引起鄂东北油茶落花落果的气象灾害研究

刘中新,周汝宝,陶 列,胡大海

(1.湖北省浠水县气象局，湖北 浠水 438200；2.湖北省麻城市气象局，湖北 麻城 438300;3.湖北省黄石市气象局，湖北 黄石 435000)

1 引言

油茶是我国特有的木本食用油料树种，全国油茶林面积在350万hm2以上。麻城被誉为“中国油茶之乡”，现有油茶面积2.57万hm2，其中投产面积1.65万hm2，是湖北省油茶面积和产量最大的县(市)，油茶广泛分布于全市中低山和丘陵。据统计，2017年全市产油茶干籽产量1.575万t，系列产值逾2亿元。

有关油茶与气象的关系，我国许多学者做了大量的研究。蒋元华[1]等从油茶的气候适宜性指标、油茶产量气象影响因子及油茶生长期主要气象灾害3个方面，系统的介绍了我国关于油茶与气象的研究成果。其中，有关油茶产量与气象的关系，大多数学者均采用相关分析法来确定影响油茶产量的主要气候因子[2-4]，这些气候因子重点集中于花期[5-6]，，如花期低温与霜冻的危害关系[7-8]、花期气温对传粉昆虫活动的影响等[9]。也有较多研究针对7—9月油茶处于“怀胎包子”时期高温干旱等对油茶含油率及品质下降的影响[10-11]，但对全生育期落花落果观测和研究较少。本文使用2016—2017年在麻城市五脑山林场及麻城市国家基本气象站开展油茶落花落果观测资料，结合麻城市气象资料，分析油茶在不同灾害性天气影响下产生落花落果特征，并对造成油茶落花落果现象的气象灾害进行分类，总结油茶落花落果气象指标、各气象灾害及生理落果所占百分比，从而得到油茶全生育期坐果率变化趋势，为开展油茶生产气象服务研究提供依据。

2 资料统计与处理方法

2.1 观测方法与资料统计

在麻城气象观测场周边和五脑山林场分别选取有代表性的油茶植株各20株(树龄5～20 a)，进行落花落果及生长发育期观测。观测品种：鄂林151、鄂林102，管理水平中等。

花芽分化结束后，清除选定的油茶植株冠盖区杂草，并用遮阳网(以利于雨水渗漏)平铺在树冠下，承接植株掉落的花果。在当年油茶果实采收后(或花芽分化花结束，花蕾形成后)，对每株油茶起始总花蕾数进行观测统计。较大植株花蕾较多，因统计困难，选取其中主要枝条1～2条，在枝条上做好标记，记录各枝条起始花蕾数。在遇风灾、连阴雨、高温干旱、低温冻害等气象灾害过程后，观测植株下部塑料薄膜上掉落的花果，分株记载落花落果数和日期。

无灾害性天气而出现的落花落果情况计入生理落果或机械损伤落果。本观测未对病虫害落花落果加以区分，当与灾害性天气发生时间一致时，计入气象灾害落果，无气象灾害时计入生理落果中。

2.2 气象资料

气象资料使用麻城市国家气象观测站资料。五脑山林场与麻城气象观测场相距12 km。麻城市位鄂东北，于大别山南麓，鄂豫皖三省交界处，114°40′～115°28′E，30°52′～31°36′N，海拔高度59.3 m。麻城历年(1981—2010年30 a平均值)平均气温16.7 ℃，1月平均气温3.7 ℃，7月平均气温28.7 ℃，极端最高气温40.2 ℃，极端最低气温-14.8 ℃，无霜期237 d，年降水量1 269.1 mm，日照时数2 021.8 h。

2.3 观测年气候特点

2016、2017年，麻城年平均气温分别为17.2 ℃、17.3 ℃，比常年偏高0.5～0.6 ℃。2015—2016年冬季气候属正常年型，2016—2017年冬季属暖冬年型，气温与历年同期距平分别为-0.1 ℃、1.4 ℃。2016年降水量异常偏多，比历年偏多64%，6月中旬—7月上旬多强降雨，7月中旬—8月中旬出现持续高温晴热天气。2017年降水量接近常年。日照时数2016年比常年略偏少5%，2017年与常年持平。总的来说，2016年气候较异常，冬季略偏冷，梅雨期降水量异常偏多且时间长，盛夏异常高温，各类气象灾害较重。2017年除夏季高温偏重外，其他气象要素基本属于正常年。

3 结果与分析

3.1 生长发育期

油茶从花蕾形成至次年果实成熟，大约经历15个月左右的时间。通过观测，麻城油茶开花从10月下旬末开始，11中旬进入盛花期，12月下旬开花结束，花期持续时间近60 d。3月上旬叶芽开放，春稍开始生长，6月上旬第1次夏稍开始抽稍，7月下旬第2次夏稍开始抽稍，8月下旬至9月上旬秋稍开始抽稍。6月下旬—7月花芽开始分化，7月下旬花蕾基本形成，8—10月油茶既有当年形成的花蕾，又有头一年花蕾成长形成的果实，俗称“怀胎包子”期。10月中下旬果实成熟。

3.2 落花落果特征

经观测发现，风灾造成的落花落果易发生于开花期或开花结束初果期。开花期遇风灾使正处于传粉受孕的花蕊连同花瓣、花蒂一起被风吹落，或使已膨大但还没有开放的花蕾被风灾吹落；或开花结束后果实初胚被风灾造成损伤而脱落。冬季低温冻害和梅雨期果实较小，冻害和梅雨期连阴雨导致部分油茶果实或果蒂被冰雪或雨水侵蚀发生霉变，果实变黑而脱落。盛夏期果实正处于快速膨大期，高温干旱造成供水不足，导致果实干枯或炸裂而脱落。在采摘和管理过程人为机械损伤或牲畜损伤造成落花落果的花蒂、果蒂或枝条有明显伤痕。

因灾害性天气造成的油茶落花落果时间上存在一定的滞后性，具体灾害不同，落花落果的开始时间及持续时间也有所不同。风灾造成的落花落果时间较短，在风灾过程中即出现，1～2 d脱落结束。低温霜冻和连阴雨造成的落果时间较长，在灾害天气结束后3～5 d开始脱落，需7～10 d才能脱落完毕。高温干旱造成的落果(落蕾)时间最长，10 d以上才出现果实脱落，一直持续至高温天气结束后1个月左右。

3.3 落花落果与气象灾害分析

产生油茶落花落果的原因复杂，与品种、树龄、气象条件、栽培技术、土壤、病虫害等都有一定的关系[12-13]。尤其在气候条件影响下，病虫害发生[14]，加重落花落果。这里主要分析气象灾害引起油茶落花落果。

从油茶始花期开始至第二年果实成熟采摘，整个挂果期较长并跨年度，油茶落花落果的易发期有3个：冬季、梅雨期和盛夏期。

以当年油茶采收后的总花蕾数(2017年以花芽分化结束后的总花蕾数)为基数，对风灾、低温冻害、梅雨期连阴雨和高温干旱产生落花落果分类进行百分率统计。

3.3.1 风灾 表1为2016、2017年由风灾天气产生的油茶落花落果观测及最风灾速统计，分析表1发现，当最大风速≥8.0 m/s(风力≥5级)时，开始产生落花落果，当最大风速≥10.0 m/s时，落花落果显著增加。

表1 风灾产生落花落果观测记录Tab.1 Observation record of falling flowers and fruits caused by wind disaster

2016、2017年，风灾产生的落花落果数占总花蕾数比分别为6.9%、5.5%，平均6.2%。

3.3.2 低温冻害 冬季产生落花落果，均有前期低温过程相对应。由表2可以看出，当最低气温>-3.5 ℃时，无落花落果现象；当最低气温≤-3.5 ℃时，开始产生落花落果。当最低气温≤-6.0 ℃时或连续多日低温时，落花落果显著增加。2016、2017年，因低温冻害雨雪天气造成的落花落果占初始花蕾总数比分别为8.0%、4.7%，平均6.4%。

表2 低温冻害产生落花落果观测记录Tab.2 Observation records of falling flowers and fruits caused by cold freezing

3.3.3 梅雨期连阴雨 6月中旬—7月上旬梅雨阶段，油茶正处于果实膨大期，观测发现，当连续降水日数≥3d时，有落果发生。2016年麻城梅雨期共出现3次连阴雨过程，分别为：6月19—21日，6月24—27日、7月1—7日。2017年梅雨期共出现2次连阴雨过程，分别为6月30日—7月2日、7月7—10日。2016、2017年，梅雨期落果率分别为4.9%、3.6%，平均4.3%。

3.3.4 高温干旱 进入7月中旬，梅雨结束后，转入盛夏，常出现高温天气。高温干旱使油茶产生大量落果，同时也造成刚刚完成花芽分化而形成的新蕾脱落。观测发现，当最高气温≥35 ℃日数不足10 d或≥37 ℃日数不足5 d且有降水时，未产生落果(落蕾)；当最高气温≥35 ℃日数达到10 d以上或≥37 ℃日数达到5 d以上且无降水时，开始出现落果(落蕾)。2016年最高气温≥35 ℃日数达27 d，其中≥37 ℃日数12 d。2017年≥35 ℃日数20 d，其中≥37 ℃日数8 d(见表3)。2016、2017年高温干旱落果率为10.0%、7.7%，平均8.9%。

高温干旱同时造成当年花蕾大量脱落。2017年高温落蕾占初始花蕾总数比9.5%(见表3)。

表3 高温干旱产生落花落果观测记录Tab.3 Observation records of high-temperature drought resulting in falling fruit

3.4 结果率

2016、2017年，气象灾害导致油茶落花落果总计占比分别为29.8%、29.0%(平均29.4%)，2016年危害重于2017年。生理或机械损伤损伤造成的落果占比33.5%、22.6%(平均28.1%)，气象灾害与生理(机械)落果两项合计占总花蕾数的57.5%，最终结果率36.7%、48.4%(平均42.6%)。各气象灾害造成的落花落果、生理落果和结果率统计见表4。

表4 落花落果观测记录表(单位：粒数)Tab.4 Table of observation records for falling fruit(in number of particles)

风灾、低温冻害、梅雨期连阴雨和高温干旱产生落花落果分别占全部气象灾害造成的落花落果比率为20.2%、20.8%、13.9%、45.2%。由此可见，引起油茶落果(落蕾)的气象灾害依次为高温干旱、低温冻害、风灾和梅雨期连阴雨。其中，冬季风灾和低温冻害两项合计占41.0%，冬季和盛夏期是油茶落花落果最重的两个阶段。

图1为自2016年7月底花蕾形成至2017年10月果实成熟期间油茶坐果率变化图。

生理落果一直持续发生，但大量发生期是油脂积累期(9月下旬—10月下旬)，此时油茶正处于“怀胎包子”，大量花蕾形成，而当年果实仍未成熟，营养供应不足导致部分花蕾和果实脱落。机械损伤落果(落蕾)主要产生于两个时期：油茶采摘期和春季施肥、除草管理阶段。气象灾害中，要遭受连续2 a的盛夏期高温干旱影响，即第一年花蕾形成后高温干旱造成落蕾，第二年高温干旱造成正处于快速膨大的油茶果实脱落。坐果率经过一年多的变化，最终结果率只有40%左右。

图1 油茶全生育期坐果率变化图(%)Fig.1 The change of sitting rate of Camellia during full growth(%)

4 结论与讨论

①在油茶果实周年生长期内，造成油茶落花落果的主要气象灾害依次为高温干旱、低温冻害、风灾和梅雨期连阴雨，发生指标为：最高气温≥35 ℃日数达到10 d以上或≥37 ℃日数达到5 d以上且无降水、日最低气温≤-3.5 ℃、日最大风速≥8.0 m/s(风力≥5级)、梅雨期出现3～5 d连续降水天气。油茶落花落果的易发期有3个：冬季、梅雨期和盛夏期，尤其是冬季和盛夏期，落花落果各占全年气象灾害40%以上。

②气象灾害导致的落花落果占初始花蕾29.4%，生理落果和机械损伤落果占28.1%，气象灾害导致的落花落果超过生理落果及机械损伤落果。油茶平均结果率42.6%，2016年气象灾害重于2017年，结果率低于2017年。2016年麻城气候属气象灾害偏重年，2017年属正常年，2 a的观测结果和分析结论，能基本反映出麻城市油茶落花落果平均状况。根据油茶从花蕾形成至第二年成熟约15个月期间的观测结果绘制的油茶坐果率变化曲线，揭示了油茶全生育期气象灾害、生理或机械损伤落果导致坐果率逐渐下降的变化规律和特征。

③刘中新[15]等通过统计麻城市60 a(1958—2017)气象资料与油茶生长的指标比较结果：正常年份，麻城市气象条件基本能达到油茶生长气象指标，但是，在梅雨期，有一半以上的年份降水量超过此阶段最适宜指标上限，对油茶果实生长有一定影响；“怀胎包子”期，有68%的年份降水未达到最低指标要求，易造成油茶落果(蕾)而减产。本研究对油茶全生育期落花落果的观测分析结果，特别是梅雨期连阴雨及高温干旱落花落果的分析结论，与上述观点高度吻合，说明分析结论可靠，这对于指导油茶生产中气象灾害防御，提高油茶产量，具有现实意义。

怎样提高油茶应对气象灾害的防控技术，是目前研究的弱点，也是我们今后值得重点探索的问题。尤其是花期和高温干旱期，适当采取防风措施，进行温湿度调控，加强肥水管理，可有效减少落花落果[16]。采用油茶林生态系统优化管理[17]，花期喷施吲哚乙酸、生长调节剂、硼肥、磷酸二氢钾等，可提高油茶座果率[18-21]。

本分析重点探讨不利气象条件造成的落花落果，对其他因素造成的落花落果的影响、油茶病虫害发生与气象条件的关系及油茶不同品种、树龄对气象灾害适应性等未作分析，这些问题，有待今后作进一步的研究。