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盆栽灵武长枣设施促早栽培的需冷量研究

2022-03-26万仲武马国飞胡宏远

干旱地区农业研究 2022年2期
关键词:冷库冷藏盆栽

张 磊,万仲武,李 娜,杨 洋,马国飞,徐 蕊,胡宏远, 尚 艳

(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室,宁夏 银川 750002;2.宁夏气象防灾减灾重点实验室,宁夏 银川 750002;3.宁夏气象科学研究所,宁夏 银川 750002;4.宁夏灵武大泉林场,宁夏 灵武,751400)

宁夏的灵武长枣是具有鲜明地方特色的优良鲜果品种,其果实个大、果肉酥脆、酸甜可口,富含多种矿物质及维生素,被誉为“枣中之王”[1]。2006年,灵武长枣被国家质量监督检验检疫总局批准为“地理标志保护产品”,2014年,宁夏灵武长枣种植系统被农业部列入第二批中国重要农业文化遗产名录[2]。目前,灵武长枣种植面积超过1万hm2,年产值过亿元,已成为壮大区域经济、调整农业产业结构、增加农民收入的特色产业和支柱产业。

灵武长枣的露地成熟期在9月中下旬至10月中旬,鲜果不耐储藏,上市期相对集中,同时这一时期其他果品也在大量上市,鲜果市场竞争激烈,导致近年来价格一路下滑,严重影响了产业经济效益。设施促早栽培技术可以实现灵武长枣提前成熟上市,提高栽培效益,近年来在灵武长枣的核心种植区得以快速发展。掌握灵武长枣的需冷量指标是设施促早栽培成功的前提条件之一:在设施促早栽培中若需冷量不足,灵武长枣则无法正常通过休眠,会引起生长发育障碍,即使后期条件适宜,也不能适期萌发,或者萌发不整齐,影响长枣果实品质和产量。落叶果树的需冷量会因品种、区域、栽培方式、试验方法的不同而有所差异,某些情况下,这种差异会很大。目前,较为通用的需冷量估算模型主要有7.2℃和0~7.2℃模型等[3-5],已经有学者采用秋冬季分批剪取枣树枝条在室内进行萌发培养试验等方法开展了不同枣树品种需冷量测定工作[6],尚未见到利用盆栽方法开展灵武长枣需冷量估算的报道。

本研究拟利用保鲜冷库和日光温室等设施,采用经典的7.2℃和0~7.2℃需冷量估算模型对盆栽灵武长枣的需冷量进行研究,以期为灵武长枣的设施促早栽培提供科技支撑,提高灵武长枣产业的经济效益。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地点位于宁夏灵武市大泉林场千亩设施园艺基地,该基地位于灵武市新华桥镇,106°14′43″E,38°4′18″N,海拔高度1 121 m,年平均气温9.2℃,降水量188.4 mm,日照时数3 002.1 h,属中温带干旱区。基地建有灵武长枣日光温室198栋、塑料大棚13棚,冷库1座,可为盆栽长枣需冷量研究提供良好的试验条件。

1.2 试验材料

试验材料为灵武长枣嫁接苗,盆栽种植。基砧为酸枣,选择生长势好、根系发达的枣树,采用主干形,在休眠期进行定植。花盆采用圆口直径60 cm、底径45 cm、高50 cm的陶质花盆。营养土以腐殖质土加园土混合配制而成。移植时盆底放入少量沙子再加入一部分营养土,剪去过长的粗根,使枣树根系在花盆中伸展开,一边加营养土一边拍盆边,层层压实,浇透水。待过段时间盆土下沉后再加一些营养土,盆口留几厘米深不填土作为浇水的水口。共准备80株盆栽灵武长枣作为试验材料。

1.3 试验方法

1.3.1 冷库低温休眠处理 在2019年7月5日—8月19日,每隔5 d分别将8盆灵武长枣移入保鲜冷库中进行低温处理,冷库温度设置为2℃,总共分期入库10个批次,共80盆灵武长枣。入库前摘去枣树叶片,花盆浇透水,逐个挂牌标示。用杭州路格科技有限公司生产的L92-1温湿度自记仪观测冷库内温湿度,自动记录频率设定为每次间隔30 min。

1.3.2 日光温室升温催芽 在9月8日,即第10批盆栽灵武长枣在冷库中存放满20 d时,将10个批次的80盆灵武长枣全部从冷库中移至日光温室中进行升温催芽,这样即获得了20、25、30、35、40、45、50、55、60、65 d共10个低温处理时间段的盆栽灵武长枣(分别表示为D20、D25、D30、D35、D40、D45、D50、D55、D60、D65)。在前期温室升温时要求遮阴、通风透气好,温室内温度不能过高。在温室内设置温湿度记录仪2台,观测室内空气温、湿度和花盆内土温。

1.3.3 萌芽观测 从9月14日起每隔3 d调查一次灵武长枣的萌芽情况,以芽片开裂露绿为标准,调查进入开裂露绿及之后发育阶段的所有芽数,与总芽数相比得到每盆长枣的萌芽率,每批次8盆进行平均,得到每批次的萌芽率。升温满30 d时结束观测,共获得10个低温处理各9次的萌芽率资料。

1.3.4 温度测定和需冷量计算 冷库内温度记录仪采样间隔为30 min,日光温室内的温度记录仪采样间隔为10 min,计算成逐小时数据备用。盆栽灵武长枣的需冷量采用0~7.2℃模型进行计算。

2 结果与分析

2.1 冷库温度

保鲜冷库的温度设置为2℃,逐小时气温监测结果显示(图1),在7月6日至9月7日期间,冷库内的气温最低0.8℃,最高3.9℃,并且绝大多数情况下保持在1.0~2.5℃,符合需冷量估算模型0~7.2℃模型的计算需求。

2.2 日光温室温度

在9月9日至10月10日盆栽灵武长枣升温催芽期间,正常情况下日光温室在早晨8∶30左右揭苫,10∶30左右拉开风口通风降温,下午17∶30左右放苫,根据天气及温室内温度情况适当调整。气温监测结果显示(图2),白天日光温室内的气温多在20℃~35℃,个别时段超过35℃,夜间气温多在10℃~20℃,能够满足盆栽灵武长枣萌芽需要。

图2 日光温室9月8日—10月9日逐小时气温

2.3 盆栽灵武长枣萌芽率

日光温室升温第6天也即9月14日开始每隔3 d调查一次萌芽率,共调查9次,至10月8日结束(如图3)。总体上,盆栽灵武长枣萌芽率随冷藏时间的增加而提高,冷藏40~65 d的6个处理萌芽率明显高于冷藏25~35 d的4个处理。特别是冷藏45 d以上的5个处理,最终的萌芽率均在70%以上,冷藏65 d的处理最高,为82.6%;冷藏20~35 d的4个处理,萌芽率不足40%,最低仅为10.9%。在萌芽速率上,各处理均表现为前期迅速、后期缓慢的趋势,在升温第12天也即9月20日时各处理的萌芽率已接近最高值,此后增加极为缓慢,特别是9月26日之后,萌芽率基本不再增加。

图3 10个低温处理盆栽灵武长枣萌芽率动态变化

2.4 盆栽灵武长枣需冷量

为了获得盆栽灵武长枣的需冷量指标,利用各处理的最终萌芽率资料,建立了萌芽率(y)和冷藏日数(x)之间的数学关系模型。如图4所示,盆栽灵武长枣的最终萌芽率随着冷藏时间的增加而提高,经过比较分析,以R2的大小为判别标准建立的最优拟合方程为对数方程,其公式为:

图4 盆栽灵武长枣萌芽率和冷藏日数的关系

y=69.3ln(x)-201.95

(1)

其中,y为萌芽率,x为冷藏时间,R2=0.878,F=57.415,sig≤0.001。

一般认为,对于落叶果树,如果萌芽率能够达到70%~80%,则表明其生理休眠正常解除,也即前期的低温累积量能够满足其打破休眠所需,此时的低温累积量即为需冷量。根据公式(1),当萌芽率(y)设为70%和80%时,则求得的冷藏日数(x)分别为50.6 d和58.5 d,由于冷藏期逐小时温度均在0~7.2℃之间,因此采用≤7.2℃模型和0~7.2℃模型计算获得的盆栽灵武长枣需冷量均为1 214~1 403 h,若取平均值则需冷量为1 309 h。

3 讨 论

需冷量是温带果树在长期适应环境过程中形成的休眠期对低温量的需求,只有满足了需冷量,才能保证其自然休眠顺利解除,进而在适宜的条件下正常萌芽展叶。如果需冷量不足,则落叶果树无法完成正常自然休眠全过程,会引起生长发育障碍,即使条件适宜,也不能适期萌发,或萌发不整齐,影响正常生长,对于需冷量的估算,目前多采用≤7.2℃模型、0~7.2℃模型和犹它模型等[3-5]。落叶果树的设施促早栽培中,需冷量是多少、采取什么方法来满足其需冷量是非常重要的一个技术环节,是促早栽培成败的关键,这在葡萄、桃、杏、石榴等果树的设施栽培中已有较多研究[7-13]。本研究采用冷库冷藏、温室升温催芽的方式,根据≤7.2℃模型和0~7.2℃模型估算的盆栽灵武长枣需冷量在1 309 h,该结果与其他机构对灵武长枣的研究结果有较大差异。李程琛等[6]采用休眠后分批采集枝条在人工气候箱升温催芽的方法,获得的灵武长枣需冷量为446 h(≤7.2℃模型)和410 h(0~7.2℃模型),这一数值远低于本研究获得的需冷量值。国内学者对其他枣品种的需冷量也进行过研究,高梅秀等[14]在天津采取类似的方法,获得的6个枣品种的需冷量在764~1 010 h(≤7.2℃模型)和372~602 h(0~7.2℃模型);贺润平等[15]在山西获得的24个枣品种的需冷量在775~1 737 h(≤7.2℃模型)和395~580 h(0~7.2℃模型),其中有6个品种的需冷量(≤7.2℃模型)高于本研究结果,其他均低于本研究结果。枣树的需冷量会因品种的不同而有所不同;同一品种在不同地区、不同栽培措施下会有所差异;采用不同的试验方法也有可能获得不同的需冷量结果,例如采用离体枝条试验和盆栽整株试验所得的需冷量数值明显不同;同时对萌芽率的预期也会给需冷量估算带来影响。因此,在开展落叶果树的设施促早栽培中,要根据特定的品种、区域、栽培方式以及对萌芽率甚至产量的预期等来确定其需冷量,并采取相对标准规范的管理措施来满足其对低温的需求。本研究所采用的利用保鲜冷库来满足盆栽灵武长枣的需冷量、然后在日光温室内升温催芽的方法,从理论上讲可实现灵武长枣全年不间断生产,进而达到填补上市空白期、提高栽培经济效益的目的。根据本研究结果,大泉林场设施园艺基地于2020—2021年度开展了1个温棚的试产,并达到预期效果:2020年7月上旬将盆栽灵武长枣摘叶后放到保鲜冷库中,9月上、中旬分批次移至日光温室内升温催芽,2021年2月上旬盆栽灵武长枣陆续成熟。

4 结 论

研究表明,保鲜冷库可以提供较为稳定的低温环境,在保鲜冷库内对盆栽灵武长枣进行冷藏,可以使其提前进入休眠并逐步完成休眠过程。在一定范围内,随着冷藏时间的延长,盆栽灵武长枣的最终萌芽率也随之增加。根据≤7.2℃模型和0~7.2℃模型估算,盆栽灵武长枣在保鲜冷库较为稳定的低温环境条件下打破休眠的需冷量为1 309 h。在开展灵武长枣的设施促早栽培中,要根据特定的栽培方式、温度环境条件以及对萌芽率的预期等来确定其需冷量,并采取相对规范的管理措施来满足其对低温的需求。

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