溫度變化對不同需冷量桃品種生長發育的影響

許建蘭，俞明亮，馬瑞娟，郭紹雷，張斌斌，嚴 娟，強承魁

(江蘇省農業科學院果樹研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室，江蘇南京 210014)

近年來，全球氣候波動明顯，暖冬、倒春寒、晚霜等異常氣候時有發生。氣候變化已成為大家熱議的話題，人們也越來越關注和重視氣候變暖給人類生產、生活帶來的各種影響。近一個世紀以來，全球地表氣溫平均上升了0.74 ℃，預計到2050年，全球地表平均溫度將上升0.9 ℃[1]。在全球氣候變暖的大背景下，我國增暖現象尤為明顯，近半個世紀以來的增溫速度和幅度均顯著超出全球平均水平[2]。我國年平均氣溫上升主要是從1980年開始的，增暖最顯著的季節在冬季和春季[3]。

果樹物候期變化受溫度、光照、水分等各種因素的影響，氣候變暖改變果樹生長發育的熱量條件，進而影響果樹發育進程。冬季氣溫較低往往能夠滿足果樹進入休眠對冷量的需求，同時春季升溫能使果樹開花所需的熱量積累提前完成，從而改變果實開花期[4]。目前，歐洲、美國東北部及亞洲的大部均發現氣候變暖會使果樹開花物候期提前[5]。

桃適應能力強，種植范圍廣，為我國第三大落葉果樹，栽培面積100萬hm2以上。我國桃品種的需冷量主要分布在750～950 h之間，大多蟠桃品種的需冷量在650～750 h[6]。作為全國育種單位之一的江蘇省農業科學院，為適應氣候變化和市場需求近些年育成不同需冷量桃品種。研究氣溫變化對這些品種生長發育的影響，以及明確物候期等對關鍵氣候因子的響應，對于了解和掌握桃生長情況，指導桃生產管理具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試材取自江蘇省農業科學院果樹研究所桃試驗園，品種為南桂桃1號、早醒1號、早醒2號、紫金紅3號、金霞早油蟠、霞暉6號、霞暉8號和霞脆共8個品種(表1)。各品種樹體生長健壯，株行距 2 m×5 m(兩主枝Y形)，按常規栽培措施管理。

表1 不同品種花芽需冷量類型

1.2 氣溫數據來源

數據來源于中國天氣網氣象資料。

1.3 試驗方法

統計2018—2021年每天最高氣溫和最低氣溫，根據王力榮等的《桃種質資源描述規范和數據標準》每年調查葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期以及果實成熟期[7]。葉芽開放期為5%葉芽鱗片裂開；始花期為5%花完全開放的時間；盛花期為25%花完全開放的時間；末花期為75%花瓣變色，開始落瓣的時間。果實成熟期為25%的果實達到9層熟；果實生育期是計算盛花到果實成熟期的天數。花芽需冷量劃分參照王力榮等的方法[7-8]。

2 結果與分析

2.1 高溫變化趨勢

由圖1可知，2018年3月3日溫度快速升至 22 ℃，維持2 d后快速降溫，3月7日降至8 ℃，后快速升溫至3月11日的20 ℃，3月12日達25 ℃，20 ℃以上維持5 d后溫度下降至3月20日的8 ℃，再緩慢升溫至3月23日的21 ℃，后期溫度大部分穩定在20 ℃以上。6、7月溫度維持在25 ℃以上，分別有3、16 d溫度達到35 ℃或以上。12月8—9日、27—29日出現5 ℃以下的低溫。

2019年春季溫度變化平緩，3月1日前大部分溫度穩定在1～10 ℃之間，期間有3次連續4 d溫度在10～16 ℃之間；3月1日后溫度緩慢升高，從3月2日的8 ℃升高到3月15日的21 ℃，除3月22日是12 ℃外，后期溫度穩定在15 ℃以上。6、7月分別有1、10 d溫度達到35 ℃或以上，其中連續3 d高達 38 ℃。除12月31日溫度為4 ℃外，11、12月溫度穩定在5 ℃以上。

2020年春季溫度穩定，3月15日前溫度在2～18 ℃之間，期間有2次連續4 d以上溫度在10 ℃以上，其中2月1—4日為11～13 ℃，2月9—15日為11～18 ℃，2月18日后溫度穩定在10 ℃以上，直到3月15日升高至20 ℃，后期溫度穩定。6、7月溫度在25～35 ℃之前，無異常高溫出現。12月14—15日出現5 ℃以下低溫，12月30日出現-3 ℃短時冰凍天氣。

2021年溫度變化較大，1月和2月有4次快速升溫期，第1次為1月13—15日溫度快速升至 16 ℃ 左右；第2次為2月6—7日，快速升溫至18、21 ℃；第3次為2月14日溫度為19 ℃，第4次為2月19—22日，溫度升到20 ℃以上，其中21日和22日達到25 ℃以上。3月13—15日溫度在15～20 ℃ 間，24—26日溫度在20 ℃以上，其中3月26日達26 ℃，除3月7日(為8 ℃)其余時間溫度穩定在10 ℃以上。6月氣溫在24～35 ℃之間，7月有連續5 d達到35 ℃或以上。11月8、22日出現10 ℃以下低溫，12月25—27日出現5 ℃以下低溫。

2.2 低溫變化趨勢

由圖2可知，2018年1—3月，溫度在0 ℃以下有30 d，0～5 ℃有 33 d，5 ℃以上有27 d。其中1、2月溫度在5 ℃以上的天數分別為2、5 d，3月溫度在5 ℃以下有7 d。12月中7 d溫度在0 ℃以下。

2019年1—3月，溫度在0 ℃以下有12 d，0～5 ℃ 有55 d，5 ℃以上有23 d。其中1、2月溫度僅有3 d 5 ℃，其他在5 ℃以下，3月溫度在5 ℃以下有4 d。12月有2 d溫度在0 ℃以下。

2020年1—3月，溫度在0 ℃以下有9 d，0～5 ℃ 有46 d，5 ℃以上有36 d。其中1月、2月溫度在5 ℃以上的天數分別為8、10 d，3月溫度在 5 ℃ 以下有8 d。12月29—31日出現-5 ℃以下的極端低溫天氣，12月30日達到-7 ℃。

2021年1—3月溫度在0 ℃以下有11 d，0～5 ℃ 有36 d，5 ℃以上有43 d。其中1月、2月溫度在5 ℃以上的天數分別為6、14 d，3月溫度在 5 ℃ 以下有5 d。11月22日、30日和12月24—30日出現0 ℃以下低溫，其中12月24—30日為0 ℃以下，其中12月25—26日為-5 ℃。

2.3 不同年份月平均溫度比較

對不同年份間溫度進行比較，每個月的溫度波動趨勢基本一致，2018、2021年以1月平均溫度最低，7月平均溫度最高，期間溫度呈不斷上升趨勢；8—12月溫度不斷降低。2019年以1月平均溫度最低，8月平均溫度最高，期間溫度不斷升高；2020年以12月溫度最低，8月平均溫度最高，8月以后溫度不斷下降。不同年份間同期比較，1月以2018年平均溫度最低(為2.2 ℃)，2020年溫度最高(為 5.0 ℃)；2月以2019年平均溫度最低(為4.4 ℃)，2021年平均溫度最高(為9.9 ℃)；3—7月均以2018年的平均溫度為最高，3月2019年和2021年相同，4月以2020年溫度最低；5—6月以2019年溫度最低；以2021年平均溫度最低；9—10月以2021年平均溫度最高，2020年溫度最低；11月以2018年溫度最高，2021年溫度最低，12月以2019年溫度最高，2020年溫度最低(圖3)。年份間總體變化趨勢相同，但變化幅度不穩定。

2.4 氣溫變化對極短需冷量桃萌芽生長的影響

由于溫度變化，不同年份間物候期和成熟期存在差異(表2)，葉芽開放期、始花期、盛花期和末花期不同年份間比較發現，3個品種均以2021年最早，2018年最晚。其中葉芽開放期最早的為早醒1號(2021年1月31日)，3個品種最晚均為2018年2月8日；始花期最早為早醒2號(2021年2月20)，最晚為早醒1號(2018年3月12日)；盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～6 d，同一品種早醒1號花期在不同年份間始花期最大相差 19 d。2019年和2020年物候期相近。不同年份間果實成熟期也存在差異，3個品種均以2018年成熟最早(有些年份相當)，果實生育期最短。同一品種不同年份間，南桂桃1號、早醒1號和早醒2號生育期相差較大，分別為19、22、18 d。

表2 不同年份極短需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.5 氣溫變化對短需冷量桃萌發生長的影響

由表3可知，不同年份間比較發現，3個品種葉芽開放期、始花期、盛花期和末花期均以2018年最晚，葉芽開放期2019年和2020年同期為最早，始花期、盛花期、末花期以2021年最早。不同品種間比較，金霞早油蟠物候期相對較早。盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～7 d，同一品種物候期在不同年份間最大相差17 d，2019年和2020年相近。果實成熟期也存在差異，其中霞暉8號不同年份間差異最大，為11 d，金霞早油蟠相差最小，為 4 d。果實生育期不同年份間存在差異，紫金紅3號相差最大，為20 d。

表3 不同年份短需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.6 氣溫變化對中需冷量桃萌發生長的影響

由表4可知，同一品種不同年份間以2018年物候期最晚，以2021年最早。同一品種不同年份間相差較大，霞暉6號盛花期相差11 d，霞脆相差13 d。果實成熟期霞暉6號和霞脆以2018年最晚，2020年成熟最早。2個品種果實生育期均以2018年最短，2021年最長；不同年份間生育期差異較大，霞脆相差13 d，霞暉6號相差為9 d。

表4 不同年份中需冷量桃品種物候期和生育期比較

2.7 相關性分析

由表5可知，葉芽開放期、始花期、果實成熟期、果實生育期與花前3 d、花前7 d和開花前平均溫度相關系數均較低，無顯著相關性；盛花期與花前7 d平均溫度呈顯著正相關，但相關系數僅為0.33。葉芽開放期與始花期、盛花期、果實成熟期呈極顯著正相關(相關系數分別為0.682、0.869、0.478)；始花期與盛花期呈極顯著正相關(相關系數為0.831)，與果實生育期為顯著負相關；盛花期與果實成熟期呈顯著正相關(相關系數為0.337)；果實成熟期與盛花到果實成熟期平均溫度和果實生育期呈極顯著正相關，相關系數分別為0.647、0.846。

表5 溫度與物候期、果實成熟期和生育期間的相關性

3 討論

氣候變暖使農作物生育進程、產量、品質發生變化，進而對農作物布局和種植結構產生影響[9]。果樹物候期的變化與其所在環境相關，溫度成為影響果樹物候期的主要氣候因子。前人已有報道關于氣候變化對果樹生長發育的影響[10-14]，劉璐等在研究中得出氣溫對物候期的影響大于降水，且氣溫主要影響春季物候期中芽開放期、展葉期和始花期[15]。2018—2021年，南京地區氣溫變化明顯，1月2020年平均溫度最高(5.0 ℃)，2月2021年平均溫度最高(9.9 ℃)，3、4月2018年平均溫度最高(分別為13.1、18.3 ℃)，5月2020年平均溫度最高(23.0 ℃)，6、7月2018年平均溫度最高(分別為26.4、30.1 ℃)。此溫度下，桃物候期變化較大，春季葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期總體呈提前傾向，果實生長發育期主要呈現延長趨勢，這與前人報道的氣候變化對蘋果主產地物候期的影響[10]結論一致。2018—2021年不同冷量類型桃品種物候期比較，極短需冷量、短需冷量和中需冷量桃品種的葉芽開放期、始花期、盛花期、末花期均以2018年為最晚，以2021年的始花期、盛花期和末花期最早；短需冷量紫金紅3號、金霞早油蟠、霞暉8號葉芽開放期最早為2019年(與2020年同期)。不同品種不同年份間物候期存在差異，與當年花前平均溫度相關性并不高，主要與花前短時高溫有關，說明品種需冷量滿足后只要達到一定的溫度即萌發、開花。物候期的早晚除與品種特性相關外，與當年物候期前的短時溫度有關，此結論與李世忠等的研究結果[16]一致。

同一品種不同年份間有些果實成熟期差異較大，極短需冷量南桂桃1號、早醒2號成熟期相差最大為7 d，早醒1號相差3 d；短需冷量霞暉8號相差最大為11 d，紫金紅3號和金霞早油蟠相差3～4 d；中需冷量品種成熟相差較小，為2～3 d。果實成熟期并未隨花期早晚呈規律性變化，一個品種的成熟期可能主要與品種特性相關，環境溫度對果實成熟有延緩或促進作用，高溫天氣加速果實生長，促進成熟。氣溫是影響農作物生育期最為顯著的氣象因子[16]，本研究中，氣溫的變化主要表現在對物候期和生育期的影響。同一品種花期越早果實生育期相對越長，花期越晚果實生育期相對越短；物候期早晚對果實成熟期影響較小，果實成熟期與開花早晚沒有必然的聯系。本研究結果明確了溫度變化背景下，氣溫高低對桃品種物候期、成熟期、生育期的影響特征，可為后續研究提供技術參考，為田間日常管理提供指導。