董海濤,劉 娥,李如楠,單璐璐,譚麗靜

(1.丹東市氣象局,遼寧 丹東 118000; 2.丹東農(nóng)業(yè)科學(xué)院,遼寧 鳳城 118109)

藍(lán)莓是杜鵑花科越橘屬的多年生小漿果,果實呈現(xiàn)藍(lán)色或紅色[1],其發(fā)源地和主栽區(qū)均在北美[2],主要栽培品種有高叢藍(lán)莓、矮叢藍(lán)莓和兔眼藍(lán)莓[3]。 丹東地處遼寧東南部,屬暖溫帶濕潤性季風(fēng)氣候,溫、光、水氣候條件適宜藍(lán)莓生長,是遼寧省種植面積最大區(qū)域,面積已達(dá)1.4 萬hm2,產(chǎn)量達(dá)到3 萬t,占全省總產(chǎn)量的80%以上,藍(lán)莓逐步成為丹東市經(jīng)濟(jì)發(fā)展支柱型特色產(chǎn)業(yè)[4]。 由于氣候、土壤和地貌等自然條件是制約藍(lán)莓生長發(fā)育和形成產(chǎn)量品質(zhì)的前提和基礎(chǔ)[5],而氣候條件是決定著藍(lán)莓適宜種植的關(guān)鍵因素之一[6～7]。 因此,科學(xué)有效開展對藍(lán)莓氣候條件適應(yīng)性的研究是非常必要的。

現(xiàn)有關(guān)藍(lán)莓氣候適宜條件分析的研究較多,如鄭澤華等對青浦區(qū)藍(lán)莓花期、果期和成熟期不同等級旱澇發(fā)生頻率和變化特征進(jìn)行分析,結(jié)果表明,青浦區(qū)藍(lán)莓花期和果期有干旱化發(fā)展趨勢,成熟期則向濕潤化發(fā)展,整體上濕潤發(fā)生頻率多于干旱發(fā)生頻率[8]。 徐藝格等圍繞遼寧潛在的災(zāi)害性氣象障礙對藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的影響,并結(jié)合實踐經(jīng)驗,對藍(lán)莓始花至采摘結(jié)束期間因氣候變化造成的受災(zāi)情況進(jìn)行了歸納總結(jié)[9]。 莫建國等采用相關(guān)分析法分析各氣象要素對藍(lán)莓品質(zhì)的影響,初果期—盛果期的溫度、降雨量及日照時數(shù)對藍(lán)莓果實品質(zhì)的影響較大,低溫陰雨、降雨過多是影響藍(lán)莓品質(zhì)的主要不利氣象因素[10]。 本文以1991～2020 年丹東地區(qū)4 個國家級氣象觀測站的氣溫、降水和日照時數(shù)等資料為基礎(chǔ),綜合丹東地區(qū)氣候條件對藍(lán)莓種植的影響,從多個角度來探討氣候資源的時間和空間變化特征,為藍(lán)莓科學(xué)種植提供參考依據(jù)。

1 種植地概況

丹東市位于亞歐大陸東岸,地處遼寧省東南部鴨綠江西北岸,位于東經(jīng)123°22′～125°42′,北緯39°43′～41°09′。 地勢北高南低,多山地丘陵,南部為沿海平原和黃海,中北部是長白山脈向西南延伸的支脈,自然概貌可概括為“七山一水分半田,半分道路和莊園”。 丹東地區(qū)屬于暖溫帶濕潤性季風(fēng)氣候,主要特點是:春季多雨濕潤,夏季暴雨頻繁,秋季天高氣爽,冬季嚴(yán)寒較少[11]。 生長季陰雨天較多,光照資源分配不均,但水資源豐富,適于多種農(nóng)作物、林果等種植。 氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的影響較大,各種氣象災(zāi)害頻發(fā),區(qū)域性較強、季節(jié)性分明,造成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性。 丹東最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害是洪澇災(zāi)害,歷來災(zāi)荒年份,多為洪澇所致。 其它還有大風(fēng)、冰雹、干旱、低溫冷(凍)害、連陰雨等。

到2022 年底,丹東藍(lán)莓種植面積達(dá)4 666.7 hm2,約占全國藍(lán)莓總面積的8.5%左右,總產(chǎn)量達(dá)3.5 萬t,占全國總產(chǎn)量的10%左右。 主要品種有藍(lán)豐、杜克、瑞卡、自由、北陸、醉婆等。 主要種植縣(區(qū))分布在鳳城、東港、寬甸3 縣和振安區(qū)(表1)。

表1 丹東主要藍(lán)莓品種種植面積

2 適宜指標(biāo)對比分析

藍(lán)莓喜歡溫暖、濕潤的氣候條件,對于環(huán)境的適應(yīng)性很強。 根據(jù)適宜藍(lán)莓生長的氣象指標(biāo),將丹東的4 個主要的藍(lán)莓種植縣(區(qū))的氣候條件與適宜藍(lán)莓生長的氣象指標(biāo)進(jìn)行對比分析。 從表2 中可知,丹東藍(lán)莓主要種植縣的年平均氣溫7. 7 ～9. 6 ℃,年極端最低氣溫-33. 5 ～-25.0 ℃,1 月中旬的平均氣溫-7.0 ～-10.9 ℃,6 ～8 月平均氣溫21.8～22.6 ℃,年最高氣溫≥32℃ 的日數(shù)2.4～8.8 d,年降水量878.7～1 052.3 mm,6 ～8 月平均最低氣溫17.6～19.5 ℃,丹東除了年極端最低氣溫偏低(鳳城和寬甸)和1 月中旬平均氣溫偏高外(東港和振安區(qū)),其余都達(dá)到適宜區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。

表2 丹東藍(lán)莓主要種植縣氣象條件與適宜指標(biāo)對比

3 藍(lán)莓主要種植區(qū)氣候特征分析

3.1 溫度條件

溫度條件是藍(lán)莓生長發(fā)育過程中的關(guān)鍵氣象因素之一,影響根系生長和果實成熟。 對藍(lán)莓的生長發(fā)育起著決定性作用,丹東藍(lán)莓主要種植縣生育期溫度與適宜溫度指標(biāo)比較。 從表3 中可以看出,各項指標(biāo)都處在適宜范圍內(nèi)。 由表3 得知,丹東藍(lán)莓主要種植縣萌芽期平均溫度為8.7～9.6 ℃,花期平均溫度13.5～14.2 ℃,坐果期平均溫度為15.0～15.6 ℃,果實生長期平均溫度為17.5～18.1 ℃,果實著色期平均溫度為21.7～22.4 ℃,成熟采收期平均溫度為23.2～24.0 ℃,落葉期平均溫度為9.1～11.9 ℃。

表3 丹東藍(lán)莓主要種植縣生育期月降水量 (mm)

表3 丹東藍(lán)莓主要種植縣生育期溫度指標(biāo)對比 (℃)

統(tǒng)計了1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月氣溫時間變化特征,從圖1 可以看出,總體來看,各月氣溫平均值整體上呈升高趨勢,平均升高幅度0.18 百分點/10 年,其中5 月升高幅度最大,為0.21 百分點/10年,4 月升高幅度最小,僅為0.009 百分點/10 年,十分不顯著。 從各月來看,30 年間4 月平均氣溫變化幅度最大,月平均最低為6.9 ℃,最高為11.5 ℃,相差4.6 ℃,適宜藍(lán)莓生長月平均氣溫占比為80%,其他月平均氣溫均滿足藍(lán)莓生長所需熱量條件,主要原因是4 月東北冷渦影響較為活躍,導(dǎo)致氣溫偏低,回暖緩慢,也是丹東地區(qū)發(fā)生“倒春寒”關(guān)鍵時期,對藍(lán)莓種植產(chǎn)生一定影響。 4 ～8月月平均氣溫整體變化較為平緩,月平均最低為18.0 ℃,最高為19.2 ℃,相差1.2 ℃,進(jìn)一步說明丹東地區(qū)在藍(lán)莓生長季有充足熱量條件,對藍(lán)莓生長發(fā)育起到關(guān)鍵性作用。

圖1 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月平均氣溫的時間分布

1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月氣溫空間變化特征較為顯著(圖2),從整體看,南部明顯高于北部地區(qū),8 月南北地區(qū)氣溫較差最大,為1.5 ℃,其次是4 月為0.9 ℃,6 月和7 月最小,為0.6 ℃。 從各月氣溫空間分布看,4 月和8 月平均氣溫分布特征基本一致,由東北向西南方向逐漸遞增,鳳城地區(qū)是月平均氣溫的高值區(qū),寬甸為低值區(qū);5 月平均氣溫分布由東向西逐漸遞增,鳳城為高值區(qū),寬甸和東港低值區(qū);6 月同5 月平均氣溫分布特征;7 月和整個生長季(4～8 月)氣溫分布特征相同,進(jìn)一步說明7 月平均氣溫代表著丹東地區(qū)藍(lán)莓作物熱量總體情況,熱量多少直接影響藍(lán)莓的產(chǎn)量和品質(zhì)。

圖2 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月平均氣溫的空間分布

3.2 水分條件

藍(lán)莓適宜栽種在疏松度高、通氣良好的土壤環(huán)境中,要求土壤環(huán)境濕潤但不易發(fā)生積水澇漬[12]。 適宜的土壤水分有利于藍(lán)莓生長發(fā)育,特別是果實生長期需要充足的水分,水分偏少會嚴(yán)重影響藍(lán)莓植株的生長發(fā)育和藍(lán)莓果實的大小,雨水偏多會導(dǎo)致藍(lán)莓枝葉徒長、花朵數(shù)量大幅度減少、藍(lán)莓的品質(zhì)和口感變差[13]。 在生長季節(jié)(4～8 月)月平均降水量不小于50 mm,總降水量在500 ～600 mm 之間就能滿足果樹生長發(fā)育的需要。 從表4 可見,4～8 月丹東藍(lán)莓主要種植縣的月總降水量662. 1 ～811.7 mm,平均月降水量132.4 ～162.3 mm,滿足藍(lán)莓生長所需的水分條件。 計算了1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月降水量時間變化特征,從圖3 可以看出,總體來看,各月降水量變化趨勢有較大差異,4 月、5月、8 月同4～8 月藍(lán)莓生長季降水量呈增多趨勢,其中8月增多幅度最大,為44.3 百分點/10 年,其次是5 月11.1百分點/10 年,4 月最少,僅為1.6 百分點/10 年;6 月和7月降水量呈減少趨勢,減少幅度分別6.3 百分點/10 年,26.0 百分點/10 年。 進(jìn)一步說明了丹東地區(qū)受氣候變化影響,降水集體時段后延趨勢顯著,對于早熟和中熟品種藍(lán)莓,在年景偏差情況下,需要加強水分管理,確保藍(lán)莓生長所需的水分條件,而對晚熟品種需要做好強降水和連陰雨等災(zāi)害性天氣防范。

圖3 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月降水量的時間分布

表4 丹東藍(lán)莓主要種植縣生育期月日照時數(shù) (h)

1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月降水量空間變化特征存在著差異(圖4),從整體來看,東北地區(qū)略高于西南地區(qū),其中7 月各地區(qū)降水量相差最大,為33.2%,其次8 月為25.8%,4 月最少僅為10.2%。 從降水量集中區(qū)域來看,4 月和5 月東部地區(qū)降水量多于其他地區(qū),主要集中在振安區(qū)附近;6 月、7 月和8 月北部地區(qū)降水量多于其他地區(qū),為降水集中區(qū)域,主要集中在寬甸。 從降水量空間分布來看,寬甸和振安區(qū)降水更有利于藍(lán)莓生長,其他地區(qū)需要適時開展?jié)补嘁匝a充藍(lán)莓生長所需水分。

圖4 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月降水量的空間分布

3.3 光照條件

藍(lán)莓在生長發(fā)育過程中對光照條件要求較高,尤其在初果期至果實成熟期是果實品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素,對藍(lán)莓果實中糖分的積累有著十分重要的作用。 適宜藍(lán)莓生長的年平均日照時數(shù)需要大于2 000 h,4～8 月日照時數(shù)超過900 h(相當(dāng)于6 h/d 以上)就可以滿足藍(lán)莓生長發(fā)育。 從表4 可見,丹東藍(lán)莓主要種植縣區(qū)的常年平均日照時數(shù)為965.3～1 023.3 h,每天日照時數(shù)為8.0～8.5 h,完全滿足藍(lán)莓生育期所需的光照條件。

通過圖5 分析了1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月日照時數(shù)時間變化特征,總體來看,只有7月日照時數(shù)變化趨勢變化不顯著,其中4 月和6 月氣候變化率為偏少趨勢發(fā)展,分別為0.26 百分點/10 年、和2.1百分點/10 年;5 月、7 月和8 月以及4～8 月日照時數(shù)為偏多趨勢發(fā)展,其中7 月增幅最多,為14.3 百分點/10 年,但同時7 月也是日照時數(shù)最少的月份,正是藍(lán)莓果實著色的關(guān)鍵期。

圖5 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月日照時數(shù)的時間分布

從年際變化來看,月日照時數(shù)存在著較大波動,其中7 月日照時數(shù)波動最大,最多年份(2020 年)和最少年份(2004 年)相差222.9 h。 進(jìn)一步說明了丹東地區(qū)雖然整體上日照時數(shù)滿足藍(lán)莓生長的熱量條件,但個別年份,因降水量偏多,出現(xiàn)陰雨寡照,導(dǎo)致藍(lán)莓果實成熟期延緩,含糖量降低,影響品質(zhì)和口感,需要加強藍(lán)莓品種選擇和種植區(qū)域規(guī)劃。

圖6 為1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季(4～8 月)各月日照時數(shù)的空間變化特征,從整體來看,中部地區(qū)明顯高于南北地區(qū),其中5 月各地區(qū)日照時數(shù)偏差最大,為23.0 h,4 月偏差最小,為13.7 h。 因此,丹東中部地區(qū)更有利于藍(lán)莓種植,與實際種植情況較為符合(丹東藍(lán)莓種植80%以上集中在中部地區(qū)),而其他地區(qū)日照均滿足藍(lán)莓生長所需的熱量條件。

圖6 1991～2020 年丹東地區(qū)藍(lán)莓生長季各月日照時數(shù)的空間分布

4 小結(jié)

4.1 丹東藍(lán)莓主要種植區(qū)生長環(huán)境比較好,光照充足(2 173.2～2 576.4 h/年),溫度條件比較適宜(年平均氣溫7.7～9.6 ℃)、水分條件比較適宜(年降水量878.7 ～1 052.3 mm),除了年極端最低氣溫偏低(鳳城和寬甸)和1月中旬平均氣溫偏高外(東港和振安區(qū)),其余都達(dá)到藍(lán)莓種植適宜區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 30年間丹東藍(lán)莓主要種植區(qū)氣候特征分布,氣溫條件除了4月的適宜藍(lán)莓生長月平均氣溫占比為80%外,其他月平均氣溫均滿足藍(lán)莓生長所需熱量條件,而7 月平均氣溫代表著丹東地區(qū)藍(lán)莓作物熱量總體情況,熱量多少直接影響藍(lán)莓的產(chǎn)量和品質(zhì);水分條件月總降水量662.1～811.7 mm,滿足藍(lán)莓生長所需,但由于受氣候變化影響,降水集中時段后延,對于早熟和中熟品種藍(lán)莓,在年景偏差情況下,需要加強水分管理,而對晚熟品種需要做好強降水和連陰雨等災(zāi)害性天氣防范;光照條件完全滿足藍(lán)莓生育期所需,中部地區(qū)更有利于藍(lán)莓種植。

4.3 在露地藍(lán)莓種植過程中,除了考慮基本的氣候條件外,還要充分考慮該地區(qū)的氣象災(zāi)害風(fēng)險和小氣候環(huán)境影響,需要根據(jù)實際監(jiān)測的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行有效調(diào)控,以滿足藍(lán)莓生長所需的溫、光、水氣象條件,確保藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展科學(xué)規(guī)范有序。