梨周年無裙膜避雨栽培主要物候期潛在不利氣象因子分析

曾少敏，陳小明，姜翠翠，黃新忠

（福建省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/福建省落葉果樹工程技術(shù)研究中心，福州 350013）

0 引言

避雨栽培是一種兼具阻斷雨水和增溫保溫作用的設(shè)施栽培方式，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛推廣，其中國內(nèi)在果樹上尤以常年溫度高、雨季長、雨量大南方地區(qū)應用更為普遍。有關(guān)避雨栽培微域氣象因子整體變化趨勢及其對果樹生長發(fā)育的影響研究報道，在利好方面認為果樹實行設(shè)施栽培對提高產(chǎn)量、增進品質(zhì)、調(diào)節(jié)產(chǎn)期、減輕病害等效果明顯[1-2]，如梨避雨栽培可以提高環(huán)境內(nèi)的溫濕度，雖然光照強度明顯低于露地栽培，但果實發(fā)育期內(nèi)有效光合時間較露地栽培延長，因而果實可溶性糖等內(nèi)含物則顯著高于露地栽培[1]；避雨栽培氣溫、相對濕度較露地高，且晝夜溫差大，由此可使梨花期提早，果實成熟提前[2]；在不利方面則認為避雨栽培受光照減弱等影響，多種果樹表現(xiàn)枝條細弱，葉片大而薄，光合能力降低，樹體營養(yǎng)減少[3]，如桃樹經(jīng)連續(xù)3年設(shè)施栽培，產(chǎn)量與品質(zhì)呈明顯下降趨勢[4]。福建地處國內(nèi)梨產(chǎn)區(qū)分布南緣，發(fā)展梨生產(chǎn)的早熟性、區(qū)位性比較優(yōu)勢突出，但開花期幼果期易遭受低溫陰雨或晚霜晚凍侵害[5]，常年病害型早期落葉現(xiàn)象發(fā)生嚴重，給產(chǎn)量與品質(zhì)造成嚴重影響[6]，推廣應用避雨栽培可有效改變這一狀況[7]。但避雨栽培對南方梨主要物候期潛在不利氣象因子如休眠期需冷量、春夏寡照、夏秋高溫等的影響則鮮有報道。為此，本試驗以露地栽培為對照，以福建梨主產(chǎn)區(qū)關(guān)鍵物候期為節(jié)點，采取定點觀測記載的方法，研究周年避雨栽培方式對福建梨生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響的主要氣象因子的變化趨勢，旨在為福建及其周邊類似氣候梨產(chǎn)區(qū)應用避雨栽培過程應對不利氣象因子開展有效調(diào)控提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

觀察地點設(shè)于建寧縣溪口鎮(zhèn)枧頭村國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系福州綜合試驗站核心示范園內(nèi)。該地為福建梨主產(chǎn)縣核心區(qū)，紅壤平地，海拔345 m，年均溫17.0℃，全年無霜期270天，年降雨量1850.0 mm，日照時數(shù)1720.7 h。避雨栽培區(qū)為塑膜周年覆頂無裙膜大棚+棚架栽培模式（以下簡稱避雨栽培），南北走向，頂高3.5 m，肩高2.7 m，單棟寬4 m，對照為緊挨避雨栽培區(qū)常規(guī)露地棚架栽培（以下簡稱露地栽培）。栽培品種為6年生‘翠玉’梨，株行距4 m×4 m。

1.2 試驗設(shè)計

在避雨栽培和露地栽培區(qū)各呈三角狀離地1.5 m安置路格L99-LXWS記錄儀3個，以分別自動適時記錄空氣溫度、相對濕度和光照強度，每小時記錄1次，記錄時間2018年4月1日00:00—2019年3月31日23:00。

1.3 觀測記載內(nèi)容

觀測記載分析內(nèi)容主要包括避雨栽培與露地栽培年均氣溫、相對濕度、光照強度變化趨勢差異及主要物候期不利梨生長發(fā)育主導氣象因子變化趨勢差異。根據(jù)福建梨主產(chǎn)區(qū)常年氣候特點，主要物候期及影響梨生長發(fā)育主導氣象因子包括冬季休眠期（2018年11月16日—2019年2月15日）平均氣溫、≤7.2℃累積時長，開花期（2018年3月10日—4月10日）平均氣溫、≤5.0℃和≥25℃時長、＜60%和＞70%相對濕度時長，果實發(fā)育中前期（2018年4月11日—6月20日）平均溫度、≥30.0℃高溫和≥35.0℃超高溫時長、＜50%和＞60%相對濕度時長，果實發(fā)育中后期（2018年6月21日—8月31日）平均溫度、≥30.0℃高溫和≥35.0℃超高溫時長、＜50%和＞60%相對濕度時長。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Origin 9.6軟件，雙樣本t檢驗法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨避雨與露地栽培主要物候期潛在不利溫度因子差異分析

福建及其周邊梨產(chǎn)區(qū)主要物候期潛在不利溫度因子主要包括休眠期≤7.2℃低溫需冷量不足、開花期≤5℃低溫霜凍和≥25℃高溫時數(shù)長、果實發(fā)育期≥30℃高溫和≥35℃超高溫時數(shù)長以及果實發(fā)育期晝夜溫差偏小等。觀測分析結(jié)果（表1～2）顯示，與露地栽培相比，梨避雨栽培在覆膜作用下溫度偏高、晝夜溫差趨大明顯，全年及各主要物候期日均溫及晝夜溫差差異達顯著或極顯著水平。由此，休眠期≤7.2℃時數(shù)累積減少5.57%，差異顯著；開花期最低溫、≥25℃高溫時數(shù)分別提高0.5℃和增加17.72%，差異均極顯著。果實發(fā)育中前期≥30℃高溫和≥35℃超高溫時數(shù)較露地分別增加13.57%、25.76%，差異達顯著和極顯著水平；夜間≥20℃和≥25℃時數(shù)分別增加5.93%、25.93%，差異為顯著和極顯著。果實發(fā)育中后期≥30℃高溫與≥35℃超高溫時數(shù)分別增加7.93%和38.73%，差異水平分別為顯著與極顯著；夜間≥20℃和≥25℃時數(shù)分別增加0.00%、37.72%，差異分別不顯著和極顯著。

表1 梨避雨與露地栽培休眠期、開花期溫度因子差異分析

2.2 梨避雨與露地栽培主要物候期潛在不利濕度因子差異分析

相對濕度是影響果樹生長發(fā)育的重要因素，一般認為相對濕度在開花期以保持60%～70%為宜，過高或過低都不利于開花、授粉和受精；落花后直至果實成熟保持在50%～60%，有利于防止枝葉徒長、提高果實品質(zhì)和控制病害發(fā)生蔓延[3,8]。觀測分析結(jié)果如表3所示，梨避雨栽培與露地栽培相比，相對濕度總體變化趨勢偏低且較穩(wěn)定，全年、開花期、果實發(fā)育中前期及中后期日均值分別降低0.98、0.80、1.47和1.70個百分點，差異均顯著；開花期、果實發(fā)育中前期和中后期處于較低相對濕度(＜60%、＜50%)的時數(shù)分別減少3.36%、8.53%、10.53%，其中后兩者差異均為顯著；處于適宜相對濕度(60%～70%、50%～60%)時數(shù)，開花期、果實發(fā)育中前期差異不顯著，果實發(fā)育中后期增加9.32%，差異顯著；處于較高相對濕度(＞70%、＞60%)時數(shù)差異均不顯著；處于100%相對濕度時數(shù)分別減少42.78%、56.14%、77.11%，差異均極顯著。

表2 梨避雨與露地栽培果實發(fā)育期溫度因子差異分析

表3 梨避雨與露地栽培開花期與果實發(fā)育期不利濕度因子差異分析

2.3 梨避雨與露地栽培主要物候期潛在不利光強因子差異分析

福建梨產(chǎn)區(qū)位于中亞熱帶季風氣候區(qū)，緯度低，特別是6月下旬前陰雨時長、濕度大，與中國北方地區(qū)相比，日照時間短、光照強度弱，為造成梨尤其是早熟梨品種果實偏小、風味偏淡主要原因。一般認為梨樹的光補償點、光飽和點為2000、55000 lx[9-10]，即光合速率在2000～55000 lx光照強度區(qū)間隨著光照的增強而提高。觀測分析結(jié)果（表4）表明，梨避雨栽培受覆蓋物透光率的影響，光照弱化現(xiàn)象嚴重，全年日均光強、＞55000 lx光飽和點時數(shù)，分別相當露地栽培的64.34%、53.41%，＜2000 lx光補償點時數(shù)、2000～55000 lx介于光補償點與光飽和點之間時數(shù)較露地栽培增加12.89%和9.66%，差異均極顯著；與露地栽培相比，避雨栽培梨果實發(fā)育期＜2000 lx光補償點光強時長增加8.64%，而≥2000 lx光補償點光強時長減少3.61%，其中果實發(fā)育中前期日均光強、＞55000 lx光強時數(shù)分別相當于露地栽培65.33%、63.87%，＜2000 lx光強時數(shù)較露地栽培減少5.00%、2000～55000 lx光強時數(shù)較露地栽培增加9.98%，差異均極顯著，≥2000 lx光補償點時數(shù)846 h，較露地減少2.65%；果實發(fā)育中后期日均光強、＞55000 lx光強時數(shù)分別相當于露地栽培67.06%、62.35%，＜2000 lx光強時數(shù)、2000～55000 lx光強時數(shù)較露地栽培增加27.18%和20.55%，差異均極顯著，≥2000 lx光補償點時數(shù)729 h，較露地栽培減少4.71%，差異顯著。

表4 梨避雨與露地栽培果實發(fā)育期不利光照因子差異分析

3 結(jié)論與討論

本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，無裙膜避雨栽培與露地栽培相比，溫度偏高但差幅較小、相對濕度較低且較穩(wěn)定，與前人對有裙膜促成避雨栽培促成期溫度、相對濕度大幅高于露地栽培的研究報道[2]存在一定差異，說明無裙膜避雨栽培方式增溫保濕作用低于有裙膜避雨栽培方式。

梨與大多數(shù)落葉果樹一樣，冬季需冷量得到滿足順利完成自然休眠，是進入下一個生長發(fā)育周期所必須經(jīng)歷的重要階段[11]，否則，不能正常完成自然休眠全過程，必然引起生長發(fā)育障礙[12]。福建地處國內(nèi)梨產(chǎn)分布南緣，受冬季低溫需冷量所限，梨園多建于閩西北、閩北內(nèi)陸縣（市、區(qū)）及閩中海拔相對較高山地。近年來，隨著曖冬現(xiàn)象的加劇，冬季低溫需冷量不足的發(fā)生范圍、程度呈逐漸擴大與加重趨勢。關(guān)于需冷量的計算模型有多種，其中經(jīng)歷7.2℃以下低溫的小時數(shù)即7.2℃模型為3種最常用模型之一[13]。從本觀測分析結(jié)果看，受覆蓋物對溫度推升作用的影響，周年避雨栽培冬季≤7.2℃的低溫累計時數(shù)顯著減少，從而加大了梨因冬季需冷量不足可能出現(xiàn)的生長發(fā)育障礙，特別是提高了不能正常開花結(jié)果的風險。

果樹開花期不利溫度因子主要有≤5℃的低溫和≥25℃高溫，適宜相對濕度為60%～70%[3,8]。福建梨產(chǎn)區(qū)坐果率常因遭遇持續(xù)陰雨低溫、晚霜晚凍或晴熱高溫影響而偏低[14]。本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，無裙膜避雨栽培梨開花期在阻斷雨水侵襲的同時，空氣相對濕度較低且較穩(wěn)定，且最低溫較露地栽培顯著提高，可降低低溫對花器傷害的概率；雖然≥25℃高溫時數(shù)極顯著多于避雨栽培，甚至會出現(xiàn)≥35℃超高溫現(xiàn)象，但筆者亦發(fā)現(xiàn)避雨栽培下不同類型梨品種花序坐果率、花朵坐果率表現(xiàn)均極顯著高于露地栽培[7]，說明在福建等南方梨產(chǎn)區(qū)避雨栽培對開花期局域氣候條件總體具有明顯的改善作用。

福建梨產(chǎn)區(qū)常年溫度高、雨量多、濕度大，病蟲害發(fā)生嚴重，特別是春夏雨熱同季，即4月中旬—6月下旬梨新梢旺長與果實發(fā)育中前期，隨著溫度的升高雨水增多，為露地栽培病害高發(fā)期。本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，避雨栽培下雖然此期溫度較高，但其不僅阻斷了雨水對樹體的直接侵襲，而且相對濕度較低，特別是100%相對濕度時數(shù)極顯著少于露地栽培。因此，黃新忠等[15]認為，即使在藥劑防治次數(shù)明顯減少情況下，避雨栽培下梨葉部主要病害發(fā)生程度極顯著低于露地栽培。

現(xiàn)有避雨栽培對梨果實生長發(fā)育影響的研究報道中，主要以有裙膜避雨栽培條件下早熟梨品種為對象，認為有裙膜避雨栽培不僅增溫保溫作用強，而且可延長有效光合時間、減輕光合午休現(xiàn)象，有利于加快果實發(fā)育進程和光合產(chǎn)物的合成、積累與轉(zhuǎn)化，對果實成熟提早與品質(zhì)提高效果顯著[1]。但筆者發(fā)現(xiàn)無裙膜避雨栽培條件下，不同類型梨品種果實發(fā)育期明顯延長，易發(fā)生早期落葉的早熟梨品種的產(chǎn)量提高與品質(zhì)改善，主要得益于早期落葉的有效控制、樹體營養(yǎng)狀況的明顯改善，而不易發(fā)生早期落葉的中熟梨品種果實產(chǎn)量與品質(zhì)則呈下降趨勢[7]。從本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果看，造成這一差異的原因可能來自2個方面。（1）本試驗點地處福建武夷山山脈高雨區(qū)，果實發(fā)育期避雨栽培光照弱化程度強于其他區(qū)域，低于光補償點光照強度時長較露地有所增加，高于光補償點光照強度時長較露地栽培有所減少，從而使光合速率小于露地栽培；（2）果實發(fā)育期所處避雨栽培試驗點更易發(fā)生高溫和超高溫現(xiàn)象，不僅白晝出現(xiàn)容易導致光合午休現(xiàn)象的大于30℃高溫與大于35℃超高溫時長顯著或極顯著高于露地，而且夜間≥25℃溫度時數(shù)極顯著高于露地，加大了光合產(chǎn)物的呼吸消耗，不利果實養(yǎng)分的積累。

綜上所述，為克服避雨栽培可能加劇的冬季需冷量不足、果實發(fā)育期光照弱化和高溫超高溫等不利氣象因子影響，福建梨產(chǎn)區(qū)及類似氣候區(qū)域在推行避雨栽培的過程中，注重選用短低溫、耐陰濕、早熟性、效益高的梨品種，并根據(jù)物候期、不同季節(jié)或時間的氣候變化，采取扣棚與揭棚操作管理調(diào)節(jié)式避雨栽培模式，應盡量選擇透光率高覆蓋材料、縮短覆蓋材料更換周期、及時清除覆蓋物粘附的灰塵與污物；充分應用高光效整形修剪方法、地面鋪設(shè)反光膜、枝干及四周架材涂白等，必要時可安裝補光裝置進行人工增加光源與延長光時。