吳炫柯,汪仁軍,黃 維,劉永裕,姚裕群
(1柳州市農(nóng)業(yè)氣象試驗站,廣西 柳州 545003;2廣西壯族自治區(qū)柳州種畜場,廣西 柳州 545003;3廣西科技大學,廣西 柳州 545005)
從2009年開始,隨著廣西加大葡萄推廣種植,廣西“葡萄一年兩收栽培技術(shù)”項目研發(fā)成功,廣西葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,到2016年種植面積達到3.5萬hm2,產(chǎn)量達50.9萬t,產(chǎn)值超過27億元,葡萄成為廣西單位面積經(jīng)濟效益最好的水果種類,廣西也成為中國南方葡萄生產(chǎn)主要省區(qū)[1-2]。從1990年開始,由于溫室氣體排放影響,全球氣候變暖加劇,極端災害天氣頻發(fā),日益加劇的高溫天氣,特別是廣西實施葡萄蓋膜的“三避技術(shù)”(避雨、避寒、避曬),葡萄果實套袋以及果農(nóng)對高溫災害性天氣預防的不重視,從2000年開始廣西葡萄高溫災害性天氣頻發(fā),從幼果期到果實成熟期均能出現(xiàn),對廣西葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)造成一定的影響。本研究通過對廣西1961—2016年極端最高氣溫的統(tǒng)計分析,以廣西葡萄發(fā)生高溫熱害頻率最高,容易致災的2個時期開花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)為研究對象,分別統(tǒng)計其發(fā)生高溫熱害的頻率,了解廣西高溫熱害的空間分布區(qū)域,為廣西葡萄產(chǎn)業(yè)趨利避害提供科學的決策依據(jù)。前人的研究表明,在葡萄果實膨大至成熟期,在高溫強光照下果實日灼率達60%左右,產(chǎn)生日灼的主要原因是強光照、干旱或連續(xù)數(shù)日高溫干熱的天氣或數(shù)日陰雨低溫后急劇升溫的天氣[3]。葡萄在開花坐果期遇到高溫,花芽退化,如果高溫時間較長,花芽嚴重退化,整個花序死亡;在幼果期間受到高溫,果實表面形成芝麻狀的黑色斑點,形成太陽果,嚴重時整個果粒皺縮壞死;成熟采收期遇到高溫,容易造成果實表面灼傷、形成褐紅色斑塊,極大地降低果實的外觀和品質(zhì)[3-5],但是對于廣西葡萄高溫熱害發(fā)生頻率的空間分布特征圖,尚未見報道。為了規(guī)避高溫熱害對廣西葡萄生產(chǎn)的影響,利用前人研究的葡萄熱害等級指標,通過分析1961—2016廣西各縣市逐日氣象資料數(shù)據(jù),統(tǒng)計廣西各縣葡萄熱害發(fā)生的頻率,再通過Surfer軟件制圖,直觀的了解廣西葡萄高溫熱害空間分布區(qū)域。只為了解葡萄種植區(qū)域高溫熱害存在的風險,加強對葡萄高溫的防御方法和措施,降低高溫熱害對葡萄的危害,提升葡萄果實的品質(zhì)。
綜合前人對葡萄高溫熱害的研究成果,確定葡萄在開花坐果期和成熟采收期高溫熱害指標為:連續(xù)3日以上最高氣溫≥35.1℃,再結(jié)合廣西葡萄物候期情況,廣西葡萄開花坐果期在4—5月,成熟采收期在7—8月,確定表1的葡萄高溫指標。
表1 葡萄高溫熱害指標[7-10]
廣西壯族自治區(qū)91個國家級自動氣象觀測站,1961—2016年逐日極端最高溫度的氣象數(shù)據(jù)。葡萄高溫熱害發(fā)生頻率=(1961—2016年發(fā)生總次數(shù))/57年,根據(jù)葡萄高溫熱害等級指標,分別統(tǒng)計廣西壯族自治區(qū)91個國家級自動氣象觀測站廣西葡萄開花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)熱害發(fā)生的頻率。整理廣西各市縣站點資料,包含的各市縣氣象站站點位置坐標,經(jīng)度、緯度及開花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)熱害發(fā)生的頻率Excel格式數(shù)據(jù),以及廣西邊界地理信息。
利用Surfer軟件中強大的Grid功能,完成插值計算過程,繪制等值線圖,形成廣西葡萄高溫熱害頻率分布圖。
從圖1可以看出,區(qū)域顏色越深廣西葡萄高溫熱害出現(xiàn)的頻率越高,區(qū)域顏色越淺,出現(xiàn)的頻率越低,開花坐果期(4—5月)廣西葡萄高溫熱害頻率主要分布在西南部,以隆林、凌云、巴馬、武鳴、邕寧、上思、東興一線為廣西坐果期(4—5月)發(fā)生有熱害的分界線,向西南呈逐步增加的趨勢,其中以崇左、百色2個地區(qū)發(fā)生頻率最高,其中百色市發(fā)生頻率達到0.79次/年,其次是西林達到0.65次/年,再次是那坡為0.56次/年,在廣西南部的貴港發(fā)生頻率達到0.16次/年。
圖1 開花坐果期(4—5月)廣西葡萄熱害頻率分布圖
從圖2可以看出,廣西葡萄成熟采收期(7—8月)葡萄熱害頻率發(fā)生嚴重,呈現(xiàn)多地多點分布,其中有5個高發(fā)中心,桂北的平樂、恭城、陽朔中心;桂東的梧州、藤縣、蒼梧中心;桂西南的崇左、寧明、龍州中心,桂西北百色、田東、田陽中心,桂中的柳城、鹿寨中心,這些區(qū)域在葡萄成熟采收期高溫熱害發(fā)生的頻率可大于0.90次/年,十年中有九年可以發(fā)生高溫熱害,高溫熱害比較嚴重。桂西北的南丹、樂業(yè)、西林、隆林;桂西的靖西和那坡;桂南沿海的東興、防城港、合浦、北海;桂中的金秀等地區(qū),葡萄成熟采收期葡萄熱害頻率發(fā)生較低,小于0.05次/年,屬于無熱害區(qū)或輕度熱害區(qū)。
圖2 成熟采收期(7—8月)廣西葡萄熱害頻率分布
從葡萄開花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)熱害頻率分布圖來分析,廣西春季葡萄開花坐果期發(fā)生高溫熱害區(qū)域,僅分布在桂西的部分地區(qū),其余廣西的大部分地區(qū)沒有發(fā)生,這就容易造成桂西地區(qū)果農(nóng)對葡萄開花坐果期高溫熱害的重視程度不夠,一旦在此期間出現(xiàn)高溫性災害天氣和陰雨低溫后急劇升溫的天氣,就會造成葡萄幼果被太陽灼燒變褐色,容易落果,最終影響葡萄產(chǎn)量。葡萄成熟采收期(7—8月)廣西葡萄熱害頻率發(fā)生嚴重,呈現(xiàn)多地多點分布,夏季廣西溫度較高并伴隨強烈陽光,葡萄果實直接暴露在強光下,表面局部溫度過高,使其果實組織呼吸作用旺盛,酶的活動和細胞內(nèi)含物等化學變化不正常,因而引起細胞變?yōu)楹稚珘乃溃S后呼吸量急劇下降,發(fā)生葡萄果實日灼病害,造成果實干縮枯萎,嚴重影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)[5-6]。根據(jù)葡萄開花坐果期(4—5月)和成熟采收期(7—8月)熱害頻率分布圖來綜合分析,將廣西葡萄熱害空間分布劃分為以下幾個區(qū)域。
無熱害區(qū):廣西的合浦、潿洲島、樂業(yè)、南丹、金秀沒有發(fā)生過葡萄高溫熱害性天氣,該地區(qū)春季溫暖,夏季無高溫,能夠避開高溫對葡萄生產(chǎn)的影響。
輕度熱害區(qū):高溫熱害發(fā)生的頻率大于0次/年,小于0.3次/年,該區(qū)域為德保、北海、鳳山、天等、防城港、東興、隆林、凌云、羅城、防城。
中度熱害區(qū):高溫熱害發(fā)生的頻率大于0.3次/年,小于0.5次/年,該區(qū)域為欽州、資源、浦北、陸川、靈山、憑祥、博白。
重度熱害區(qū):高溫熱害發(fā)生的頻率大于0.5次/年,小于0.8次/年,該區(qū)域占據(jù)面積最廣,包括西林、隆林、大新、賓陽、容縣、上林、蒙山、興安、玉林、龍勝、北流、馬山、富川、橫縣、桂平、東蘭、邕寧、平果、靈川、永福、都安、上思、桂林、灌陽、武宣、隆安、融水、臨桂、巴馬、南寧、柳江、河池、環(huán)江、武鳴,34個縣或市的區(qū)域。
嚴重度熱害區(qū):高溫熱害發(fā)生的頻率大于0.8次/年,該區(qū)域包括天峨、平南、沙塘、象州、雁山、全州、鐘山、宜州、柳州、來賓、貴港、寧明、融安、荔浦、陽朔、昭平、岑溪、田陽、賀州、梧州、扶綏、龍州、柳城、恭城、田東、三江、鹿寨、忻城、蒼梧、藤縣、崇左、百色、平樂,33個縣或市的區(qū)域。
從廣西葡萄熱害空間分布來看,成熟采摘期高溫成為制約廣西葡萄產(chǎn)業(yè)的主要氣象因子,廣西大部分地區(qū)集中在重度熱害區(qū)和嚴重度熱害區(qū)。在重度熱害區(qū)和嚴重度熱害區(qū),高溫不僅對葡萄果實產(chǎn)生危害,降低果實產(chǎn)量和品質(zhì),也對葡萄植株產(chǎn)生危害,葡萄植株受到高溫影響,木栓層水分蒸騰作用加快,即成為異常蒸騰,如果長時間的高溫和日光照射樹皮失水嚴重,達到干旱狀態(tài),使樹皮收縮最終呈燙死狀,造成植株死亡。
如何防止高溫對葡萄的危害措施:(1)防止葡萄樹溫上升,在容易發(fā)生葡萄高溫危害的地區(qū),采用樹體本身遮擋日光直接照射的方法,以枝條和樹葉保護為目的,進行合理整形和夏季修剪,調(diào)整葉片層厚度及樹葉量,達到遮擋日光直接照射的作用,防止葡萄樹局部溫度上升劇烈。(2)抑制樹皮表層蒸發(fā),在日光照射時,日照熱能起干燥作用,可以通過涂抹白色保護劑的辦法。(3)加強樹體水分管理。樹溫上升則關(guān)系到樹體內(nèi)的水分狀態(tài),也聯(lián)系到水分運轉(zhuǎn)情況,維持葡萄樹體水分既適度而又成均衡狀態(tài)。(4)土壤覆蓋防止地面輻射熱使地溫上升,保持葡萄正常水分含量,也是一種防止葡萄高溫熱害的措施。