咸陽北部地區(qū)種植蘋果的氣象條件分析

陳木蘭，李云溪，楊凱瑞，楊 彤

1.彬州市氣象局；陜西彬州 713500；2.禮泉縣氣象局；陜西禮泉 713200；3.永壽縣氣象局；陜西永壽 713400；4.涇陽縣氣象局；陜西涇陽 713700

自20世紀(jì)以來，全球氣候變化引起的平均溫度升高和降雨模式改變，導(dǎo)致極端氣候事件頻發(fā)。研究表明，氣候變化對(duì)我國(guó)蘋果產(chǎn)量有著顯著影響，蘋果種植區(qū)氣候變化劇烈，果實(shí)品質(zhì)也受到了很大的影響[1]。選取長(zhǎng)武、旬邑、彬州、永壽、淳化5個(gè)國(guó)家基本氣象觀測(cè)站1991—2020年逐日資料，通過統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)咸陽北部地區(qū)的氣象條件進(jìn)行定量分析，并與1980—2010年咸陽北部蘋果種植區(qū)氣象條件進(jìn)行對(duì)比，總結(jié)近30年咸陽北部地區(qū)蘋果生長(zhǎng)的氣象條件變化情況和影響當(dāng)?shù)靥O果產(chǎn)量及品質(zhì)的主要?dú)庀鬄?zāi)害。

1 研究區(qū)概況

咸陽市位于陜西省關(guān)中盆地的中部，屬于大陸性季風(fēng)氣候，地勢(shì)北高南低，呈階梯狀，高差明顯。四季冷熱干濕分明，氣候溫和，光、熱、水資源豐富，有利于蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。蘋果優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)主要集中在北部，是世界上完全符合蘋果生產(chǎn)7項(xiàng)指標(biāo)的區(qū)域之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全市蘋果總面積17萬hm2，總產(chǎn)量為386.2萬t，產(chǎn)量占全省蘋果產(chǎn)量的32.6%，居全省第一，總產(chǎn)值193億元，是咸陽市農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。

2 蘋果生長(zhǎng)適宜氣象條件

2.1 溫度

蘋果樹是喜低溫干燥的溫帶果樹，要求冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。若蘋果現(xiàn)蕾期溫度降至-4.0～-2.8 ℃，花芽受凍，開花期氣溫降至-2.0 ℃，凍死在花期，子房受凍[2]。若溫度大于35 ℃，不利于蘋果花芽分化、果實(shí)發(fā)育、著色、固態(tài)物質(zhì)和糖分積累，且易發(fā)生日灼傷，影響蘋果樹生長(zhǎng)。

2.2 降水

蘋果樹的生長(zhǎng)需要適量的水分，一般認(rèn)為，蘋果樹生長(zhǎng)期的年降水量500～800 mm，可滿足蘋果樹生長(zhǎng)對(duì)水分的需求[3-4]。雨量過少，蘋果品質(zhì)不好；雨量過多，日照不足，則易造成枝葉徒長(zhǎng)，花芽分化不良，產(chǎn)量低而不穩(wěn)定，病蟲害嚴(yán)重，果實(shí)質(zhì)量差。

2.3 日照

蘋果樹為喜光樹種，光照充足則樹體長(zhǎng)勢(shì)健壯、芽體飽滿、果實(shí)含糖量高，著色好，產(chǎn)量高且品質(zhì)好。蘋果樹生長(zhǎng)要求全年日照不低于2 200 h，低于1 500 h不利于果實(shí)著色。尤其是8—9月的日照不能低于300 h，否則不利于果實(shí)著色。

3 適宜氣象指標(biāo)對(duì)比分析

統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)武、旬邑、彬州、永壽、淳化地區(qū)年平均氣溫、年極端最低氣溫、年降水量等氣象要素。結(jié)果表明：1991—2020年咸陽北部地區(qū)年平均氣溫9.4～11.7 ℃，年極端最低氣溫-19.0～28.2 ℃，1月中旬平均氣溫-5.0～-2.2 ℃，夏季(6—8月)平均氣溫20.7～23.2 ℃，年最高氣溫≥35 ℃的日數(shù)0.2～6.4 d，夏季(6—8月)平均最低氣溫15.3～18.5 ℃，年降水量537.6～589.1 mm。經(jīng)與蘋果樹生長(zhǎng)適宜氣象指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比可以得出[5-7]：長(zhǎng)武、淳化所有氣象條件均在適宜指標(biāo)內(nèi)；其余縣除夏季平均氣溫和年最高氣溫≥35 ℃的日數(shù)略高于適宜氣象指標(biāo)，年極端最低氣溫和降水量略低于適宜氣象指標(biāo)外，其余各項(xiàng)指標(biāo)均在適宜氣象指標(biāo)范圍內(nèi)；與1981—2010年咸陽蘋果樹種植區(qū)氣象條件進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)[8]，1991—2020年咸陽北部氣候變化較大，除夏季平均最低氣溫外，部分縣區(qū)年極端最低氣溫、年最高氣溫≥35 ℃的日數(shù)、降水量、平均氣溫略超出適宜蘋果生長(zhǎng)的氣象指標(biāo)?？傮w而言，咸陽北部地區(qū)依然比較符合蘋果種植優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)。

表1 咸陽北部蘋果種植氣象條件與適宜氣象指標(biāo)對(duì)比

4 蘋果品質(zhì)與氣象條件的關(guān)系

氣象條件是影響蘋果品質(zhì)的重要因素，關(guān)鍵物候期的溫度直接影響蘋果的含糖量、含酸量、硬度等指標(biāo)。蘋果生長(zhǎng)的3個(gè)關(guān)鍵物候期分別為果實(shí)第一膨大期、第二膨大期、果實(shí)成熟期，分別出現(xiàn)在7月上中旬、8月中旬和9月上中旬。其中，7月是果實(shí)成長(zhǎng)迅速膨大期，該月氣溫日較差的大小影響果實(shí)膨大和生長(zhǎng)，并與含糖量呈顯著正相關(guān)性[9]。蘋果生長(zhǎng)關(guān)鍵期的適宜指標(biāo)如表2所示。

表2 蘋果品質(zhì)形成關(guān)鍵期適宜溫度 ℃

由表3可知，1991—2020年咸陽北部蘋果種植區(qū)果實(shí)第一膨大期的溫度為22.1～24.1 ℃，果實(shí)第二膨大期的溫度為20.7～22.9 ℃，果實(shí)成熟期的溫度為16.2～18.8 ℃，7月氣溫日較差為9.4～11.4 ℃。經(jīng)與蘋果品質(zhì)形成關(guān)鍵期適宜溫度指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，彬州、永壽、淳化蘋果關(guān)鍵物候期的溫度略偏高，長(zhǎng)武、旬邑蘋果關(guān)鍵物候期的溫度均在適宜范圍內(nèi)。與1981—2010年咸陽蘋果種植區(qū)氣象條件進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，1991—2020年咸陽北部地區(qū)蘋果關(guān)鍵物候期的溫度略偏高，除永壽外，其余地區(qū)7月氣溫日較差大于10 ℃，有利于果實(shí)迅速膨大和糖分積累?？傮w而言，咸陽北部地區(qū)氣象條件依然符合優(yōu)質(zhì)果品的生長(zhǎng)。

表3 咸陽北部蘋果關(guān)鍵期氣象條件 ℃

由表4可知，1991—2020年咸陽北部年平均氣溫9.4～11.7 ℃，≥10 ℃年積溫3 311.0～3 986.8 ℃·d，6—9月溫度日較差9.3～11.3 ℃，年日照時(shí)數(shù)2 059.7～2 296.8 h，年降水量537.6～589.1 mm，相對(duì)濕度64%～68%。經(jīng)與紅富士最適宜氣象條件進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，咸陽北部地區(qū)年日照時(shí)數(shù)均偏低，彬州、永壽、淳化≥10 ℃年積溫略偏高，長(zhǎng)武、永壽6—9月溫度日較差略偏低。與1981—2010年咸陽蘋果種植區(qū)氣象條件對(duì)比，氣象條件依然較適宜紅富士蘋果的生長(zhǎng)。

表4 咸陽北部蘋果種植區(qū)與紅富士最適宜氣象條件比

5 影響當(dāng)?shù)靥O果生長(zhǎng)的主要?dú)庀鬄?zāi)害

咸陽北部地區(qū)因其獨(dú)特的氣候條件，蘋果生長(zhǎng)過程中時(shí)常遭受低溫凍害、冰雹、干旱、高溫?zé)岷Α⒈┯?、連陰雨等氣象災(zāi)害，對(duì)蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)造成不同程度的影響。

5.1 低溫凍害

低溫凍害是低于0 ℃的溫度下物體結(jié)冰所造成的傷害。咸陽北部地區(qū)冬季干燥而寒冷，易發(fā)生雨雪凍害天氣，極端最低溫度低且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，常造成樹干、枝條和花芽受凍，引起蘋果樹腐爛病的發(fā)生，影響開花而降低產(chǎn)量，嚴(yán)重時(shí)造成幼樹死亡。春季氣溫上升，蘋果樹抗寒能力隨之減少，但咸陽北部地區(qū)春季受冷空氣不時(shí)侵襲，易出現(xiàn)“倒春寒”天氣，而蘋果正處于萌芽期、花期及幼果期，花芽、花朵枝條及幼果非常容易遭受到凍害，造成蘋果產(chǎn)量銳減，品質(zhì)下降。

5.2 連陰雨

連陰雨是連續(xù)3～5 d以上的連續(xù)陰雨天氣現(xiàn)象，中間可以有短暫的日照時(shí)間，但不會(huì)有持續(xù)1 d以上的晴天。咸陽秋季干燥寒冷的冬季風(fēng)與溫暖潮濕的夏季風(fēng)在此時(shí)交替，暖氣流南退受到秦嶺阻擋，因此常出現(xiàn)連陰雨天氣。9—10月，咸陽北部蘋果基本處于果實(shí)著色期和成熟采收期，連陰雨天氣不僅使果實(shí)無法著色、風(fēng)味差、果面光澤度和商品價(jià)值降低，而且給蘋果采收帶來困難。

此外，咸陽在春季連陰雨天氣也有發(fā)生，但強(qiáng)度較秋季連陰雨較弱。因此，咸陽北部蘋果在花期也會(huì)受到連陰雨天氣的影響，連陰雨天氣過多，影響授粉，降低成花率，造成有花無果的現(xiàn)象，當(dāng)年蘋果產(chǎn)量減少。

5.3 干旱

干旱是長(zhǎng)時(shí)期降水偏少，造成空氣干旱，土壤缺水，致使果樹體內(nèi)水分發(fā)生虧欠，影響正常發(fā)育而減產(chǎn)的一種氣象災(zāi)害。咸陽北部地區(qū)處于渭北旱塬地帶，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)偏旱氣候，四季均有不同程度的干旱出現(xiàn)，其中春旱、夏秋連旱對(duì)蘋果生長(zhǎng)影響最大。春旱常出現(xiàn)在蘋果的開花—坐果期和新梢旺長(zhǎng)期，開花—坐果期土壤干旱時(shí)會(huì)使花期縮短，影響花粉發(fā)芽，嚴(yán)重影響坐果率。新梢旺長(zhǎng)期土壤干旱時(shí)會(huì)使新梢生長(zhǎng)量不足，葉片受阻，落果增加，當(dāng)年蘋果產(chǎn)量銳減。夏秋連旱常出現(xiàn)在果實(shí)膨大期，影響果實(shí)大小、品質(zhì)、產(chǎn)量、口味，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生大量落果。

5.4 冰雹

冰雹是在對(duì)流云形成的積雨云中形成的，系圓球形或圓錐形的冰塊,由透明層和不透明層相間組成。直徑一般為5～50 mm,大的有時(shí)可達(dá)10 cm以上,常砸壞果樹。咸陽北部常常受西路和北路冰雹路徑發(fā)展的影響，容易發(fā)生冰雹天氣，尤其是夏季對(duì)流天氣發(fā)生多，降雹日數(shù)也最多，春秋次之。春季發(fā)生的冰雹易影響蘋果的開花坐果，嚴(yán)重時(shí)落花落果，導(dǎo)致大幅度降產(chǎn)。夏秋季發(fā)生的冰雹易對(duì)蘋果的品質(zhì)產(chǎn)生影響，因蘋果果面帶傷，商品價(jià)值大幅度下降，對(duì)果農(nóng)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失。

5.5 高溫?zé)岷?/h3>

高溫是指果樹生理代謝適宜溫度上限值的環(huán)境溫度。在不同的生育期，溫度超過正常生長(zhǎng)發(fā)育溫度，就會(huì)造成蘋果發(fā)生高溫?zé)岷ΑＬO果開花期適宜溫度長(zhǎng)時(shí)間超過25 ℃，就會(huì)影響蘋果授粉，降低坐果率；花芽分化期溫度超過30 ℃就會(huì)影響花芽分化進(jìn)程；果實(shí)膨大期溫度超過35 ℃會(huì)降低蘋果的固態(tài)物質(zhì)和糖分含量，發(fā)生日灼；著色期日平均溫度超過25 ℃時(shí)，蘋果無法著色；果樹休眠期溫度過高，一方面，果樹呼吸輕度增強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)消耗大，影響花芽分化；另一方面，果樹不能正常休眠，導(dǎo)致后期萌芽、開花、明顯延遲且不整齊，甚至花蕾中途枯死脫落。

5.6 暴雨

暴雨是一次短時(shí)的或連續(xù)的強(qiáng)降水過程，在地勢(shì)低洼、地形閉塞的地區(qū)，雨水不能迅速宣泄造成農(nóng)田積水和土壤水分過度飽和給農(nóng)業(yè)帶來的災(zāi)害。咸陽市夏季受副熱帶高壓影響和控制，炎熱多雨，常出現(xiàn)暴雨天氣，尤其是7月下旬至8月上旬旱澇急轉(zhuǎn)，暴雨強(qiáng)度大。暴雨天氣會(huì)使果園產(chǎn)生積水，造成土壤氧氣匱乏，透氣性差，果樹根部無法獲得生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，果樹也容易出現(xiàn)病蟲害[10]。此外，在蘋果的花芽分化期，降水過多，會(huì)導(dǎo)致春梢停長(zhǎng)期推遲，降低花芽形成率。

6 結(jié)論

(1)咸陽北部地區(qū)氣象條件較為適宜蘋果種植，其中，長(zhǎng)武、旬邑氣象條件更有利于蘋果生長(zhǎng)，品質(zhì)更優(yōu)。

(2)1991—2020年咸陽北部地區(qū)蘋果生產(chǎn)氣象條件與1981—2010年相比，超出適宜指標(biāo)的數(shù)量有所增多，建議考慮引進(jìn)更加耐受高溫、抗旱的新品種或改良樹種；主要物候期關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)天氣變化采取相應(yīng)保護(hù)措施，保證蘋果順利生長(zhǎng)。