趙 戈,李金梅,3,4,侯彥林,賈書剛,劉書田,王鑠今,潘桂穎,侯顯達(dá)*
(1.南寧師范大學(xué)廣西地標(biāo)作物大數(shù)據(jù)工程技術(shù)研究中心,廣西南寧 530001;2.南寧師范大學(xué)物理與電子學(xué)院,廣西南寧 530001;3.南寧師范大學(xué)北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530001;4.南寧師范大學(xué)廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西南寧 530001)
茉莉[Jasminum sambac(L.)Ait]屬木犀科素馨屬直立或攀緣灌木,又名茉莉花、茶葉花、葉子花等,原產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地,約西漢時(shí)期傳入我國,至今有2 000年左右的栽培歷史[1]。我國有4個茉莉花產(chǎn)區(qū),分別為廣西橫州市、四川犍為縣、福建福州市和云南元江縣,橫州市茉莉花產(chǎn)量占全球的60%和我國的80%[2],具有百年以上的栽培歷史,當(dāng)前栽培面積近0.67萬hm2,茉莉花產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值近200億元。
春季氣溫達(dá)到19℃時(shí)茉莉花葉芽開始萌動,25℃以上現(xiàn)蕾,最適開花溫度為35℃~37℃,而38℃~40℃的高溫會抑制花芽發(fā)育[3-5]。較高溫度處理(晝溫30℃、夜溫25℃)比較低溫度處理(晝溫20℃、夜溫15℃)提前1周開花,且現(xiàn)蕾量增加25%[6]。7—9月溫州市屬高溫多雨季節(jié),月平均氣溫28℃左右最適合茉莉的花芽分化和花蕾生長[5]。茉莉花屬陽性短日照植物[7],高溫時(shí)適當(dāng)遮陰有利于高產(chǎn)[8-9]。光照度強(qiáng)比光照度弱條件下茉莉授粉率高[10]。研究表明[11],世界茉莉花高產(chǎn)產(chǎn)地位于低緯度地區(qū),我國茉莉花的高產(chǎn)產(chǎn)地位于華南和四川盆地;茉莉花產(chǎn)地中產(chǎn)量高的主要原因是花期時(shí)間長;適宜茉莉花開花的氣象條件是日均溫度>19.5℃、月降水量>278 mm、太陽日輻射總量>12 MJ/m2。
筆者對廣西橫州茉莉花盛花期最佳氣象條件定量分析,確定盛花期最佳氣象條件指標(biāo),為茉莉花高產(chǎn)栽培提供氣象條件決策依據(jù)和田間微氣象條件調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)。
1.1.1 橫州茉莉花連續(xù)5日平均單產(chǎn)數(shù)據(jù)。通過實(shí)地調(diào)查,獲得一農(nóng)戶2 101.05 m2地塊的2018—2020年連續(xù)3年每日茉莉花采花量數(shù)據(jù),并計(jì)算連續(xù)5日平均單產(chǎn)。結(jié)果顯示:不含未采花日,3年461 d的平均單產(chǎn)5.31 kg/667 m2,日最低單產(chǎn)0.40 kg/667 m2,日最高單產(chǎn)15.24 kg/667 m2;5—9月單產(chǎn)相對較高,4月單產(chǎn)逐漸增加,10月單產(chǎn)逐漸減少。
1.1.2 橫州氣象數(shù)據(jù)。橫州氣象數(shù)據(jù)來源于《中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)》(http://cdc.nmic.cn)的橫州逐日氣象數(shù)據(jù),包括每日最低溫度、平均溫度、最高溫度、平均相對濕度、最小相對濕度、日照時(shí)數(shù)、降水量。根據(jù)初步分析結(jié)果,計(jì)算2018—2020年4月1日到10月31日連續(xù)5日的每日平均溫度的平均、每日日照時(shí)數(shù)的平均、每日平均相對濕度的平均3個氣象指標(biāo)。
采用統(tǒng)計(jì)分析方法建模,包括一元線性或非線性回歸、多元線性回歸;使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模。
將連續(xù)5日平均單產(chǎn)作為因變量(Y),將連續(xù)5日平均溫度的平均(X1)、連續(xù)5日日照時(shí)數(shù)的平均(X2)、連續(xù)5日平均相對濕度的平均(X3)作為3個因變量,結(jié)果分別見圖1、圖2和圖3。3個回歸方程分別為:Y=0.258×e0.1085×X,r=0.520**,n=456;Y=-0.339×X2+3.721×X-4.044,r=0.430**,n=456;Y=-0.012×X2+1.781×X-61.176,r=0.380**,n=456。
將3年連續(xù)5日平均單產(chǎn)<2.5 kg/667 m2作為低產(chǎn),則≥2.5 kg/667 m2為中產(chǎn)和高產(chǎn)。圖1表明,當(dāng)5日平均溫度的平均(X1)≥25℃時(shí),單產(chǎn)≥2.5 kg/667 m2的比例為99.5%。圖2表明,當(dāng)5日日照時(shí)數(shù)的平均(X2)為3.5~6.0 h時(shí),單產(chǎn)≥2.5 kg/667m2的比例為99.4%。圖3表明,當(dāng)5日平均相對濕度的平均(X3)為73%~87%時(shí),單產(chǎn)≥2.5 kg/667 m2的比例為100.0%。根據(jù)圖1、圖2和圖3,確定茉莉花中產(chǎn)和高產(chǎn)的最佳單一氣象指標(biāo)為5日平均溫度的平均(X1)、5日日照時(shí)數(shù)的平均(X2)、5日平均相對濕度的平均(X3)。
圖1 橫州茉莉花X1與Y的關(guān)系
圖2 橫州茉莉花X2與Y的關(guān)系
圖3 橫州茉莉花X3與Y的關(guān)系
基于5日平均溫度的平均(X1)、5日日照時(shí)數(shù)的平均(X2)、5日平均相對濕度的平均(X3)3個氣象指標(biāo),建立單產(chǎn)判別模型。在456個連續(xù)5日樣本中,有296個樣本滿足3個氣象條件,比例為64.90%。分析表明:隨著單產(chǎn)的增加,滿足3個氣象條件的樣本比例下降,如單產(chǎn)大于2.5 kg/667 m2即中產(chǎn)以上的樣本296個,比例為100.0%,單產(chǎn)大于4.5 kg/667 m2的樣本222個,比例為75.00%,單產(chǎn)大于6.5 kg/667 m2的樣本129個,比例為43.58%。以上結(jié)果表明,3個氣象條件為5—9月盛花期茉莉花達(dá)到中產(chǎn)以上的關(guān)鍵氣象指標(biāo)。
以往研究認(rèn)為,溫度、日照、濕度、降水量是影響產(chǎn)量的主要?dú)庀笠蜃覽11-18]。現(xiàn)有研究結(jié)果表明,20℃左右茉莉花葉芽開始萌動,25℃以上現(xiàn)蕾[5-6],38℃以上抑制花芽發(fā)育[3-5],高溫時(shí)適當(dāng)遮陰有利于高產(chǎn)[8-9];茉莉花屬陽性短日照植物[7],光照度強(qiáng)比光照度弱條件下茉莉授粉率高[10];茉莉花在相對濕度85%~95%條件下開放度較高[19];適宜的月降水量278 mm以上。
該文在確定了茉莉花盛花期3個最佳氣象條件基礎(chǔ)上,建立了單產(chǎn)判別模型。確定的3個最佳氣象條件與以往研究結(jié)果基本吻合,并體現(xiàn)系統(tǒng)、定量和模型化,即基于同一地塊3年實(shí)測產(chǎn)量數(shù)據(jù)和對應(yīng)逐日氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析而確定單一影響因素,再建立多因素定量判別模型,在預(yù)測上不針對具體日期進(jìn)行單產(chǎn)預(yù)測,而是針對符合3個氣象條件日期的單產(chǎn)等級進(jìn)行預(yù)測,最終目的是確定高產(chǎn)的最佳氣象條件及其組合,有效避開單產(chǎn)的其他影響因素,如降水日不能采花、施肥帶來的養(yǎng)分豐缺對產(chǎn)量的影響等。
對廣西橫州茉莉花盛花期最佳氣象條件定量研究結(jié)果表明:5—9月,茉莉花達(dá)到中產(chǎn)以上產(chǎn)量的最佳氣象條件是連續(xù)5日平均溫度的平均25℃以上、連續(xù)5日日照時(shí)數(shù)的平均3.5~6.0 h、連續(xù)5日平均濕度的平均73%~87%;滿足3個氣象條件下每日單產(chǎn)2.5 kg/667 m2以上的比例為100%。