度γ=12-2=10時，經(jīng)t檢驗，大棚內外平均氣溫關系顯著，相關系數(shù)為0.996。

圖1 大棚內外月平均氣溫關系

表1 不同月份大棚內外月平均溫度

2.2 鐵皮石斛莖的生長情況

從表2可看出，2018—2019年棚內的石斛年度莖長分別為24.8和28.5 cm，棚外年莖長分別是18.70和22.8 cm，棚外的莖生長量明顯慢于棚內。其中，4—9月莖長生長勻速加快，10月中旬至11月生長速度明顯趨緩。棚內生長速度明顯快于棚外，人工控制的小氣候環(huán)境能有效促進石斛的生長[5]。圖2～3顯示，大棚栽培鐵皮石斛的莖伸長生長變化過程表現(xiàn)為慢-快-慢的生長曲線規(guī)律[6]。

圖2 2018—2019年鐵皮石斛平均莖生長的月變化趨勢

表2 2018—2019 年鐵皮石斛莖生長量的變化

2.3 鐵皮石斛主要生長期與溫度的關系

從表3中可以看出，1—3月溫度距平、2月平均最高氣溫與鐵皮石斛抽芽日期呈正相關，即1—3月溫度距平越大，2月平均最高氣溫越高，抽芽日期越早；而4月溫度距平與鐵皮石斛抽芽開花時間間隔呈負相關，即4月溫度距平越大，抽芽開花間隔越小。由此可見，在鐵皮石斛關鍵生長期，溫度是影響栽培鐵皮石斛生長的主要氣象因素。從表4、5可知，大棚內除2018年10月、2019年5月、2019年8—10月的相對濕度較低外，2018—2019年的石斛生長季節(jié)內的相對濕度維持在80%～95%，適宜鐵皮石斛生長[7]。

表4 2018—2019年大棚內外月平均相對濕度

圖3 鐵皮石斛莖生長與平均氣溫的關系

表3 大棚鐵皮石斛抽芽、開花日期與1—3月、4月溫度距平和2月最高溫的關系

2.4 設施栽培鐵皮石斛生長期主要農(nóng)業(yè)氣象災害

2.4.1 移栽期

3月中旬至5月中旬。移栽期是整個苗期的最關鍵時段，主要氣象災害是低溫、高溫、暴雨和大風。

低溫。3月日最低溫低于5 ℃時，鐵皮石斛馴化苗出現(xiàn)休眠；低于0 ℃會導致不同程度的凍傷，主要表現(xiàn)為葉片凍傷脫落，嚴重時莖稈凍傷。

表5 鐵皮石斛主要發(fā)育期氣象要素適宜指標

高溫。5月的日最高氣溫高于30 ℃會出現(xiàn)高溫休眠，影響馴化苗生長；日最高氣溫高于35 ℃時，易產(chǎn)生高溫灼傷，甚至引起死苗。而移栽是整個苗期的最關鍵時段，鐵皮石斛幼苗對高溫更為敏感。

暴雨。暴雨造成苗根部浸水或受淹，受淹超過24 h就會影響苗生長，甚至引起死苗；暴雨后溫室內濕度增加，還會引發(fā)疫病和炭疽病。

大風。主要是8級以上大風，造成溫室設施損壞，進而引發(fā)其他氣象災害。如2018年3月8日的8級陣風，2019年4月10日的9級陣風，導致基地內溫室鋼架和薄膜不同程度的損壞，影響了溫室內鐵皮石斛的生長。

2.4.2 開花期

5月下旬至6月中旬的主要氣象災害是高溫、暴雨和熱陣雨。

高溫。5—6月氣溫達35 ℃以上就會影響花芽分化、花苞發(fā)育、花期授粉，嚴重時引起花芽敗育，減少開花和結果。

暴雨。暴雨造成根浸水或受淹，影響苗生長，甚至引起死苗。根浸水或受淹超過72 h，會引起大面積死苗；根浸水或受淹超過48 h，造成苗的抗性差、品質劣，并出現(xiàn)部分死苗。

熱陣雨。上午、中午晴熱天氣，午后的一場陣雨，主要引起炭疽病爆發(fā)。

2.4.3 快速生長期

7—10月的主要氣象災害是高溫、暴雨。

高溫。7—10月氣溫達35 ℃以上影響苗的成活和生長，甚至引起高溫灼傷和死苗，已經(jīng)完成授粉的果莢脫落，果莢內種子敗育。如2013年7、8月，日最高氣溫≥35 ℃的日數(shù)為38 d，出現(xiàn)較高的死苗率。

暴雨。7—8月的臺風天氣，降雨量較大，暴雨造成根浸水或受淹，影響苗生長，甚至引起死苗。根浸水或受淹超過72 h，會引起大面積死苗；根浸水或受淹超過48 h，造成苗的抗性差，產(chǎn)量不高，品質劣，出現(xiàn)部分死苗。如2020年7月7—10日出現(xiàn)的大暴雨，降水量為203.1 mm，淳安縣鐵皮石斛受淹面積467 hm2，死苗面積達293 hm2。

2.4.4 采收期

鮮花采收期在5—6月，鮮條采收在11月中旬至翌年3月上旬。主要氣象災害是連陰雨、低溫凍害、大風、暴雪。

連陰雨。開花時遇到連續(xù)5 d以上的陰雨天氣(日降水量≥0.1 mm，日照≤2 h)，影響開花和花瓣品質及授粉，容易誘發(fā)灰霉病，高濕易引發(fā)蝸牛蟲害，啃食鐵皮石斛花瓣。

高溫。2—3月天氣晴好時，中午棚內溫度可達30 ℃，出現(xiàn)高溫時，若不及時通風會引起炭疽病和紅蜘蛛等病蟲害。

低溫凍害。11月中旬棚內溫度低于5 ℃時，鐵皮石斛葉片停止生長，且易受凍；棚內溫度低于0 ℃則莖稈受凍，降低產(chǎn)量和品質；連續(xù)3 d棚內溫度≤-2 ℃，鐵皮石斛莖稈受凍嚴重，影響鐵皮石斛莖稈產(chǎn)量。2016年1月下旬受強冷空氣影響，日最低氣溫≤-2 ℃有5 d，造成鐵皮石斛嚴重受凍，鮮品減產(chǎn)。另外，大風、暴雪、積雪會損壞大棚設施，也會造成凍害。

2.5 設施栽培鐵皮石斛生長期氣象災害預警指標及防御措施

根據(jù)淳安縣多年氣候資料和栽培鐵皮石斛災情資料(表6)，經(jīng)田間調查、應用統(tǒng)計歸納，綜合得出栽培鐵皮石斛生長期主要氣象災害，分析了氣象災害的分布特征和發(fā)生規(guī)律，得出設施大棚栽培鐵皮石斛農(nóng)業(yè)氣象災害防御的預警指標[8]，提出主要氣象災害的具體防御措施，以最大程度減輕經(jīng)濟損失。

表6 淳安栽培鐵皮石斛農(nóng)業(yè)氣象災害預警指標及防御措施

3 小結與討論

大棚內外平均氣溫關系顯著，大棚內離地面 30 cm 處，鐵皮石斛生長層的平均溫度比淳安縣安陽鄉(xiāng)日頭山自動氣象站平均溫度高2.3 ℃，相關系數(shù)為0.996。大棚栽培鐵皮石斛莖伸長生長變化過程表現(xiàn)為“慢-快-慢”的生長規(guī)律[9]。氣象條件對鐵皮石斛的莖生長有明顯的影響，莖增長量和生長過程的日平均氣溫、日平均最高氣溫、日平均最低氣溫之間存在顯著的相關關系，試驗大棚的平均相對濕度保持在80%以上，基本適宜鐵皮石斛的生長。在日平均氣溫24～30 ℃、日最高氣溫27～35 ℃和日最低氣溫20～26 ℃的條件下，鐵皮石斛莖生長較快。生長高峰期出現(xiàn)時的日平均氣溫在27～29 ℃、日最高氣溫在32～34 ℃和日最低氣溫在24～26 ℃[10]。

由于不同鐵皮石斛品種與氣象條件間的關系有一定差異，鐵皮石斛種植期間遇到的氣象災害也有較大差異，所以本文得出的鐵皮石斛生長期間的農(nóng)業(yè)氣象災害及預警指標僅供參考。同時，需要通過研究結果的實際應用結合調查或試驗資料的進一步積累，深化完善相關農(nóng)業(yè)氣象災害及預警指標體系及防御對策，以期更好地為大棚鐵皮石斛周年供應提供優(yōu)質的氣象服務。