黃維 鄭紅 何正令 吳炫柯 陳一新
(1.柳州市農(nóng)業(yè)氣象試驗站 廣西柳州 545003;2.柳州市氣象局 廣西柳州 545000;3.融安縣氣象局 廣西柳州 545499)
脆蜜金柑是柳州融安滑皮金柑的自然變異單 株[1],經(jīng)7年選育而成,并于2014年通過廣西區(qū)農(nóng)作物新品種審定[2],目前柳州市種植面積達4×103hm2,占廣西脆蜜金柑總種植面積的75%,種植地主要分布在柳州市融安縣、柳城縣及市轄區(qū)[3]。該品種上市時間為每年11月中旬至次年2月,由于果實比普通金桔大,果皮金黃色至橙黃(紅)色,光滑靚麗,果肉脆,果汁多,味甜蜜,無辛辣味,風(fēng)味濃,深受各地市場青睞。市場銷售價格和種植的經(jīng)濟效益非常高,從2018、2019和2020年的銷售情況看,經(jīng)銷商地頭統(tǒng)果收購價為60元/kg,產(chǎn)品供不應(yīng)求[4]。豐產(chǎn)期如果按每畝2 500 kg計算(1畝≈667 m2),每畝總產(chǎn)值高達15萬元,脆蜜金柑產(chǎn)業(yè)為柳州市農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增效和農(nóng)民增收、助力脫貧攻堅提供了有效途徑[5]。
目前,脆蜜金柑的市場價格主要受果實大小影響,橫徑在40 mm以上的大果可賣到每70元/kg左右,因此,提高果樹大果比例,對增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)能和農(nóng)民收入至關(guān)重要。果實的最終大小主要由果實膨大期的膨大速率決定,而柑橘果實膨大速率與氣象因子密切相關(guān)。溫度是影響膨大速率的首要因子,果實膨大速率與氣溫多呈二次拋物線關(guān)系。李顯信等[6]、羅世杏等[7]研究得出,金桔幼果生長階段適宜溫度為24℃左右,溫度偏高偏低時對幼果增長不利。謝遠玉等[8-9]研究得出,整個果徑增長期最適溫度為 30℃,當日平均氣溫≤30℃時,果徑增長量與氣溫呈顯著的正相關(guān),當日平均氣溫>30℃時,果徑增長量與氣溫則呈負相關(guān)關(guān)系。蔣運志等[10]認為,夏季高溫和干旱會抑制金柑光合作用從而使得果實增大緩慢,對膨大速率影響更大。果實膨大速率也與降雨量、雨日數(shù)呈二次曲線關(guān)系。羅世杏等[7]認為,當旬降雨量小于130 mm時,桂橙1號果實果徑隨降雨量增多而增加,當旬降雨量大于130 mm時,果徑隨降雨量增多而減少,而果實膨大速率與日照時數(shù)的關(guān)系在不同氣象條件背景表現(xiàn)出來的正負性關(guān)系不同[8]。目前脆蜜金柑主要種植于柳州中、南部,關(guān)于脆蜜金柑膨大速率與氣象條件的關(guān)系分析還鮮有報道。因此,本研究以柳州種畜場脆蜜金柑種植示范基地為試驗點,從膨大始期對脆蜜金柑不同批次果的膨大速率進行測定,并與其期間氣象因子進行相關(guān)性分析,以期為合理利用氣候資源、高產(chǎn)能種植脆蜜金柑提供氣象指標和保障技術(shù)。
1.1.1 試驗地概況廣西壯族自治區(qū)柳州種畜場位于柳城縣西安鄉(xiāng)走馬村,占地近870 hm2,是柳州市重要的種、養(yǎng)試驗基地,目前該場地已種植脆蜜金柑67 hm2,在脆蜜金柑各項種植技術(shù)的示范推廣方面起著重要作用。沙塘國家氣象觀測站與柳州種畜場直線距離約8 km,是距該場地最近的國家氣象觀測站。歷年氣象資料顯示,該地區(qū)年平均氣溫20.3℃,年總?cè)照諘r數(shù)1 449.1 h,年總降水量1 443.8 mm,熱量資源豐富,雨量充沛,有利于各種農(nóng)作物生長。
1.1.2 試材試驗品種脆蜜金柑種苗來源于柳州市融安縣水果生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站,樹齡4年。果園管理均參照當?shù)馗弋a(chǎn)水平。
1.2.1 試驗設(shè)計在脆蜜金柑種植園區(qū)選取3株種植 4年掛果植株,三棵樹相距 150 m,呈三角形狀,在果實膨大期,定點掛牌固定果實,每批果掛牌 30個,每旬旬末測定一次果實橫徑和縱徑,測量工具為數(shù)顯游標卡尺,單位為 mm,保留2位小數(shù)。
1.2.2 數(shù)據(jù)分析所有試驗數(shù)據(jù)在Excel和SPSS中進行處理。
根據(jù)試驗地脆蜜金柑發(fā)育期觀測記錄,第 1批果開花時間為5月11日,第2批果開花時間為5月25日,第3批果開花時間為5月31日,因此選定2021年6月10日開始測量果實橫、縱徑,測量時間間隔為1旬,至10月31日測量結(jié)束,以30個果平均值作為各批果實橫、縱徑大小。從圖1中可以看出,果實膨大期主要分為兩階段:快速膨大期(8月20日前)和緩慢膨大期(8月20日后),第1批果實橫、縱徑最大,果實膨大后期橫徑穩(wěn)定在42.86 mm,縱徑穩(wěn)定在45.82 mm,達大果標準(橫徑40 mm以上);第2批果實橫、縱徑次之,果實膨大后期橫徑穩(wěn)定在 38.36 mm,縱徑穩(wěn)定在40.73 mm;第3批果實橫、縱徑最小,果實膨大后期橫徑穩(wěn)定在37.16 mm,縱徑穩(wěn)定在39.07 mm,第2、3批果均未達大果標準。
圖1 脆蜜金柑不同批次果橫、縱徑隨時間變化
從圖2可以看出,8月20日之前,各批果橫、縱徑膨大速率在波動中呈下降趨勢;8月20日之后,膨大速率變慢,趨勢平緩。第1批果在快速膨大期,橫徑膨大速率平均值為0.31 mm/d,最高達0.40 mm/d,縱徑膨大速率平均值為0.29 mm/d,最高達0.44 mm/d;第2批果在快速膨大期,橫徑膨大速率平均值為0.29 mm/d,最高達0.37 mm/d,縱徑膨大速率平均值為 0.28 mm/d,最高達0.43 mm/d,第3批果在快速膨大期,橫徑膨大速率平均值為0.37 mm/d,最高達0.57 mm/d,縱徑膨大速率平均值為0.38 mm/d,最高達0.63 mm/d,緩慢膨大期各批次果橫、縱徑膨大平均速率在0.06~0.08 mm/d,相差不大。由以上分析可知,第3批果在快速膨大階段橫、縱徑膨大速率最大,第1批果次之,第2批果最慢。
圖2 脆蜜金柑不同批次果橫、縱徑膨大速率
從6月10日開始,分別統(tǒng)計每旬平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、總降水量、平均相對濕度和平均日照時數(shù),并統(tǒng)計近40年(1981—2020年)同期各氣象要素平均值,如圖3所示。從圖3-a中可以看出,在10月20日前,旬平均氣溫維持在27.2~30.5℃,最高氣溫維持在32.5~36.8℃,最低氣溫維持在22.7~27.0℃,從10月20日開始氣溫急劇下降,旬平均氣溫跌至20.0℃以下,10月20日前,旬平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均比歷史同期偏高。從圖3-b中可以看出,旬平均相對濕度在歷史同期平均相對濕度附近波動,最大平均相對濕度為 84.8%,出現(xiàn)在6月下旬;最小平均相對濕度為 69.8%,出現(xiàn)在 7月中旬。從圖3-c中可以看出,降水量主要集中在6月下旬和7月上旬,兩旬總降水量達272.1 mm,7月中旬后降水量偏少,均小于歷史同期降水量,直至10月下旬,才出現(xiàn)了旬總降水量為71.0 mm的明顯降雨過程。從圖3-d中可以看出,膨大期內(nèi)旬平均日照時數(shù)在歷史同期平均日照時數(shù)附近呈雙峰型變化趨勢,日照時數(shù)峰值時間段集中在7月中旬至8月上旬、9月上旬至10月上旬,最高達平均9.8 h/每旬,谷值時間段主要集中在6月下旬,8月中旬和10月中旬,均在平均2.4~3.0 h/每旬。由以上分析可知,膨大期間氣象條件的主要特征為:氣溫較常年偏高,降水量主要分布在膨大前期,中后期降水偏少,日照時數(shù)偏多。
圖3 脆蜜金柑膨大期間氣象因子隨時間變化
為分析各氣象因子對脆蜜金柑橫、縱徑膨大速率的影響,對各氣象因子與脆蜜金柑橫、縱徑膨大速率進行相關(guān)性分析,結(jié)果如表1所示。從表1中可知,在快速膨大階段,各批果橫、縱徑膨大速率與平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時數(shù)呈負相關(guān),與平均相對濕度、降水量呈正相關(guān),其中第2批果橫徑、縱徑和第3批果縱徑膨大速率還與最高氣溫、日照時數(shù)呈顯著的負相關(guān)關(guān)系。在緩慢膨大期各批果的橫徑、縱徑膨大速率與各氣象因子關(guān)系規(guī)律不明顯,且相關(guān)性均未通過顯著性檢驗。
表1 氣象因子與脆蜜金柑橫、縱莖膨大速率相關(guān)性分析
通過以上分析可知,快速膨大期,第2、3批果膨大速率主要受光、溫條件影響,果實膨大速率與旬最高氣溫、旬平均日照時數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系。2021年果實膨大期間高溫日數(shù)偏多,日照時數(shù)偏多,反而不利于果實膨大。為進一步定量闡明氣象因子與膨大速率的關(guān)系,選取顯著相關(guān)的氣象因子建立第2、3批果的橫、縱徑在快速膨大階段的膨大速率氣象因子回歸模型(以下簡稱氣象模型),如表2所示。從表中可以看出,氣象模型均通過了0.05顯著性水平檢驗,回歸效果較好。
表2 脆蜜金柑橫、縱莖在快速膨大期膨大速率氣象模型
本研究得出脆蜜金柑果橫、縱徑膨大速率與平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日照時數(shù)呈負相關(guān),與平均相對濕度、降水量呈正相關(guān),其中與最高氣溫和日照時數(shù)還呈顯著負相關(guān)關(guān)系,這與李顯信等[6]、李耀先等[11]、謝遠玉等[9]和于鐵[12]得出的氣象條件與果實膨大速率呈拋物線關(guān)系的結(jié)論有一定差異,主要原因是由于2021年氣候條件異常,柳州南部夏季平均氣溫較常年同期偏高,特別是最高氣溫超過35℃的連續(xù)日數(shù)多、強度大,為有氣象資料記錄以來排名第3的高溫季,高溫已成為影響該時段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要氣象因子,加之中后期降水持續(xù)偏少,日照時數(shù)偏多,高溫、干旱和強光均不利于果實膨大,2021年未出現(xiàn)脆蜜金柑的最適氣象條件,因此僅得到膨大速率與氣象因子的線性正負關(guān)系。此外,第1批果雖與氣象條件有一定的線性關(guān)系,但不及第2、3批果顯著,主要原因是第1批果開花掛果早,優(yōu)先得到前期養(yǎng)分,水肥較第2、3批果足,因此第1批果較2、3批果橫、縱徑大,外界氣象因子對第1批果果實膨大影響相對較??;隨著2、3批果開花掛果的時間延后,養(yǎng)分條件逐漸變差,橫、縱徑依次降低,較易受外界氣象條件影響。因此認為,最高氣溫和日照時數(shù)是影響第2、3批果快速膨大期膨大速率的主導(dǎo)氣象因子。另外,本研究得出,在快速膨大期膨大速率與氣象因子有明顯的規(guī)律可循,而在緩慢膨大期膨大速率與氣象因子的關(guān)系較為混亂,主要原因由于脆蜜金柑生長規(guī)律限制,而外界氣象因子對膨大后期的膨大速率在一定程度上影響甚微[13]。
針對氣象條件影響果實膨大期的表現(xiàn),在夏季高溫(6—8月)氣象條件下,出現(xiàn)連續(xù)較長的高溫強曬要及時根據(jù)土壤水分條件,通過早晚灌溉,讓植株獲得充足水分,減少太陽果的生成[14]。有條件的種植戶,還可以在種植地上加蓋一層遮陽網(wǎng),能起到遮光和降溫作用,能提高脆蜜金柑的果實品質(zhì)。針對果實較小的第2、3批果,等第1批果實成熟后及時采摘,讓植株養(yǎng)分及時供給第2、3批果實。第1批果實采摘后,還要及時施放一次有機肥,補充土壤養(yǎng)分,同時加強秋冬季灌溉也能讓第2、3批果實繼續(xù)膨大,提高果實的品質(zhì)。此外,脆蜜金柑的原產(chǎn)地柳州融安縣屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫 19.0℃,夏季(6—8月)月平均溫度在26.3~27.8℃,氣候有利于脆蜜金柑的膨大,加之融安地貌主要以中低山陡坡地、低山緩坡地類型為主,有利于減弱太陽輻射及增強散射輻射比例,能提高果實膨大速率。因此在引種時,年平均溫度較高,日照時數(shù)豐富的地區(qū),要謹慎引種,需要做幾年的引種試驗,觀測脆蜜金柑的長勢以及果實品質(zhì),不要盲目引種擴大種植面積,造成脆蜜金柑面積增加,單位面積產(chǎn)量下降,品質(zhì)降低,損害該品種的聲譽。
在 2021年氣象條件中未能體現(xiàn)出膨大速率的上下限及最適氣象因子,因此今后研究還需增加柳州北部地區(qū)的試驗地和連續(xù)開展多年的脆蜜金柑跟蹤觀測,以期進一步得出脆蜜金柑膨大期的三基點氣象條件,從而對膨大速率氣象模型進行取值區(qū)域劃分,進一步優(yōu)化模型,提高氣象模型精準度和適用性。