池再香,罗培富,孙 翔,曾晓珊,胡秋舲,李秀亚,龙如勇
(1.贵州省六盘水市气象局,六盘水 553001;2.六盘水市扶贫开发投资有限公司,六盘水 553001;3.贵州省山地环境气候研究所,贵阳 550002;4.六盘水市植保植检站,六盘水 553001;5.六盘水市农业科学研究院,六盘水 553001)
红心猕猴桃生长发育要求温暖湿润、夏无酷暑、冬无严寒的气候条件,以年平均气温15~18.5℃最为适宜[1]。红心猕猴桃生长期既怕干旱又怕渍涝,也怕高温热害和低温冻害,其产量的高低、品质的优劣主要受当地小气候因素的影响[2]。温度是影响红心猕猴桃开花授粉受精和坐果的主要气象因子,开花期要求下限温度为日平均气温12℃,适宜气温为16~20℃,持续5d及以上日平均气温≤12℃的低温天气,将导致红心猕猴桃花期延长,花粉发芽受到抑制,花粉活力不足,花不能正常授粉受精,造成大量的落花落果;持续5d及以上日平均气温≥20℃的高温天气,将导致红心猕猴桃花期缩短,影响授粉受精,坐果率明显降低[3]。池再香等[4]分析了2013年气候对水城红阳猕猴桃物候期的影响,发现红阳猕猴桃在开花−坐果期气温高、降水不足,导致开花提前、花的寿命缩短、授粉受精能力差、坐果率降低。国内外众多专家学者[5−9]从不同角度分析低温对水稻、玉米、大豆等作物的影响,取得了低温冷害致灾的变化特征、低温指标阈值、风险评估等成果。朱丽云等[10]通过分析低温寡照对番茄开花坐果的影响,指出花期遭遇低温寡照胁迫会使番茄开花延迟甚至不开花。王明昌等[11]指出陕西苹果花期冻害风险指数无显著变化,但苹果花期冻害风险呈上升趋势。低温灾害对红心猕猴桃开花坐果的影响研究尚未见报道。2020年4月上旬贵州西部出现了较长时间的低温天气过程,导致正处于开花坐果期的红心猕猴桃大量落花落果。鉴于此,本研究利用2020年4月3−9日贵州西部红心猕猴桃主要种植区的水城发耳镇等19个基地逐日平均气温、逐日最低气温和落花落果调查资料,对低温影响红心猕猴桃落花落果进行分析,找出影响红心猕猴桃落花落果的低温条件,以期为贵州红心猕猴桃在开花授粉坐果期中防御和减轻低温灾害影响、采取合理应对措施提供科学依据。
2020年4月上旬,贵州西部出现了持续时间较长的低温天气过程,给红心猕猴桃开花坐果造成严重影响。于4月10−17日对水城县发耳镇(简称发耳,下同)、杨梅乡(杨梅)、猴场镇(猴场)、阿戛镇(阿戛)、米箩镇(米箩)、顺场乡(顺场)、勺米镇(勺米)、鸡场镇(鸡场)、都格镇(都格)、坪寨乡(坪寨)、六枝特区郎岱镇(郎岱)、龙河镇(龙河)、新窑镇(新窑)、落别乡(落别)、大用镇(大用)、木岗镇(木岗)、岩脚镇综合科研基地(岩脚)、盘州市普古乡(普古)、双凤镇(双凤)共19个红心猕猴桃种植区进行实地调查。每个基地均建有自动气象站,其中发耳、阿戛、顺场、鸡场、都格、龙河、新窑、落别、大用、木岗、双凤基地自动气象站观测仪器均由航天某公司生产,型号ZQZ-A,其余基地观测仪器由重庆某公司生产,型号DZZ4。19个基地气象自动站均可提供逐时气温和降水资料,且杨梅、猴场、米箩、勺米、坪寨、郎岱、岩脚、普古基地还可提供逐时湿度、风速、风向、气压、总辐射、光照度、土壤温度、土壤湿度等气象资料。
供试红心猕猴桃品种为红阳、东红,以红阳品种为主。
19个基地2020年4月3−9日逐日平均气温、最低气温来源于各基地气象自动站观测资料。采用VB语言,从贵州2000余个气象自动站储存的实时气象要素值,导出发耳等19个基地气象自动站4月3−9日逐日逐小时气温数据,并对19个站点的数据资料进行均一性检验和质量控制处理。通过Excel软件统计得到各基地4月3−9日逐日平均气温和最低气温。
2020年各基地红心猕猴桃种植面积、开花期、授粉时间以及落花落果率等数据资料来源于各基地。其中开花期为某一基地红心猕猴桃果树有5%的花朵开放至75%花朵凋落的时间,基地面积越大,开花持续时间越长,因为在同一基地,山谷比坡上开花早,东、南向阳坡地开花比西、北向坡地早。各基地均实施人工授粉,全株10%~20%的花朵开放时开始授粉,授粉时间为第一朵花授粉至最后一朵花授粉的累积时间。
对19个基地每10公顷随机选取10株猕猴桃植株,调查每株坐果率,取平均值。
坐果率=坐果总数/授粉总数×100% (1)
式中,坐果总数指授粉后子房正常膨大并生长为果实的总个数;授粉总数指人工对雌花进行授粉的总数量。坐果数越多,表示坐果率越高,反之,坐果率越低。
落花落果率=(授粉总数−坐果总数)/授粉总数 ×100% (2)
落花落果指雌花幼果因低温造成坠落的现象。
资料显示,贵州西部红心猕猴桃种植区气候环境条件较好,年平均气温为14.4~17.2℃,年降水量1200mm以上,年日照时数1300h以上,年平均相对湿度80%以上,土壤微酸且富含腐殖质、疏松透气、排水良好[12]。红心猕猴桃种植区大多分布在海拔1000~1400m地带,位于25°47′−26°30′N 、104°31′−105°41′E(表1)。以猴场基地2000年建设为最早,2008年推广到米箩、鸡场种植;以米箩基地的355.8hm2种植面积为最大,其次是大用基地的200.0hm2。
4月10−17日对19个红心猕猴桃种植基地实地调查发现,4月上旬持续时间较长的低温天气对红心猕猴桃开花坐果影响较重,导致红心猕猴桃落花落果严重。由表2可见,顺场、新窑、普古基地落花落果率高达70%,木岗基地落花落果率最低,也有10%,落花落果率超过50%的基地占总调查区的52.6%。由表还可以看出,红心猕猴桃落花落果与其品种、初花时间、开花和授粉持续时长有关,红阳品种落花落果比东红品种偏重,其初花时间早,开花和授粉持续时间长,落花落果率也偏高。
表1 贵州西部红心猕猴桃调查基地基本信息Table 1 Basic information of survey base of red cartridge kiwifruit in western Guizhou
(续表)
表2 贵州西部红心猕猴桃开花授粉期和坐果率调查Table 2 Investigation on flowering and pollination period and fruit setting rate of red cartridge kiwifruit in western Guizhou
红心猕猴桃要正常开花结果,首先需要达到一定的积温量。适宜的气温是开花、授粉、受精和坐果顺利完成的重要气象因子,也是猕猴桃花粉发芽、花粉管伸长完成受精过程的重要条件。贵州西部红心猕猴桃一般3月下旬开花,4月上旬坐果,开花坐果期要求旬平均气温在15℃及以上,日平均最适宜气温为16~18℃;开花期内气温高,花的寿命就短;相反,开花期内气温低,花的寿命就相对长些;开花期间遇到强降温天气,气温降至12℃以下时,开花数将大大减少,甚至停止开花[3]。
从19个基地自动气象站观测资料看出(表3、表4),红心猕猴桃开花坐果期间,除都格基地外,其余各基地均出现了日平均气温在12℃以下、日最低气温在10℃以下的低温天气,其中,勺米、郎岱、大用基地出现持续7d的低温天气,以勺米基地4月5日的日平均气温5.3℃、最低气温4.6℃为最低;杨梅、顺场、坪寨、龙河、新窑、落别、木岗、岩脚、普古基地出现持续6d的低温现象,以坪寨基地4月5日的日平均气温5.9℃、最低气温4.8℃为最低;阿戛、米箩、鸡场、双凤基地出现持续5d的低温现象,以双凤基地4月5日的日平均气温8.4℃、最低气温7.4℃为最低;发耳基地出现持续4d的低温现象,以4月5日的日平均气温10.7℃、6日的最低气温9.3℃为最低;猴场基地出现持续3d的低温现象,以4月5日的日平均气温11.6℃、6日的最低气温9.6℃为最低。结合表2发现,红心猕猴桃落花落果率与其授粉期间出现3d及以上日平均气温在12℃以下、日最低气温在10℃以下有密切关系。由此可知,持续3~7d的低温天气,导致红心猕猴桃花期延长,花粉发芽受到抑制,花粉活力不足,花不能正常受精,造成大量落花落果。
表3 主要种植区4月3−9日低温天气过程中逐日平均气温分布(℃)Table 3 Distribution of daily average temperature of main planting areas in the process of low temperature on April 3−9(℃)
表4 主要种植区4 月3−9 日低温天气过程中逐日最低气温分布(℃)Table 4 Distribution of daily minimum temperature of the main planting areas in the process of low temperature on April 3−9(℃)
低温冷害是影响红心猕猴桃开花坐果的主要气象灾害。在红心猕猴桃开花坐果期间,出现持续5d及以上日平均气温≤12℃的低温天气,将导致红心猕猴桃落花落果[3]。根据近10 a红心猕猴桃生育期及其同期的气象要素观测以及对气象灾害影响防控试验,总结出在低温天气来临之前,采取以下防御措施,改变易于形成低温冷害的温度条件,保护红心猕猴桃开花坐果不受或降低低温冷害的影响。
(1)喷施药液防御。在低温天气来临前2~3d,收集雄株花粉,放在干净光滑的纸上阴干,以备低温结束后进行人工点花授粉、人工喷雾授粉,同时对叶面喷施磷酸二氢钾和芸苔内酯,提升植株的抗逆性,降低受低温冷害的危害程度,用噻虫高氯氟菊酯防治叶甲。
(2)保温管理。低温天气来临前的傍晚,在果园准备锯木屑、树枝、杂草等发烟材料,在果园上风口方向,每667m2放1~2个烟堆,低温来临前1~2h,以暗火浓烟为宜,弥漫的烟雾可减少地面热辐射,提高果园区域温度,降低低温的危害程度。
(3)灌水或喷施。在果树萌芽前,多次对果园灌水或喷水,降低土温或树温,使果树推迟萌芽。实时关注气象部门发布的天气预报,提前浇水,推迟花期。
(4)利用腋花芽结果。腋花芽比顶花芽萌发时间和开花时间均晚,有利于避开低温冷害对开花期的影响。
(5)涂白。春季,对果树主干和主枝涂白,可以减少树体对太阳热量的吸收,有利于延长萌芽期和开花期的时间。
(6)设置防风林。利用防风林,可提高局部温度和湿度,降低低温冷害程度。
(1)2020年4月上旬,贵州西部出现持续时间较长的低温天气过程。低温天气发生期间,正是贵州红心猕猴桃果树开花、授粉、受精、坐果时期,导致19个基地的红心猕猴桃落花落果,尤其是顺场、新窑、普古基地落花落果高达70%,落花落果50%及以上的基地达10个,占调查区的52.6%。红心猕猴桃落花落果与其品种、初花时间、开花持续时间、授粉持续时间均有较大关系,红阳品种落花落果比东红品种偏重,初花时间早、花期长、授粉期长,其落花落果率偏高。
(2)2020年4月3−8日,除都格基地外,其余18个基地均存在日平均气温在12℃及以下、日最低气温在10℃及以下,尤其是杨梅、顺场、勺米、坪寨、新窑和大用基地出现持续6~7d的日平均气温在10℃及以下、日最低气温在8℃及以下;此次低温天气过程中,以勺米基地4月5日的日平均气温5.3℃,最低气温4.6℃为最低,其次是坪寨基地4月5日的日平均气温5.9℃,最低气温4.8℃,严重影响红心猕猴桃的授粉受精。
(3)2020年4月上旬的低温天气过程,造成贵州西部红心猕猴桃落花落果面积达1855.5hm2,平均落花落果49.1%,其中发耳、猴场、阿戛、米箩、顺场、勺米、新窑、普古基地红心猕猴桃落花落果超过60%,占低温影响调查区的42.1%。因此,在红心猕猴桃果树开花授粉受精期间,连续3d及以上日平均气温低于12℃、日最低气温低于10℃,容易造成红心猕猴桃果树落花落果,影响其产量。
在红心猕猴桃开花授粉受精坐果期间,气温是影响其坐果率的主要气象因子,而授粉所用时间的长短及其是否处在低温时段内也直接影响坐果率的高低。从4月10−17日的调查结果看,落花落果率在50%以上除发耳、顺场基地外,猴场、阿戛、米箩、勺米、新窑、落别、普古、双凤基地授粉期均在20d以上,并且授粉后期日平均气温在12℃以下,这与池再香等[3]研究的结果一致;但都格基地4月4−8日逐日平均气温低于15℃、日最低气温基本低于13℃,其初花为3月16日,17日花朵开放10%时,立即进行人工授粉,授粉期间(3月17日−4月8日)出现持续5d(4月4−8日)的日平均气温在15℃以下,此气温条件不在适宜授粉气温范围内[3],可能是导致其落花落果率达42.5%的主要原因。本次调查表明,低温天气过程中,影响红心猕猴桃坐果率的气温上限为持续时间5d及以上的日平均气温低于15℃、日最低气温基本低于13℃。由于红心猕猴桃花期对低温非常敏感,还需要继续开展更精细化的低温试验来确定红心猕猴桃花朵和幼果冻死、脱落的气温阈值和范围,并进行低温冷害防御试验,进而采取相应措施,降低或减轻低温冷害影响。