雷淑琴,金生仁,常 佳,张 虎
(甘肃省玉门市气象局,甘肃玉门 735211)
枸杞(Lycium chinenseMiller)为茄科多年生落叶灌木,其生长适应性广,耐盐碱性较强,是干旱沙漠的先锋树种。玉门市属于中温带干旱气候,降水少、蒸发大、日照长、风沙多、气候干燥、植被稀少,土壤多为灰棕漠土、棕漠土、草甸土、沼泽土、风沙土和盐土,土质条件非常利于枸杞的生长发育。2008 年以来玉门市大力发展特色林果产业,通过政府引导、政策支持、资金补助、技术支持整合项目和资金,大力发展枸杞产业,枸杞种植已达16 008 hm2。枸杞产业的发展壮大对调整农业结构、治理风沙危害、治理和改良荒漠盐碱地,实现生态增效、经济增收意义重大。玉门枸杞品质优良,可与宁夏枸杞相媲美,是中国枸杞出口较优品种。玉门市结合农产品下游畅通工程,建立现代化生产体系、管理体系、经营体系,大力推动枸杞产业提质增效。但灾害性天气气候事件对玉门枸杞生产造成了重大影响,是制约影响该区枸杞高产和品质的主要因素,如2011 年1 月气温特低,导致枸杞树干冻裂,从而使树体感染真菌;2011—2013 年、2016—2019 年多阴雨的夏季,由于湿度大、光照差,导致枸杞病虫害偏重发生,特别是黄斑病、缀黄毒蛾、溃疡病、腐烂病、蚜虫等较多,枸杞专项气象预警和防范指标亟待解决。枸杞产业是甘肃省玉门市主要的地方优势特色农业,在促进地方经济发展和实现农民增收中发挥了重要作用,开展枸杞气象服务对保障枸杞产业健康发展具有重要意义。本研究旨在分析灾害性天气气候事件对枸杞的危害指标,做到事前早期预防和主动防范以及事后积极补救,对枸杞生产尤为重要。
本研究从甘肃省酒泉市玉门市气候条件及气候变化对枸杞生产的产量影响入手,研究枸杞生态气候适应性,找出影响枸杞关键生长期气象指标,建立枸杞农业气象监测、预警、预报服务模型,为地方政府提供科学决策依据,为枸杞种植户及时提供有效防范灾害的措施奠定理论基础,为枸杞生产提供定量的、指导性较强的气象服务保障,对促进当地枸杞产业的发展和枸杞加工企业的增收具有重大的现实意义和深远的历史意义。
枸杞为双子叶植物,茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium)[1],是多年生茄科落叶灌木,既是一种很好的水土保持树种,又是一种重要的中药材,其叶、果根、皮均有广泛的药用价值。枸杞抗逆性强,耐肥水,适于干旱、沙荒、盐碱地种植,当年定植至50 年均可结果,3~4 年即可进入盛果期。
1)休眠期(11 月上旬至次年3 月中旬)。当遇极端低温天气时,会对根系造成危害,强降雪、暴风雪会损害枸杞枝条。
2)芽开放期(4 月上旬至4 月中旬)。此时如果遭遇低温冷害易造成枸杞根系、芽萌动时伤害,从而影响发芽。
3)展叶期(4 月中旬至4 月下旬)。此时如果遭遇霜冻天气侵袭,会造成幼叶发生冻害。
4)春梢生长期(5 月上旬至6 月上旬)。此时如遇霜冻天气,易造成新梢受冻害;大风沙尘天气易造成新梢折损、花蕾脱落、授粉不好而导致减产。如果气候条件很好,易发生病虫害,此时要提前准备,做好防虫害措施。
5)老眼枝开花期(5 月中旬)。此时如遇晚霜冻、强降温、持续低温的灾害性天气,将会使老眼枝不再开花。
6)七寸枝条开花、老眼枝现幼果时(5 月下旬)。晚霜冻、骤然降温、持续低温将会产生花蕾不再开花、幼果变僵等现象。大风沙尘天气易造成新梢折损和花蕾脱落、授粉不好而导致减产。
7)七寸枝幼果期及老眼枝果实成熟期(6 月中下旬)。大风、沙尘会造成枝条损伤;持续阴天会造成温度降低、果实成熟不完全。连阴雨天气会造成果实裂果或脱落。
8)夏果成熟期(6 月下旬至7 月下旬)。持续降雨会造成果实裂果或脱落;大风、沙尘会造成枝条损伤;高温高湿会造成白粉病发生,高温干燥会造成锈病和红蜘蛛大量发生。8 月上旬持续高温会造成枸杞被迫休眠、叶片变黄,导致落叶。
9)秋梢生长期(8 月中旬)。温度条件适宜枸杞生长,但当遇连续秋雨时易造成各类病虫害发生,需要做好病虫害秋防工作。
10)秋季幼果期(8 月下旬至9 月上旬)。持续秋雨或突然降温或早霜冻对果实造成伤害,成熟不完全,直接损伤果实、叶片、枝条等。
11)秋果成熟期(9 月下旬)。突然降温或早霜冻对果实造成伤害,成熟不完全,直接损伤果实、叶片、枝条等。
12)落叶期(10 月下旬至11 月)。遭遇极端低温天气会对根系造成危害,强降雪及暴风雪会对枝条造成损害。玉门市枸杞各生物时段生育期时间及主要气象灾害见表1。
表1 玉门市枸杞各生物时段生育期时间及主要气象灾害
枸杞喜水,但要控制水。漫灌时要浇关键水,春水要浇早,玉门市在3 月30 号左右,冬水要浇迟,于10 月下旬至11 月上旬。其余关键水为春梢加长生长期6 月中旬浇水,夏梢生长期7 月中旬浇水,秋梢生长期8 月中下旬浇水。其余的浇水要在采果后结合追肥浇水,年浇水次数6~7 次。灌溉方式最好采用渗灌,并根据关键时期进行施肥和追肥,其浇水量要比漫灌省50%左右。
鲜果成熟80%~90%,充分显示本品种颜色、果蒂松动,果实富有弹性时,适时进行采摘。夏果一般4~6 d 采一次;秋果7~10 d 采一次。根据采摘时间的不同划分为初采期为6 月中下旬至7 月上旬,盛采期为7 月中旬至8 月底,末采期为9 月下旬。
玉门市枸杞定植时间为春季3 月下旬至4 月中旬。枸杞最佳定植期为春季日均气温稳定通过10 ℃时,玉门市中部乡镇一般在4 月上旬,北部乡镇在3 月下旬,南部沿山乡镇在4 月中旬。
玉门市从2008 年起人工种植枸杞,枸杞种植面积已达16 008 hm2,栽植品种主要有宁杞1 号、宁杞2号、宁杞5 号、宁杞7 号、复壮1 号、柴杞、蒙杞等10 余个品种。全市形成了花海片区、下西号-黄花片区、柳河-饮马片区、赤金-昌马片区四大万亩枸杞种植片区,建立市级枸杞科技示范园区2 个,县级枸杞科技示范园区2 个。
枸杞适宜种植在冷凉的气候环境,具有极强的耐寒力特征。据资料显示,优质枸杞种植需满足以下气候条件,1 月平均气温在-15.4~-3.3 ℃,年平均气温在4.4~12.7 ℃,昼夜温差大的地区≥10 ℃的有效积温高,则枸杞生长周期长,易获得产率高、品质好的枸杞。
根据中国气候区域,玉门市属中温带干旱气候,降水少,昼夜温差大,日照长;玉门市1 月平均气温为-14.0~-10.0 ℃,年平均气温5.0~8.0 ℃;≥10 ℃有效积温在2 300~3 200 ℃,积温数值较高,热量条件好,利于枸杞生长发育;玉门市枸杞的主要生育期为4—9 月,4 月枸杞开始进入萌芽期,此时玉门市平均气温 为7.0~11.0 ℃;5 月 平均气温 为13.0~17.0 ℃;玉门市夏季6—8 月平均气温为18.0~23.0 ℃,此时是枸杞碳水化合物和维生素积累的重要时期,决定后期枸杞的产量和品质,当温度高时,枸杞成熟期缩短,利于枸杞采摘和晾晒[2];玉门市各地年日照时数在3 100~3 300 h。
甘肃省温度日较差分布由南向北、由东向西增大,日较差最大在河西走廊和甘南高原。日较差大是热量资源的重要特征,对作物产量和品质的形成、糖分和淀粉的积累极为有利[3]。热量条件分析,玉门市非常适宜种植枸杞,而且生产的枸杞品质优良。
没有水就没有生命,水作为生存因子,对农业生产至关重要[4]。水分对作物的生长发育、产量高低、品质优劣都有着重要的意义。
枸杞虽然属于耐旱植物,但要获得品质优良的枸杞,也需要提供一定的水分条件。枸杞根系很发达,耐旱能力较强,有些雨养田的干旱地带,枸杞也能够生长发育,但是要获得品质优良的枸杞产品,必须有适当的水分,而且水分也不能太多,否则会导致植株长势较弱,从而造成大面积减产。在排水条件好的种植区,枸杞生长发育较好,不会长期积水,当农田发生严重积水,会造成枸杞死亡,在挂果时段如遇连阴雨或暴雨天气,易发生病害,导致裂果,造成枸杞品质下降。
枸杞各生长发育阶段需水量有所不同,春季枸杞芽开放期、展叶期、春梢生长期、老眼枝开花期、七寸枝条开花、老眼枝现幼果时,对水分需求较多,充足的水分才能满足枸杞生长。果实膨大期如果缺水,会影响枸杞植株和果实生长,从而影响果实品质和产量。枸杞成熟期对水分的需求不大,降水多时会造成裂果和霉变,导致枸杞产量和品质严重下降。
玉门市降水量地域差异显著,年降水量的地理分布明显受地形的影响,降水量低值在花海盆地,高值在南山山地。境内降水量夏多冬少,这种雨热同季的分布特点对枸杞生产非常有利。
玉门市年降水量为57.1~102.4 mm,年蒸发量在2 600 mm 以上,年蒸发量是降水量的25 倍以上,因此为了获得优质的枸杞,还必须依靠合理的灌溉设施,提供充足的土壤水分供应。
枸杞的生长发育需要一定的光照条件,优质枸杞种植区的年日照时数需在2 600 h 以上。日照[5]是指太阳在一地实际照射时数。日照时数的长短,除了受当地纬度和地形影响外,还与季节与天空状况、天气现象影响有关。
作物的生长发育及产品和品质都与日照时数的长短有直接关系。玉门市属于北方长日照地区,由于境内气候干燥,云量少,晴天多,多年平均年日照时数在3 100~3 300 h,从日照时数分布看,4—9 月日照时数最多,12 月最少,优良的光照条件非常利于枸杞生长发育。
农业生物对气象条件的反应有2 种情况[6]。一种是由外界气象条件超出生物正常生活的范围,但未达到致死指标,所产生的生理反应有的是弹性的,即具有恢复能力;另一种是塑性的,即不能恢复到原来的状况。不利的气象条件除直接对农业生物造成危害外,还可能通过诱发病虫害或影响生态环境而形成其他次生灾害。玉门市对枸杞种植不利的农业气象灾害主要有如下几种。
甘肃全省山岭重叠,远隔海洋,气候干旱,风沙因之迭起,其中尤以河西北部更甚。民谚“一年一场风,从春刮到冬”,形象地说明了河西风大的特点[7]。
玉门市地处河西走廊地带,南北又有两山对峙,形成自然的狭管状,在平时其周围风很小,这一带却可出现大风,尤以西大风最为突出。地形的影响不仅使大风日数增多,风速值也显著增大。
玉门市冬春季节多风沙灾害,春季3—5 月易出现大风沙尘天气,早春大风沙尘天气常造成枸杞枝条抽干,开花期则造成花蕾大量脱落,春梢生长期如遇大风易造成新梢折损、花蕾脱落、授粉不好而造成减产;七寸枝幼果期及老眼枝果实成熟期遭遇大风、沙尘会造成枝条损伤;夏果成熟期遇大风、沙尘会造成枝条损伤,刮落果实。因此,应在园区周围构建防护林带,形成防风墙,减少大风、沙尘暴对枸杞树木造成物理伤害。
霜冻[8]温度突然下降,地表温度骤降到0 ℃以下时,使农作物受到损害,甚至死亡。霜冻与霜不同,霜是近地面空气中的水蒸气达到饱和,并且地面温度多数情况下低于0 ℃,在物体上直接凝华而成的白色冰晶,有霜冻时并不一定有霜;在物体上对农作物造成的冻害并非是白色的冰晶霜,而是气温降低到0 ℃以下时,由低温引起的农作物植株体茎叶的伤害或死亡的冻害,称为霜冻。其分为轻霜冻(地面最低温度-2~0 ℃)、中等强度霜冻(地面最低温度-5.0~-2.1℃)和强霜冻(地面最低温度小于-5.0 ℃)。
霜冻分为秋霜冻和春霜冻[9],大体上对应为初霜冻和终霜冻,初霜冻为每年入秋之后第一次出现的霜冻;终霜冻为每年春季最后一次出现的霜冻。
春季4—5 月在芽开放期如果遭遇霜冻天气侵袭,会造成幼叶发生冻害;展叶期如果遭遇霜冻天气侵袭,会造成幼叶发生冻害;春梢生长期如遇霜冻天气,易造成新梢受冻害;老眼枝开花期遇晚霜冻、强降温、持续低温的灾害性天气,将会使老眼枝不再开花;七寸枝条开花、老眼枝现幼果时遇晚霜冻、骤然降温、持续低温将会造成花蕾不再开花、幼果变僵等现象;秋季幼果期及成熟期突然降温或早霜冻会对果实造成伤害,使果实成熟不完全,直接损伤果实、叶片、枝条等。应及时收看天气预报,遇霜冻天气时,需积极采取园内浇水、烟熏、果园上空搅动空气等方法,在受冻后要及时浇水补救。
玉门市降水较少,全年各月降水量分布不均,降水主要集中在6—8 月,降水量占年降水量的52%,可见,玉门市光热水同季,这对枸杞生长非常有利;春季占年降水量的23%,秋季占18%,冬季占7%。干旱少雨为基本气候特征,枸杞生长需要水分的关键期,特别要注意农业干旱的发生,农业干旱[10]指由于长时间降水偏少、空气干燥、土壤缺水,造成作物体内水分失去平衡而发生水分亏缺,影响作物正常生长发育,进而导致减产甚至绝收的一种农业气象灾害。所以,当遇农业干旱时,容易导致枸杞树的水分紧缺,从而对枸杞生长造成严重的影响,甚至枯死,长时间干旱少雨还容易使枸杞出现病虫害,进而降低枸杞的产量与品质。因此,要加强灌溉设施建设,以保证枸杞生长需要水分的关键期有充足的水分供应。
玉门市枸杞病虫害主要有黑果病、蚜虫、负泥虫、木虱、红蜘蛛、白粉病、锈病、廮螨等。由于枸杞是“药食兼用”型,因此,防治病虫害要以物理防治、生物防治和生态防治为主,兼用化学防治,及时抹芽、疏枝,做好通风透光、除草清杂等工作。
1)中耕除草。注意及时进行中耕除草,防止杂草丛生,与植株争肥和传播病虫害。
2)追肥。枸杞喜肥,花果期较长,在萌芽、新梢速生、夏果膨大、夏果采收后等时期注意及时施肥。
3)修剪整枝。枸杞的分枝能力强,新枝生长旺,整枝可减少病虫害,增强通风透光,降低营养消耗。
1)枸杞幼果期生长需水量大,加之气温高,地表蒸发大,应配合施肥及时浇灌,补充所需水分,增加坐果率,促使幼果膨大。
2)6 月初至7 月底是枸杞一年中大量新枝生长、花蕾形成和开花结果的高峰期,同时也是大量果实膨大生长的最盛时期,需要有充足的氮、磷、钾肥,若肥料不足,就会影响枸杞生长和加重落花落果,应及时追肥。
3)夏季是枸杞蚜虫、螨虫等病虫害多发的重要时段,要加强病虫害的监测与防治工作,做到早发现、早防治。
1)水分管理。6—7 月,玉门市正值盛夏高温季节,此时,果实逐步生长并成熟,耗水量大,遇最高气温≥33 ℃的高温时段时,植株水分需求和叶面蒸腾加大,应根据当地条件补足水分,才能获得优质高产。浇灌时水量不可过多,以田间植株根颈处灌到为止。
2)修剪整枝。枸杞的分枝能力强,新枝生长旺,每年夏季要剪去徒长枝、病虫枝,减少病虫害,增强通风透光,降低营养消耗。
3)施肥管理。植物生长离不开肥料,尤其是枸杞以收获果实为目的,6 月中下旬正值果实成熟期,施肥要求以磷为主,氮、磷、钾混合施用,磷肥要占施肥量的50%以上。
1)降水天气对枸杞采摘和晾晒非常不利,要注意提前做好园区排水管理,降雨时及时排除杞园积水,以控制田间湿度,减少夜间果面结露;雨后24 h内喷药,防止枸杞炭疽病传播后的分生孢子萌发和侵入。
2)枸杞盛果采摘期,是暴雨、冰雹、大风等局地强对流天气的多发时段,注意防范局地强对流引起的冰雹、强降水等对枸杞生产造成的危害。
本研究通过对玉门市种植枸杞气候条件进行分析,得出玉门市枸杞生长季的气温、降水和日照的时间分布有利于枸杞的生长发育,玉门市昼夜温差大、积温丰富、雨热同季、光照充足等条件均有利于枸杞产量的形成;大风沙尘暴、霜冻、干热风、高温、暴雨、连阴雨等农业气象灾害是制约玉门市种植枸杞的主要气象灾害,需加强防范。本研究还对提高玉门枸杞品质提出了一些对策建议,以期减少气象灾害对枸杞种植产业的影响,从而提升枸杞的产量和品质。