枇杷低溫凍害等級指標研究

楊 凱，陳 惠，林 晶，陳 濤

(1.福建省氣象科學研究所 350001;2.福建省福清市氣象局)

枇杷屬于亞熱帶作物，是我國特產的常綠果樹，也是福建省的主要果樹品種之一［1］，2013年全省枇杷種植面積3.8萬hm2，年產量達23.7萬t［2］。枇杷秋冬開花，翌年春季形成果實。因此，枇杷與香蕉、荔枝、龍眼等果樹不同，其營養器官一般不會受凍［3］，但因枇杷花果期處于一年中溫度最低的時期而常常遭受凍害。2004年12月下旬至2005年1月上旬，受北方強冷空氣的侵襲，福建省出現數年少有的嚴重霜凍現象，莆田市、永春縣、福清市等枇杷主產區受霜凍影響較重，據估算，僅莆田市直接經濟損失就達3億元以上［4］。前人研究表明，枇杷營養器官能耐－18℃的低溫，枇杷花凍害臨界溫度為 －6℃，枇杷幼果凍害臨界溫度為－3℃［4－6］，但具體凍害等級指標并未確定。近年來，由于枇杷種植效益高，枇杷生產在南方地區以及福建省呈迅速增長趨勢，但因缺乏實用的凍害指標，存在著盲目引種和擴種現象。因此，開展枇杷低溫凍害等級指標研究，建立枇杷凍害等級，對枇杷凍害監測預警、合理布局等具有重要意義。由于枇杷花為分批開花，即使前期花遭遇凍害，后批花也可結果［7］;而枇杷幼果生長期恰逢冬季，此時低溫凍害將嚴重影響果實品質和產量，溫度是枇杷能否作為經濟栽培的主要限制因子［8－9］。在以往的研究中，多數學者主要研究通過田間觀測方法確定枇杷的凍害溫度，對枇杷在不同凍害程度下的溫度指標等級研究則較少。因此，本文通過山坡地梯度觀測數據，結合枇杷幼果低溫箱試驗，并參考其他作物凍害指標等級的劃分，對枇杷低溫凍害等級指標進行研究，旨在為福建省枇杷生產部門制定適宜的引種擴種、防災減災決策和作物合理布局提供科學依據。

1 研究方法

1.1 山坡地枇杷凍害觀測試驗

201 0～2011年在福建省枇杷主產區的福清市一都鎮善山村 (中國枇杷之鄉)的枇杷園山坡地設置5個梯度小氣候觀測點，記錄各點逐日極端最低氣溫，對各測點的枇杷幼果隨機采樣，每株枇杷樹采1～2個果穗，每個果穗3個幼果，共采60個幼果解剖，記錄幼果的褐變率。在枇杷成熟采摘期對山坡地各測點的種植農戶調查訪問，評估各測點的枇杷減產率。

表1 山坡地各觀測點地理位置

1.2 枇杷幼果凍害低溫箱試驗

分別于2011年和2012年1月典型陰天早晨到福清市一都鎮無凍害點采集枇杷幼果，2011年采集品種為早鐘6號 (特早熟品種)和解放鐘 (晚熟品種);2012年增加長紅3號 (中熟品種);不同品種各采500～600個果穗。所有果穗均插于預先備好的花泥中，并放置于人工小氣候低溫箱內。2011年試驗設置溫度范圍為－2.5℃ ～－6.0℃，2012年為－1.0℃ ～－5.5℃，每隔0.5℃設1個處理，每個處理樣品50～60個果穗。

所有處理全部放入低溫箱中仿照自然降溫至設定的起點溫度，恒溫40 min后取出第1個處理果穗放在室內 (做好標記，下同)，低溫箱每隔30 min降低0.5℃，每個處理恒溫40 min后取出1個果穗放在室內，直至降溫至－5.5或－6.0℃。不同品種果穗均根據以上步驟進行試驗，3 d后分別統計枇杷幼果的種子和果肉褐變情況。

2 結果與分析

2.1 枇杷凍害臨界溫度的確定

從表2可見，枇杷凍害程度與溫度密切相關，5個觀測點溫度從高到低順序為－0.7℃、－1.0℃、－1.4℃、－1.8℃、－2.6℃，對應的幼果褐變率為0、26%、30%、44%、94%，減產率也隨溫度降低而增高。可見過程極端最低氣溫越低，凍害越嚴重;第2個觀測點過程極端最低氣溫為－0.7℃，幼果無凍害，而當過程極端最低氣溫為－1.0℃(第4個觀測點)時，幼果開始受凍。因此，初步確定百葉箱內－1.0℃為枇杷凍害的臨界溫度，即當最低氣溫≤－1.0℃時，凍害過程開始，當最低氣溫＞－1.0℃時凍害過程結束。

表2 山坡地各觀測點凍害情況

2.2 枇杷幼果低溫箱試驗結果

表3、表4為2011～2012年枇杷幼果低溫箱試驗結果，表明:不同品種不同低溫處理幼果褐變率稍有差別，但基本上從－1.5～－2.5℃幼果的種胚開始褐變，－2.5～－3.5℃幼果的種胚褐變率增加至30% ～60%，而－3.0～－3.5℃幼果的果肉開始褐變，隨著溫度繼續降低，果肉褐變率增加，當溫度降至－4.5～－5.0℃時，枇杷幼果果肉褐變率達90%以上。

2.3 枇杷低溫凍害等級指標的確定

根據枇杷幼果低溫箱試驗結果，結合山坡地枇杷凍害觀測試驗中確定的幼果受害臨界溫度為－1.0℃，可初步得到枇杷的輕、中、重、極重凍害等級指標分別為:－2.5℃ ＜Tmin≤ －1.0℃、－3.5℃ ＜ Tmin≤ － 2.5℃、 － 4.5℃ ＜ Tmin≤－3.5℃、Tmin≤ －4.5℃。

表3 不同低溫條件下枇杷幼果褐變率(2011年)

表4 不同低溫條件下枇杷幼果褐變率 (2012年)

2.4 枇杷凍害等級指標的驗證

莆田市是我國枇杷主產區，栽培面積2萬多hm2，年產量達8萬多t。本研究通過對莆田市歷史災情資料評估，對初步得到的枇杷凍害等級指標進行驗證。莆田市枇杷主要種植在山區和半山區，而城區最低氣溫可比山區高3.0～5.0℃ (典型的晴天可高8℃)［10］，因此本研究對莆田市氣象觀測站與莆田市枇杷主產區自動站年極端最低氣溫進行比對分析，發現莆田市枇杷主產區年極端最低氣溫比莆田市氣象觀測站低3.0～6.0℃，平均值低4.5℃左右。為客觀確定導致枇杷受害的實際溫度，對莆田市歷年極端最低溫度進行校正。

根據對莆田市歷史災情資料，結合枇杷凍害等級指標的溫度劃分標準，可以從表5中得出結論，歷史災情發生的凍害溫度與枇杷凍害等級指標一致，可見初步確定的枇杷各級指標是可靠的。

表5 莆田市枇杷歷史災情與凍害等級指標驗證

3 結論

本研究通過枇杷山坡地觀測及幼果低溫箱凍害試驗，發現枇杷受凍程度與極端最低溫度密切相關，隨著溫度的降低，凍害趨于嚴重。雖然影響枇杷凍害的因素很復雜，其受害的發生及程度不僅受氣象因子的影響，而且還受植物學因子的影響［11］，本研究對影響枇杷凍害的最主要因子溫度進行分析，初步建立了枇杷低溫凍害等級指標，并進行驗證，可為福建省的枇杷凍害監測預警及栽培適宜區區劃提供依據。

［1］吳仁燁，陳家豪，吳振海.福州市枇杷低溫害預警模型及其應用［J］.江西農業學報，2007，19(1):56－59.

［2］福建省統計局.福建省統計年鑒—2014［M］.北京:中國統計出版社，2014:153－154.

［3］陳惠，王加義，潘衛華，等.南亞熱帶主要果樹凍 (寒)害低溫指標的確定 ［J］.中國農業氣象，2012，33(1):148－155.

［4］張輝，林新堅，吳一群，等.基于GIS的福建永泰山區枇杷避凍區劃 ［J］.中國農業氣象，2009，30(4):624－627.

［5］王加義，陳惠，夏麗花，等.基于離海距和GIS技術的福建低溫精細監測［J］.應用氣象學報，2012，23(4):1－9.

［6］黃壽波，沈朝棟，李國景.我國枇杷凍害的農業氣象指標及其防御技術［J］.湖北氣象，2000(4):17－20.

［7］吳仁燁，陳家豪，吳振海，等.福州市枇杷低溫害預警模型及其應用［J］.江西農業學報，2007，19(1):56－59.

［8］邱繼水，曾楊，潘建平，等.廣東枇杷生態栽培區劃 ［J］.廣東農業科學，2009(12):64－66.

［9］謝鐘琛，李建.早鐘6號枇杷幼果凍害溫度界定及其栽培適宜區區劃［J］.福建果樹，2006(1):7－11.

［10］陳惠，徐宗煥，潘衛華，等.地形閉塞的山坡下部冬季氣溫特征分析［J］.中國農業氣象，2010，31(2):300－304.

［11］陳由強，葉冰瑩，高一平，等.低溫脅迫下枇杷幼葉細胞內Ca2+水平及細胞超微結構變化的研究 ［J］.武漢植物學研究，2000，18(2):138－142.