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基于SURFER技术的广西葡萄高温热害空间分布研究

2022-04-15吴炫柯汪仁军刘永裕姚裕群

中国农学通报 2022年8期
关键词:采收期坐果开花

吴炫柯,汪仁军,黄 维,刘永裕,姚裕群

(1柳州市农业气象试验站,广西 柳州 545003;2广西壮族自治区柳州种畜场,广西 柳州 545003;3广西科技大学,广西 柳州 545005)

0 引言

从2009年开始,随着广西加大葡萄推广种植,广西“葡萄一年两收栽培技术”项目研发成功,广西葡萄产业发展迅猛,到2016年种植面积达到3.5万hm2,产量达50.9万t,产值超过27亿元,葡萄成为广西单位面积经济效益最好的水果种类,广西也成为中国南方葡萄生产主要省区[1-2]。从1990年开始,由于温室气体排放影响,全球气候变暖加剧,极端灾害天气频发,日益加剧的高温天气,特别是广西实施葡萄盖膜的“三避技术”(避雨、避寒、避晒),葡萄果实套袋以及果农对高温灾害性天气预防的不重视,从2000年开始广西葡萄高温灾害性天气频发,从幼果期到果实成熟期均能出现,对广西葡萄的产量和品质造成一定的影响。本研究通过对广西1961—2016年极端最高气温的统计分析,以广西葡萄发生高温热害频率最高,容易致灾的2个时期开花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)为研究对象,分别统计其发生高温热害的频率,了解广西高温热害的空间分布区域,为广西葡萄产业趋利避害提供科学的决策依据。前人的研究表明,在葡萄果实膨大至成熟期,在高温强光照下果实日灼率达60%左右,产生日灼的主要原因是强光照、干旱或连续数日高温干热的天气或数日阴雨低温后急剧升温的天气[3]。葡萄在开花坐果期遇到高温,花芽退化,如果高温时间较长,花芽严重退化,整个花序死亡;在幼果期间受到高温,果实表面形成芝麻状的黑色斑点,形成太阳果,严重时整个果粒皱缩坏死;成熟采收期遇到高温,容易造成果实表面灼伤、形成褐红色斑块,极大地降低果实的外观和品质[3-5],但是对于广西葡萄高温热害发生频率的空间分布特征图,尚未见报道。为了规避高温热害对广西葡萄生产的影响,利用前人研究的葡萄热害等级指标,通过分析1961—2016广西各县市逐日气象资料数据,统计广西各县葡萄热害发生的频率,再通过Surfer软件制图,直观的了解广西葡萄高温热害空间分布区域。只为了解葡萄种植区域高温热害存在的风险,加强对葡萄高温的防御方法和措施,降低高温热害对葡萄的危害,提升葡萄果实的品质。

1 材料与方法

1.1 葡萄热害等级指标

综合前人对葡萄高温热害的研究成果,确定葡萄在开花坐果期和成熟采收期高温热害指标为:连续3日以上最高气温≥35.1℃,再结合广西葡萄物候期情况,广西葡萄开花坐果期在4—5月,成熟采收期在7—8月,确定表1的葡萄高温指标。

表1 葡萄高温热害指标[7-10]

1.2 数据构建

广西壮族自治区91个国家级自动气象观测站,1961—2016年逐日极端最高温度的气象数据。葡萄高温热害发生频率=(1961—2016年发生总次数)/57年,根据葡萄高温热害等级指标,分别统计广西壮族自治区91个国家级自动气象观测站广西葡萄开花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)热害发生的频率。整理广西各市县站点资料,包含的各市县气象站站点位置坐标,经度、纬度及开花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)热害发生的频率Excel格式数据,以及广西边界地理信息。

1.3 利用Surfer绘图

利用Surfer软件中强大的Grid功能,完成插值计算过程,绘制等值线图,形成广西葡萄高温热害频率分布图。

2 结果与分析

2.1 开花坐果期(4—5月)广西葡萄热害频率分布图

从图1可以看出,区域颜色越深广西葡萄高温热害出现的频率越高,区域颜色越浅,出现的频率越低,开花坐果期(4—5月)广西葡萄高温热害频率主要分布在西南部,以隆林、凌云、巴马、武鸣、邕宁、上思、东兴一线为广西坐果期(4—5月)发生有热害的分界线,向西南呈逐步增加的趋势,其中以崇左、百色2个地区发生频率最高,其中百色市发生频率达到0.79次/年,其次是西林达到0.65次/年,再次是那坡为0.56次/年,在广西南部的贵港发生频率达到0.16次/年。

图1 开花坐果期(4—5月)广西葡萄热害频率分布图

2.2 成熟采收期(7—8月)广西葡萄热害频率分布

从图2可以看出,广西葡萄成熟采收期(7—8月)葡萄热害频率发生严重,呈现多地多点分布,其中有5个高发中心,桂北的平乐、恭城、阳朔中心;桂东的梧州、藤县、苍梧中心;桂西南的崇左、宁明、龙州中心,桂西北百色、田东、田阳中心,桂中的柳城、鹿寨中心,这些区域在葡萄成熟采收期高温热害发生的频率可大于0.90次/年,十年中有九年可以发生高温热害,高温热害比较严重。桂西北的南丹、乐业、西林、隆林;桂西的靖西和那坡;桂南沿海的东兴、防城港、合浦、北海;桂中的金秀等地区,葡萄成熟采收期葡萄热害频率发生较低,小于0.05次/年,属于无热害区或轻度热害区。

图2 成熟采收期(7—8月)广西葡萄热害频率分布

3 讨论

从葡萄开花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)热害频率分布图来分析,广西春季葡萄开花坐果期发生高温热害区域,仅分布在桂西的部分地区,其余广西的大部分地区没有发生,这就容易造成桂西地区果农对葡萄开花坐果期高温热害的重视程度不够,一旦在此期间出现高温性灾害天气和阴雨低温后急剧升温的天气,就会造成葡萄幼果被太阳灼烧变褐色,容易落果,最终影响葡萄产量。葡萄成熟采收期(7—8月)广西葡萄热害频率发生严重,呈现多地多点分布,夏季广西温度较高并伴随强烈阳光,葡萄果实直接暴露在强光下,表面局部温度过高,使其果实组织呼吸作用旺盛,酶的活动和细胞内含物等化学变化不正常,因而引起细胞变为褐色坏死,随后呼吸量急剧下降,发生葡萄果实日灼病害,造成果实干缩枯萎,严重影响葡萄产量和品质[5-6]。根据葡萄开花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)热害频率分布图来综合分析,将广西葡萄热害空间分布划分为以下几个区域。

无热害区:广西的合浦、涠洲岛、乐业、南丹、金秀没有发生过葡萄高温热害性天气,该地区春季温暖,夏季无高温,能够避开高温对葡萄生产的影响。

轻度热害区:高温热害发生的频率大于0次/年,小于0.3次/年,该区域为德保、北海、凤山、天等、防城港、东兴、隆林、凌云、罗城、防城。

中度热害区:高温热害发生的频率大于0.3次/年,小于0.5次/年,该区域为钦州、资源、浦北、陆川、灵山、凭祥、博白。

重度热害区:高温热害发生的频率大于0.5次/年,小于0.8次/年,该区域占据面积最广,包括西林、隆林、大新、宾阳、容县、上林、蒙山、兴安、玉林、龙胜、北流、马山、富川、横县、桂平、东兰、邕宁、平果、灵川、永福、都安、上思、桂林、灌阳、武宣、隆安、融水、临桂、巴马、南宁、柳江、河池、环江、武鸣,34个县或市的区域。

严重度热害区:高温热害发生的频率大于0.8次/年,该区域包括天峨、平南、沙塘、象州、雁山、全州、钟山、宜州、柳州、来宾、贵港、宁明、融安、荔浦、阳朔、昭平、岑溪、田阳、贺州、梧州、扶绥、龙州、柳城、恭城、田东、三江、鹿寨、忻城、苍梧、藤县、崇左、百色、平乐,33个县或市的区域。

4 结论

从广西葡萄热害空间分布来看,成熟采摘期高温成为制约广西葡萄产业的主要气象因子,广西大部分地区集中在重度热害区和严重度热害区。在重度热害区和严重度热害区,高温不仅对葡萄果实产生危害,降低果实产量和品质,也对葡萄植株产生危害,葡萄植株受到高温影响,木栓层水分蒸腾作用加快,即成为异常蒸腾,如果长时间的高温和日光照射树皮失水严重,达到干旱状态,使树皮收缩最终呈烫死状,造成植株死亡。

如何防止高温对葡萄的危害措施:(1)防止葡萄树温上升,在容易发生葡萄高温危害的地区,采用树体本身遮挡日光直接照射的方法,以枝条和树叶保护为目的,进行合理整形和夏季修剪,调整叶片层厚度及树叶量,达到遮挡日光直接照射的作用,防止葡萄树局部温度上升剧烈。(2)抑制树皮表层蒸发,在日光照射时,日照热能起干燥作用,可以通过涂抹白色保护剂的办法。(3)加强树体水分管理。树温上升则关系到树体内的水分状态,也联系到水分运转情况,维持葡萄树体水分既适度而又成均衡状态。(4)土壤覆盖防止地面辐射热使地温上升,保持葡萄正常水分含量,也是一种防止葡萄高温热害的措施。

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