天水蘋果盛花期預測預報

姚曉琳

摘?要：運用天水河谷川區（麥積海拔1 080 m）1990-2011年和陰濕高山區（秦州中梁1 650 m）2012-2019年30年蘋果物候期實況監測資料，采用統計學和物候預報法進行蘋果盛花期預報，其準確率分別為82%和88%，為果業管理和生產部門提供準確的花期預報信息，提前進行凍害防御管理，對有效防御花期凍害，提高蘋果產量和品質，促進蘋果產業穩定、持續、健康發展具有明顯的指導意義。

關鍵詞：蘋果;盛花期;預測預報;模型研究

文章編號：2096-8108（2021）02-0043-03?中圖分類號：S661.1?文獻標識碼：A

Abstract：Based on the 30-year monitoring datas of apple phenology in Tianshui River Valley （Maiji 1 080 m above sea level） from 1990 to 2011 and cloudy and humid mountain region （Qinzhou Zhongliang 1 650 m） from 2012 to 2019， the accuracy of statistics and phenology prediction method was 82% and 88% respectively， which provided accurate flowering prediction information for fruit management and production departments and prevented freezing injury in advance. The managements effectively prevent frost injury during flowering， improve apple yield and quality， and promote the stable， sustainable and healthy development of apple industry.

Keywords：apple; full bloom stage; prediction; model research

從植物物候現象來看，它們的發生都要求一定的生態條件，特別是天氣、氣候條件，植物物候現象不僅反映了當時的天氣，而且也反映了過去一個時期內天氣的積累，再加上植物本身的生長、發育也具有階段性的特點，這使得各種植物物候現象的發生，不但在一定時段內，一些植物物候現象之間，前一種物候現象出現的早遲與后一種物候現象發生的早遲有著密切的關系，此即物候現象發生的順序相關性規律。目前，植物物候期預報大多通過觀測其他植物已經顯現的物候現象來預測某種果樹的花期[1-3]，或運用統計學方法分析某種果樹花期和花期之間或越冬期的光照、溫度、降水等氣候因子的相關性并建立回歸預測模型[4-5]。

蘋果（Malus pumila）屬仁果類，薔薇科落葉喬木。天水市蘋果種植面積202萬hm2，產量247萬t，產值68.8億元，以蘋果為主的經濟林果已成為天水主要支柱產業。天水地處黃土高原與西秦嶺交錯區，地形地貌復雜，大陸性季風氣候特征明顯，蘋果花期遭遇低溫凍害的風險大。近年來，隨著氣候變暖，蘋果花期提前，遭遇低溫凍害的幾率和強度增加，使得蘋果生產風險進一步加大[6-7]。開花期是蘋果產量形成的重要生長期之一，花期一旦遭受低溫凍害，可直接造成蘋果雌蕊壞死，坐果率下降而帶來巨大的產量損失。為提供蘋果花期預報的準確性，采用統計學和物候學兩種預報方法，建立最佳盛花期預測模型，進行蘋果盛花期預報，為果業管理和生產部門提供準確的花期預報信息，提前進行凍害防御管理，對有效防御花期凍害，提高蘋果產量和品質，促進蘋果產業穩定、持續、健康發展具有明顯的指導意義。

1?資料來源與研究方法

1.1?資料來源

物候現象觀測對象為蘋果和蒲公英，蘋果品種為元帥系（樹齡10～15年）、蒲公英為多年生，物候資料取自天水農業氣象試驗站1990-2019年實際觀測資料，其中1990-2011年為渭河河谷區資料，2012-2019年為陰濕高山區實際觀測資料;相應的氣象資料取自氣象觀測站和區域站實況觀測資料。

1.2?研究方法

采用統計學和物候分析兩種方法，進行蘋果盛花期預報。統計學方法進行果樹花期與越冬后的光照、溫度、降水等氣象因子的相關性并建立回歸預測模型。相關氣象因子主要選取冬后——盛花期前≥0 ℃活動積溫、≥3 ℃、5 ℃、6 ℃有效積溫;芽膨大、芽開放、現蕾到開花盛期≥3 ℃、5 ℃、6 ℃有效積溫，運用SPSS 11.0 統計軟件，并對相關氣象因子進行標準化處理，建立蘋果盛花期預測預報模型。

物候分析法，主要通過觀測其他植物已經顯現的物候現象來預測果樹的盛花期。本文選取當地明顯早于蘋果顯現的蒲公英物候現象，即萌芽期、開花始期及盛期，與蘋果盛花日期進行相關分析，得出蘋果盛花期預測模型。

2?結果與分析

2.1?蘋果主要物候期分布

根據近30年天水蘋果物候期實地監測資料的平均分布（見表1）表明：天水低海拔渭河谷川區蘋果花芽萌動平均日期出現在3月31日，花芽開放出現在4月3日，現蕾出現在4月6日，盛花期4月16日;陰濕高山區花芽膨大出現在4月2日，花芽開放出現在4月6日，現蕾出現在4月10日，盛花期出現在4月23日，比河谷川區偏遲2～7 d。

2.2?蘋果盛花期氣候預測預報研究

2.2.1?統計學方法進行蘋果盛花期氣候預測預報

多年研究中，統計學方法進行果樹物候預報廣泛采用了積溫[8-9]、經緯度和海拔高度[10]等因素，統計并建立預測預報模型。統計表明：諸多氣候影響因子以溫度對蘋果開花進程影響最大[11-12]，其中以花芽膨大-盛花期、花芽開放-盛花期、現蕾-盛花期3 ℃、5 ℃、6 ℃以上有效積溫影響最為顯著（表2）， 相關性均通過0.01顯著性水平檢驗。

統計表明（表2），在對蘋果開花盛期影響最為顯著的花芽膨大-盛花期、花芽開放-盛花期、現蕾-盛花期3個發育時段，以果樹花芽膨大-盛花期≥5 ℃、花芽開放-盛花期≥6 ℃、現蕾-盛花期≥3 ℃以上有效積溫最為明顯。根據當地4月上旬進行果樹花期預報服務的業務要求，選擇花芽開放-盛花期≥6 ℃有效積溫進行蘋果盛花期預報（見式1）

式（1）表明，蘋果花芽開放-盛花期≥6 ℃有效積溫越大，蘋果盛花期距平值越小，即該年蘋果盛花期較歷年越早。

2.2.2?物候分析法進行蘋果盛花期氣候預測預報

利用當地野生蒲公英前期發生的物候現象，對蘋果盛花期進行預報。當地蒲公英萌芽期一般出現于2月中旬，開花初期出現在3月下旬，開花盛期出現在4月上旬，將當年草本植物蒲公英萌芽期、開花初期及開花盛期3個發育期距平與蘋果開花盛期距平進行相關統計，其相關系數分別為0.371、0.554和0.566，綜合兩種植物物候期相關性和蘋果開花期預報時效，用蒲公英開花初期距平與蘋果盛花期距平建立如下模型（見式2），

P：為蘋果盛花期距平值。Td：蒲公英開花初期距平。

式（2）表明，蒲公英開花初期距平值越大，蘋果盛花期距平值亦越大，既蒲公英開花初期越遲，該年蘋果盛花期也越遲。

2.3?試報檢驗

試報過程將蘋果盛花期預報按照正常（距平值在-2～2）、偏遲（3～5）、特遲（≥6）、偏早（-5～-3）、特早（≤-6）進行試報檢驗（見表3）。

由表3中可以看出，統計預報法預報蘋果盛花期與實況一致年份14年，準確率為82%，除2013年、2014年、2015年預報與實況有一定差異，其余年份預報與實況一致。物候預報蘋果盛花期與實況一致年份15年，準確率為88%。除2012年、2018年預報與實況不一致外，其余年份預報與實況一致。

從試報效果看，兩種預報方法預報準確率均達80%以上，對合理安排管理、生產具有一定的指導意義。

3?結論與討論

1）采用統計學和物候期預報法預報蘋果盛花期，其預報準確率分別達到82%和88%，統計意義明顯，對合理安排管理、生產具有一定的指導意義。

2）統計學方法與物候學方法是農業氣象預報常用的技術方法，從果樹盛花期的預報看，該方法同樣適用于果樹的物候期預報，但物候預報法準確率高于統計學預報法，究其原因，統計學預報法主要采用的資料是花芽開放-盛花期≥

6 ℃有效積溫，部分數據為氣象預報數據，而物候預報法是另一種物候植物已經出現的物候期來預報另一種未出現植物的物候期，因此，準確率相對高一些，提高統計預報法準確率主要途徑是提高氣象預報的精準度。

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