菏泽油用牡丹生长与气象条件的关系

张翠英，吕令华，刘晓华

(1.山东省菏泽市气象局，山东 菏泽 274000；2.山东省菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000；3.山东省郓城县气象局，山东 郓城 274700)

菏泽油用牡丹生长与气象条件的关系

张翠英1，吕令华2，刘晓华3

(1.山东省菏泽市气象局，山东 菏泽 274000；2.山东省菏泽市农业科学院，山东 菏泽 274000；3.山东省郓城县气象局，山东 郓城 274700)

基于2015-2016年油用牡丹物候期观测资料，利用油用牡丹各生育期间光、温、水等气象条件分析了对油用牡丹生长的影响，并对油用牡丹关键生长期土壤相对湿度及生育期间农业气象特征进行研究。结果表明，整个生育期间气象条件基本满足油用牡丹生长需求,生育期土壤水分适宜；开花期气温略偏高，花期时间缩短,牡丹籽适时采收能增加产量；农业气象灾害较轻，对油用牡丹的影响较小。本文研究将探索出油用牡丹生育期间最佳气象条件，为将来做好特色气象服务提供科学参考依据。

油用牡丹；气象条件；土壤湿度；农业气象灾害

油用牡丹是芍药科、芍药属、牡丹组植物中产籽出油率高(大于或等于22 %)的种的统称。油用牡丹是结籽多，果荚大、籽粒饱满，含油量较高而且产量稳定的牡丹品种，以结籽量大、出油率高、适应性广、生长势强的“凤丹”品种，是我国特有的木本油料资源，营养价值优良，生态效益、社会效益和经济效益都比较可观。

油用牡丹生长适应性强，分布范围广，是一种集观赏价值、药用价值和油用价值为一身的重要经济生态树种。种植油用牡丹对促进农业产业结构调整，提高土地综合效益，增加食用油的有效供给具有重要意义，并且该作物是多年生木本植物，一年种植多年受益。油用牡丹以其兼具有观赏价值和经济价值的独特优势，显现出巨大的开发潜力和广阔的发展前景。因此发展牡丹产业，掌握油用牡丹的繁殖是非常有必要的。目前，国内外对于油用牡丹的研究多见于其栽培种植、新品种培育、根皮的药用价值方面。张钦等[1]从选地、栽培时间、种植密度、管理方面总结了油用牡丹的栽培技术。陈慧玲等[2]研究了油用牡丹育种、繁育及栽培等进展，而对油用牡丹的物候期与气象条件关系的研究尚未见报道。随着牡丹产业化研究的进一步发展，油用牡丹的利用价值正引起人们的高度注意。因此探讨气象条件与油用牡丹物候期关系对促进油用牡丹的发展，生产中趋利避害等起到积极作用。菏泽地处鲁西南黄河冲积平原，具有种植牡丹的得天独厚的条件。这里土层深厚，土质疏松，土地肥沃；年平均气温14.2 ℃，无霜期289 d，年降雨量621.4 mm，且四季分明，雨热同季，自古以来就是我国牡丹的最适宜生长区。所以自隋朝开始牡丹种植，兴于唐、宋，盛于明、清，至清朝时，菏泽已经成为中国牡丹的栽培中心，2015年油用牡丹种植面积已达33 333.3 hm2，为全国油用牡丹存量面积最大的地级市。

本文主要通过对菏泽市油用牡丹全生育期观测和调查，分析各生育期间气象条件、农业气象灾害对油用牡丹生长发育的影响，找出油用牡丹生育期间气象条件的利弊，为今后做好特色气象服务提供科学参考依据。

1 材料与方法

油用牡丹产量来自菏泽市牡丹产业办，油用牡丹物候期来源于国家基本农业气象观测站菏泽市气象局2015-2016年观测资料，气象资料来源于菏泽市国家一般气象站地面观测资料。利用2015-2016年油用牡丹生育期间气象条件与牡丹物候期进行对比分析、油用牡丹生长关键期气象条件分析找出影响油用牡丹生育的气象条件。

物候指自然环境中植物、动物生命活动的季节现象和在一年中特定时间出现的某些气象、水文现象[3]。牡丹各个器官因受四季气候条件制约，而发生相应变化的时期，即生物气候学时期，简称物候期。所有物候期的变化，都是受一定外界环境条件综合影响的结果，而温度是其影响的主导因素[4]。牡丹在整个生长发育过程中，从春季萌发至秋末落叶休眠的生长发育年周期，细分为13个时期.牡丹的年周期变化，据其活动规律，分为生长期和相对休眠期[5]，在洛阳、菏泽，2-9月为油用牡丹生长期，其中包括萌芽、抽枝、长叶、开花、花芽分化等，9月下旬至次年1月为油用牡丹相对休眠期。牡丹花芽的形态分化，一般始于6月上中旬，终于9月下旬至10月中旬[6]。为更好地分析油用牡丹生育期间气象条件与牡丹关系，根据生育特性，将13个时期分为4个生育阶段：春季生长期、花期、芽分化期和休眠期。

油用牡丹物候期观测地点选择[7]能代表菏泽油用牡丹生长地形、地势、气候、土壤等自然条件和栽培水平，面积在0.2 hm2以上的油用牡丹种植基地，根据油用牡丹植株上芽、叶、花、种子等出现的物候期通过目测确定，当观测植株中有半数(50 %)或以上的植株达到油用牡丹的始期、盛期标准时，整个地段就进入该物候期的始期、盛期。如在地段的20株观测植株中10株达到开花始期，整个地段记开花始期。

根据菏泽市2015-2016年油用牡丹各生育期与同期气象因素，分析影响油用牡丹生长与气象条件的关系，达到趋利避害的效果。

2 结果与分析

2.1 气象特征分析

2.1.1 降水量 油用牡丹是一种原产于我国的多年生小灌木，耐干旱、耐高寒，是肉质深根系植物，不耐水湿，应保证排水疏通，避免积水，不宜经常浇水。但在以下情况下仍需适量浇小水：一是1～2年生小苗在土壤干旱时；二是在特别干旱的炎热夏季；三是大苗在严重干旱的年份；四是在追肥后土壤过分干旱时。

菏泽市春季降雨不多，降雨量对花期早晚影响不大。但花期前后的降雨过程及降雨强度、空气相对湿度对开花有一定影响。初花前后如遇阴天，小雨，有助于牡丹开花且花色鲜艳，如遇较大降雨，花朵受到侵袭，导致提前败落。

由图1可见，2015年油用牡丹春季生长期、花期降水比常年、2014年偏多。春季生长期、花期有利于牡丹生长及开花，对后期种子成熟也十分有利，芽分化期降水较常年偏少138.0 mm，比上一年偏少260.5 mm，此期正值油用牡丹种子形成和成熟期，降水偏少对牡丹生长产生不利影响。2016年5月至8月降水较常年明显偏多，实地观测充足的降水对油用牡丹后期生长较为有利，植株长势旺盛，没有灾害发生。2015年10月下旬牡丹叶片逐渐变黄而脱落从而进入休眠期，此期降水偏多有利于牡丹免受冻害而安全越冬。

2.1.2 积温 由图2可见，油用牡丹各生育期≥0℃积温较常年均不同程度的偏多，比2014年略偏少。积温充足有利于牡丹生长及能量的积累，对产量的形成十分有利。刘克长[8]等根据牡丹连续8年(1982-1989)的物候观察及相应气象要素的测定，推算出牡丹的生物学最低萌动温度为3.8 ℃左右，萌动至开花期间的有效积温为380.0 ℃以上。气温与花期，同一地区牡丹花期早晚与春季气温变化关系密切，温度影响整个开花过程。因春暖或春寒，花期早晚课相差5～7 d以至十几天或更多。

图1 菏泽市油用牡丹生育期间降水量分布Fig.1 Distribution of precipitation during the growth period of oil peony in Heze city

图2 菏泽市油用牡丹生育期间积温分布Fig.2 Distribution of accumulated temperature during the growth period of oil peony in Heze city

2.1.3 日照 由图3可见，春季和花期日照充足，较常年和2014年均偏多，对牡丹生枝十分有利。芽分化期日照时数比常年偏多，对产量形成比较有利。进入休眠期时，阴雨天气和雾、霾天气使日照时数偏少，均比常年和上一年偏少。

2.2 油用牡丹生长状况分析

2.2.1 春季生长期 牡丹入冬后进入休眠状态，并需达到一定的低温要求时，才能恢复正常的生理功能。在自然条件下，每年春季当外界气温升高稳定在3.6 ℃以上时，鳞芽开始萌动膨大，顶端开裂，露出叶尖和出现花蕾，6 ℃以上时叶芽抽茎放叶，花芽萌动抽出花茎，茎上长叶，顶端开花[9]。

菏泽市2015、2016年牡丹春季生长期平均≥0 ℃积温376.2 ℃，较常年同期偏多108.5 ℃；降水量26.9 mm，较常年同期偏少3.8 mm；累计日照时数441.3 h，较常年同期偏多34.3 h。2015年1、2月平均气温较常年均偏高，特别是2月上旬平均气温6.6 ℃，较常年偏高3.3 ℃，下旬平均气温5.3 ℃，较常年偏高1.1 ℃；2016年2、3月平均气温较常年不同程度的偏高，气温偏高，降水适宜，光照充足，牡丹芽萌动膨大较常年提前。

春季是牡丹一年中生长量最大的时期，在50～80 d内完成发芽、长叶、开花的全过程，需要大量的营养和水分，适宜的气象条件对萌动后的牡丹迅速生长十分有利。

牡丹一般认为不耐渍涝，但适时适量的浇水会使牡丹更好的生长，如果秋冬雨雪较少，土壤墒情不好。春季发芽时要浇足水，以利牡丹枝叶的生长，花蕾透色后一定要浇一遍透水，花朵才能开放的更鲜艳润泽，花期保持土壤湿润，会使花期延长。

图3 菏泽市油用牡丹生育期间日照时数分布Fig.3 Distribution of sunshine duration during the growth period of oil peony in Heze city

2.2.2 花期 牡丹生长周期中，将小、大风铃期，圆桃透色期和开花期归为花期。小风铃期对低温敏感，若遇0 ℃以下低温易遭冻害而不开花，花蕾停止生长或发育不良，出现只长雄、雌蕊而无花瓣的异常现象[10]。此期2015年≥0 ℃积温608.8 ℃，较常年同期偏多38.7 ℃，2016年≥0 ℃积温比2015年多77.9 ℃；降水量78.3 mm，较常年同期偏多42.2 mm，2016年降水较2015年偏少58.6 mm；2年累计日照时数318.2、313.8 h，较常年同期偏多24.3、19.9 h。

此期花蕾已基本发育成熟，圆满硬实如桃形，萼片下垂，并逐渐完成着色过程，从花蕾顶端可看出花的颜色。近2年春季气温回升较快，2015、2016年3月下旬平均气温较常年分别偏高4.6、3.3 ℃。花蕾直径一般在1.5～2.0 mm，和“小风铃”大小相似，传统称为“小风铃期”，气温偏高有利于新枝生长。2015年4月上旬气温偏低，平均气温较常年偏低3.5 ℃，中旬平均气温较常年偏低0.7 ℃。气温偏低，牡丹生长缓慢，影响花期，2015年牡丹开花较常年推迟1周左右。4月中下旬，“谷雨”前后，气温稳定在17～22 ℃时，花蕾泛暄(发软)绽开，至花瓣的凋谢，称为“开花期”。在此期间，常会出现一段明显的回暖气温，最高气温可达25 ℃左右，促使牡丹花蕾很快开放。4月中旬气温逐渐回升，下旬平均气温较常年偏高3.0 ℃，降水集中，雨日较少，牡丹花蕾很快开放。此期降水充足，光照适宜，气象条件对牡丹生长十分有利。但由于气温升温过快，花期缩短，据观测，由于气温偏高，牡丹开花时间缩短了近3 d，群体花期常年10 d缩短到1周左右。

春季降水不多，对牡丹花期早晚影响不大，但花期前后的降水过程及降水量对开花有一定影响。初花前后如果遇阴天、小雨，有助于牡丹开花，如遇较大降水，花朵受到侵袭，导致牡丹花提前败落。4月降水偏多，但降水集中，雨日较少，降水对开花影响较小。

图4 2015、2016年4月上旬10～50 cm土壤相对湿度( %)变化趋势Fig.4 Variation trend of 10-50 cm relative moisture of the soil (%) in early April of 2015 and 2016

牡丹4月中、下旬进入花期，花期降水对授粉不利，干旱对开花也产生不利影响。分析牡丹产地就近土壤水分自动站相对湿度，2015年4月1～2 d降水51.4 mm，由图4可见，降水使土壤10～50 mm增加了土壤墒情，土壤相对湿度保持在80 % 以上，农田墒情较好，2016年4月上旬墒情较为稳定，对后期油用牡丹开花十分有利。此期4月中、下旬开花期间，没有出现连阴雨天气，降水偏少，对牡丹授粉较为有利。

牡丹是长日照作物，花芽在长日照下形成，中长日照下开花，如果前期光照不足则不能抽蕾，后期光照不足则影响开花质量和开花时间。

油用牡丹开花期累计日照时数2015年173.5 h、2016年157.0 h，分别较常年同期偏多21.7、5.2 h，由图5可见，除阴雨天气外，期间4月中、下旬日日照时数均高于常年值，充足的光照对油用牡丹的开花质量有利。

2.2.3 芽分化期 5月上旬，油用牡丹花凋谢后，叶片迅速放大，此时叶片增大增厚，颜色加深，呈绿或深绿色。在此期间，营养生长相对变慢。此期≥0 ℃积温4164.1 ℃，较常年同期偏高155.6 ℃，比2014年同期偏多33.9 ℃；降水量383.4 mm，较常年同期偏少138.0 mm，比2014年偏少260.5 mm；累计日照时数1230.0 h，较常年同期偏多56.9 h，比2014年偏少15.1 h。此期气温偏高、日照充足，有利于牡丹后期生长，但降水偏少，油用牡丹为肉质根，稍能耐旱，气象条件有利于干物质积累，种子成熟。

牡丹籽生长期大约100 d左右，传统的、适宜的采摘期为蓇葖果由绿转为蟹黄色时采收。油用牡丹种子成熟后适时采收，出苗率高，苗生长健壮。油用牡丹成熟时为咖啡色，老熟时呈黑色，当果实呈蟹黄色时摘下，放室内阴凉潮湿地方，使种子在壳内后熟，并经常翻动以免发热，待大部分果实开裂、种子脱出。切忌在阳光下晒干，否则种子往往不易发芽。

菏泽凤丹牡丹种子7月下旬至8月上旬进入成熟期。不同年份，成熟早晚有微小差异。生产中观察，牡丹籽近成熟时，果荚呈蟹黄色(熟香蕉皮色)，果荚内，种子正在由黄绿色向褐色、黑色转化。大面积采摘前，可以简单做一下调查统计。随机采摘少量果荚，立即剥开取种，大约近50 %种子已经变为褐色、黑色，即可大量采收。经过实验发现，在果荚开裂前已经变褐色、黑色的种子，出芽率可以达到95 %以上。由于牡丹花期早晚差异，种子成熟也有早有晚(前后相差近10 d)，如果条件允许，分批采收更能提高采种质量和提高产量。8月初，油用牡丹果荚由绿变黄，呈蟹黄色时可进行采收；若收获过晚，果角部分开裂，种籽呈褐色或黑色，成熟过度，难于发芽。

图5 2015、2016年4月中、下旬油用牡丹开花期日照时数变化趋势Fig.5 Variation trend of sunshine duration during flowering period of oil peony in middle and late April of 2015 and 2016

表1 苗龄4年牡丹不同时间采收种子千粒重

针对牡丹籽的采收，做了实验，采收过早的种子用于育苗，会严重影响出苗率，苗生长纤弱；用于榨油，出油率低，油品质降低；过早采收，对牡丹种子产量也有较大影响(表1)。

由表1可见，牡丹籽过早、过晚采收对产量产生不利影响，适时采收能增加产量。不同苗龄对牡丹产量也有影响，随着苗龄的增长，产量逐渐增加。

芽分化期≥0.1 mm雨日42.0 d，比常年偏少6.3 d，比去年偏少6.0 d。7月下旬至8月上旬，气温偏高，光照充足，降水较常年偏少，适时牡丹种籽采收且出油率高，油品质好；过早采收，对牡丹种籽产量也有较大影响。

统计土壤水分自动站5-8月各旬10～50 cm土壤相对湿度(图6)，5月下旬至6月中旬降水偏少，土壤相对湿度略偏低外，其余时段降水偏多，特别是2016年7月中旬降水较常年明显偏多，土壤墒情较好，适宜的农田墒情对油用牡丹生长比较有利，对油用牡丹籽成熟和品质有利。

进入8月中旬，牡丹花芽分化加快，9月上旬至10月中旬一般品种花芽已基本分化形成，芽外观饱满光滑圆润。此时只要有适当的方法措施(低温或激素解除休眠)，便可进行催花。

2.2.4 休眠期 休眠是一种相对的现象，并非绝对地停止一切生命活动，它是植物发育中的一个周期性时期，是植物在进化中形成的一种对环境条件和季节性气候变化的生物学适应[11]。牡丹具有典型的深休眠现象[12]，晚秋以后以休眠状态进入低温的冬天。

统计油用牡丹休眠前期气象条件，≥0 ℃积温333.0 ℃，较常年同期偏高12.3 ℃，比2014年同期偏少43.0 ℃；降水量58.6 mm，较常年同期偏多38.2 mm，比2014年偏多54.1 mm；累计日照时数79.2 h，较常年同期偏少105.1 h，比2014年偏少93.0 h。此期阴雨日较多，≥0.1 mm雨日15.0 d，比常年偏多10.2 d，比去年偏多13.0 d。气象条件对油用牡丹后期生长及休眠比较有利，油用牡丹11月中旬，植株基本停止生长，进入相对休眠期，翌年2月中旬，“雨水”前后，又开始萌动生长，年复一年，周而复始。

3 油用牡丹主要农业气象灾害

春寒或春暖：春季气温偏高或偏低会造成牡丹发育期明显提前或推迟。2015年2-3月平均气温分别为4.2、10.1 ℃，较常年偏高1.5、2.0 ℃，牡丹芽萌动、新枝伸长等发育期明显提前，但4月上、中旬平均气温较常年偏低3.5、0.7 ℃，牡丹生长缓慢，4月下旬气温逐渐回升，平均气温较常年偏高3.0℃，牡丹花蕾很快开放。但由于气温升温过快，缩短了牡丹开花时间，据观测，由于气温偏高，牡丹开花时间缩短了近3 d，群体花期常年10 d缩短到1周左右。

图6 5-8月各旬土壤水分相对湿度( %)Fig.6 Relative humidity of soil moisture (%) for each ten-day from May to August

寡照：油用牡丹为喜光稍耐阴的长日照植物，开花过程的自然光照时数约10～12 h。特别是在初期和中期阶段，如果光照长期时间不足8 h，花蕾将停止发育而逐渐萎缩，甚至叶片也停止生长。2015年4月上、中旬光照时数分别为62.7、72 h，较常年偏低10.2、3.3 h；2016年4月平均气温较常年偏高、降水偏少，但日照时数较常年偏少28.7 h，油用牡丹生长缓慢，花期延长。

降水：牡丹为肉质根，稍能耐旱，最怕长期积水。遇到连阴雨，积水须随时排除，经常保持土壤湿润，对牡丹生长最为有利。牡丹植株新枝进入光合作用旺盛生长期，2015年6月累计降水量112.6 mm，特别是下旬降水量105.3 mm；2016年7月出现降水短时偏多，由于前期降水偏少，土壤相对湿度偏小，降水没有出现农田短时积水，对油用牡丹影响不大。

连阴雨：2015年11月出现连阴雨天气，雨日16 d，累计日照时数42.5 h，较常年同期偏少115.6 h。降水量为104.3 mm，较常年同期偏多83.6 mm。此期牡丹已落叶，进入休眠期，降水使土壤墒情较好，为下一年牡丹萌动生长储备了水分。

干热风：根据干热风标准[13]，6月出现3 d干热风天气，干热风对牡丹开花期影响较大，干热风缩短花期并影响开花品质，菏泽6月牡丹开花期已过，干热风对牡丹影响较小。

4 结 论

(1)油用牡丹生育期间气象条件较为适宜，基本满足油用牡丹生长需求。油用牡丹前期、后期降水偏多，中期偏少，但整个生育期土壤水分适宜，农田墒情对油用牡丹的生长影响较小；牡丹生长前期积温充足，后期阴雨和雾、霾天气较多对即将进入休眠期的油用牡丹的影响较小；开花期气温略偏高，花期时间缩短。

(2)农业气象灾害较轻，对油用牡丹的影响较小。开花前期低温、寡照，油用牡丹生长缓慢，花期气温偏高，开花时间缩短；进入休眠期持续连阴雨天气增加了土壤墒情；生育期间出现的干热风没有影响花期和品质。

(3)不同年龄油用牡丹产量不同。牡丹籽过早、过晚采收对产量和品质有所影响，适时采收能增加产量；苗龄越长，产量越高。

(4)油用牡丹物候期资料较短，对研究气象条件对油用牡丹的影响有所限制。经长期积累才能找到规律，有待进一步探讨。

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(责任编辑 陈 虹)

RelationshipofOilPeonyGrowthandWeatherConditions

ZHANG Cui-ying1,LV Ling-hua2,LIU Xiao-hua3

(1.Heze Meteorology Service,Shandong, Shandong Heze 274000, China; 2.Heze City of Shandong Province Academy of Agricultural Sciences, Shandong Heze 274000, China; 3.Yuncheng Meteorology Service, Shandong Yuncheng 274700, China)

Based on peony phenophase observation data of 2015-2016, the effects of different light, temperature, water and soil humidity conditions on the oil peony growth were analyzed，meanwhile the soil relative humidity in the key growth stage and agricultural meteorological disasters were respectively analyzed, and the yields of different seedling ages were listed. The result showed that Heze meteorological conditions reached the demand of oil peony growth, and its soil moisture was suitable for oil peony during whole growth period; The temperature of flowering period was slightly high, which affected the shorten of flowering time, and the timely harvest could increase production; Agricultural meteorological disasters were slight little, which had less effect on oil peony.This research explored out the best weather conditions of oil peony growth in Heze areas, which would provide a science basis for special service.

Oil peony; Weather conditions; Soil moisture; Agrometeorological disaster

1001-4829(2017)3-0686-06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.3.036

S685.11

A

2017-01-08

农业良种工程“油用牡丹高油新品系的选育与快繁推广应用”(2014lz088)

张翠英(1972-)，女，山东菏泽人，应用气象高级工程师，主要从事农业气象服务工作，E-mail：hezezcy@126.com。