贵州玛瑙红樱桃种植气候适宜性区划

谭 文， 杨世琼， 李忠燕， 左 晋*， 乔 光， 曾晓珊

(1.贵州省山地气候环境研究所， 贵州 贵阳 550002； 2.贵州省气候中心，贵州 贵阳 550002； 3.贵州大学 农业生物工程研究院， 贵州 贵阳 550025)

0 引言

【研究意义】樱桃果实色泽艳丽，营养丰富，口感风味极佳，有果中珍品的美誉，其在落叶果树中成熟期最早，号称百果之先、开春第一果[1]。樱桃由于果实成熟期正值早春，病虫害尚未发生，易达到绿色果品生产的要求，是当前种植效益较高的水果之一。玛瑙红樱桃是经多年选育而成的地方优良品种，果实为椭圆形，果肉厚，风味佳，品质上乘。因成熟期果实鲜红亮丽、红中透紫，像晶莹剔透的红玛瑙，故称玛瑙红樱桃[2]。玛瑙红樱桃亮丽的外观和上乘的风味深受消费者青睐，该产业已成为部分地方农户增收的支柱产业之一。因此，研究气象因子对玛瑙红樱桃生长的影响，对实现其种植气候趋利避害和扩大优质区栽培，促进玛瑙红樱桃产业发展具有重要意义。【前人研究进展】影响玛瑙红樱桃果实品质的因素很多，除了品种自身的遗传特性外，还受气象条件、土壤条件和栽培技术等其他因素影响，其中，气候因子在果实品质形成过程中起关键作用。张军等[3]研究了玛瑙红樱桃品种的选育过程、丰产特性和栽培要点。随后，多位学者针对玛瑙红樱桃种植技术进行深入研究[4-6]，探明玛瑙红樱桃裂果现象的主要原因，提出了相应预防措施，并制定了玛瑙红樱桃栽培规范以提高果实经济价值[7]。乔光[8]研究表明，施腐熟有机肥20 kg/株，复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)0.4 kg/株更有利于玛瑙红樱桃的生长发育。王健宁等[9]认为，苹果枝条炭30 g/kg处理的隶属函数值的均值最高，有效改善玛瑙红樱桃生理生化特性，可用于其丰产优质栽培。袁静等[10]研究发现，温度对樱桃生长的影响结果：受大棚内小气候影响，棚内大樱桃开花与成熟期均较棚外的提早，有效避开不利天气的影响，实现提早上市的同时又增加产量，延长供应期，进而实现较高的经济效益。王冰等[11]研究了烟台市大棚樱桃品质与小气候因子的相关性，并确定适宜烟台市大棚甜樱桃生产的最佳棚内气候条件。李德章等[12]结合纳雍农业科技示范园近10年种植记录资料，分析了玛瑙红樱桃的种植气象条件。【研究切入点】当前关于玛瑙红樱桃的研究多集中于品种选育、栽培方法、病虫害形成机理及其防治措施等方面。有关气候条件对贵州玛瑙红樱桃品质影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】选取贵州玛瑙红樱桃为研究对象，测定贵州赫章、纳雍及福泉等8个不同气候特征果园的玛瑙红樱桃外观品质和营养品质指标，分析品质指标气候因子的相关性，确定种植区划的主要影响气象因子及阈值采用GIS技术对贵州玛瑙红樱桃种植气候适宜性进行区划，以期为逐渐削减或取消非优质区玛瑙红樱桃面积，扩大优质区栽培范围和提高樱桃产质量提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源

数据来源于贵州省玛瑙红樱桃多年物候期观测资料、发育与分布状况调查资料、品质化验数据、地理信息DEM数据及气象数据资料等。其中，气象数据资料包括1990—2019年贵州省84个国家气象观测站常规气象数据、8个玛瑙红樱桃采样点的乡镇自动站逐日最高气温、最低气温、平均气温和日照时数等。

1.2 样品采集与分析

1.2.1 采样点布设与样品采集 2020年4—5月在贵州玛瑙红樱桃主产区根据不同气候特征选择品种相同、树龄相近且均为成熟果林的8个玛瑙红樱桃果园(图1)，按照东、南、西、北4个方位，随机选取有叶片无病害的中长枝枝条，对大小一致、充分成熟的果实进行取样。随机选取100颗玛瑙红樱桃鲜果，用游标卡尺测量果实横、纵径，记录是否裂果，用天平称取百粒重。样品用密封袋承装、标号、冷藏存放并送检。

1.2.2 指标测定 检测指标包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和维生素C。采用折光仪法测定可溶性固形物，硫酸-苯酚法测定可溶性糖，酸碱滴定法测定可滴定酸，液相色谱法测定维生素C含量[13]。计算果形指数、可食率和单果重。

果型指数=纵径/横径

可食率=[(单果重-鲜核重-果柄重)/单果重]×100%

单果重=百粒重/100粒

1.3 区划模型

利用GIS技术，建立各气候分区指标与地理地形因子(经度、纬度、海拔高度)关系模型。根据模型在GIS平台进行地理信息插值推算，将各指标的气象站点数据演变为单因子面状格网数据，将年平均气温、休眠期(11月至次年1月)需冷量(休眠期≤7.2℃累积小时数)、2—4月日照时数、晚霜日、4月气温日较差和阴雨日数在GIS平台进行叠加处理，获得贵州玛瑙红樱桃气候适宜性区划图。

年平均气温=-0.819λ-0.551φ-0.006H+123.438

休眠期需冷量=198.854λ+135.181φ+1.009H-24 937.040

晚霜日=9.185λ+6.208φ+0.047H-1 146.332

4月气温日较差=-0.364λ-0.268φ+54.372

4月阴雨日数=1.519λ+0.655φ+0.003H-167.263

式中，λ为经度，φ为纬度，H为海拔高度。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2019、SPSS 25.0和Arc map 10.3对数据进行统计分析与绘图。

2 结果与分析

2.1 贵州不同产区玛瑙红樱桃的品质特征

2.1.1 外观品质 由表1可知，玛瑙红樱桃单果重：福泉最大，达4.40 g；桐梓次之，为4.16 g；大方最小，为2.17 g。果形指数：赫章最大，为1.14，显著高于其他产区；乌当最小，为0.89，其横径大于纵径；其余6个样品果形指数为1.01～1.05，均为纵径略大于横径。可食率：8个样品均在90%以上，以桐梓最大，达93.01%；纳雍次之，为92.26%；乌当最小，为90.51%。

表1 贵州不同产区玛瑙红樱桃的外观品质

2.1.2 营养品质 从表2看出，玛瑙红樱桃可溶性固形物：赫章最高，为18.20%，显著高于其采样品；六枝最低，为10.13%；可溶性糖：赫章最高，为20.35%，显著高于其采样品；乌当最低，为6.03%。可滴定酸：乌当最高，为6.25 g/kg，显著高于除福泉和六枝外的其采样品；大方最低，为3.89 g/kg。糖酸比：赫章最大，为45.91，显著高于其采样品；乌当最小，为9.66。维生素C：乌当最高，为96.17 mg/100 g；六枝最少，27.86 mg/100 g。表明，赫章玛瑙红樱桃果实偏小，含水量低，风味偏甜；乌当的果实小，维生素C含量高，风味偏酸；其余6个样品果实多数较大，维生素C含量较高，风味偏酸甜。

表2 贵州不同产区玛瑙红樱桃的营养品质

2.2 玛瑙红樱桃品质指标与气象因子的相关性

从表3看出，玛瑙红樱桃休眠期需冷量与果实单果重和纵径呈显著负相关，与横径呈极显著负相关；与可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比呈显著正相关，与果形指数呈极显著正相关。在萌动至成熟期，4月气温日较差与可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和果形指数呈极显著正相关；平均气温与可食率、2—4月日照时数与果形指数呈显著正相关；降水量与玛瑙红樱桃各指标相关性不显著。因此，适当增加休眠期需冷量和4月气温日较差有利于果实内含物的形成和积累。

表3 玛瑙红樱桃品质指标与气象指标的相关性

2.3 气候适宜性区划指标的阈值

依据玛瑙红樱桃品质与关键气象因子的数理分析统计结果，最终选取年平均气温、休眠期需冷量、2—4月日照时数和4月气温日较差作为玛瑙红樱桃气候适宜性的主要指标；结合实际生产及专家意见，增加晚霜日、阴雨日数作为玛瑙红樱桃气候适宜性的主要指标。

根据贵州省玛瑙红樱桃气候适宜性区划指标阈值确定为适宜区、次适宜区和不适宜区3个等级(表4)。玛瑙红樱桃适宜生长区气候特征：年平均气温为11.5～14.5℃，休眠期需冷量≥1 000.0 h，2—4月日照时数≥310.0 h，晚霜日<70.0 d，4月气温日较差≥8.5℃，4月阴雨日数≤12.0 d。次适宜区气候特征：年平均气温为10.0～11.4℃或14.6～15.5℃，休眠期需冷量900.0～999.9 h，2—4月日照时数260.0～309.9 h，晚霜日70.0～89.9 d，4月气温日较差7.5～8.4℃，4月阴雨日数12.1～14.0 d。不适宜区气候特征：年平均气温为<10.0℃或>15.5℃，休眠期需冷量<900.0 h，2—4月日照时数<260.0 h，晚霜日≥90.0 d，4月气温日较差<7.5℃，4月阴雨日数>14.0 d。

2.4 适宜性分区

从图2看出，贵州玛瑙红樱桃种植气候适宜区主要分布在海拔1 300～1 600 m的纳雍县和1 700～2 050 m的盘州市、水城县、普安县，该区域休眠期需冷量充足，全年气温适宜，玛瑙红樱桃能安全渡过休眠，进行新的枝梢生长和开花结果；晚霜期在3月上旬之前，霜冻灾害对其幼果生长影响较小；果实生长季内日照充足，气温日较差大，利于果实干物质、内在品质的形成及果实着色；果实膨大至成熟期的阴雨日数较其他地区少，但纳雍县仍有10～12 d，易造成裂果，不利于果实营养成分的累积，可搭建避雨设施，减轻降水多带来的影响；同时，冬春连旱、冰雹灾害高发时期，应加强防范设施建设，做好防范准备。

次适宜区主要分布在贵阳市中部以南(海拔1 000m以上)、毕节市(海拔2 050 m以下)、黔南州(海拔1 050 m以上)、黔东南州(海拔700～1 500 m)、遵义市西部和南部(海拔700～1 300 m)，该区域内休眠期需冷量能确保玛瑙红樱桃顺利渡过休眠，进行新的枝梢生长和开花结果；全年气温较适宜，能保证果树的正常生长发育。除赫章县和威宁县外，大部区域晚霜期在3月上旬之前，霜冻灾害对其幼果生长影响较小；赫章县和威宁县次适宜区晚霜期虽在3月下旬之前，该区域春季回温较其他地区晚，玛瑙红樱桃生育期也明显晚于其他地区，因此，霜冻灾害对其幼果生长影响不大。除西部地区外，次适宜区果实生长季内日照时数、气温日较差略小于适宜区，阴雨日数略多于适宜区。总体利于果实干物质、内在品质的形成及果实着色，但产量和品质略差于适宜区。东部次适宜区在果实膨大至成熟期的阴雨日数为12～14 d，发生10 d以上阴雨天气的概率较高，建议该区域果园搭建避雨设施，减轻降水多和轻冰雹灾害带来的影响。西部次适宜区光照充足、昼夜温差大，利于果实产量和品质的形成，但冬春连旱发生的可能性较大，应安装灌溉设施，如遇干旱可平稳供水，减少落花落果和提高坐果率。

不适宜区主要分布在贵州省南部和北部。南部地区冬季气温高，休眠期需冷量累积不足，不能确保玛瑙红樱桃顺利渡过休眠，从而影响果树开花结果，无法形成产量。北部地区萌动至成熟期日照时数较少，不利于果实产量和品质的形成。因此，若该区域发展玛瑙红樱桃产业建议先引种试验。

3 讨论

由于乌当区下坝乡玛瑙红樱桃于2020年4月多次遭受冰雹灾害，品质和产量均受到严重影响。考虑样本环境统一性，利用玛瑙红樱桃萌动至成熟期生长期间气象资料，结合其品质指标进行相关性分析，选取未遭受明显气象灾害影响区域的数据进行建模。研究发现，萌动至成熟期年平均气温升高有利于玛瑙红樱桃果实大小和重量的增加，但可能会导致内含物的降低，且气温日较差越大，越有利于果实营养成分的积累，从而提高产量。多位学者在酿酒葡萄[14]、冰糖橙[15]及库尔勒香梨[16]等果树也得出相似结论。成熟期降水过多不利于果实营养成分累积，易造成裂果，影响其经济价值，与徐富军等[7]的研究结果一致。休眠期需冷量高的地区果实营养成分含量越高，但果实大小和重量可能略差于需冷量低的地区。宋永宏等[17]研究表明，需冷量减少有利于休眠解除，但樱桃芽提早萌动不利于其抵抗晚霜，从而造成损失，在一定程度上影响樱桃的露天栽培。依据玛瑙红樱桃品质与关键气象因子的数理分析统计，结合生产实际，筛选并确定其气候适宜性指标，完成贵州玛瑙红樱桃种植气候适宜性区划，将全省划分为适宜区、次适宜区和不适宜区。区划结果为贵州玛瑙红樱桃产业发展和合理扩大优质区栽培范围提供了理论依据，但该结果仅根据1年数据结合生产实际分析得出，还需继续开展相关试验，进一步完善区划指标。

4 结论

综合考虑影响玛瑙红樱桃外观品质和营养成分形成较为关键的气候因子，选取萌动期至成熟期年平均气温、休眠期(11月至次年1月)需冷量、2—4月日照时数、晚霜日、4月气温日较差和阴雨日数作为划分玛瑙红樱桃气候适宜性的主要指标，每个指标分3级，对应适宜区、次适宜区和不适宜区；各主导因子的适宜范围为年平均气温11.5～14.5℃，休眠期需冷量≥1 000.0 h，2—4月日照时数≥310.0 h，晚霜日<70.0 d，4月气温日较差≥8.5℃，4月阴雨日数≤12.0 d。采用GIS技术对贵州玛瑙红樱桃种植气候适宜性进行区划，适宜区主要分布在纳雍县、盘州市、水城县和普安县；次适宜区主要分布在贵阳市中部以南、毕节市、黔南州、黔东南州、遵义市西部和南部；不适宜区主要分布在贵州省南部和北部。