曾少敏,陳小明,姜翠翠,黃新忠
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/福建省落葉果樹工程技術(shù)研究中心,福州 350013)
避雨栽培是一種兼具阻斷雨水和增溫保溫作用的設(shè)施栽培方式,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛推廣,其中國內(nèi)在果樹上尤以常年溫度高、雨季長、雨量大南方地區(qū)應(yīng)用更為普遍。有關(guān)避雨栽培微域氣象因子整體變化趨勢及其對果樹生長發(fā)育的影響研究報(bào)道,在利好方面認(rèn)為果樹實(shí)行設(shè)施栽培對提高產(chǎn)量、增進(jìn)品質(zhì)、調(diào)節(jié)產(chǎn)期、減輕病害等效果明顯[1-2],如梨避雨栽培可以提高環(huán)境內(nèi)的溫濕度,雖然光照強(qiáng)度明顯低于露地栽培,但果實(shí)發(fā)育期內(nèi)有效光合時(shí)間較露地栽培延長,因而果實(shí)可溶性糖等內(nèi)含物則顯著高于露地栽培[1];避雨栽培氣溫、相對濕度較露地高,且晝夜溫差大,由此可使梨花期提早,果實(shí)成熟提前[2];在不利方面則認(rèn)為避雨栽培受光照減弱等影響,多種果樹表現(xiàn)枝條細(xì)弱,葉片大而薄,光合能力降低,樹體營養(yǎng)減少[3],如桃樹經(jīng)連續(xù)3年設(shè)施栽培,產(chǎn)量與品質(zhì)呈明顯下降趨勢[4]。福建地處國內(nèi)梨產(chǎn)區(qū)分布南緣,發(fā)展梨生產(chǎn)的早熟性、區(qū)位性比較優(yōu)勢突出,但開花期幼果期易遭受低溫陰雨或晚霜晚凍侵害[5],常年病害型早期落葉現(xiàn)象發(fā)生嚴(yán)重,給產(chǎn)量與品質(zhì)造成嚴(yán)重影響[6],推廣應(yīng)用避雨栽培可有效改變這一狀況[7]。但避雨栽培對南方梨主要物候期潛在不利氣象因子如休眠期需冷量、春夏寡照、夏秋高溫等的影響則鮮有報(bào)道。為此,本試驗(yàn)以露地栽培為對照,以福建梨主產(chǎn)區(qū)關(guān)鍵物候期為節(jié)點(diǎn),采取定點(diǎn)觀測記載的方法,研究周年避雨栽培方式對福建梨生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響的主要?dú)庀笠蜃拥淖兓厔?,旨在為福建及其周邊類似氣候梨產(chǎn)區(qū)應(yīng)用避雨栽培過程應(yīng)對不利氣象因子開展有效調(diào)控提供依據(jù)。
觀察地點(diǎn)設(shè)于建寧縣溪口鎮(zhèn)枧頭村國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系福州綜合試驗(yàn)站核心示范園內(nèi)。該地為福建梨主產(chǎn)縣核心區(qū),紅壤平地,海拔345 m,年均溫17.0℃,全年無霜期270天,年降雨量1850.0 mm,日照時(shí)數(shù)1720.7 h。避雨栽培區(qū)為塑膜周年覆頂無裙膜大棚+棚架栽培模式(以下簡稱避雨栽培),南北走向,頂高3.5 m,肩高2.7 m,單棟寬4 m,對照為緊挨避雨栽培區(qū)常規(guī)露地棚架栽培(以下簡稱露地栽培)。栽培品種為6年生‘翠玉’梨,株行距4 m×4 m。
在避雨栽培和露地栽培區(qū)各呈三角狀離地1.5 m安置路格L99-LXWS記錄儀3個(gè),以分別自動(dòng)適時(shí)記錄空氣溫度、相對濕度和光照強(qiáng)度,每小時(shí)記錄1次,記錄時(shí)間2018年4月1日00:00—2019年3月31日23:00。
觀測記載分析內(nèi)容主要包括避雨栽培與露地栽培年均氣溫、相對濕度、光照強(qiáng)度變化趨勢差異及主要物候期不利梨生長發(fā)育主導(dǎo)氣象因子變化趨勢差異。根據(jù)福建梨主產(chǎn)區(qū)常年氣候特點(diǎn),主要物候期及影響梨生長發(fā)育主導(dǎo)氣象因子包括冬季休眠期(2018年11月16日—2019年2月15日)平均氣溫、≤7.2℃累積時(shí)長,開花期(2018年3月10日—4月10日)平均氣溫、≤5.0℃和≥25℃時(shí)長、<60%和>70%相對濕度時(shí)長,果實(shí)發(fā)育中前期(2018年4月11日—6月20日)平均溫度、≥30.0℃高溫和≥35.0℃超高溫時(shí)長、<50%和>60%相對濕度時(shí)長,果實(shí)發(fā)育中后期(2018年6月21日—8月31日)平均溫度、≥30.0℃高溫和≥35.0℃超高溫時(shí)長、<50%和>60%相對濕度時(shí)長。
數(shù)據(jù)分析采用Origin 9.6軟件,雙樣本t檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性分析。
福建及其周邊梨產(chǎn)區(qū)主要物候期潛在不利溫度因子主要包括休眠期≤7.2℃低溫需冷量不足、開花期≤5℃低溫霜凍和≥25℃高溫時(shí)數(shù)長、果實(shí)發(fā)育期≥30℃高溫和≥35℃超高溫時(shí)數(shù)長以及果實(shí)發(fā)育期晝夜溫差偏小等。觀測分析結(jié)果(表1~2)顯示,與露地栽培相比,梨避雨栽培在覆膜作用下溫度偏高、晝夜溫差趨大明顯,全年及各主要物候期日均溫及晝夜溫差差異達(dá)顯著或極顯著水平。由此,休眠期≤7.2℃時(shí)數(shù)累積減少5.57%,差異顯著;開花期最低溫、≥25℃高溫時(shí)數(shù)分別提高0.5℃和增加17.72%,差異均極顯著。果實(shí)發(fā)育中前期≥30℃高溫和≥35℃超高溫時(shí)數(shù)較露地分別增加13.57%、25.76%,差異達(dá)顯著和極顯著水平;夜間≥20℃和≥25℃時(shí)數(shù)分別增加5.93%、25.93%,差異為顯著和極顯著。果實(shí)發(fā)育中后期≥30℃高溫與≥35℃超高溫時(shí)數(shù)分別增加7.93%和38.73%,差異水平分別為顯著與極顯著;夜間≥20℃和≥25℃時(shí)數(shù)分別增加0.00%、37.72%,差異分別不顯著和極顯著。
表1 梨避雨與露地栽培休眠期、開花期溫度因子差異分析
相對濕度是影響果樹生長發(fā)育的重要因素,一般認(rèn)為相對濕度在開花期以保持60%~70%為宜,過高或過低都不利于開花、授粉和受精;落花后直至果實(shí)成熟保持在50%~60%,有利于防止枝葉徒長、提高果實(shí)品質(zhì)和控制病害發(fā)生蔓延[3,8]。觀測分析結(jié)果如表3所示,梨避雨栽培與露地栽培相比,相對濕度總體變化趨勢偏低且較穩(wěn)定,全年、開花期、果實(shí)發(fā)育中前期及中后期日均值分別降低0.98、0.80、1.47和1.70個(gè)百分點(diǎn),差異均顯著;開花期、果實(shí)發(fā)育中前期和中后期處于較低相對濕度(<60%、<50%)的時(shí)數(shù)分別減少3.36%、8.53%、10.53%,其中后兩者差異均為顯著;處于適宜相對濕度(60%~70%、50%~60%)時(shí)數(shù),開花期、果實(shí)發(fā)育中前期差異不顯著,果實(shí)發(fā)育中后期增加9.32%,差異顯著;處于較高相對濕度(>70%、>60%)時(shí)數(shù)差異均不顯著;處于100%相對濕度時(shí)數(shù)分別減少42.78%、56.14%、77.11%,差異均極顯著。
表2 梨避雨與露地栽培果實(shí)發(fā)育期溫度因子差異分析
表3 梨避雨與露地栽培開花期與果實(shí)發(fā)育期不利濕度因子差異分析
福建梨產(chǎn)區(qū)位于中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),緯度低,特別是6月下旬前陰雨時(shí)長、濕度大,與中國北方地區(qū)相比,日照時(shí)間短、光照強(qiáng)度弱,為造成梨尤其是早熟梨品種果實(shí)偏小、風(fēng)味偏淡主要原因。一般認(rèn)為梨樹的光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)為2000、55000 lx[9-10],即光合速率在2000~55000 lx光照強(qiáng)度區(qū)間隨著光照的增強(qiáng)而提高。觀測分析結(jié)果(表4)表明,梨避雨栽培受覆蓋物透光率的影響,光照弱化現(xiàn)象嚴(yán)重,全年日均光強(qiáng)、>55000 lx光飽和點(diǎn)時(shí)數(shù),分別相當(dāng)露地栽培的64.34%、53.41%,<2000 lx光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)數(shù)、2000~55000 lx介于光補(bǔ)償點(diǎn)與光飽和點(diǎn)之間時(shí)數(shù)較露地栽培增加12.89%和9.66%,差異均極顯著;與露地栽培相比,避雨栽培梨果實(shí)發(fā)育期<2000 lx光補(bǔ)償點(diǎn)光強(qiáng)時(shí)長增加8.64%,而≥2000 lx光補(bǔ)償點(diǎn)光強(qiáng)時(shí)長減少3.61%,其中果實(shí)發(fā)育中前期日均光強(qiáng)、>55000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)分別相當(dāng)于露地栽培65.33%、63.87%,<2000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)較露地栽培減少5.00%、2000~55000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)較露地栽培增加9.98%,差異均極顯著,≥2000 lx光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)數(shù)846 h,較露地減少2.65%;果實(shí)發(fā)育中后期日均光強(qiáng)、>55000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)分別相當(dāng)于露地栽培67.06%、62.35%,<2000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)、2000~55000 lx光強(qiáng)時(shí)數(shù)較露地栽培增加27.18%和20.55%,差異均極顯著,≥2000 lx光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)數(shù)729 h,較露地栽培減少4.71%,差異顯著。
表4 梨避雨與露地栽培果實(shí)發(fā)育期不利光照因子差異分析
本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,無裙膜避雨栽培與露地栽培相比,溫度偏高但差幅較小、相對濕度較低且較穩(wěn)定,與前人對有裙膜促成避雨栽培促成期溫度、相對濕度大幅高于露地栽培的研究報(bào)道[2]存在一定差異,說明無裙膜避雨栽培方式增溫保濕作用低于有裙膜避雨栽培方式。
梨與大多數(shù)落葉果樹一樣,冬季需冷量得到滿足順利完成自然休眠,是進(jìn)入下一個(gè)生長發(fā)育周期所必須經(jīng)歷的重要階段[11],否則,不能正常完成自然休眠全過程,必然引起生長發(fā)育障礙[12]。福建地處國內(nèi)梨產(chǎn)分布南緣,受冬季低溫需冷量所限,梨園多建于閩西北、閩北內(nèi)陸縣(市、區(qū))及閩中海拔相對較高山地。近年來,隨著曖冬現(xiàn)象的加劇,冬季低溫需冷量不足的發(fā)生范圍、程度呈逐漸擴(kuò)大與加重趨勢。關(guān)于需冷量的計(jì)算模型有多種,其中經(jīng)歷7.2℃以下低溫的小時(shí)數(shù)即7.2℃模型為3種最常用模型之一[13]。從本觀測分析結(jié)果看,受覆蓋物對溫度推升作用的影響,周年避雨栽培冬季≤7.2℃的低溫累計(jì)時(shí)數(shù)顯著減少,從而加大了梨因冬季需冷量不足可能出現(xiàn)的生長發(fā)育障礙,特別是提高了不能正常開花結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。
果樹開花期不利溫度因子主要有≤5℃的低溫和≥25℃高溫,適宜相對濕度為60%~70%[3,8]。福建梨產(chǎn)區(qū)坐果率常因遭遇持續(xù)陰雨低溫、晚霜晚凍或晴熱高溫影響而偏低[14]。本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,無裙膜避雨栽培梨開花期在阻斷雨水侵襲的同時(shí),空氣相對濕度較低且較穩(wěn)定,且最低溫較露地栽培顯著提高,可降低低溫對花器傷害的概率;雖然≥25℃高溫時(shí)數(shù)極顯著多于避雨栽培,甚至?xí)霈F(xiàn)≥35℃超高溫現(xiàn)象,但筆者亦發(fā)現(xiàn)避雨栽培下不同類型梨品種花序坐果率、花朵坐果率表現(xiàn)均極顯著高于露地栽培[7],說明在福建等南方梨產(chǎn)區(qū)避雨栽培對開花期局域氣候條件總體具有明顯的改善作用。
福建梨產(chǎn)區(qū)常年溫度高、雨量多、濕度大,病蟲害發(fā)生嚴(yán)重,特別是春夏雨熱同季,即4月中旬—6月下旬梨新梢旺長與果實(shí)發(fā)育中前期,隨著溫度的升高雨水增多,為露地栽培病害高發(fā)期。本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示,避雨栽培下雖然此期溫度較高,但其不僅阻斷了雨水對樹體的直接侵襲,而且相對濕度較低,特別是100%相對濕度時(shí)數(shù)極顯著少于露地栽培。因此,黃新忠等[15]認(rèn)為,即使在藥劑防治次數(shù)明顯減少情況下,避雨栽培下梨葉部主要病害發(fā)生程度極顯著低于露地栽培。
現(xiàn)有避雨栽培對梨果實(shí)生長發(fā)育影響的研究報(bào)道中,主要以有裙膜避雨栽培條件下早熟梨品種為對象,認(rèn)為有裙膜避雨栽培不僅增溫保溫作用強(qiáng),而且可延長有效光合時(shí)間、減輕光合午休現(xiàn)象,有利于加快果實(shí)發(fā)育進(jìn)程和光合產(chǎn)物的合成、積累與轉(zhuǎn)化,對果實(shí)成熟提早與品質(zhì)提高效果顯著[1]。但筆者發(fā)現(xiàn)無裙膜避雨栽培條件下,不同類型梨品種果實(shí)發(fā)育期明顯延長,易發(fā)生早期落葉的早熟梨品種的產(chǎn)量提高與品質(zhì)改善,主要得益于早期落葉的有效控制、樹體營養(yǎng)狀況的明顯改善,而不易發(fā)生早期落葉的中熟梨品種果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)則呈下降趨勢[7]。從本次觀測周期內(nèi)數(shù)據(jù)分析結(jié)果看,造成這一差異的原因可能來自2個(gè)方面。(1)本試驗(yàn)點(diǎn)地處福建武夷山山脈高雨區(qū),果實(shí)發(fā)育期避雨栽培光照弱化程度強(qiáng)于其他區(qū)域,低于光補(bǔ)償點(diǎn)光照強(qiáng)度時(shí)長較露地有所增加,高于光補(bǔ)償點(diǎn)光照強(qiáng)度時(shí)長較露地栽培有所減少,從而使光合速率小于露地栽培;(2)果實(shí)發(fā)育期所處避雨栽培試驗(yàn)點(diǎn)更易發(fā)生高溫和超高溫現(xiàn)象,不僅白晝出現(xiàn)容易導(dǎo)致光合午休現(xiàn)象的大于30℃高溫與大于35℃超高溫時(shí)長顯著或極顯著高于露地,而且夜間≥25℃溫度時(shí)數(shù)極顯著高于露地,加大了光合產(chǎn)物的呼吸消耗,不利果實(shí)養(yǎng)分的積累。
綜上所述,為克服避雨栽培可能加劇的冬季需冷量不足、果實(shí)發(fā)育期光照弱化和高溫超高溫等不利氣象因子影響,福建梨產(chǎn)區(qū)及類似氣候區(qū)域在推行避雨栽培的過程中,注重選用短低溫、耐陰濕、早熟性、效益高的梨品種,并根據(jù)物候期、不同季節(jié)或時(shí)間的氣候變化,采取扣棚與揭棚操作管理調(diào)節(jié)式避雨栽培模式,應(yīng)盡量選擇透光率高覆蓋材料、縮短覆蓋材料更換周期、及時(shí)清除覆蓋物粘附的灰塵與污物;充分應(yīng)用高光效整形修剪方法、地面鋪設(shè)反光膜、枝干及四周架材涂白等,必要時(shí)可安裝補(bǔ)光裝置進(jìn)行人工增加光源與延長光時(shí)。