2020年5月上旬高溫強光照對紅心獼猴桃果實生長的影響

池再香，曾曉珊，李秀亞，龍如勇，宋 也，鄭國一

（1貴州省六盤水市氣象局，貴州六盤水 553001；2貴州省山地環境氣候研究所，貴州貴陽 550002；3貴州省六盤水市農業科學研究院，貴州六盤水 553001；4貴州省六盤水市科學技術館，貴州六盤水 553001；5六盤水市扶貧開發投資有限公司，貴州六盤水 553001）

0 引言

氣候變暖背景下，極端氣候事件發生的頻率、持續時間和強度均存在持續增強的趨勢[1-2]，中國大陸地區極端高溫和極端低溫整體呈上升趨勢[3-4]。農業作為受氣候變暖影響最大的領域之一，極端最高溫度的不斷發生，不僅使農作物生育期發生變化，還會導致高溫災害天氣頻繁出現，使作物的生長發育以及產量均受到不利影響。而獼猴桃為多年生藤本植物，多起源于中國長江中下游溫暖濕潤、雨量充沛、陽光適宜的山地，對環境條件要求較高[5]，尤其是以‘紅陽’品種為主的紅心獼猴桃生長發育要求溫暖濕潤、夏無酷暑、冬無嚴寒的氣候條件，以年平均溫度15～18.5℃最為適宜[6]。紅心獼猴桃生長期既怕干旱又怕漬澇，也怕高溫熱害和低溫凍害，其產量的高低、品質的優劣主要受當地小氣候因素的影響[7]。高溫、強光照會導致獼猴桃落葉燒果、品質劣化，貯藏性降低，甚至誘導植株死亡[8]。池再香等[9]分析了2013年氣候對水城‘紅陽’獼猴桃物候期的影響，發現在‘紅陽’獼猴桃開花—坐果期溫度高、降水不足，導致開花提前、花的壽命短、授粉受精能力差、坐果率低的事實。李學宏等[10]分析高溫干旱對獼猴桃生長發育的影響時，指出2016年陜西安康出現持續長達50余天的高溫干旱天氣，最高氣溫上升到42℃，導致安康漢濱區恒口鎮三條嶺獼猴桃園落果率高達60%以上。郭永社等[11]分析陜西周至縣夏季高溫天氣對獼猴桃生長發育影響時，指出周至縣每年6月份開始出現35℃以上的連續高溫天氣，導致果面接觸陽光的部分變褐發黑，輕度日灼的果實較小且果面不潔凈，嚴重日灼的果實潰爛、落果。鄒秀琴等[12]分析了高溫干旱對浙江省青田縣山地獼猴桃生長發育的影響，指出2013年的高溫干旱造成浙江省青田縣季宅鄉皇山獼猴桃基地落果率高達50%以上。池再香等[13]研究指出，溫暖天氣，果實發育正常，但溫度達到35℃以上時，果實接觸陽光的部分變褐發黑，限制果實生長，若35℃高溫持續2天以上或溫度達到38℃以上時，植株蒸騰加速，破壞水分代謝活動，葉片和果實出現“灼傷”，嚴重時，果實軟腐甚至潰爛，對后期產量、品質帶來十分不利影響。一些專家學者[14-16]研究了高溫對作物生長及其根系分泌的影響。高溫會導致植物的微觀結構、外觀形態、細胞膜透性、酶活性、滲透調節等一系列生理生化變化，極易導致作物減產和品質下降[17-18]。也有許多專家學者對獼猴桃氣候生態適宜性區劃作了大量研究，得到了定量的獼猴桃氣候區劃指標[19-21]。夏恒等[22]通過分析水城紅心獼猴桃氣候條件時，指出紅心獼猴桃要求年平均溫度在14.5～17.5℃、最熱月（7月）平均溫度在22.0～25.0℃之間，極端最高溫度不超過38℃。池再香等[23]研究貴州紅心獼猴桃氣候區劃指標體系時，指出紅心獼猴桃喜歡氣候溫和，溫度是影響紅心獼猴桃生長發育和產量、品質的主要因子，故選用光熱系數、光熱指數、緯度—溫度指數、無霜期、活動積溫、有效積溫、年平均溫度、最熱月（7月）平均溫度作為紅心獼猴桃氣候區劃的熱量指標。根據紅心獼猴桃生長發育對氣候條件的要求，莫建國等[24]應用經驗正交函數分解法和模糊聚類法，通過分析貴州西部紅心獼猴桃各生育期的氣候條件，找出紅心獼猴桃種植的氣候適宜性區劃指標，最終得到貴州紅心獼猴桃氣候適宜性區劃分布圖。但高溫災害對紅心獼猴桃果實生長發育的影響研究基本處于定性階段，池再香等[13]雖然指出持續2天以上35℃高溫或最高溫度達到38℃以上時對紅心獼猴桃果實會造成“灼傷”，但沒有考慮光照條件的影響。因此，本文針對2020年5月上旬貴州西部出現高溫、強光照天氣過程，導致正處于幼果生長期的紅心獼猴桃果實灼傷、落果情況，利用2020年5月3—10日貴州西部3個國家氣象觀測站及其紅心獼猴桃主要種植區的發耳等19個基地逐日平均溫度、最高溫度、日照時數、太陽輻射以及紅心獼猴桃果實受害情況等資料，對高溫、強光照天氣過程影響紅心獼猴桃日灼病進行分析，研究高溫、強光照氣候事件對紅心獼猴桃果實生長發育的影響，對于確保貴州紅心獼猴桃產業提質增效具有重要意義。

1 資料和方法

1.1 調查區域概況

貴州西部紅心獼猴桃主要種植區為水城縣發耳鎮、楊梅鄉、猴場鎮、阿戛鎮、米籮鎮、順場鄉、勺米鎮、雞場鎮、都格鎮、坪寨鄉、六枝特區郎岱鎮、龍河鎮、新窯鎮、落別鄉、大用鎮、木崗鎮、巖腳鎮、盤州市普古鄉、雙鳳鎮共19個基地，海拔在960～1400 m之間（見圖1）。每個基地均建有自動氣象站，其中發耳、阿戛、順場、雞場、都格、龍河、新窯、落別、大用、木崗、雙鳳基地自動站氣象站觀測儀器均由航天新氣象科技有限公司生產，型號均為ZQZ-A，其余基地自動站氣象站觀測儀器由重慶蘭臣科技有限公司生產，型號均為DZZ4。19個基地氣象自動站均可提供逐時的溫度和降水資料。

圖1 貴州西部紅心獼猴桃主要種植區分布（灰色為調查基地）

供試紅心獼猴桃品種：‘紅陽’、‘東紅’，以‘紅陽’品種為主。

1.2 資料來源及調查方法

北部（簡稱水城）、南部（簡稱盤州）、東部（簡稱六枝）中心城區2020年5月3—10日逐日平均溫度、最高溫度和日照時數來源于各氣象觀測站實時觀測值；發耳等19個基地2020年5月3—10日逐日最高溫度來源于各基地氣象自動站觀測資料，采用VB語言，從貴州2000余個氣象自動站所儲存的實時氣象要素值，導出發耳等19個基地氣象自動站5月3—10日逐日逐小時溫度數據，并對19個站點的資料進行均一性檢驗和質量控制處理。用Excel軟件進行數據處理，即可得到各基地5月3—10日逐日最高溫度。楊梅、猴場、米籮、勺米、坪寨、郎岱、巖腳、普古基地5月3—10日逐日太陽總輻射值為其氣象自動站實時觀測值，其余基地逐日太陽總輻射值采用插值方法訂正而得。

對19個基地每10 hm2隨機選取10株紅心獼猴桃果樹，調查每株果實日灼病個數和總個數，計算單株果實灼傷率，取平均值計算各基地的果實灼傷率。其中，單株果實灼傷率R是指某株紅心獼猴桃果樹幼果因高溫、強光照造成果面有斑塊的個數占整株結果數的百分率，其計算方法見公式(1)。式中，Ri為第i株的單株果實灼傷率，%；Ni為第i株果實被高溫、強光照灼傷的個數，個；Mi為第i株果實未被高溫、強光照灼傷的個數，個。

各基地的果實灼傷率的計算方法見公式(2)。

式中，P為基地果實灼傷率，%；Ri為第i株的單株果實灼傷率，%；n為調查總株數，株。

2 結果與分析

2.1 5月上旬高溫天氣特點

5月3—10日，受西太平洋副熱帶高壓和西南熱低壓共同影響，貴州西部出現了持續8天的高溫、強光照天氣。

從紅心獼猴桃基地自動氣象觀測資料看出（表1），在紅心獼猴桃果實生長發育期，除坪寨、大用基地外，其余各基地3—9日的日最高溫度均在30℃以上，尤其是6—9日，各基地持續4天日最高溫度基本在35℃以上，此期間，除南部的普古和雙鳳基地外，其余各基地太陽總輻射在40 MJ/m2以上（見表2）。由表1還可以看出，38℃以上的高溫天氣主要發生在發耳、猴場、阿戛、米籮、順場、雞場、都格、龍河、新窯、巖腳和普古基地，尤其是猴場、米籮、都格、新窯基地，在6—9日出現持續2～4天的日最高溫度在40℃以上，以新窯基地8日43.2℃為最高，其次是都格基地的7日，即日最高溫度為42.7℃，再次是都格基地8日的42.5℃，結合表2可知，此期間，都格基地太陽總輻射在44 MJ/m2以上，米籮和新窯基地在43 MJ/m2以上，猴場基地在41 MJ/m2以上，以都格基地6日的46.1 MJ/m2為最大，其次是該基地8日的45.9 MJ/m2，再次是雞場基地的45.7 MJ/m2。由此可知，持續時間較長的高溫、強輻射天氣，對紅心獼猴桃果實生長發育容易造成危害，導致紅心獼猴桃果實日灼病嚴重。

表1 貴州西部紅心獼猴桃主要種植區5月3—10日逐日最高溫度分布 ℃

再結合水城、盤州、六枝氣象觀測站5月3—10日逐日平均溫度、最高溫度和日照時數要素值（表3），發現3—10日水城平均溫度為19.2～26.3℃、最高溫度為27.0～33.7℃、日照時數有76.2 h，且7—8日連續2天最高溫度達33.7℃，突破該地有氣象記錄以來的最高溫度極值(32.8℃)，盤州平均溫度為21.9～26.5℃、最高溫度為29.6～33.5℃、日照時數85.3 h，六枝平均溫度為21.3～29.2℃、最高溫度為27.6～37.0℃、日照時數86.7 h，且8日最高溫度達37.0℃，突破該地有氣象記錄以來的最高溫度極值(34.6℃)。由表3還可以看出，高溫、強光照主要出現在6—8日，北部和南部持續3天的日平均溫度在25℃以上、日最高溫度在32℃以上、日照時數在10 h以上，東部持續3天的日平均溫度在27℃以上、日最高溫度在36℃以上、日照時數在11 h以上，結合表2發現，太陽總輻射隨日照時數的變化而變化，日照時數越多，太陽總輻射值越大，反之，太陽總輻射值越小；6—8日每日的日照時數在11 h以上，太陽總輻射基本在41 MJ/m2以上，但處于南部的普古、雙鳳基地太陽總輻射在38 MJ/m2左右，而每日的日照時數在12 h以上，這與谷曉平等[25]研究結果一致，即太陽總輻射隨緯度的升高而增多。由此可見，太陽總輻射值與日照時數有較好的對應關系。

表2 貴州西部紅心獼猴桃主要種植區5月3—10日逐日太陽總輻射分布 MJ/m2

表3 貴州西部市中心城區5月3—10日逐日氣象要素分布

2.2 5月上旬高溫、強光照天氣對紅心獼猴桃幼果生長的影響

高溫、強光照天氣結束之后，于12—13日對發耳等19個紅心獼猴桃種植基地進行實地調查，發現5月上旬持續時間較長的高溫、強光照天氣對紅心獼猴桃幼果影響較重，導致紅心獼猴桃日灼病嚴重（圖2）。

圖2 2020年5月上旬持續高溫、強光照造成米籮基地(a)和都格基地(b)紅心獼猴桃果實日灼病

由公式(1)和(2)計算得到發耳等19個基地紅心獼猴桃果實被高溫、強光照灼傷程度（見表4），發現紅心獼猴桃日灼病最重為都格基地，即果實被高溫、強光照灼傷率高達33.3%，其次為龍河、新窯兩基地，其果實灼傷率在27%以上，再次是發耳、阿戛、米籮、雞場和巖腳基地，其果實灼傷率在22%以上；坪寨、木崗和雙鳳基地的果實被高溫、強光照灼傷不明顯。結合表1和表2，發現紅心獼猴桃日灼病對最高溫度、太陽總輻射有較好的響應，如日灼病最重的都格基地，其6—9日逐日最高溫度在42℃以上、太陽總輻射在44.4～46.1 MJ/m2之間，而與日灼病最重的都格基地相鄰的坪寨基地，其日灼病不明顯，就其原因是6—9日該基地逐日最高溫度在32℃以下（除7日有35.7℃外）、太陽總輻射在41.9～44.6 MJ/m2之間。由表4還可以看出，紅心獼猴桃日灼病相對較重的發耳、猴場、阿戛、米籮、順場、雞場、都格、郎岱、龍河、新窯、巖腳和普古共12個基地，占調查區的63%；日灼病相對較輕的楊梅、勺米、落別、大用共4個基地，占調查區的21%；影響不明顯的坪寨、木崗、雙鳳共3個基地，占調查區的16%。由此可見，紅心獼猴桃日灼病的發生主要受日最高溫度、日太陽總輻射兩個氣象因子影響；在紅心獼猴桃果實生長發育期，當連續4天及以上日最高溫度超過35℃、太陽總輻射超過41 MJ/m2或日照時數超過10 h時，紅心獼猴桃果實易發生日灼病；在紅心獼猴桃果實生長發育期，當連續3天及以上日最高溫度超過38℃、太陽總輻射超過41 MJ/m2或日照時數超過11 h時，紅心獼猴桃果實一定會發生日灼病。

表4 貴州西部各基地紅心獼猴桃果實灼傷率調查

3 討論

3.1 持續高溫、強光照影響

2020年5月3—10日貴州西部出現持續8天的高溫、強光照天氣過程，造成紅心獼猴桃幼果發生嚴重的日灼病。在5月3—10日期間，持續3天及以上38℃以上的高溫天氣主要發生在發耳、猴場、阿戛、米籮、順場、雞場、都格、龍河、新窯、巖腳和普古基地，尤其是猴場、米籮、都格、新窯基地出現持續2～4天的日最高溫度在40℃以上，以新窯基地8日43.2℃為最高，其太陽總輻射在44 MJ/m2以上，其次是都格基地7日的42.7℃，其太陽總輻射為45.3 MJ/m2。太陽總輻射與日照時數有較好的對應關系，6—8日每日的日照時數在11 h以上，太陽總輻射基本在41 MJ/m2以上，但處于南部的普古、雙鳳基地太陽總輻射在38 MJ/m2左右，而每日的日照時數在12 h以上，這與谷曉平等[25]研究結果一致。

3.2 日最高溫度和太陽總輻射影響

針對2020年5月上旬貴州西部紅心獼猴桃幼果發生嚴重的日灼病情況，較為詳細地分析5月3—10日逐日最高溫度、日照時數、太陽總輻射變化及其與紅心獼猴桃果實日灼病的關系，得出了影響紅心獼猴桃果實發生日灼病的定量的氣象指標閾值，與國內已有為數不多的同類研究[9-13]比較，本研究結果將定性階段上升到定量階段。如：比池再香等[13]指出持續2天以上35℃高溫或最高溫度達到38℃以上時對紅心獼猴桃果實造成“灼傷”結論更精細、更明確、更全面，比李學宏等[10-12]指出高溫干旱對獼猴桃果實影響結論更定量，因為前人研究成果單指高溫災害對獼猴桃生長發育的影響，也沒有定量到高溫天氣持續多少天才能造成對獼猴桃的危害，同時也沒有考慮光照條件的影響。因此，日最高溫度和太陽總輻射是影響紅心獼猴桃果實發生日灼病的主要氣象因子。總體上，前人研究成果基本處于定性階段上，但本研究時間短，紅心獼猴桃果實發生日灼病的氣象指標閾值存在一定的局限性，這有待于今后選取多年多站點多個個例進行驗證。

3.3 高溫、強光照灼傷率對比

經調查發耳等19個紅心獼猴桃基地，紅心獼猴桃幼果被高溫、強光照平均灼傷率為16.2%，灼傷率最高為33.3%的貴州西部都格基地，持續8天的高溫、強光照天氣造成紅心獼猴桃損失比2013年浙江省青田縣季宅鄉皇山獼猴桃基地[10]、2016年陜西安康漢濱區恒口鎮三條嶺獼猴桃園[12]因高溫干旱造成獼猴桃受災偏輕，這可能是浙江省青田縣季宅鄉皇山和陜西安康漢濱區恒口鎮三條嶺持續35℃以上的高溫天氣時間比貴州西部偏長所致。在調查的19個紅心獼猴桃基地中，紅心獼猴桃果實灼傷率在14%以上基地占調查區的63%，未發生日灼病基地占調查區的16%，但在未發生日灼病的木崗、雙鳳兩基地，5月6—9日持續3～4天日最高溫度在35℃以上，而發生日灼病5.3%的大用基地，日最高溫度基本在35℃以下，就其原因，木崗和雙鳳基地的噴滴灌覆蓋全園，而大用基地噴滴灌覆蓋面積(16.7 hm2)占種植面積的8.35%，噴滴灌覆蓋力較低，這些不確定因素有待今后作進一步研究。

4 結論

2020年5月上旬，貴州西部出現持續時間較長的高溫、強光照天氣過程。高溫、強光照天氣發生期間，正是貴州紅心獼猴桃果樹幼果生長發育時期，導致紅心獼猴桃果實日灼病嚴重，以都格基地紅心獼猴桃幼果被高溫、強光照灼傷率33.3%為最高，其次是龍河、新窯兩基地，其果實灼傷率在27%以上，再次是發耳、阿戛、米籮、雞場和巖腳基地，其果實灼傷率在22%以上。在紅心獼猴桃果實生長發育期，當連續4天及以上日最高溫度超過35℃、太陽總輻射超過41 MJ/m2或日照時數超過10 h時，紅心獼猴桃果實易發生日灼病；在紅心獼猴桃果實生長發育期，當連續3天及以上日最高溫度超過38℃、太陽總輻射超過41 MJ/m2或日照時數超過11 h時，紅心獼猴桃果實一定發生日灼病。