郭東艷
(淇縣氣象局,河南鶴壁 456750)
淇縣大棚草莓生產(chǎn)期氣候分析及氣象災(zāi)害應(yīng)對(duì)措施
郭東艷
(淇縣氣象局,河南鶴壁 456750)
文章利用淇縣1981~2010年氣象資料,結(jié)合草莓生育特性,分析大棚草莓生產(chǎn)期光、熱條件及主要?dú)庀鬄?zāi)害,并提出氣象災(zāi)害的應(yīng)對(duì)措施。結(jié)果表明:淇縣10月至翌年4月間,光照條件較充足,氣溫溫和,適宜大棚草莓栽培。近30年日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì),變化速率為-23.133 h/10 a,趨勢(shì)減少69 h。近30年氣溫呈明顯的升高趨勢(shì),平均氣溫變化速率0.56℃/10 a,趨勢(shì)升高1.7℃。氣溫升高可節(jié)約棚內(nèi)加溫能源,而日照時(shí)數(shù)的減少,對(duì)冬季大棚草莓光合作用將產(chǎn)生影響,在生產(chǎn)中應(yīng)引起重視。大風(fēng)、大雪、陰天出現(xiàn)頻次較多,防災(zāi)減災(zāi)是關(guān)鍵,正確掌握管理方法及氣象災(zāi)害的應(yīng)對(duì)措施,是草莓豐收的保證。
大棚 草莓 氣候條件 氣象災(zāi)害 淇縣
草莓是多年生草本植物,靠匍匐莖無(wú)性繁殖。單株發(fā)育分休眠期和生長(zhǎng)期兩大階段,開花結(jié)果與單株生長(zhǎng)同步,兩大階段對(duì)環(huán)境條件要求各有不同[1]。近年來,淇縣把保護(hù)地草莓栽培作為全縣特色產(chǎn)業(yè),隨著草莓產(chǎn)業(yè)的壯大,草莓產(chǎn)業(yè)進(jìn)入全縣重點(diǎn)發(fā)展范圍。目前,淇縣草莓種植面積已達(dá)33.3 hm2,建有日光溫室近200棟,成為特色農(nóng)業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)之一。為更好地培植與發(fā)展,文章從氣候角度對(duì)淇縣大棚草莓生產(chǎn)期氣候條件進(jìn)行分析,并探討冬季大棚氣象災(zāi)害及預(yù)防措施,以期為當(dāng)?shù)匕l(fā)展大棚草莓提供氣象服務(wù)。
淇縣草莓種植主要以大棚反季節(jié)種植為主,從8月份定植開始到翌年5月份結(jié)束,生長(zhǎng)期10個(gè)月。8~9月大棚外生長(zhǎng),進(jìn)入9月底或10初大棚扣膜,草莓在大棚生長(zhǎng)到翌年5月份。該文將10月至翌年4月草莓生產(chǎn)期作為重點(diǎn)分析。氣象資料來自淇縣觀測(cè)站1981~2010年,分別抄錄了歷年各月平均氣溫、日照時(shí)數(shù)和降水量,計(jì)算10月至翌年4月間陰天日數(shù)、≥17.0 m/s以上大風(fēng)及≥3.0 mm降雪次數(shù)(日數(shù))。
用常規(guī)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,分析大棚草莓生長(zhǎng)期氣候特征值。采用線性傾向估計(jì)方法分析主要?dú)庀笠刳厔?shì)變化狀況。用xi表示樣本量為n的某一氣候變量,用ti表示xi所對(duì)應(yīng)的時(shí)間,建立xi與ti之間的一元線性回歸方程:xi=a+bti。氣象要素變化速率,采用最小二乘法估計(jì)氣象要素序列與自然時(shí)間序列的線性回歸系數(shù)b,氣溫傾向率單位℃/10 a;日照傾向率單位h/10 a[2]。
2.1 光照
2.1.1 草莓對(duì)光照的要求
草莓是喜光作物,但也比較耐蔭。光照充足,草莓葉片光合作用強(qiáng),植株生長(zhǎng)旺盛,葉片顏色深綠,花芽發(fā)育好,能獲得較高產(chǎn)量。光照不足時(shí),植株長(zhǎng)勢(shì)弱,葉色較淡,花朵小,果實(shí)小,產(chǎn)量低。淇縣大棚栽培的草莓品種多屬于短日照植物。在環(huán)境溫度適宜狀況下,花芽分化與日照長(zhǎng)短關(guān)系不明顯,而光照不足時(shí),花粉發(fā)芽率將明顯下降[3]。經(jīng)短日照處理對(duì)一季性草莓品種的花芽分化有促進(jìn)作用,使花芽分化提前5 d,而對(duì)四季性草莓品種花芽分化的影響不大[4]。
2.1.2 淇縣大棚草莓生產(chǎn)期日照時(shí)數(shù)變化
淇縣近30年日照總量平均為2 056.1 h。淇縣草莓大棚生產(chǎn)期(10月至翌年4月)日照時(shí)數(shù)為1 097 h,占全年的53.4%,1996年最少只有1 612.1 h,1981年最多達(dá)到2 353.5 h,每日可照時(shí)間平均在4.3~7.0 h之間。從各月日照時(shí)數(shù)分布來看,翌年1月份最少為132.2 h,平均每日可照時(shí)間4.3 h;其次是12月、翌年2月份,分別為135.8 h、133.6 h,平均每日為4.4 h、4.8 h;10月、11月、翌年3月、翌年4月平均每日日照時(shí)間在4.9~7.0h。根據(jù)草莓對(duì)光照時(shí)間的要求[3],這樣的光照時(shí)間基本能滿足大棚草莓生長(zhǎng)發(fā)育的要求。根據(jù)線性傾向估計(jì),淇縣1981~2010年的近30年(10月至翌年4月)日照時(shí)數(shù)趨勢(shì)變化,呈減少趨勢(shì)(圖1),氣候傾向率為-23.133 h/10 a,在近30年里趨勢(shì)減少69 h。從年代際平均值比較看,20世紀(jì)80年代平均為1 113.6 h,20世紀(jì)90年代平均為1 062.8 h,21世紀(jì)10年代平均為1 084.0 h。21世紀(jì)10年代比20世紀(jì)80年代平均減少29.6 h。大棚草莓生產(chǎn)期日照時(shí)數(shù)減少,對(duì)草莓光合作用將產(chǎn)生影響,這在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)引起注意與重視。
圖1 1981~2010年(10月至翌年4月)淇縣日照趨勢(shì)變化
圖2 1981~2010年(10月至翌年4月)淇縣氣溫趨勢(shì)變化
2.2 溫度
2.2.1 草莓對(duì)溫度的要求
草莓在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段,對(duì)溫度的要求也不同。當(dāng)氣溫在5℃以下,維持5 d以上,草莓將進(jìn)入休眠期。當(dāng)10 cm地溫穩(wěn)定在12℃時(shí),根系開始生長(zhǎng),13~15℃時(shí)根系生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛期。葉片進(jìn)行光合作用的適宜溫度為20~25℃,超過30℃光合作用下降,高于38℃草莓生長(zhǎng)受到抑制。花芽分化適宜溫度為17~24℃,低于10℃分化緩慢,高于30℃花芽不分化。當(dāng)平均氣溫在10℃以上,草莓開始開花,14~20℃為開花適宜溫度,25~27℃是花粉發(fā)芽的適宜溫度?;ㄆ跍囟容^低時(shí),花瓣不能翻轉(zhuǎn),花藥開裂遲緩,氣溫低于10℃或高于36℃影響草莓授粉、受精,導(dǎo)致畸形果。草莓坐果和果實(shí)膨大期適宜溫度22~28℃,氣溫低果實(shí)生長(zhǎng)期延長(zhǎng),成熟晚,利于果個(gè)增大,氣溫高加快成熟[5]。
2.2.2 淇縣大棚草莓生產(chǎn)期氣溫變化
在近30年里,淇縣年平均氣溫14.4℃,年平均最高氣溫19.9℃,年平均最低氣溫9.5℃。在大棚草莓生產(chǎn)期(10月至翌年4月)平均氣溫為7.3℃,平均最高氣溫為18.4℃,平均最低氣溫為-3.0℃。從各月氣溫變化看,翌年1月份平均氣溫在0℃以下,為全年最低,平均為-0.5℃;冬季(12月至翌年2月)平均氣溫為1.3℃,平均最低氣溫為-3.0℃。冬季是大棚草莓生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期,保證適宜的溫度條件,是大棚草莓豐產(chǎn)基礎(chǔ)。
在全球變暖的大環(huán)境下,各地氣溫都有不同程度的升高??v觀淇縣近30年氣溫趨勢(shì)變化,也存在氣溫逐漸升高的趨勢(shì)。從年代際平均值來看,在大棚草莓生產(chǎn)期(10月至翌年4月),20世紀(jì)80年代平均氣溫為6.6℃,20世紀(jì)90年代為7.4℃,21世紀(jì)10年代則升高到7.8℃,平均升高了1.2℃。線性趨勢(shì)變化分析結(jié)果(圖2),呈明顯的升高趨勢(shì)。10月至翌年4月平均氣溫氣候傾向率為0.56℃/10 a,近30年趨勢(shì)升高1.7℃;平均最低氣溫氣候傾向率為0.854℃/10 a,近30年趨勢(shì)升高2.6℃。在氣溫逐漸升高狀況下,對(duì)大棚生產(chǎn)十分有利,可減少能源投資,減少凍害發(fā)生頻次。但是,在氣溫趨勢(shì)升高的過程中,也存在氣溫變化的不穩(wěn)定性。圖2表明:2010年為驟然低溫年,打破了持續(xù)升溫的步伐,也給大棚栽培草莓帶來了管理上的困難。
3.1 大風(fēng)、大雪和陰天天氣出現(xiàn)頻次
在大棚草莓生產(chǎn)期,主要?dú)庀鬄?zāi)害有大風(fēng)、大雪和陰天。大風(fēng)屬于陣發(fā)性,對(duì)大棚設(shè)施構(gòu)成威脅,吹毀草簾和棚膜造成災(zāi)害。氣象上將≥17.0 m/s風(fēng)速定為大風(fēng),淇縣在大棚草莓生產(chǎn)期歷年平均大風(fēng)日數(shù)達(dá)4.1 d。大風(fēng)出現(xiàn)最多8 d。從各月出現(xiàn)頻次看,4月、翌年3月份最多,為0.8 d、 1.1 d;10月、11月、12月、翌年1月、翌年2月出現(xiàn)頻次均為0.2 d(表1)。
表1 淇縣大棚草莓生產(chǎn)期大風(fēng)、大雪、陰天歷年各月出現(xiàn)頻次
冬季降水量≥3.0 mm氣象上視為大雪。大雪天氣,一是影響光照降低大棚內(nèi)溫度;二是給大棚設(shè)施增加負(fù)重,壓塌棚架。淇縣大棚草莓生產(chǎn)期歷年大雪日數(shù)平均出現(xiàn)1.8 d;1990年出現(xiàn)最多,達(dá)到4 d。在生產(chǎn)期內(nèi),冬季(12月至翌年2月)出現(xiàn)大雪災(zāi)情最重,淇縣此時(shí)平均出現(xiàn)3.1 d,1990年與2001年則各出現(xiàn)8 d與7 d。
冬季對(duì)大棚草莓生產(chǎn)影響最大、災(zāi)情最重應(yīng)是陰天,尤其連續(xù)陰天使棚內(nèi)溫度下降,造成低溫冷害,影響草莓生長(zhǎng)發(fā)育,影響產(chǎn)量及收益。淇縣大棚草莓生產(chǎn)期歷年陰天日數(shù)128 d,陰天頻率9.7。10月、翌年3月陰天最多,平均10~11 d,此時(shí)由于外界氣溫較高,陰天對(duì)大棚草莓生長(zhǎng)影響較??;較寒冷的冬季(12月至翌年2月)陰天日數(shù)平均為9 d,對(duì)大棚草莓生長(zhǎng)影響較大。1989年冬季陰天日數(shù)達(dá)到18 d,2002年12月陰天日數(shù)達(dá)18 d,并出現(xiàn)連續(xù)陰天,給大棚草莓生產(chǎn)帶來較大的低溫傷害,延遲了成熟期,也影響了大棚收益。
3.2 大風(fēng)、大雪和陰天應(yīng)對(duì)措施
3.2.1 大風(fēng)天氣應(yīng)對(duì)措施
冬季大風(fēng)天氣比較多,風(fēng)力超過6級(jí)對(duì)大棚構(gòu)成威脅。大風(fēng)極易對(duì)大棚膜造成傷害,大棚膜一旦受損,就會(huì)使大棚內(nèi)草莓受到毀滅性損失。因此大風(fēng)期間,要檢查加固好大棚的壓膜線。在溫度不太高的情況下,關(guān)閉放風(fēng)口,必要時(shí)放下草苫壓住棚膜,最好人留在溫室附近,以便時(shí)刻觀察情況并及時(shí)處理。
3.2.2 大雪天氣應(yīng)對(duì)措施
雪天氣溫一般在0℃以下,小雪在雪后要及時(shí)清雪,大雪、暴雪時(shí)人不能離開大棚,要用工具時(shí)時(shí)刮雪,防止大雪壓壞棚膜和棚架。下雪時(shí)間長(zhǎng),不能整日不卷苫,要在中午卷苫1~2 m高,讓室內(nèi)見光1~2 h。在降雪天氣氣溫不太低時(shí),盡量卷起草苫,讓雪直接落在棚膜上,便于清掃,棚膜上積雪也有一定的保溫作用。雪過后及時(shí)放苫子保溫。棚外積雪開始溶化時(shí),要清溝及時(shí)排除積水,最好把棚外兩旁從膜上掃下來的積雪清出去,以防雪溶化通過棚腳的泥土滲進(jìn)棚內(nèi),不但帶走熱量,而且增加濕度。防止積雪融化時(shí)吸收大量熱量而降低棚內(nèi)溫度。
3.2.3 連續(xù)陰天應(yīng)對(duì)措施
冬春季節(jié)常出現(xiàn)連陰天氣,淇縣冬季(12月至翌年2月)每日光照時(shí)間變化在4.3~4.8 h之間(1981~2010年),且氣溫較低,屬于低溫寡照,如果再遇到連陰天,就會(huì)形成低溫高濕的環(huán)境,草莓蒸騰減弱,根系吸收能力隨之下降,進(jìn)而對(duì)外界的抵抗力減弱,容易發(fā)生病害與生理性的損害。當(dāng)溫度下降5℃以下,地溫降到8℃以下,即會(huì)出現(xiàn)休眠或停止生長(zhǎng)。連日的陰天環(huán)境,限制了草莓葉片的光合作用,減少光合產(chǎn)量,會(huì)使草莓坐果率低、幼果生長(zhǎng)停止、產(chǎn)生畸形果,果實(shí)產(chǎn)量下降,果實(shí)成熟期推遲。因此,大棚草莓在連陰天時(shí)應(yīng)采取堅(jiān)持揭簾、適當(dāng)加溫、降低濕度、增加光照等管理措施。
(1)堅(jiān)持揭簾。連續(xù)陰天的中午,只要在揭起草簾后不降溫,應(yīng)堅(jiān)持揭草簾。即可促使植株接受散射光,增加植株對(duì)光照的適應(yīng)能力,利于增產(chǎn)。
(2)適當(dāng)加溫。連續(xù)陰天給大棚草莓加溫千萬(wàn)不可使棚內(nèi)溫度過高,尤其是夜溫更不可過高。因?yàn)橐箿馗邉t呼吸強(qiáng),消耗多,而白天即使揭起草簾,所制造的養(yǎng)分也不多,經(jīng)不起夜間消耗。加溫一般在夜間進(jìn)行,并在正午前后進(jìn)行短時(shí)間通風(fēng)。如苗子小,最好在溫室內(nèi)加小拱棚,這樣,土壤溫度下降少,在放晴之后萎蔫程度可大大減輕。
(3)降低濕度。大棚前沿要增設(shè)防水溝,在溝底鋪設(shè)地膜,將膜上的蒸餾水排出棚外或扎孔滲入地下。及時(shí)將大棚內(nèi)的空氣相對(duì)濕度控制在85%以下,能有效地控制絕大多數(shù)真菌孢子的萌發(fā),從而控制草莓真菌病害的發(fā)生與侵染。草莓定植后,棚內(nèi)實(shí)行全膜覆蓋,封閉棚內(nèi)所有地面,盡量減少土壤水分蒸發(fā)。膜下澆水后,要密閉進(jìn)水口,防止水分蒸發(fā)外漏,位于地表的根莖相接處的地膜孔要用土封嚴(yán)。當(dāng)棚內(nèi)濕度過大時(shí),可在行間鋪設(shè)20~25 cm厚的麥秸或麥糠,既可吸收大棚內(nèi)多余的水分,又可在白天吸收熱量,提高夜間棚內(nèi)溫度。
(4)增加光照。在大棚內(nèi)的北側(cè)弱光后墻處掛一道寬1.5 m的反光幕,能明顯增強(qiáng)棚室北側(cè)的光照,增強(qiáng)植物的光合作用。也可用白熾燈作光源,進(jìn)行加照處理,每盞100 w燈約照7.5 m2的面積,將燈架在1.8 m高處,從11月底開始至翌年2月中旬止,每日17~22時(shí)加照5~6 h。
3.2.4 連陰多日突然放晴應(yīng)對(duì)措施
陰天持續(xù)多日突然放晴,草苫不要全部拉開,因?yàn)榫藐帟r(shí),作物根系吸收力下降,驟晴后苫子揭到頂,室溫升得太快,葉面蒸騰加大,造成生理失調(diào),根系吸水滿足不了葉片蒸騰的需要,出現(xiàn)葉片萎蔫,重者緩不過來,造成植株死亡。因此,久陰驟晴不要立刻將草簾全部揭開,應(yīng)隔一塊揭開一塊,待下午13時(shí)或14時(shí)再把剩下的草簾揭開。使棚內(nèi)溫度緩慢升高,讓草莓有一個(gè)適應(yīng)的過程,防止草莓病害的發(fā)生;如果不采取措施植株就會(huì)出現(xiàn)永久的萎蔫。發(fā)現(xiàn)萎蔫,要立刻放下草苫,待葉片恢復(fù)伸張狀態(tài)再卷起來,再次出現(xiàn)萎蔫時(shí)再放下來,反復(fù)幾次,葉片就恢復(fù)得快,萎蔫的時(shí)間短,直到不再萎蔫為止。萎蔫較重時(shí),也可以向葉片噴清水,讓葉片吸取一部分,緩解水分入不敷出狀況,對(duì)縮短萎蔫期有良好的效果。草莓大棚栽培,果實(shí)在不低于12℃,植株不低于5℃,根部不低于2℃,不會(huì)受凍害侵襲。當(dāng)植株受凍后,不能立即閉棚升溫,只能使棚內(nèi)溫度緩慢上升,讓受凍組織逐步吸收因受凍而失去的水分。太陽(yáng)出來后應(yīng)適度敞開通風(fēng)口,過段時(shí)間再將通風(fēng)口逐漸縮小、關(guān)閉,讓棚溫緩慢上升。不能直接讓陽(yáng)光照射,極易發(fā)生組織失水,干縮萎蔫,情況嚴(yán)重時(shí),植株會(huì)死亡。因此,要在大棚上面覆蓋花簾,也可在棚內(nèi)搭設(shè)遮蔭物,以此來減輕陽(yáng)光照射的強(qiáng)度[6]。
(1)淇縣10月至翌年4月間,光照條件較充足,氣溫較溫和,適宜大棚草莓栽培。10月~翌年4月平均每日日照時(shí)間在4.3~7.0 h;冬季受陰天的影響日照時(shí)間最短時(shí)只有4.3 h;近30年日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì),變化速率為-23.133 h/10 a,在近30年里趨勢(shì)減少69 h。日照時(shí)數(shù)的減少,對(duì)冬季大棚蔬菜光合作用將產(chǎn)生影響,這在生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)引起足夠的注意和重視。
(2)大棚草莓生產(chǎn)期(10月至翌年4月)平均氣溫為7.3℃,冬季(12月至翌年2月)平均氣溫為1.3℃,翌年1月份平均氣溫在0℃以下,為全年最低,平均為-0.5℃。10月至翌年4月平均氣溫氣候傾向率為0.56℃/10 a,近30年趨勢(shì)升高1.7℃;冬季氣溫的升高對(duì)大棚草莓生產(chǎn)十分有利,可減少低溫冷害的發(fā)生頻次,也給大棚增溫設(shè)施節(jié)省能源。
(3)淇縣大棚草莓生產(chǎn)期大風(fēng)頻次不多,平均達(dá)0.2d。及時(shí)觀察、加固大棚設(shè)施是關(guān)鍵。 大雪天氣較少,但也需要及時(shí)清掃避免壓塌棚架。陰天概率較大,平均達(dá)到9.7 d,較寒冷的冬季(12月至翌年2月)陰天日數(shù)平均為9 d,甚至出現(xiàn)連續(xù)陰天。陰天對(duì)草莓光合作用、大棚升溫影響最大。如何保溫與掌握陰天管理方法是大棚草莓栽培成功的保證。氣象災(zāi)害無(wú)主次,偶然與必然預(yù)防都是關(guān)鍵。
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