天水蘋果盛花期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

姚曉琳

摘?要：運(yùn)用天水河谷川區(qū)（麥積海拔1 080 m）1990-2011年和陰濕高山區(qū)（秦州中梁1 650 m）2012-2019年30年蘋果物候期實(shí)況監(jiān)測(cè)資料，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和物候預(yù)報(bào)法進(jìn)行蘋果盛花期預(yù)報(bào)，其準(zhǔn)確率分別為82%和88%，為果業(yè)管理和生產(chǎn)部門提供準(zhǔn)確的花期預(yù)報(bào)信息，提前進(jìn)行凍害防御管理，對(duì)有效防御花期凍害，提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)蘋果產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、健康發(fā)展具有明顯的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：蘋果;盛花期;預(yù)測(cè)預(yù)報(bào);模型研究

文章編號(hào)：2096-8108（2021）02-0043-03?中圖分類號(hào)：S661.1?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：Based on the 30-year monitoring datas of apple phenology in Tianshui River Valley （Maiji 1 080 m above sea level） from 1990 to 2011 and cloudy and humid mountain region （Qinzhou Zhongliang 1 650 m） from 2012 to 2019， the accuracy of statistics and phenology prediction method was 82% and 88% respectively， which provided accurate flowering prediction information for fruit management and production departments and prevented freezing injury in advance. The managements effectively prevent frost injury during flowering， improve apple yield and quality， and promote the stable， sustainable and healthy development of apple industry.

Keywords：apple; full bloom stage; prediction; model research

從植物物候現(xiàn)象來看，它們的發(fā)生都要求一定的生態(tài)條件，特別是天氣、氣候條件，植物物候現(xiàn)象不僅反映了當(dāng)時(shí)的天氣，而且也反映了過去一個(gè)時(shí)期內(nèi)天氣的積累，再加上植物本身的生長(zhǎng)、發(fā)育也具有階段性的特點(diǎn)，這使得各種植物物候現(xiàn)象的發(fā)生，不但在一定時(shí)段內(nèi)，一些植物物候現(xiàn)象之間，前一種物候現(xiàn)象出現(xiàn)的早遲與后一種物候現(xiàn)象發(fā)生的早遲有著密切的關(guān)系，此即物候現(xiàn)象發(fā)生的順序相關(guān)性規(guī)律。目前，植物物候期預(yù)報(bào)大多通過觀測(cè)其他植物已經(jīng)顯現(xiàn)的物候現(xiàn)象來預(yù)測(cè)某種果樹的花期[1-3]，或運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析某種果樹花期和花期之間或越冬期的光照、溫度、降水等氣候因子的相關(guān)性并建立回歸預(yù)測(cè)模型[4-5]。

蘋果（Malus pumila）屬仁果類，薔薇科落葉喬木。天水市蘋果種植面積202萬(wàn)hm2，產(chǎn)量247萬(wàn)t，產(chǎn)值68.8億元，以蘋果為主的經(jīng)濟(jì)林果已成為天水主要支柱產(chǎn)業(yè)。天水地處黃土高原與西秦嶺交錯(cuò)區(qū)，地形地貌復(fù)雜，大陸性季風(fēng)氣候特征明顯，蘋果花期遭遇低溫凍害的風(fēng)險(xiǎn)大。近年來，隨著氣候變暖，蘋果花期提前，遭遇低溫凍害的幾率和強(qiáng)度增加，使得蘋果生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大[6-7]。開花期是蘋果產(chǎn)量形成的重要生長(zhǎng)期之一，花期一旦遭受低溫凍害，可直接造成蘋果雌蕊壞死，坐果率下降而帶來巨大的產(chǎn)量損失。為提供蘋果花期預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和物候?qū)W兩種預(yù)報(bào)方法，建立最佳盛花期預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行蘋果盛花期預(yù)報(bào)，為果業(yè)管理和生產(chǎn)部門提供準(zhǔn)確的花期預(yù)報(bào)信息，提前進(jìn)行凍害防御管理，對(duì)有效防御花期凍害，提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)蘋果產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、健康發(fā)展具有明顯的指導(dǎo)意義。

1?資料來源與研究方法

1.1?資料來源

物候現(xiàn)象觀測(cè)對(duì)象為蘋果和蒲公英，蘋果品種為元帥系（樹齡10～15年）、蒲公英為多年生，物候資料取自天水農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站1990-2019年實(shí)際觀測(cè)資料，其中1990-2011年為渭河河谷區(qū)資料，2012-2019年為陰濕高山區(qū)實(shí)際觀測(cè)資料;相應(yīng)的氣象資料取自氣象觀測(cè)站和區(qū)域站實(shí)況觀測(cè)資料。

1.2?研究方法

采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和物候分析兩種方法，進(jìn)行蘋果盛花期預(yù)報(bào)。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行果樹花期與越冬后的光照、溫度、降水等氣象因子的相關(guān)性并建立回歸預(yù)測(cè)模型。相關(guān)氣象因子主要選取冬后——盛花期前≥0 ℃活動(dòng)積溫、≥3 ℃、5 ℃、6 ℃有效積溫;芽膨大、芽開放、現(xiàn)蕾到開花盛期≥3 ℃、5 ℃、6 ℃有效積溫，運(yùn)用SPSS 11.0 統(tǒng)計(jì)軟件，并對(duì)相關(guān)氣象因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立蘋果盛花期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。

物候分析法，主要通過觀測(cè)其他植物已經(jīng)顯現(xiàn)的物候現(xiàn)象來預(yù)測(cè)果樹的盛花期。本文選取當(dāng)?shù)孛黠@早于蘋果顯現(xiàn)的蒲公英物候現(xiàn)象，即萌芽期、開花始期及盛期，與蘋果盛花日期進(jìn)行相關(guān)分析，得出蘋果盛花期預(yù)測(cè)模型。

2?結(jié)果與分析

2.1?蘋果主要物候期分布

根據(jù)近30年天水蘋果物候期實(shí)地監(jiān)測(cè)資料的平均分布（見表1）表明：天水低海拔渭河谷川區(qū)蘋果花芽萌動(dòng)平均日期出現(xiàn)在3月31日，花芽開放出現(xiàn)在4月3日，現(xiàn)蕾出現(xiàn)在4月6日，盛花期4月16日;陰濕高山區(qū)花芽膨大出現(xiàn)在4月2日，花芽開放出現(xiàn)在4月6日，現(xiàn)蕾出現(xiàn)在4月10日，盛花期出現(xiàn)在4月23日，比河谷川區(qū)偏遲2～7 d。

2.2?蘋果盛花期氣候預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究

2.2.1?統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行蘋果盛花期氣候預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

多年研究中，統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行果樹物候預(yù)報(bào)廣泛采用了積溫[8-9]、經(jīng)緯度和海拔高度[10]等因素，統(tǒng)計(jì)并建立預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。統(tǒng)計(jì)表明：諸多氣候影響因子以溫度對(duì)蘋果開花進(jìn)程影響最大[11-12]，其中以花芽膨大-盛花期、花芽開放-盛花期、現(xiàn)蕾-盛花期3 ℃、5 ℃、6 ℃以上有效積溫影響最為顯著（表2）， 相關(guān)性均通過0.01顯著性水平檢驗(yàn)。

統(tǒng)計(jì)表明（表2），在對(duì)蘋果開花盛期影響最為顯著的花芽膨大-盛花期、花芽開放-盛花期、現(xiàn)蕾-盛花期3個(gè)發(fā)育時(shí)段，以果樹花芽膨大-盛花期≥5 ℃、花芽開放-盛花期≥6 ℃、現(xiàn)蕾-盛花期≥3 ℃以上有效積溫最為明顯。根據(jù)當(dāng)?shù)?月上旬進(jìn)行果樹花期預(yù)報(bào)服務(wù)的業(yè)務(wù)要求，選擇花芽開放-盛花期≥6 ℃有效積溫進(jìn)行蘋果盛花期預(yù)報(bào)（見式1）

式（1）表明，蘋果花芽開放-盛花期≥6 ℃有效積溫越大，蘋果盛花期距平值越小，即該年蘋果盛花期較歷年越早。

2.2.2?物候分析法進(jìn)行蘋果盛花期氣候預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

利用當(dāng)?shù)匾吧压⑶捌诎l(fā)生的物候現(xiàn)象，對(duì)蘋果盛花期進(jìn)行預(yù)報(bào)。當(dāng)?shù)仄压⒚妊科谝话愠霈F(xiàn)于2月中旬，開花初期出現(xiàn)在3月下旬，開花盛期出現(xiàn)在4月上旬，將當(dāng)年草本植物蒲公英萌芽期、開花初期及開花盛期3個(gè)發(fā)育期距平與蘋果開花盛期距平進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)，其相關(guān)系數(shù)分別為0.371、0.554和0.566，綜合兩種植物物候期相關(guān)性和蘋果開花期預(yù)報(bào)時(shí)效，用蒲公英開花初期距平與蘋果盛花期距平建立如下模型（見式2），

P：為蘋果盛花期距平值。Td：蒲公英開花初期距平。

式（2）表明，蒲公英開花初期距平值越大，蘋果盛花期距平值亦越大，既蒲公英開花初期越遲，該年蘋果盛花期也越遲。

2.3?試報(bào)檢驗(yàn)

試報(bào)過程將蘋果盛花期預(yù)報(bào)按照正常（距平值在-2～2）、偏遲（3～5）、特遲（≥6）、偏早（-5～-3）、特早（≤-6）進(jìn)行試報(bào)檢驗(yàn)（見表3）。

由表3中可以看出，統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法預(yù)報(bào)蘋果盛花期與實(shí)況一致年份14年，準(zhǔn)確率為82%，除2013年、2014年、2015年預(yù)報(bào)與實(shí)況有一定差異，其余年份預(yù)報(bào)與實(shí)況一致。物候預(yù)報(bào)蘋果盛花期與實(shí)況一致年份15年，準(zhǔn)確率為88%。除2012年、2018年預(yù)報(bào)與實(shí)況不一致外，其余年份預(yù)報(bào)與實(shí)況一致。

從試報(bào)效果看，兩種預(yù)報(bào)方法預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率均達(dá)80%以上，對(duì)合理安排管理、生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

3?結(jié)論與討論

1）采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和物候期預(yù)報(bào)法預(yù)報(bào)蘋果盛花期，其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別達(dá)到82%和88%，統(tǒng)計(jì)意義明顯，對(duì)合理安排管理、生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。

2）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與物候?qū)W方法是農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)常用的技術(shù)方法，從果樹盛花期的預(yù)報(bào)看，該方法同樣適用于果樹的物候期預(yù)報(bào)，但物候預(yù)報(bào)法準(zhǔn)確率高于統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)報(bào)法，究其原因，統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)報(bào)法主要采用的資料是花芽開放-盛花期≥

6 ℃有效積溫，部分?jǐn)?shù)據(jù)為氣象預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，而物候預(yù)報(bào)法是另一種物候植物已經(jīng)出現(xiàn)的物候期來預(yù)報(bào)另一種未出現(xiàn)植物的物候期，因此，準(zhǔn)確率相對(duì)高一些，提高統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)法準(zhǔn)確率主要途徑是提高氣象預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度。

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