美國山核桃在祥云縣種植的氣候適應性研究

閆生杰，章慧英，徐安倫

(1.云南省祥云縣氣象局，云南祥云 672100；2.云南省大理白族自治州氣象局，云南大理 671000；3.云南省大理國家氣候觀象臺，云南大理 671003)

美國山核桃又名薄殼山核桃、長山核桃，是胡桃科山核桃屬植物。它原產美國和墨西哥北部，現以美國為中心產區，分布于世界5個洲的20個以上國家和地區，包括美國、墨西哥、意大利、法國、以色列、日本、中國等地，是世界重要的干果樹種之一[1]。美國山核桃是世界著名的優良經濟樹種，樹體高大，樹干通直，木材堅固強韌，紋理致密，不易翹裂，適于制作運動器械、家具、地板等，其枝葉茂密、樹姿優美，又是很好的城鄉綠化樹種。美國山核桃既可做果用，又可做材用，還可用于綠化，具有涵養水源、保持土壤、保護生物多樣性的功能。核桃根系能固定土壤，使山體保持穩定的結構，在雨季截留大量的雨水，減少雨水對地面的沖刷，削減洪水對山谷的沖擊，進而減少地質災害。

云南省擁有得天獨厚的自然環境和氣候條件，2017年核桃種植面積達285.33萬hm2，產量102萬t，產值305億元，種植面積、產量、產值均居全國之首。1974年，云南省林業科學院首次將美國山核桃作為果樹引入云南，經過30多年的努力，美國山核桃在云南引種成功，填補了中低海拔(800～1 600 m)地區缺乏適于大規模推廣且產品市場潛力大的干果樹種空白。祥云縣鹿鳴鄉利用得天獨厚的氣候資源，推廣種植了美國山核桃。2002年，祥云縣鹿鳴鄉引進試種了10 hm2美國山核桃。2003年又從漾濞縣核桃研究站引入成年大樹進行觀察研究[2]。近年來，祥云縣把美國山核桃列為高原特色農業產業，不斷加大投入力度，扶持和引導農民因地制宜地發展種植業，種植面積和產量迅速發展，成為農民脫貧致富奔小康的特色產業。鹿鳴鄉種植的美國山核桃殼薄易剝，核仁肥大，有很高的營養價值，并有補腦強身、降低血脂的功效。美國山核桃成為山區群眾的搖錢樹。筆者通過祥云縣美國山核桃種植生長期的氣候條件，對美國山核桃種植的氣候適應性開展研究，希望相關地區在有類似或接近的氣候條件時充分利用氣候資源，在耕地面積有限時開發荒山荒坡，開發熱區資源，發展特色經濟林果，拓寬山區群眾增收致富渠道。

1 資料與方法

1.1研究地概況鹿鳴鄉位于祥云縣東南部，海拔高低錯落，最高點海拔2 095 m，最低端雄里河谷海拔1 347 m，屬于典型的亞熱帶低熱河谷氣候。鹿鳴鄉光照充足，立體氣候明顯；年平均氣溫17.2 ℃，最熱月6月平均氣溫23.7 ℃，最冷月1月平均氣溫9.7 ℃。溫暖濕潤，雨熱同季，年平均降雨量566.6 mm，平均相對濕度68%，無霜期255 d以上，森林覆蓋率為38.38%。土壤多為砂頁巖風化形成的偏酸性砂壤土，土層深厚，有機質含量豐富，適宜多種農作物及經濟林果。氣象災害種類多，主要有干旱、洪澇、冰雹、大風等。

截至2008年12月，祥云縣鹿鳴鄉已發展栽植美國山核桃73 500株，開始少量結果的達4 600株，成為最大的美國山核桃種植基地，為名副其實的云南省美國山核桃之鄉。目前，各階段種植的美國山核桃已逐步開始掛果。2017年，美國山核桃在鹿鳴鄉的種植面積增至580.2 hm2，當年產量達10 000 kg。隨著美國山核桃種植規模越來越大，鹿鳴鄉投資建起了山核桃加工交易市場，實現了生產、加工、交易一條龍，打通了生產基地、交易市場的大通道，產生了較好的經濟效益。

1.2數據來源選取1958—2017年祥云縣國家基本氣象站資料以及2007—2017年鹿鳴鄉多要素自動氣象站數據，結合祥云縣農業局提供的美國山核桃物候期觀測和美國山核桃品質與產量情況進行綜合分析。品種選用金華和紹興為主，日常管理按大田生產水平進行。

隨著全球氣候的異常變化，核桃的物候特性在育種和栽培實踐中顯得尤為重要[3]。根據祥云縣園藝工作站對引種的美國山核桃所做的物候觀測和果實發育研究的結果，美國山核桃的物候期為3月下旬芽膨大，3月末—4月上旬開始抽發春梢，4月下旬—5月上旬為雄花期，4月下旬—5月中旬為雌花期，5月上中旬為幼果形成期，7月中旬—8月中旬為果實速長期，成熟期在10月中旬—11月上旬，11月中旬為落葉期。整個生長期為230～250 d，末花至果熟需150～160 d。美國山核桃觀測和記載的物候期主要有萌動期、萌芽期、展葉期、新梢生長期、雌花始期、雌花盛期、雌花末期、雄花始期、雄花盛期、雄花末期、果實成熟期、落葉期。

1.3分析方法數據通過GIS技術分析所獲取的日照信息，確定祥云縣年日照時數分布情況，即通過ArcGIS軟件對其衛星影像圖上所標的日照進行轉換，處理形成直觀表達。通過分析軟件Microsoft Office Excel 2017 對氣溫、大風等數據進行歸納統計分析，顯示時間尺度上的動態變化。

2 結果與分析

2.1有利的氣候因子

2.1.1降水。水分管理是美國山核桃商業化種植園管理的關鍵技術，在根系生長期、果實上漿期、果仁發育期和果莢開裂期出現水分脅迫，均會引起落果或僵果，甚至影響翌年產量[4]。6月下旬，雌花芽開始分化，此時期需要大量的養分和水分供應，以滿足果實發育和花芽分化的需求，否則會影響下一年花芽數量。受季風氣候影響，祥云縣夏半年(5—10月)雨熱同季，冬半年(11月—次年4月)干涼同季，多年平均降水量822.5 mm(圖1)。降水時間分布上對美國山核桃的生長發育有利。

圖1 2007—2017年鹿鳴核桃種植基地平均降雨量的月變化Fig.1 Monthly variation of average rainfall in Luming walnut planting base during 2007-2017

散粉期如遇陰雨大風，花序會提前脫落，對散粉和授粉起不良作用[5]。4—5月正值干季，鹿鳴鄉的美國山核桃雌雄花相繼開放，紹興品種為雌雄花同熟，金華品種為雄先型，減少了陰雨天氣對散粉的影響。7月中旬—8月下旬，美國山核桃進入果實積累和果肉旺盛生長期，在此階段缺水會加重生理落果，減少單果重。鹿鳴鄉7—8月處于主汛期，降雨量偏多。7—8月正值美國山核桃果實的迅速膨大期，保證了充足的水分供應，使樹勢生長強，葉片和果實大。

美國山核桃喜水又不耐水淹，在排水不良、土壤長期積水的情況下，就會缺氧，造成根系腐爛，甚至整樹死亡。當秋季降水過多時，會引起外果開裂，核殼內的種皮變棕褐色，發霉，影響核果品質。夏秋多雨，要注意水分供給的均衡性，及時開溝排水，防止出現裂果現象。

10月中下旬是美國山核桃的成熟期。當果實青皮由綠轉黃，部分果實裂開，堅果散落時，可以采收。10月雨季結束，果農采收更加安全，對果實水分的蒸發和翻動晾曬也有利。當堅果含水率降至4%以下時，可按堅果大小，果仁飽滿程度分級收藏及銷售。

2.1.2溫度。美國山核桃是比較喜溫的樹種，生產周期長，一個周期達50～80年。從長山核桃的自然分布和種植業分布看，長山核桃喜歡相對較高的積溫[6]。溫度不僅對美國山核桃的生長發育及生理活動有明顯的影響，還影響到果實的品質和產量。鹿鳴鄉多年平均積溫6 015.0 ℃·d，能滿足樹體生長發育的需要，堅果種仁飽滿。

一方面，在夏季美國山核桃需要較高的平均氣溫，有利于果實營養物質的積累，使果實品質好；另一方面，低溫也是制約美國山核桃產業發展的主要氣象條件之一，影響核桃產量。經歷冬季短暫的低溫可使山核桃打破休眠，有利于花芽分化，形成健康正常的花芽。鹿鳴11月中旬落葉后，鹿鳴12月—次年2月休眠期平均溫度9.7～12.0 ℃，極端最低氣溫-3.6 ℃，出現在12月(表1)，能夠滿足休眠期低溫的需冷量需求，對美國山核桃雌花的形成和芽的發育十分有利。當溫度超過25.0 ℃時，會導致花粉敗育。當空氣濕度超過85%時，即使已成熟的花粉也不能正常散出。4—5月鹿鳴正處干季，平均溫度18.4～21.5 ℃，相對濕度55%～61%，結合授粉樹的合理搭配，可有利保花保果。

2.1.3光照。美國山核桃光合能力較強，其光飽和點相對偏高，光能的利用范圍較廣，表明美國山核桃為喜光植物，應選擇光照充足的地方進行栽培[7-8]。新梢生長發育、花芽形成質量與數量、果實的大小和品質都與光照時間和強度有直接關系。鹿鳴鄉大氣透明度好，空氣清新污染少，太陽光能資源豐富。豐富的光照資源對形成美國山核桃的優良品質起重要的作用。祥云縣年平均日照時數為2 409 h，年平均日照百分率為54%，年平均太陽總輻射為6 360.1 MJ/m2，年平均光合有效輻射為3 092.2 MJ/m2，光能資源豐富(圖2)，是發展美國山核桃林業的理想地區。

進入盛果期后，更需要有充足的光照條件，全年日照條件要求在2 000 h以上才能保證正常的生長發育。特別是雌花開放期，若光照充足，坐果率就高；若遇陰雨、低溫，則會造成大量落花落果。鹿鳴鄉4月上旬—5月上旬雌花開放期正值干季，日照可以保證光合作用和樹體生長，對提高坐果率有利。

表1 2007—2017年鹿鳴鄉逐月及全年平均氣溫

圖2 祥云縣年日照時數分布(單位：h)Fig.2 Distribution of annual sunshine hours in Xiangyun County

美國山核桃樹體高大，生產中應注意栽培密度和適當修剪，不斷改善樹冠的通風透光條件。隨著樹齡的增加，樹體之間互相遮掩，當林下地面蔭蔽度達80%以上時，就會出現結果部位上移、大小年明顯、空癟粒增加等，此時就需要部分伐除或移栽，減小林分密度。

2.2主要氣象災害及防范對策

2.2.1干旱。祥云縣多年平均降水量822.5 mm，是云南省有名的老旱區，干旱是最常出現的氣象災害。干旱缺水會嚴重影響美國山核桃的生長和結實。壯果期遇干旱，如得不到灌溉，則會大量落果，其果實空癟粒會非常高[7]。

2009—2015年鹿鳴鄉連續7年干旱少雨，年降水量在479～636 mm。對于春季干旱和新植幼樹缺水的地點，可根據墑情適時灌溉。為了提高抵御旱災的能力，在林地規劃和建設時，要充分考慮水分平衡的管理，選擇靠近水源或具有灌溉條件的地方。加強灌溉系統的建設，林地上建噴灌系統，在溪水流經的低凹處挖水塘，對可能出現的干旱可起到緩沖作用。另外，可套種綠肥，防止水分蒸發。

2.2.2冰雹。夏季是祥云縣冰雹多發的季節。冰雹輕則打傷美國山核桃的表面，造成疤痕，降低果實價值；重則直接打落果實，造成減產。2010年8月4日，鹿鳴鄉出現短時大風伴隨強降雨冰雹的極端天氣，災害持續時間達15 min左右，同時還伴有大風，此次災害造成美國山核桃受災。

冰雹的防治主要是采用人工消雹，通過雷達和衛星云圖監測，在冰雹云尚未完全形成時，人工使冰雹云消散。鹿鳴鄉建設了人工影響天氣固定作業點，開展人工防雹增雨作業，可防止冰雹對農作物的危害。

2.2.3低溫霜凍。當源于極地、西伯利亞冷空氣勢力較強時，隨北支西風氣流南下并翻越青藏高原東部以偏西路徑進入祥云縣，或從新疆經秦嶺過四川盆地沿滇東北向西推進以偏東路徑入侵，都會形成冷鋒寒潮天氣。近年來，在美國山核桃的芽萌動和花期，由于溫度的冷暖交替急劇，使美國山核桃易遭受溫度變化的影響，特別是寒潮、倒春寒等低溫災害造成的危害較大。

美國山核桃一般在3—4月抽發春梢和開花，營養生長和生殖生長相互重疊，代謝旺盛，是栽培管理的關鍵時期[3]。此時正值云南“倒春寒”頻繁發生時期。2007年4月上中旬，祥云縣陰雨日數偏多，10—13日日平均氣溫連續低于11.0 ℃，發生了嚴重的“倒春寒”天氣，對美國山核桃的開花授粉和花的發育影響較大。

低溫霜凍的防治主要是注意收聽天氣預報，在重霜凍來臨前可采用霜前泡水、聯防薰煙、覆蓋防霜等方式。冬春季節晝夜溫差大，常出現核桃樹凍害的情況，可以將樹干涂白，能防寒防凍、防止日灼，減少病蟲危害。

2.2.4大風。大風是祥云縣局地性的氣象災害，8級以上的大風每年都發生，以西南風為主。祥云縣年平均風速3.9 m/s，年平均大風日數30.8 d，年最多大風日數達79 d。大風的分布特點為冬春(2—4月)多、夏秋(8—10月)少，常以驟然而起的短時大風形成的危害居多。

4月中旬開始雄花期，當花序少又遇大風天氣時，雄花序會提前脫落，對散粉和授粉起不良作用[7]。生長在迎風坡面上的美國山核桃樹，由于風的頻繁有力，影響到樹體的發育和開花結果。選地及栽培時應加以注意。在背風向陽的地方建核桃園是首選。在坡地風口處的核桃園，合理種植防風林帶，對防范大風有一定的保護作用。

3 結論

通過對祥云縣域內種植美國山核桃16年的氣象資料分析，得到了適宜種植美國山核桃的氣候條件，即年平均氣溫在17.0 ℃左右，極端最低氣溫-3.6 ℃以上，平均年降雨量567 mm以上，年日照時數2 000～2 409 h。此外，在推廣美國山核桃種植時，需要選擇海拔低于1 700 m，緩坡地、土層深厚、肥力中上、灌溉和交通便利的區域。今后的生產和經營重點應在以下3個方面開展：①進一步合理引進優良品種，加強我國的品種選育工作，為生產應用提供良好的基礎；②研究開發嫁接技術，保證良種苗木的標準化；③開展早實豐產配套技術的研究，為美國山核桃適生地區的大面積推廣做技術上的準備[9-11]。預計在今后相當長的時間內，美國山核桃具有廣闊的市場前景和發展潛力。大力發展美國山核桃種植業，對調整山區農業結構、實施退耕還林工程、培植山區新型綠色產業、綠化美化山區、改變其生態環境有著重要的現實意義。