淇县大棚草莓生产期气候分析及气象灾害应对措施
2016-11-29郭东艳
郭东艳
(淇县气象局,河南鹤壁 456750)
淇县大棚草莓生产期气候分析及气象灾害应对措施
郭东艳
(淇县气象局,河南鹤壁 456750)
文章利用淇县1981~2010年气象资料,结合草莓生育特性,分析大棚草莓生产期光、热条件及主要气象灾害,并提出气象灾害的应对措施。结果表明:淇县10月至翌年4月间,光照条件较充足,气温温和,适宜大棚草莓栽培。近30年日照时数呈下降趋势,变化速率为-23.133 h/10 a,趋势减少69 h。近30年气温呈明显的升高趋势,平均气温变化速率0.56℃/10 a,趋势升高1.7℃。气温升高可节约棚内加温能源,而日照时数的减少,对冬季大棚草莓光合作用将产生影响,在生产中应引起重视。大风、大雪、阴天出现频次较多,防灾减灾是关键,正确掌握管理方法及气象灾害的应对措施,是草莓丰收的保证。
大棚 草莓 气候条件 气象灾害 淇县
草莓是多年生草本植物,靠匍匐茎无性繁殖。单株发育分休眠期和生长期两大阶段,开花结果与单株生长同步,两大阶段对环境条件要求各有不同[1]。近年来,淇县把保护地草莓栽培作为全县特色产业,随着草莓产业的壮大,草莓产业进入全县重点发展范围。目前,淇县草莓种植面积已达33.3 hm2,建有日光温室近200栋,成为特色农业的主要产业之一。为更好地培植与发展,文章从气候角度对淇县大棚草莓生产期气候条件进行分析,并探讨冬季大棚气象灾害及预防措施,以期为当地发展大棚草莓提供气象服务。
1 资料与方法
淇县草莓种植主要以大棚反季节种植为主,从8月份定植开始到翌年5月份结束,生长期10个月。8~9月大棚外生长,进入9月底或10初大棚扣膜,草莓在大棚生长到翌年5月份。该文将10月至翌年4月草莓生产期作为重点分析。气象资料来自淇县观测站1981~2010年,分别抄录了历年各月平均气温、日照时数和降水量,计算10月至翌年4月间阴天日数、≥17.0 m/s以上大风及≥3.0 mm降雪次数(日数)。
用常规数理统计方法,分析大棚草莓生长期气候特征值。采用线性倾向估计方法分析主要气象要素趋势变化状况。用xi表示样本量为n的某一气候变量,用ti表示xi所对应的时间,建立xi与ti之间的一元线性回归方程:xi=a+bti。气象要素变化速率,采用最小二乘法估计气象要素序列与自然时间序列的线性回归系数b,气温倾向率单位℃/10 a;日照倾向率单位h/10 a[2]。
2 淇县大棚草莓生产期气候条件分析
2.1 光照
2.1.1 草莓对光照的要求
草莓是喜光作物,但也比较耐荫。光照充足,草莓叶片光合作用强,植株生长旺盛,叶片颜色深绿,花芽发育好,能获得较高产量。光照不足时,植株长势弱,叶色较淡,花朵小,果实小,产量低。淇县大棚栽培的草莓品种多属于短日照植物。在环境温度适宜状况下,花芽分化与日照长短关系不明显,而光照不足时,花粉发芽率将明显下降[3]。经短日照处理对一季性草莓品种的花芽分化有促进作用,使花芽分化提前5 d,而对四季性草莓品种花芽分化的影响不大[4]。
2.1.2 淇县大棚草莓生产期日照时数变化
淇县近30年日照总量平均为2 056.1 h。淇县草莓大棚生产期(10月至翌年4月)日照时数为1 097 h,占全年的53.4%,1996年最少只有1 612.1 h,1981年最多达到2 353.5 h,每日可照时间平均在4.3~7.0 h之间。从各月日照时数分布来看,翌年1月份最少为132.2 h,平均每日可照时间4.3 h;其次是12月、翌年2月份,分别为135.8 h、133.6 h,平均每日为4.4 h、4.8 h;10月、11月、翌年3月、翌年4月平均每日日照时间在4.9~7.0h。根据草莓对光照时间的要求[3],这样的光照时间基本能满足大棚草莓生长发育的要求。根据线性倾向估计,淇县1981~2010年的近30年(10月至翌年4月)日照时数趋势变化,呈减少趋势(图1),气候倾向率为-23.133 h/10 a,在近30年里趋势减少69 h。从年代际平均值比较看,20世纪80年代平均为1 113.6 h,20世纪90年代平均为1 062.8 h,21世纪10年代平均为1 084.0 h。21世纪10年代比20世纪80年代平均减少29.6 h。大棚草莓生产期日照时数减少,对草莓光合作用将产生影响,这在生产中应当引起注意与重视。
图1 1981~2010年(10月至翌年4月)淇县日照趋势变化
图2 1981~2010年(10月至翌年4月)淇县气温趋势变化
2.2 温度
2.2.1 草莓对温度的要求
草莓在不同的生长发育阶段,对温度的要求也不同。当气温在5℃以下,维持5 d以上,草莓将进入休眠期。当10 cm地温稳定在12℃时,根系开始生长,13~15℃时根系生长进入旺盛期。叶片进行光合作用的适宜温度为20~25℃,超过30℃光合作用下降,高于38℃草莓生长受到抑制。花芽分化适宜温度为17~24℃,低于10℃分化缓慢,高于30℃花芽不分化。当平均气温在10℃以上,草莓开始开花,14~20℃为开花适宜温度,25~27℃是花粉发芽的适宜温度。花期温度较低时,花瓣不能翻转,花药开裂迟缓,气温低于10℃或高于36℃影响草莓授粉、受精,导致畸形果。草莓坐果和果实膨大期适宜温度22~28℃,气温低果实生长期延长,成熟晚,利于果个增大,气温高加快成熟[5]。
2.2.2 淇县大棚草莓生产期气温变化
在近30年里,淇县年平均气温14.4℃,年平均最高气温19.9℃,年平均最低气温9.5℃。在大棚草莓生产期(10月至翌年4月)平均气温为7.3℃,平均最高气温为18.4℃,平均最低气温为-3.0℃。从各月气温变化看,翌年1月份平均气温在0℃以下,为全年最低,平均为-0.5℃;冬季(12月至翌年2月)平均气温为1.3℃,平均最低气温为-3.0℃。冬季是大棚草莓生长的关键时期,保证适宜的温度条件,是大棚草莓丰产基础。
在全球变暖的大环境下,各地气温都有不同程度的升高。纵观淇县近30年气温趋势变化,也存在气温逐渐升高的趋势。从年代际平均值来看,在大棚草莓生产期(10月至翌年4月),20世纪80年代平均气温为6.6℃,20世纪90年代为7.4℃,21世纪10年代则升高到7.8℃,平均升高了1.2℃。线性趋势变化分析结果(图2),呈明显的升高趋势。10月至翌年4月平均气温气候倾向率为0.56℃/10 a,近30年趋势升高1.7℃;平均最低气温气候倾向率为0.854℃/10 a,近30年趋势升高2.6℃。在气温逐渐升高状况下,对大棚生产十分有利,可减少能源投资,减少冻害发生频次。但是,在气温趋势升高的过程中,也存在气温变化的不稳定性。图2表明:2010年为骤然低温年,打破了持续升温的步伐,也给大棚栽培草莓带来了管理上的困难。
3 淇县大棚草莓生产期气象灾害及应对措施
3.1 大风、大雪和阴天天气出现频次
在大棚草莓生产期,主要气象灾害有大风、大雪和阴天。大风属于阵发性,对大棚设施构成威胁,吹毁草帘和棚膜造成灾害。气象上将≥17.0 m/s风速定为大风,淇县在大棚草莓生产期历年平均大风日数达4.1 d。大风出现最多8 d。从各月出现频次看,4月、翌年3月份最多,为0.8 d、 1.1 d;10月、11月、12月、翌年1月、翌年2月出现频次均为0.2 d(表1)。
表1 淇县大棚草莓生产期大风、大雪、阴天历年各月出现频次
冬季降水量≥3.0 mm气象上视为大雪。大雪天气,一是影响光照降低大棚内温度;二是给大棚设施增加负重,压塌棚架。淇县大棚草莓生产期历年大雪日数平均出现1.8 d;1990年出现最多,达到4 d。在生产期内,冬季(12月至翌年2月)出现大雪灾情最重,淇县此时平均出现3.1 d,1990年与2001年则各出现8 d与7 d。
冬季对大棚草莓生产影响最大、灾情最重应是阴天,尤其连续阴天使棚内温度下降,造成低温冷害,影响草莓生长发育,影响产量及收益。淇县大棚草莓生产期历年阴天日数128 d,阴天频率9.7。10月、翌年3月阴天最多,平均10~11 d,此时由于外界气温较高,阴天对大棚草莓生长影响较小;较寒冷的冬季(12月至翌年2月)阴天日数平均为9 d,对大棚草莓生长影响较大。1989年冬季阴天日数达到18 d,2002年12月阴天日数达18 d,并出现连续阴天,给大棚草莓生产带来较大的低温伤害,延迟了成熟期,也影响了大棚收益。
3.2 大风、大雪和阴天应对措施
3.2.1 大风天气应对措施
冬季大风天气比较多,风力超过6级对大棚构成威胁。大风极易对大棚膜造成伤害,大棚膜一旦受损,就会使大棚内草莓受到毁灭性损失。因此大风期间,要检查加固好大棚的压膜线。在温度不太高的情况下,关闭放风口,必要时放下草苫压住棚膜,最好人留在温室附近,以便时刻观察情况并及时处理。
3.2.2 大雪天气应对措施
雪天气温一般在0℃以下,小雪在雪后要及时清雪,大雪、暴雪时人不能离开大棚,要用工具时时刮雪,防止大雪压坏棚膜和棚架。下雪时间长,不能整日不卷苫,要在中午卷苫1~2 m高,让室内见光1~2 h。在降雪天气气温不太低时,尽量卷起草苫,让雪直接落在棚膜上,便于清扫,棚膜上积雪也有一定的保温作用。雪过后及时放苫子保温。棚外积雪开始溶化时,要清沟及时排除积水,最好把棚外两旁从膜上扫下来的积雪清出去,以防雪溶化通过棚脚的泥土渗进棚内,不但带走热量,而且增加湿度。防止积雪融化时吸收大量热量而降低棚内温度。
3.2.3 连续阴天应对措施
冬春季节常出现连阴天气,淇县冬季(12月至翌年2月)每日光照时间变化在4.3~4.8 h之间(1981~2010年),且气温较低,属于低温寡照,如果再遇到连阴天,就会形成低温高湿的环境,草莓蒸腾减弱,根系吸收能力随之下降,进而对外界的抵抗力减弱,容易发生病害与生理性的损害。当温度下降5℃以下,地温降到8℃以下,即会出现休眠或停止生长。连日的阴天环境,限制了草莓叶片的光合作用,减少光合产量,会使草莓坐果率低、幼果生长停止、产生畸形果,果实产量下降,果实成熟期推迟。因此,大棚草莓在连阴天时应采取坚持揭帘、适当加温、降低湿度、增加光照等管理措施。
(1)坚持揭帘。连续阴天的中午,只要在揭起草帘后不降温,应坚持揭草帘。即可促使植株接受散射光,增加植株对光照的适应能力,利于增产。
(2)适当加温。连续阴天给大棚草莓加温千万不可使棚内温度过高,尤其是夜温更不可过高。因为夜温高则呼吸强,消耗多,而白天即使揭起草帘,所制造的养分也不多,经不起夜间消耗。加温一般在夜间进行,并在正午前后进行短时间通风。如苗子小,最好在温室内加小拱棚,这样,土壤温度下降少,在放晴之后萎蔫程度可大大减轻。
(3)降低湿度。大棚前沿要增设防水沟,在沟底铺设地膜,将膜上的蒸馏水排出棚外或扎孔渗入地下。及时将大棚内的空气相对湿度控制在85%以下,能有效地控制绝大多数真菌孢子的萌发,从而控制草莓真菌病害的发生与侵染。草莓定植后,棚内实行全膜覆盖,封闭棚内所有地面,尽量减少土壤水分蒸发。膜下浇水后,要密闭进水口,防止水分蒸发外漏,位于地表的根茎相接处的地膜孔要用土封严。当棚内湿度过大时,可在行间铺设20~25 cm厚的麦秸或麦糠,既可吸收大棚内多余的水分,又可在白天吸收热量,提高夜间棚内温度。
(4)增加光照。在大棚内的北侧弱光后墙处挂一道宽1.5 m的反光幕,能明显增强棚室北侧的光照,增强植物的光合作用。也可用白炽灯作光源,进行加照处理,每盏100 w灯约照7.5 m2的面积,将灯架在1.8 m高处,从11月底开始至翌年2月中旬止,每日17~22时加照5~6 h。
3.2.4 连阴多日突然放晴应对措施
阴天持续多日突然放晴,草苫不要全部拉开,因为久阴时,作物根系吸收力下降,骤晴后苫子揭到顶,室温升得太快,叶面蒸腾加大,造成生理失调,根系吸水满足不了叶片蒸腾的需要,出现叶片萎蔫,重者缓不过来,造成植株死亡。因此,久阴骤晴不要立刻将草帘全部揭开,应隔一块揭开一块,待下午13时或14时再把剩下的草帘揭开。使棚内温度缓慢升高,让草莓有一个适应的过程,防止草莓病害的发生;如果不采取措施植株就会出现永久的萎蔫。发现萎蔫,要立刻放下草苫,待叶片恢复伸张状态再卷起来,再次出现萎蔫时再放下来,反复几次,叶片就恢复得快,萎蔫的时间短,直到不再萎蔫为止。萎蔫较重时,也可以向叶片喷清水,让叶片吸取一部分,缓解水分入不敷出状况,对缩短萎蔫期有良好的效果。草莓大棚栽培,果实在不低于12℃,植株不低于5℃,根部不低于2℃,不会受冻害侵袭。当植株受冻后,不能立即闭棚升温,只能使棚内温度缓慢上升,让受冻组织逐步吸收因受冻而失去的水分。太阳出来后应适度敞开通风口,过段时间再将通风口逐渐缩小、关闭,让棚温缓慢上升。不能直接让阳光照射,极易发生组织失水,干缩萎蔫,情况严重时,植株会死亡。因此,要在大棚上面覆盖花帘,也可在棚内搭设遮荫物,以此来减轻阳光照射的强度[6]。
4 小结
(1)淇县10月至翌年4月间,光照条件较充足,气温较温和,适宜大棚草莓栽培。10月~翌年4月平均每日日照时间在4.3~7.0 h;冬季受阴天的影响日照时间最短时只有4.3 h;近30年日照时数呈下降趋势,变化速率为-23.133 h/10 a,在近30年里趋势减少69 h。日照时数的减少,对冬季大棚蔬菜光合作用将产生影响,这在生产中应当引起足够的注意和重视。
(2)大棚草莓生产期(10月至翌年4月)平均气温为7.3℃,冬季(12月至翌年2月)平均气温为1.3℃,翌年1月份平均气温在0℃以下,为全年最低,平均为-0.5℃。10月至翌年4月平均气温气候倾向率为0.56℃/10 a,近30年趋势升高1.7℃;冬季气温的升高对大棚草莓生产十分有利,可减少低温冷害的发生频次,也给大棚增温设施节省能源。
(3)淇县大棚草莓生产期大风频次不多,平均达0.2d。及时观察、加固大棚设施是关键。 大雪天气较少,但也需要及时清扫避免压塌棚架。阴天概率较大,平均达到9.7 d,较寒冷的冬季(12月至翌年2月)阴天日数平均为9 d,甚至出现连续阴天。阴天对草莓光合作用、大棚升温影响最大。如何保温与掌握阴天管理方法是大棚草莓栽培成功的保证。气象灾害无主次,偶然与必然预防都是关键。
[1] 陈桂林编著.大棚日光温室草莓栽培技术.北京,金盾出版社,2009
[2] 杨永岐.农业气象中的统计方法.北京:气象出版社,1982
[3] 孟新法,陈端生,王坤范.草莓设施栽培技术问答.北京:中国农业出版社,2007
[4] 张小红,霍书新.李艳丽短日照处理对草莓花芽分化的影响.安徽农业科学,2008,36(9):3622~3623,3640
[5] 周厚成主编.草莓标准化生产技术.北京,金盾出版社,2008
[6] 赵辉,彭保宏,范勇胜.豫南草莓大棚栽培气象条件调控技术研究.安徽农业科学,2008,36(29)12666~12667,12672