貴州瑪瑙紅櫻桃種植氣候適宜性區劃

譚 文， 楊世瓊， 李忠燕， 左 晉*， 喬 光， 曾曉珊

(1.貴州省山地氣候環境研究所， 貴州 貴陽 550002； 2.貴州省氣候中心，貴州 貴陽 550002； 3.貴州大學 農業生物工程研究院， 貴州 貴陽 550025)

0 引言

【研究意義】櫻桃果實色澤艷麗，營養豐富，口感風味極佳，有果中珍品的美譽，其在落葉果樹中成熟期最早，號稱百果之先、開春第一果[1]。櫻桃由于果實成熟期正值早春，病蟲害尚未發生，易達到綠色果品生產的要求，是當前種植效益較高的水果之一。瑪瑙紅櫻桃是經多年選育而成的地方優良品種，果實為橢圓形，果肉厚，風味佳，品質上乘。因成熟期果實鮮紅亮麗、紅中透紫，像晶瑩剔透的紅瑪瑙，故稱瑪瑙紅櫻桃[2]。瑪瑙紅櫻桃亮麗的外觀和上乘的風味深受消費者青睞，該產業已成為部分地方農戶增收的支柱產業之一。因此，研究氣象因子對瑪瑙紅櫻桃生長的影響，對實現其種植氣候趨利避害和擴大優質區栽培，促進瑪瑙紅櫻桃產業發展具有重要意義。【前人研究進展】影響瑪瑙紅櫻桃果實品質的因素很多，除了品種自身的遺傳特性外，還受氣象條件、土壤條件和栽培技術等其他因素影響，其中，氣候因子在果實品質形成過程中起關鍵作用。張軍等[3]研究了瑪瑙紅櫻桃品種的選育過程、豐產特性和栽培要點。隨后，多位學者針對瑪瑙紅櫻桃種植技術進行深入研究[4-6]，探明瑪瑙紅櫻桃裂果現象的主要原因，提出了相應預防措施，并制定了瑪瑙紅櫻桃栽培規范以提高果實經濟價值[7]。喬光[8]研究表明，施腐熟有機肥20 kg/株，復合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)0.4 kg/株更有利于瑪瑙紅櫻桃的生長發育。王健寧等[9]認為，蘋果枝條炭30 g/kg處理的隸屬函數值的均值最高，有效改善瑪瑙紅櫻桃生理生化特性，可用于其豐產優質栽培。袁靜等[10]研究發現，溫度對櫻桃生長的影響結果：受大棚內小氣候影響，棚內大櫻桃開花與成熟期均較棚外的提早，有效避開不利天氣的影響，實現提早上市的同時又增加產量，延長供應期，進而實現較高的經濟效益。王冰等[11]研究了煙臺市大棚櫻桃品質與小氣候因子的相關性，并確定適宜煙臺市大棚甜櫻桃生產的最佳棚內氣候條件。李德章等[12]結合納雍農業科技示范園近10年種植記錄資料，分析了瑪瑙紅櫻桃的種植氣象條件。【研究切入點】當前關于瑪瑙紅櫻桃的研究多集中于品種選育、栽培方法、病蟲害形成機理及其防治措施等方面。有關氣候條件對貴州瑪瑙紅櫻桃品質影響的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】選取貴州瑪瑙紅櫻桃為研究對象，測定貴州赫章、納雍及福泉等8個不同氣候特征果園的瑪瑙紅櫻桃外觀品質和營養品質指標，分析品質指標氣候因子的相關性，確定種植區劃的主要影響氣象因子及閾值采用GIS技術對貴州瑪瑙紅櫻桃種植氣候適宜性進行區劃，以期為逐漸削減或取消非優質區瑪瑙紅櫻桃面積，擴大優質區栽培范圍和提高櫻桃產質量提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源

數據來源于貴州省瑪瑙紅櫻桃多年物候期觀測資料、發育與分布狀況調查資料、品質化驗數據、地理信息DEM數據及氣象數據資料等。其中，氣象數據資料包括1990—2019年貴州省84個國家氣象觀測站常規氣象數據、8個瑪瑙紅櫻桃采樣點的鄉鎮自動站逐日最高氣溫、最低氣溫、平均氣溫和日照時數等。

1.2 樣品采集與分析

1.2.1 采樣點布設與樣品采集 2020年4—5月在貴州瑪瑙紅櫻桃主產區根據不同氣候特征選擇品種相同、樹齡相近且均為成熟果林的8個瑪瑙紅櫻桃果園(圖1)，按照東、南、西、北4個方位，隨機選取有葉片無病害的中長枝枝條，對大小一致、充分成熟的果實進行取樣。隨機選取100顆瑪瑙紅櫻桃鮮果，用游標卡尺測量果實橫、縱徑，記錄是否裂果，用天平稱取百粒重。樣品用密封袋承裝、標號、冷藏存放并送檢。

1.2.2 指標測定 檢測指標包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和維生素C。采用折光儀法測定可溶性固形物，硫酸-苯酚法測定可溶性糖，酸堿滴定法測定可滴定酸，液相色譜法測定維生素C含量[13]。計算果形指數、可食率和單果重。

果型指數=縱徑/橫徑

可食率=[(單果重-鮮核重-果柄重)/單果重]×100%

單果重=百粒重/100粒

1.3 區劃模型

利用GIS技術，建立各氣候分區指標與地理地形因子(經度、緯度、海拔高度)關系模型。根據模型在GIS平臺進行地理信息插值推算，將各指標的氣象站點數據演變為單因子面狀格網數據，將年平均氣溫、休眠期(11月至次年1月)需冷量(休眠期≤7.2℃累積小時數)、2—4月日照時數、晚霜日、4月氣溫日較差和陰雨日數在GIS平臺進行疊加處理，獲得貴州瑪瑙紅櫻桃氣候適宜性區劃圖。

年平均氣溫=-0.819λ-0.551φ-0.006H+123.438

休眠期需冷量=198.854λ+135.181φ+1.009H-24 937.040

晚霜日=9.185λ+6.208φ+0.047H-1 146.332

4月氣溫日較差=-0.364λ-0.268φ+54.372

4月陰雨日數=1.519λ+0.655φ+0.003H-167.263

式中，λ為經度，φ為緯度，H為海拔高度。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2019、SPSS 25.0和Arc map 10.3對數據進行統計分析與繪圖。

2 結果與分析

2.1 貴州不同產區瑪瑙紅櫻桃的品質特征

2.1.1 外觀品質 由表1可知，瑪瑙紅櫻桃單果重：福泉最大，達4.40 g；桐梓次之，為4.16 g；大方最小，為2.17 g。果形指數：赫章最大，為1.14，顯著高于其他產區；烏當最小，為0.89，其橫徑大于縱徑；其余6個樣品果形指數為1.01～1.05，均為縱徑略大于橫徑。可食率：8個樣品均在90%以上，以桐梓最大，達93.01%；納雍次之，為92.26%；烏當最小，為90.51%。

表1 貴州不同產區瑪瑙紅櫻桃的外觀品質

2.1.2 營養品質 從表2看出，瑪瑙紅櫻桃可溶性固形物：赫章最高，為18.20%，顯著高于其采樣品；六枝最低，為10.13%；可溶性糖：赫章最高，為20.35%，顯著高于其采樣品；烏當最低，為6.03%。可滴定酸：烏當最高，為6.25 g/kg，顯著高于除福泉和六枝外的其采樣品；大方最低，為3.89 g/kg。糖酸比：赫章最大，為45.91，顯著高于其采樣品；烏當最小，為9.66。維生素C：烏當最高，為96.17 mg/100 g；六枝最少，27.86 mg/100 g。表明，赫章瑪瑙紅櫻桃果實偏小，含水量低，風味偏甜；烏當的果實小，維生素C含量高，風味偏酸；其余6個樣品果實多數較大，維生素C含量較高，風味偏酸甜。

表2 貴州不同產區瑪瑙紅櫻桃的營養品質

2.2 瑪瑙紅櫻桃品質指標與氣象因子的相關性

從表3看出，瑪瑙紅櫻桃休眠期需冷量與果實單果重和縱徑呈顯著負相關，與橫徑呈極顯著負相關；與可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比呈顯著正相關，與果形指數呈極顯著正相關。在萌動至成熟期，4月氣溫日較差與可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和果形指數呈極顯著正相關；平均氣溫與可食率、2—4月日照時數與果形指數呈顯著正相關；降水量與瑪瑙紅櫻桃各指標相關性不顯著。因此，適當增加休眠期需冷量和4月氣溫日較差有利于果實內含物的形成和積累。

表3 瑪瑙紅櫻桃品質指標與氣象指標的相關性

2.3 氣候適宜性區劃指標的閾值

依據瑪瑙紅櫻桃品質與關鍵氣象因子的數理分析統計結果，最終選取年平均氣溫、休眠期需冷量、2—4月日照時數和4月氣溫日較差作為瑪瑙紅櫻桃氣候適宜性的主要指標；結合實際生產及專家意見，增加晚霜日、陰雨日數作為瑪瑙紅櫻桃氣候適宜性的主要指標。

根據貴州省瑪瑙紅櫻桃氣候適宜性區劃指標閾值確定為適宜區、次適宜區和不適宜區3個等級(表4)。瑪瑙紅櫻桃適宜生長區氣候特征：年平均氣溫為11.5～14.5℃，休眠期需冷量≥1 000.0 h，2—4月日照時數≥310.0 h，晚霜日<70.0 d，4月氣溫日較差≥8.5℃，4月陰雨日數≤12.0 d。次適宜區氣候特征：年平均氣溫為10.0～11.4℃或14.6～15.5℃，休眠期需冷量900.0～999.9 h，2—4月日照時數260.0～309.9 h，晚霜日70.0～89.9 d，4月氣溫日較差7.5～8.4℃，4月陰雨日數12.1～14.0 d。不適宜區氣候特征：年平均氣溫為<10.0℃或>15.5℃，休眠期需冷量<900.0 h，2—4月日照時數<260.0 h，晚霜日≥90.0 d，4月氣溫日較差<7.5℃，4月陰雨日數>14.0 d。

2.4 適宜性分區

從圖2看出，貴州瑪瑙紅櫻桃種植氣候適宜區主要分布在海拔1 300～1 600 m的納雍縣和1 700～2 050 m的盤州市、水城縣、普安縣，該區域休眠期需冷量充足，全年氣溫適宜，瑪瑙紅櫻桃能安全渡過休眠，進行新的枝梢生長和開花結果；晚霜期在3月上旬之前，霜凍災害對其幼果生長影響較小；果實生長季內日照充足，氣溫日較差大，利于果實干物質、內在品質的形成及果實著色；果實膨大至成熟期的陰雨日數較其他地區少，但納雍縣仍有10～12 d，易造成裂果，不利于果實營養成分的累積，可搭建避雨設施，減輕降水多帶來的影響；同時，冬春連旱、冰雹災害高發時期，應加強防范設施建設，做好防范準備。

次適宜區主要分布在貴陽市中部以南(海拔1 000m以上)、畢節市(海拔2 050 m以下)、黔南州(海拔1 050 m以上)、黔東南州(海拔700～1 500 m)、遵義市西部和南部(海拔700～1 300 m)，該區域內休眠期需冷量能確保瑪瑙紅櫻桃順利渡過休眠，進行新的枝梢生長和開花結果；全年氣溫較適宜，能保證果樹的正常生長發育。除赫章縣和威寧縣外，大部區域晚霜期在3月上旬之前，霜凍災害對其幼果生長影響較小；赫章縣和威寧縣次適宜區晚霜期雖在3月下旬之前，該區域春季回溫較其他地區晚，瑪瑙紅櫻桃生育期也明顯晚于其他地區，因此，霜凍災害對其幼果生長影響不大。除西部地區外，次適宜區果實生長季內日照時數、氣溫日較差略小于適宜區，陰雨日數略多于適宜區。總體利于果實干物質、內在品質的形成及果實著色，但產量和品質略差于適宜區。東部次適宜區在果實膨大至成熟期的陰雨日數為12～14 d，發生10 d以上陰雨天氣的概率較高，建議該區域果園搭建避雨設施，減輕降水多和輕冰雹災害帶來的影響。西部次適宜區光照充足、晝夜溫差大，利于果實產量和品質的形成，但冬春連旱發生的可能性較大，應安裝灌溉設施，如遇干旱可平穩供水，減少落花落果和提高坐果率。

不適宜區主要分布在貴州省南部和北部。南部地區冬季氣溫高，休眠期需冷量累積不足，不能確保瑪瑙紅櫻桃順利渡過休眠，從而影響果樹開花結果，無法形成產量。北部地區萌動至成熟期日照時數較少，不利于果實產量和品質的形成。因此，若該區域發展瑪瑙紅櫻桃產業建議先引種試驗。

3 討論

由于烏當區下壩鄉瑪瑙紅櫻桃于2020年4月多次遭受冰雹災害，品質和產量均受到嚴重影響。考慮樣本環境統一性，利用瑪瑙紅櫻桃萌動至成熟期生長期間氣象資料，結合其品質指標進行相關性分析，選取未遭受明顯氣象災害影響區域的數據進行建模。研究發現，萌動至成熟期年平均氣溫升高有利于瑪瑙紅櫻桃果實大小和重量的增加，但可能會導致內含物的降低，且氣溫日較差越大，越有利于果實營養成分的積累，從而提高產量。多位學者在釀酒葡萄[14]、冰糖橙[15]及庫爾勒香梨[16]等果樹也得出相似結論。成熟期降水過多不利于果實營養成分累積，易造成裂果，影響其經濟價值，與徐富軍等[7]的研究結果一致。休眠期需冷量高的地區果實營養成分含量越高，但果實大小和重量可能略差于需冷量低的地區。宋永宏等[17]研究表明，需冷量減少有利于休眠解除，但櫻桃芽提早萌動不利于其抵抗晚霜，從而造成損失，在一定程度上影響櫻桃的露天栽培。依據瑪瑙紅櫻桃品質與關鍵氣象因子的數理分析統計，結合生產實際，篩選并確定其氣候適宜性指標，完成貴州瑪瑙紅櫻桃種植氣候適宜性區劃，將全省劃分為適宜區、次適宜區和不適宜區。區劃結果為貴州瑪瑙紅櫻桃產業發展和合理擴大優質區栽培范圍提供了理論依據，但該結果僅根據1年數據結合生產實際分析得出，還需繼續開展相關試驗，進一步完善區劃指標。

4 結論

綜合考慮影響瑪瑙紅櫻桃外觀品質和營養成分形成較為關鍵的氣候因子，選取萌動期至成熟期年平均氣溫、休眠期(11月至次年1月)需冷量、2—4月日照時數、晚霜日、4月氣溫日較差和陰雨日數作為劃分瑪瑙紅櫻桃氣候適宜性的主要指標，每個指標分3級，對應適宜區、次適宜區和不適宜區；各主導因子的適宜范圍為年平均氣溫11.5～14.5℃，休眠期需冷量≥1 000.0 h，2—4月日照時數≥310.0 h，晚霜日<70.0 d，4月氣溫日較差≥8.5℃，4月陰雨日數≤12.0 d。采用GIS技術對貴州瑪瑙紅櫻桃種植氣候適宜性進行區劃，適宜區主要分布在納雍縣、盤州市、水城縣和普安縣；次適宜區主要分布在貴陽市中部以南、畢節市、黔南州、黔東南州、遵義市西部和南部；不適宜區主要分布在貴州省南部和北部。