刘芸 唐娟 姜新 李一伟 关世凯 罗瑞鸿
摘 要 冷温积累量是对应于落叶果树品种的需冷量而言的,广西地处华南地区,冬季冷温积累量较低,而落叶果树都有一定的冷温需求。本研究选用0~7.2 ℃需冷量计算模型,对广西不同地区的冬季冷温积累量进行了计算和统计分析,获得了广西各地冬季冷温积累量的一个初步区划图,含有44个参照点,这张图可以为落叶果树品种的引进做一个有效的参考。
关键词 冬季冷温积累量;分布;区划;广西地区
中图分类号:S161.2+3 文献标志码:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.1.018
落叶果树都会在秋天终止分生组织活动并且建立一种休眠状态[1],从这种状态中解除所需要的持续低温时长就是需冷量。廣西地形复杂,各地冬季冷温积累量差异显著,若要进行落叶果树的引种栽培,除了要清楚引进品种本身的需冷量之外,种植地冬季冷温积累量也是首要须知项,因此将各地冬季冷温积累量的分布调查清楚是十分必要的。
需冷量是植物的一种自我防护机制,可以避免因短暂暖温而开始生长后又受到霜冻危害。这是基因型对环境长期适应造成的结果,但这同时也限制了落叶果树树种在不同气候条件下的分布[2]。比如低需冷量基因型在较冷的地区或者年份会极易受到晚霜危害[3];高需冷量基因型在温暖的地区或年份,就会因为冬季冷温积累量不足而导致开花不整齐、叶芽萌发及着果率低等[4]。落叶果树多分布于温带地区,需冷量多数大于600 h。桃树需冷量分布较广,从200 h到1 200 h不等,其中大多数都在750~950 h[5]。国内各甜樱桃栽培区广泛栽培的品种大多属于中需冷量品种,需冷量值主要集中于550~720 h[6-7]。猕猴桃等其他落叶果树的需冷量也均在600 h以上。
广西地处华南地区,介于北纬20°54′~26°24′和东经104°26′~112°04之间。属亚热带季风气候区,气候温暖,雨水丰沛,光照充足,各地年平均气温17.5~23.5 ℃。整个广西适宜种植落叶果树的区域主要集中在桂北高海拔山区,其他地区也有部分低需冷量品种零星分布。目前尚无针对广西各地冬季冷温积累量的系统研究,因此本研究将对整个广西不同地区的冬季冷温积累量进行计算和统计分析,做出冷温积累量的区划图,为今后各地引进落叶果树品种建立一个参考标准。
1 材料与方法
本研究数据来源为广西特色作物试验站慧云数据平台,搜集了40个试验站2015—2018年三个冬季24 h实时监测的温度数据,每小时记录1次。另有4个位点单独安装ZDR-20温湿度记录仪采集数据,频率同样为每小时1次。冬季冷温积累量计算采用0~7.2 ℃模型,该模型认定0~7.2 ℃是打破休眠最有效的温度范围,低温累积起点为日均温稳定低于7.2 ℃时,到休眠解除时该温度范围内的总时数就是品种的需冷量值[8-10]。根据需冷量的计算方式进行冬季冷温积累量的计算。数据统计使用Excel软件。
2 结果与分析
2.1 各测定点冬季冷温积累量
根据现有落叶果树需冷量总体的分布情况,将需冷量划分为低(200~400 h)、中低(400~600 h)、中高(600~800 h)、高(>800 h)四个范围。北方各落叶果树主产区冬季冷温积累量基本上可以满足中高以上的需冷量,长江流域大约在中低需冷量范围,而华南大部分地区都仅能满足低需冷量甚至冬季无有效冷温积累量。根据各测定点冬季冷温积累量的计算结果,做了表1的划分。
此外,还有29个点冬季冷温积累量少于200 h,划分结果见表2。
从表1、表2看出,可以满足多数现有落叶果树品种需冷量的地点仅有1/3左右,且其中大部分只能满足低需冷量品种,可选的品种极其有限。上述观测点并没有覆盖整个广西的地形地貌,还有很多高海拔县域并没有进行测定,这将是下一步研究的重点。
2.2 广西冬季冷温积累量地理区划
根据各测定点位置坐标(来自于百度地图),在地图中标注。由图1中可以看出,中高冷温积累量的地区多集中在东北角上,且明显随着纬度的降低冬季冷温值也呈下降趋势(见图2)。而经度的影响则不明显(见图3),广西西北部也有大片高海拔山脉,而这片区域的测定点多数选在了海拔较低的位置,导致其结果并不具有代表性。因为各个试验站安装慧云系统的地点多在县城附近,一般情况下县城的海拔较低,多数在300 m左右,较高的也仅500 m,而其所属的山区海拔能到500~800 m,甚至更高。比如属于广西西北部的天峨县,其县城海拔在500 m以下,而其境内海拔1 000 m以上山脉就有311座。而落叶果树的种植多在海拔较高的山上,因此在绘制不同纬度分布图之后,还要进一步细化不同海拔地区冬季冷温积累量的分布。当然,西北部山区多数为石山,无法种植果树,导致高海拔山区可测定的区域较少,也是整体测定值较低的原因之一。
在纬度相近的情况下,海拔的较大差异会导致冬季冷温值的显著差异。比如大明山虽然纬度较低,但因其超高海拔(2 000 m左右),而具有相对于周边地区较高的冬季冷温积累量(见图1)。融水县2个高海拔测定点因为海拔达到1 300 m,其冬季冷温积累量则有灵川县2个测定点的将近两倍,而这几个点的纬度十分接近(见表1,图1)。
3 讨论与结论
3.1 讨论
在落叶果树生产中,开花整齐对于果实稳产来说是必不可少的,但在广西这样的亚热带地区很难达到。这种情况是由芽内休眠解除无规律造成的,其原因就是品种本身的需冷量在该地区不能得到满足。因此需冷量是现今广西落叶果树产业发展面临的瓶颈,因此在引种试种时必须要弄清楚所在地区冬季冷温积累量是否能够满足所引进品种的需冷量。
本研究对于冷温积累量的计算是基于需冷量的计算方式,选择0~7.2 ℃模型是因为该模型最为常用[11]。国内外广泛应用该模型计算落叶果树需冷量,Baldocchi等[12]用该模型分析了整个加利福尼亚地区落叶果树的需冷量;在我国,该模型被应用于葡萄[13]、枣、石榴、无花果[14]和桃[9, 15]等落叶果树的需冷量测定,其中王力荣等[9]专门比较了多种模型在计算桃需冷量上的差异,结果显示0~7.2 ℃模型最为适宜。因此本研究应用该模型进行冷温积累量的计算是比较适合的。
另外,在引种落叶果树时需从多方面考虑,不能仅仅看冬季冷温积累量和品种需冷量的数值,那些处于需冷量临界点的地方,在冷冬年份,也有可能满足某些品种最基本的需冷量,得到一定的产量。比如上林縣木山乡琴水村,冬季冷温积累量刚刚200 h甚至不到,但其种植的“美脆”桃仍然可以有经济产量,虽然不如北方原产地,但由于上市早,果实品质佳,其总体经济收益尚可观。然而这种情况还是有风险的,根据我们对该地桃园连续几年的跟踪观测,一旦遇到暖冬,则会出现几乎绝收的情况,比如2016年冬季就是如此。因此,对于处于冷温临界点的地方种植低需冷量落叶果树,需要慎重考虑,从多方面综合评判。
3.2 结论
本研究获得了广西各地冬季冷温积累量的一个初步区划图,含有44个参照点,这张图可以为落叶果树品种的引进做一个有效的参考。下一步则要进一步细化冬季冷温监测点,特别是相同纬度下不同海拔的冷温差异,这部分内容将在今后的研究工作中重点细化。
参考文献:
[1] Rohde A, Bhalerao RP. Plant dormancy in the perennial context[J]. Trends in Plant Science, 2007, 12: 217-223.
[2] Sherman WB, Beckman TG. Climatic adaptation in fruit crops[J]. Acta Horticulturae, 2003, 622:
411-428.
[3] Scorza R, Okie WR. Peaches (Prunus Persica L. Batsch)[J]. Acta Horticulturae, 1990, 290: 177-231.
[4] Topp BL, Sherman WB, Raseira MCB. Low-chill cultivar development. In: Layne DR, Bassi D, eds. The peach botany, production and uses[M]. UK: CABI,Wallingford, Oxfordshire, 2008: 106-138.
[5] 王力荣,朱更瑞,左覃元.中国桃品种需冷量的研究[J].园艺学报,1997,24(2):194-196.
[6] 陈晓丹,王磊,黄嘉赟,等.甜樱桃不同品种需冷量评估初探[J].中国南方果树,2017,46(3):109-112.
[7] 刘聪利,赵改荣,李明,等.66个甜樱桃品种需冷量的评价与聚类分析[J].果树学报,2017,34(4):464-472.
[8] Weinberger JH. Chilling requirements of peach varieties[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science, 1950, 56: 122-128.
[9] 王力荣,朱更瑞,方伟超,等.桃品种需冷量评价模式的探讨[J].园艺学报,2003,30(4):379-383.
[10] 庄维兵,章镇,侍婷,等.落叶果树需冷量及其估算模型研究进展[J].果树学报,2012,29(3):447-453.
[11] 王海波,刘凤之,王宝亮,等.落叶果树的需冷量和需热量[J].中国果树,2009(2):50-53.
[12] Baldocchi D, Wong S. Accumulated winter chill is decreasing in the fruit growing regions of California[J]. Clim. Change, 2008, 87(S): 153-166.
[13] 章镇,高志红,盛炳成,等.葡萄不同品种需冷量研究初报[J].中国果树,2002(3): 15-17.
[14] 崔萍,曹尚银,姜建福.枣、石榴、无花果需冷量测定试验初报[J].经济林研究,2009,27(1):91-93.
[15] 沈元月,郭家选,祝军,等.早熟桃品种需冷量和需热量的研究初报[J].中国果树,l999(2):20-21.