鹿翔， 韓芙蓉， 舒素芳

(金華市氣象局，浙江 金華 321000)

影響梨樹物候期和果實(shí)品質(zhì)變化的主要因素是生長地的溫度、光照、水分等，尤其是溫度對梨樹的生長發(fā)育起到?jīng)Q定性作用，如氣候變暖會(huì)導(dǎo)致梨花期顯著提前[1-4]，花期的低溫和陰雨會(huì)影響梨的品質(zhì)[5]，生長期降水量會(huì)影響梨的單果重和直徑[6]。對于梨樹花期預(yù)報(bào)方法，許多學(xué)者都做了一定的研究，主要是用相關(guān)分析法和有效積溫法，區(qū)勝祥等[7]分別利用積溫法和相關(guān)分析法對梨樹的3個(gè)品種的花期進(jìn)行了預(yù)報(bào)。李曉川等[8]利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立回歸方程預(yù)測庫爾勒香梨始花期。郭連云等[9]對影響梨花期的氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析，建立花期預(yù)報(bào)模型。呂清華等[10]通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)和物候法建立了鴨梨的花期預(yù)報(bào)模型。鄧環(huán)等[11]通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)6 ℃左右是老河口市砂梨開花的生物學(xué)零度。因此，梨樹花期溫度是最為關(guān)鍵的氣象因素，通過計(jì)算積溫等相關(guān)氣象因素可以有效地預(yù)測梨樹始花期。

梨是金華的一個(gè)特色水果產(chǎn)業(yè)，金華地處浙中丘陵盆地地區(qū)，“三面環(huán)山夾一川，盆地錯(cuò)落涵三江”是金華地貌的基本特征，特殊的地形加上本身位于亞熱帶季風(fēng)帶，熱量條件較好，降水豐富，對于梨樹的生長有著得天獨(dú)厚的氣候條件，產(chǎn)出的蜜梨具有個(gè)大、汁多、味甜等特點(diǎn)。同時(shí)像金華市金東區(qū)江東鎮(zhèn)面積較大的梨園每到花開的季節(jié)都會(huì)吸引游客前往賞花，已成為當(dāng)?shù)匾坏懒聋惖娘L(fēng)景線。農(nóng)戶大面積種植的翠冠梨為20世紀(jì)90年代浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的砂梨系早熟品種[12-14]，其果實(shí)肉質(zhì)細(xì)嫩松脆、味甜、汁多，深受消費(fèi)者歡迎。本文通過對翠冠梨物候期多年觀測資料的分析，對于梨樹生長的氣象因子和花期預(yù)報(bào)進(jìn)行一些探討，為實(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)的依據(jù)，對梨花的觀賞提供有效的氣象服務(wù)，有助于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)資料及來源

金華市2011—2020年梨樹物候觀測資料，包括發(fā)育期數(shù)據(jù)(其中以開花株數(shù)超過5%記作開花始期)和產(chǎn)量品質(zhì)數(shù)據(jù)(平均單果重、平均單果縱徑、平均單果橫徑和折光糖度)。觀測地點(diǎn)位于金華市金東區(qū)江東鎮(zhèn)蓮花塘村，梨樹品種為翠冠，多年定點(diǎn)觀測，梨園系2010年定植，樹齡9 a。

2011—2020年金華市江東自動(dòng)氣象站氣溫?cái)?shù)據(jù)、降水?dāng)?shù)據(jù)和金華市國家氣象基本站日照數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 果形指數(shù)測定

對果形指數(shù)(shape index)進(jìn)行測定，果形指數(shù)是指果實(shí)縱徑與橫徑的比值。

1.2.2 有效積溫計(jì)算

作物開始生長發(fā)育要求的下限溫度，實(shí)際上是作物生長發(fā)育的起始溫度，又稱為生物學(xué)零度。當(dāng)日平均氣溫高于生物學(xué)零度時(shí)則對作物的生長有效?；顒?dòng)溫度與生物學(xué)零度之差稱為有效溫度，作物在某段時(shí)間內(nèi)有效溫度的累積總和稱為有效積溫。

1.2.3 生物學(xué)零度和有效積溫計(jì)算

基于最小二乘法計(jì)算梨樹花期的生物學(xué)零度B和有效積溫Ae，即：

式中，n為觀測年數(shù)，x為萌芽期至始花期的天數(shù)，y為活動(dòng)積溫(高于生物學(xué)零度的日平均氣溫的累積)。在計(jì)算活動(dòng)積溫時(shí)先假定一個(gè)B值，帶入公式求得B值，用求得的B值與假定的B值進(jìn)行比較，如果兩者相差不超過1 ℃，就認(rèn)為求得的B值符合要求，如果兩者相差甚遠(yuǎn)，就要重新去假定B值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，循環(huán)往復(fù)，直到求出合適的B值。

1.2.4 花期預(yù)測

式中，D為萌芽期至開花始期的天數(shù)，A為梨樹花期多年有效積溫的平均值，t為預(yù)測期內(nèi)平均溫度，k為花期預(yù)測需等到萌芽期過后，根據(jù)中期預(yù)測來進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨樹物候特征

計(jì)算生育期從萌芽期至落葉末期，根據(jù)多年的梨樹物候期觀測資料，2011—2019年梨樹的生育期大約從2月底至12月底，平均天數(shù)為294 d，最短為291 d(2013年)，最長為303 d(2014年)；而休眠期從12月底至次年2月底，平均天數(shù)69 d，最短為60 d(2015—2016年)，最長為86 d(2011—2012年)。

從表1中可以看出，梨樹物候期主要分為春季物候期和秋季物候期，萌芽期發(fā)生在2月底至3月初，從芽膨大期至芽開放期大約需要9 d左右；由于浙中地區(qū)初春升溫較快，梨樹開花和展葉幾乎同時(shí)進(jìn)行，發(fā)生于3月中旬至下旬，但展葉始期比開花始期大約早5 d左右，3月末謝花；果實(shí)成熟期大約在7月中旬至下旬。之后進(jìn)入秋季物候期，葉變色一般開始于9月下旬，完全變色在11月中旬至下旬，而落葉期基本上從10月初持續(xù)至12月底，持續(xù)50 d左右。

2.2 物候期氣象條件分析

根據(jù)梨物候期的各項(xiàng)特征，運(yùn)用5 d滑動(dòng)平均法[15]計(jì)算梨物候期穩(wěn)定通過溫度，進(jìn)行翠冠梨主要物候期氣象條件分析。

2.2.1 抽梢期

翠冠梨在3月中旬左右進(jìn)入抽梢期，大約在5月底至6月初停止生長，整個(gè)枝條生長時(shí)間在2個(gè)月左右。抽梢穩(wěn)定通過的溫度為13.9 ℃，新枝條的生長量與氣象因素尤其是溫度密切相關(guān)。通過對2016、2017年2 a的新枝長度數(shù)據(jù)的4 d滑動(dòng)平均可以分析梨樹新枝生長的趨勢(圖1)。整個(gè)新枝的生長速度總體比較平均，僅在4月上旬和5月中旬出現(xiàn)了增長加快的趨勢，但趨勢不明顯。

2.2.2 果實(shí)膨大期

翠冠梨一般在4月下旬進(jìn)入果實(shí)膨大期，7月中上旬果實(shí)基本成熟，整個(gè)膨大期歷時(shí)2個(gè)半月左右，果實(shí)開始膨大穩(wěn)定通過的溫度為19.9 ℃，果實(shí)膨大的快慢及果實(shí)的品質(zhì)與溫度、降水和日照等氣象因素關(guān)系密切。由表2可以看出，果實(shí)縱徑和橫徑生長量(即兩次橫縱徑觀測數(shù)據(jù)的差值)在5月10日至6月10日比較慢，平均每10 d分別增加0.53 cm和0.6 cm；在6月10日至6月30日增長速度明顯變快，平均每10 d分別增加1 cm和1.25 cm。

通過表3結(jié)果可以看出，梨的果實(shí)增長量和前10 d累計(jì)降水、平均相對濕度呈極顯著正相關(guān)，其中以降水量的影響最大，其次是相對濕度，由此可見果實(shí)進(jìn)入膨大期以后充足的水分條件有利于果實(shí)的膨大，雨量充足導(dǎo)致果實(shí)膨大速度加快。所以干旱是果實(shí)膨大期的重要?dú)庀鬄?zāi)害，果實(shí)進(jìn)入膨大后應(yīng)該根據(jù)天氣條件及時(shí)灌溉，確保果實(shí)獲得充足水分。而金華地區(qū)6月進(jìn)入梅雨期，此時(shí)翠冠梨正處于果實(shí)膨大期，正常年份降水比較充足，氣候條件非常有利于翠冠梨的生長。果實(shí)膨大期增長量和溫度呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)顯著水平，影響作用較小。

表3 果實(shí)膨大期增長量和氣象因子相關(guān)系數(shù)

2.3 果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)分析

從表4中可以看出，2011—2020年，翠冠梨的折光糖度為8.5%～12.3%，其中2015年最低，只有8.5%，2017年最高，達(dá)到12.3%。平均單果重在236.3～358.8 g，差異較大，其中2014年最低，2019年最高。單果縱、橫徑分布在6.79～8.72 cm，果形指數(shù)為0.88～0.96，其中2017年最低，只有0.88,但總體差異不大?？傮w來說，在金華江東鎮(zhèn)栽培的翠冠梨糖度高、果實(shí)較大、果形端正，綜合品質(zhì)較高。

表4 翠冠梨產(chǎn)量與品質(zhì)

翠冠梨的果實(shí)品質(zhì)受多種氣象因子影響，利用皮爾遜相關(guān)分析方法對翠冠梨果實(shí)的糖度、平均單果重和果形指數(shù)與不同氣象因子的相關(guān)性進(jìn)行分析,并建立相關(guān)模型(表5)。結(jié)果表明，氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)對翠冠梨折光糖度的影響達(dá)到顯著水平，果實(shí)膨大期(5—7月)的氣溫日較差與折光糖度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.72，日照時(shí)數(shù)也與折光糖度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.76。

通過回歸分析可以發(fā)現(xiàn)(圖2)，翠冠梨果實(shí)膨大期氣溫日較差在8.25～9.50 ℃，日照時(shí)數(shù)在300～450 h，氣溫日較差每升高0.1 ℃，翠冠梨糖度提升0.2百分點(diǎn)，而累積日照時(shí)數(shù)每增加10 h，翠冠梨糖度只提升0.1百分點(diǎn)。

表5 翠冠梨品質(zhì)與氣象因子的相關(guān)性分析

圖2 翠冠梨折光糖度與氣象因子的相關(guān)性

6—7月的氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)對平均單果重的影響較為顯著，氣溫日較差和日照時(shí)數(shù)與平均單果重都呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。對其進(jìn)行回歸分析得到圖3，當(dāng)日照時(shí)數(shù)每增加10 h，平均單果重減少6 g，氣溫日較差每升高0.1 ℃，平均單果重減少5 g。

圖3 翠冠梨單果重與氣象因子的相關(guān)性

根據(jù)黃娟[16]相關(guān)研究，花期氣溫影響果實(shí)形狀，計(jì)算梨花期平均氣溫和果形指數(shù)的相關(guān)性，為顯著正相關(guān)關(guān)系。如圖4所示，翠冠梨花期的平均氣溫升高，果形指數(shù)也隨之升高。

圖4 翠冠梨果形指數(shù)與氣象因子的相關(guān)性

綜上所述，氣溫日較差、日照時(shí)數(shù)和平均氣溫都是影響翠冠梨品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)鍵氣象因子，果實(shí)膨大期較大的氣溫日較差和較長時(shí)間的日照有助于翠冠梨糖分的累積，這與周青等[17]的結(jié)論相符，原因在于較大的氣溫日較差和較長時(shí)間的日照有助于果實(shí)光合作用的加強(qiáng)和呼吸作用的抑制，從而合成更多的糖分，但較大的氣溫日較差和較長時(shí)間的日照也抑制了翠冠梨果重的增長；花期及花期過后的氣溫會(huì)影響果形指數(shù)。

2.4 翠冠梨花期預(yù)測

2.4.1 始花期生物學(xué)零度及有效積溫計(jì)算

根據(jù)公式首先假設(shè)生物學(xué)零度為5 ℃，計(jì)算結(jié)果和假設(shè)值比較，并進(jìn)行循環(huán)得到以下結(jié)果：當(dāng)假設(shè)值為9 ℃時(shí)，帶入公式計(jì)算出的結(jié)果為9.27 ℃，兩者相差為0.27 ℃，符合定義兩者相差不超過1 ℃，所以認(rèn)為9.27 ℃符合要求，即梨樹始花期的生物學(xué)零度為9.27 ℃(表6)。

表6 梨樹始花期生物學(xué)零度假設(shè)值和計(jì)算值

計(jì)算得生物學(xué)零度為9.27 ℃以后，再根據(jù)公式計(jì)算歷年梨樹從芽開放期至始花期所需要的有效積溫(圖5)。根據(jù)生物學(xué)零度計(jì)算所得的歷年有效積溫為76.58～83.76 ℃·d，變異系數(shù)為0.04，并對芽開放至始花期的有效積溫進(jìn)行擬合得到圖1中的虛線。由此可見，從梨樹芽開放期至始花期所需要的有效積溫大約為80 ℃·d。

圖5 梨樹始花期所需要的有效積溫

2.4.2 始花期預(yù)測模型建立

得到梨樹芽開放期至始花期所需要的有效積溫80 ℃·d帶入公式得：

根據(jù)上述公式預(yù)測2018年、2019年和2020年金華梨樹芽開放期至始花期的天數(shù)，然后推算出始花期的日期。如表7所示，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)2018年、2019年和2020年的芽開放期分別為3月6日、3月10日和3月2日，根據(jù)中期天氣預(yù)測的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)得到2018年、2019年和2020年達(dá)到始花期有效積溫的天數(shù)分別為17、12和17 d，則預(yù)測的2018年、2019年和2020年梨樹始花期分別為3月23日、3月22日和3月20日，而3 a的實(shí)際始花期分別為3月20日、3月22日和3月20日，預(yù)測誤差為+3、0和0 d。從結(jié)果可以看出，運(yùn)用有效積溫預(yù)測梨樹始花期，得到的結(jié)果基本符合實(shí)際觀測值，但由于觀測年份所限，生物學(xué)零度的計(jì)算可能存在誤差。

表7 梨樹始花期預(yù)測值和實(shí)際值比較

3 小結(jié)

本文主要利用金華2011—2020年梨樹物候期觀測資料和氣象資料，分析了梨樹物候期特征和氣象因子對果實(shí)品質(zhì)的影響，并利用最小二乘法計(jì)算梨樹始花期生物學(xué)零度和有效積溫來進(jìn)行花期預(yù)測。翠冠梨樹花芽和葉芽的萌動(dòng)主要發(fā)生在2月底至3月初，開花始期基本在3月下旬，和展葉期同時(shí)進(jìn)行，4月下旬進(jìn)入果實(shí)膨大期，7月中旬果實(shí)成熟。

翠冠梨大約在3月中旬開始抽梢，穩(wěn)定通過溫度為13.9 ℃；4月下旬進(jìn)入果實(shí)膨大期，穩(wěn)定通過溫度為19.9 ℃，果實(shí)膨大速度在前50 d比較慢，以后的20 d增長速度明顯變快。果實(shí)膨大速度與氣象因子關(guān)系密切，與累計(jì)降水和相對濕度呈正相關(guān)，且相關(guān)關(guān)系達(dá)到極顯著水平；與平均溫度呈負(fù)相關(guān)。

翠冠梨的果實(shí)品質(zhì)和氣象因子密切相關(guān)。果實(shí)膨大期的日照時(shí)數(shù)和氣溫日較差與果實(shí)的糖度具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，隨著日照時(shí)數(shù)和氣溫日較差的增加，翠冠梨糖度也隨之增加；果實(shí)膨大期的日照時(shí)數(shù)和氣溫日較差與果實(shí)的平均單果重具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著日照時(shí)數(shù)和氣溫日較差的增加，翠冠梨平均單果重隨之減少；果形指數(shù)則與花期的平均氣溫有顯著的相關(guān)性?？傮w來說，金華3—7月熱量條件較好，雨量充沛，光照充足，氣溫日較差條件較好，適合生長出高品質(zhì)的翠冠梨。

根據(jù)計(jì)算，金華梨樹始花期的生物學(xué)零度大約為9.27 ℃，芽膨大期至始花期所需的有效積溫為80 ℃·d，通過該模型預(yù)測2018年、2019年和2020年的始花期誤差分別為+3、0和0 d，準(zhǔn)確性較好，證明運(yùn)用有效積溫的方法預(yù)測梨樹始花期具有一定的可行性。由于梨樹物候期的觀測時(shí)間較短，在統(tǒng)計(jì)時(shí)可能存在一定的誤差，需要進(jìn)一步觀測、收集梨樹物候期資料，優(yōu)化預(yù)測模型，從而提高花期預(yù)測的準(zhǔn)確率。