許建蘭，俞明亮，馬瑞娟，郭紹雷，張斌斌，嚴(yán) 娟，強(qiáng)承魁

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210014)

近年來，全球氣候波動(dòng)明顯，暖冬、倒春寒、晚霜等異常氣候時(shí)有發(fā)生。氣候變化已成為大家熱議的話題，人們也越來越關(guān)注和重視氣候變暖給人類生產(chǎn)、生活帶來的各種影響。近一個(gè)世紀(jì)以來，全球地表氣溫平均上升了0.74 ℃，預(yù)計(jì)到2050年，全球地表平均溫度將上升0.9 ℃[1]。在全球氣候變暖的大背景下，我國增暖現(xiàn)象尤為明顯，近半個(gè)世紀(jì)以來的增溫速度和幅度均顯著超出全球平均水平[2]。我國年平均氣溫上升主要是從1980年開始的，增暖最顯著的季節(jié)在冬季和春季[3]。

果樹物候期變化受溫度、光照、水分等各種因素的影響，氣候變暖改變果樹生長發(fā)育的熱量條件，進(jìn)而影響果樹發(fā)育進(jìn)程。冬季氣溫較低往往能夠滿足果樹進(jìn)入休眠對冷量的需求，同時(shí)春季升溫能使果樹開花所需的熱量積累提前完成，從而改變果實(shí)開花期[4]。目前，歐洲、美國東北部及亞洲的大部均發(fā)現(xiàn)氣候變暖會(huì)使果樹開花物候期提前[5]。

桃適應(yīng)能力強(qiáng)，種植范圍廣，為我國第三大落葉果樹，栽培面積100萬hm2以上。我國桃品種的需冷量主要分布在750～950 h之間，大多蟠桃品種的需冷量在650～750 h[6]。作為全國育種單位之一的江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，為適應(yīng)氣候變化和市場需求近些年育成不同需冷量桃品種。研究氣溫變化對這些品種生長發(fā)育的影響，以及明確物候期等對關(guān)鍵氣候因子的響應(yīng)，對于了解和掌握桃生長情況，指導(dǎo)桃生產(chǎn)管理具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試材取自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所桃試驗(yàn)園，品種為南桂桃1號、早醒1號、早醒2號、紫金紅3號、金霞早油蟠、霞暉6號、霞暉8號和霞脆共8個(gè)品種(表1)。各品種樹體生長健壯，株行距 2 m×5 m(兩主枝Y形)，按常規(guī)栽培措施管理。

表1 不同品種花芽需冷量類型

1.2 氣溫?cái)?shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于中國天氣網(wǎng)氣象資料。

1.3 試驗(yàn)方法

統(tǒng)計(jì)2018—2021年每天最高氣溫和最低氣溫，根據(jù)王力榮等的《桃種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》每年調(diào)查葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期以及果實(shí)成熟期[7]。葉芽開放期為5%葉芽鱗片裂開；始花期為5%花完全開放的時(shí)間；盛花期為25%花完全開放的時(shí)間；末花期為75%花瓣變色，開始落瓣的時(shí)間。果實(shí)成熟期為25%的果實(shí)達(dá)到9層熟；果實(shí)生育期是計(jì)算盛花到果實(shí)成熟期的天數(shù)。花芽需冷量劃分參照王力榮等的方法[7-8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫變化趨勢

由圖1可知，2018年3月3日溫度快速升至 22 ℃，維持2 d后快速降溫，3月7日降至8 ℃，后快速升溫至3月11日的20 ℃，3月12日達(dá)25 ℃，20 ℃以上維持5 d后溫度下降至3月20日的8 ℃，再緩慢升溫至3月23日的21 ℃，后期溫度大部分穩(wěn)定在20 ℃以上。6、7月溫度維持在25 ℃以上，分別有3、16 d溫度達(dá)到35 ℃或以上。12月8—9日、27—29日出現(xiàn)5 ℃以下的低溫。

2019年春季溫度變化平緩，3月1日前大部分溫度穩(wěn)定在1～10 ℃之間，期間有3次連續(xù)4 d溫度在10～16 ℃之間；3月1日后溫度緩慢升高，從3月2日的8 ℃升高到3月15日的21 ℃，除3月22日是12 ℃外，后期溫度穩(wěn)定在15 ℃以上。6、7月分別有1、10 d溫度達(dá)到35 ℃或以上，其中連續(xù)3 d高達(dá) 38 ℃。除12月31日溫度為4 ℃外，11、12月溫度穩(wěn)定在5 ℃以上。

2020年春季溫度穩(wěn)定，3月15日前溫度在2～18 ℃之間，期間有2次連續(xù)4 d以上溫度在10 ℃以上，其中2月1—4日為11～13 ℃，2月9—15日為11～18 ℃，2月18日后溫度穩(wěn)定在10 ℃以上，直到3月15日升高至20 ℃，后期溫度穩(wěn)定。6、7月溫度在25～35 ℃之前，無異常高溫出現(xiàn)。12月14—15日出現(xiàn)5 ℃以下低溫，12月30日出現(xiàn)-3 ℃短時(shí)冰凍天氣。

2021年溫度變化較大，1月和2月有4次快速升溫期，第1次為1月13—15日溫度快速升至 16 ℃ 左右；第2次為2月6—7日，快速升溫至18、21 ℃；第3次為2月14日溫度為19 ℃，第4次為2月19—22日，溫度升到20 ℃以上，其中21日和22日達(dá)到25 ℃以上。3月13—15日溫度在15～20 ℃ 間，24—26日溫度在20 ℃以上，其中3月26日達(dá)26 ℃，除3月7日(為8 ℃)其余時(shí)間溫度穩(wěn)定在10 ℃以上。6月氣溫在24～35 ℃之間，7月有連續(xù)5 d達(dá)到35 ℃或以上。11月8、22日出現(xiàn)10 ℃以下低溫，12月25—27日出現(xiàn)5 ℃以下低溫。

2.2 低溫變化趨勢

由圖2可知，2018年1—3月，溫度在0 ℃以下有30 d，0～5 ℃有 33 d，5 ℃以上有27 d。其中1、2月溫度在5 ℃以上的天數(shù)分別為2、5 d，3月溫度在5 ℃以下有7 d。12月中7 d溫度在0 ℃以下。

2019年1—3月，溫度在0 ℃以下有12 d，0～5 ℃ 有55 d，5 ℃以上有23 d。其中1、2月溫度僅有3 d 5 ℃，其他在5 ℃以下，3月溫度在5 ℃以下有4 d。12月有2 d溫度在0 ℃以下。

2020年1—3月，溫度在0 ℃以下有9 d，0～5 ℃ 有46 d，5 ℃以上有36 d。其中1月、2月溫度在5 ℃以上的天數(shù)分別為8、10 d，3月溫度在 5 ℃ 以下有8 d。12月29—31日出現(xiàn)-5 ℃以下的極端低溫天氣，12月30日達(dá)到-7 ℃。

2021年1—3月溫度在0 ℃以下有11 d，0～5 ℃ 有36 d，5 ℃以上有43 d。其中1月、2月溫度在5 ℃以上的天數(shù)分別為6、14 d，3月溫度在 5 ℃ 以下有5 d。11月22日、30日和12月24—30日出現(xiàn)0 ℃以下低溫，其中12月24—30日為0 ℃以下，其中12月25—26日為-5 ℃。

2.3 不同年份月平均溫度比較

對不同年份間溫度進(jìn)行比較，每個(gè)月的溫度波動(dòng)趨勢基本一致，2018、2021年以1月平均溫度最低，7月平均溫度最高，期間溫度呈不斷上升趨勢；8—12月溫度不斷降低。2019年以1月平均溫度最低，8月平均溫度最高，期間溫度不斷升高；2020年以12月溫度最低，8月平均溫度最高，8月以后溫度不斷下降。不同年份間同期比較，1月以2018年平均溫度最低(為2.2 ℃)，2020年溫度最高(為 5.0 ℃)；2月以2019年平均溫度最低(為4.4 ℃)，2021年平均溫度最高(為9.9 ℃)；3—7月均以2018年的平均溫度為最高，3月2019年和2021年相同，4月以2020年溫度最低；5—6月以2019年溫度最低；以2021年平均溫度最低；9—10月以2021年平均溫度最高，2020年溫度最低；11月以2018年溫度最高，2021年溫度最低，12月以2019年溫度最高，2020年溫度最低(圖3)。年份間總體變化趨勢相同，但變化幅度不穩(wěn)定。

2.4 氣溫變化對極短需冷量桃萌芽生長的影響

由于溫度變化，不同年份間物候期和成熟期存在差異(表2)，葉芽開放期、始花期、盛花期和末花期不同年份間比較發(fā)現(xiàn)，3個(gè)品種均以2021年最早，2018年最晚。其中葉芽開放期最早的為早醒1號(2021年1月31日)，3個(gè)品種最晚均為2018年2月8日；始花期最早為早醒2號(2021年2月20)，最晚為早醒1號(2018年3月12日)；盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～6 d，同一品種早醒1號花期在不同年份間始花期最大相差 19 d。2019年和2020年物候期相近。不同年份間果實(shí)成熟期也存在差異，3個(gè)品種均以2018年成熟最早(有些年份相當(dāng))，果實(shí)生育期最短。同一品種不同年份間，南桂桃1號、早醒1號和早醒2號生育期相差較大，分別為19、22、18 d。

表2 不同年份極短需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.5 氣溫變化對短需冷量桃萌發(fā)生長的影響

由表3可知，不同年份間比較發(fā)現(xiàn)，3個(gè)品種葉芽開放期、始花期、盛花期和末花期均以2018年最晚，葉芽開放期2019年和2020年同期為最早，始花期、盛花期、末花期以2021年最早。不同品種間比較，金霞早油蟠物候期相對較早。盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～7 d，同一品種物候期在不同年份間最大相差17 d，2019年和2020年相近。果實(shí)成熟期也存在差異，其中霞暉8號不同年份間差異最大，為11 d，金霞早油蟠相差最小，為 4 d。果實(shí)生育期不同年份間存在差異，紫金紅3號相差最大，為20 d。

表3 不同年份短需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.6 氣溫變化對中需冷量桃萌發(fā)生長的影響

由表4可知，同一品種不同年份間以2018年物候期最晚，以2021年最早。同一品種不同年份間相差較大，霞暉6號盛花期相差11 d，霞脆相差13 d。果實(shí)成熟期霞暉6號和霞脆以2018年最晚，2020年成熟最早。2個(gè)品種果實(shí)生育期均以2018年最短，2021年最長；不同年份間生育期差異較大，霞脆相差13 d，霞暉6號相差為9 d。

表4 不同年份中需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.7 相關(guān)性分析

由表5可知，葉芽開放期、始花期、果實(shí)成熟期、果實(shí)生育期與花前3 d、花前7 d和開花前平均溫度相關(guān)系數(shù)均較低，無顯著相關(guān)性；盛花期與花前7 d平均溫度呈顯著正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)僅為0.33。葉芽開放期與始花期、盛花期、果實(shí)成熟期呈極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.682、0.869、0.478)；始花期與盛花期呈極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.831)，與果實(shí)生育期為顯著負(fù)相關(guān)；盛花期與果實(shí)成熟期呈顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.337)；果實(shí)成熟期與盛花到果實(shí)成熟期平均溫度和果實(shí)生育期呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.647、0.846。

表5 溫度與物候期、果實(shí)成熟期和生育期間的相關(guān)性

3 討論

氣候變暖使農(nóng)作物生育進(jìn)程、產(chǎn)量、品質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而對農(nóng)作物布局和種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[9]。果樹物候期的變化與其所在環(huán)境相關(guān)，溫度成為影響果樹物候期的主要?dú)夂蛞蜃?。前人已有?bào)道關(guān)于氣候變化對果樹生長發(fā)育的影響[10-14]，劉璐等在研究中得出氣溫對物候期的影響大于降水，且氣溫主要影響春季物候期中芽開放期、展葉期和始花期[15]。2018—2021年，南京地區(qū)氣溫變化明顯，1月2020年平均溫度最高(5.0 ℃)，2月2021年平均溫度最高(9.9 ℃)，3、4月2018年平均溫度最高(分別為13.1、18.3 ℃)，5月2020年平均溫度最高(23.0 ℃)，6、7月2018年平均溫度最高(分別為26.4、30.1 ℃)。此溫度下，桃物候期變化較大，春季葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期總體呈提前傾向，果實(shí)生長發(fā)育期主要呈現(xiàn)延長趨勢，這與前人報(bào)道的氣候變化對蘋果主產(chǎn)地物候期的影響[10]結(jié)論一致。2018—2021年不同冷量類型桃品種物候期比較，極短需冷量、短需冷量和中需冷量桃品種的葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期均以2018年為最晚，以2021年的始花期、盛花期和末花期最早；短需冷量紫金紅3號、金霞早油蟠、霞暉8號葉芽開放期最早為2019年(與2020年同期)。不同品種不同年份間物候期存在差異，與當(dāng)年花前平均溫度相關(guān)性并不高，主要與花前短時(shí)高溫有關(guān)，說明品種需冷量滿足后只要達(dá)到一定的溫度即萌發(fā)、開花。物候期的早晚除與品種特性相關(guān)外，與當(dāng)年物候期前的短時(shí)溫度有關(guān)，此結(jié)論與李世忠等的研究結(jié)果[16]一致。

同一品種不同年份間有些果實(shí)成熟期差異較大，極短需冷量南桂桃1號、早醒2號成熟期相差最大為7 d，早醒1號相差3 d；短需冷量霞暉8號相差最大為11 d，紫金紅3號和金霞早油蟠相差3～4 d；中需冷量品種成熟相差較小，為2～3 d。果實(shí)成熟期并未隨花期早晚呈規(guī)律性變化，一個(gè)品種的成熟期可能主要與品種特性相關(guān)，環(huán)境溫度對果實(shí)成熟有延緩或促進(jìn)作用，高溫天氣加速果實(shí)生長，促進(jìn)成熟。氣溫是影響農(nóng)作物生育期最為顯著的氣象因子[16]，本研究中，氣溫的變化主要表現(xiàn)在對物候期和生育期的影響。同一品種花期越早果實(shí)生育期相對越長，花期越晚果實(shí)生育期相對越短；物候期早晚對果實(shí)成熟期影響較小，果實(shí)成熟期與開花早晚沒有必然的聯(lián)系。本研究結(jié)果明確了溫度變化背景下，氣溫高低對桃品種物候期、成熟期、生育期的影響特征，可為后續(xù)研究提供技術(shù)參考，為田間日常管理提供指導(dǎo)。