中卫市枸杞种植的气象条件分析

2019-06-16党张利王丽婧毛万忠

陕西农业科学 2019年12期

党张利，王丽婧，毛万忠

(1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏银川 750002;2.宁夏气象防灾减灾重点实验室，宁夏银川 750002;3.宁夏气象灾害防御技术中心，宁夏银川 750002;4.中卫市气象局，宁夏中卫 755000)

0 引言

枸杞是茄科属多年生落叶灌木，是我国传统的名贵中药材［1］。《新修本草》对道地药材做了精辟的论述:“窃以动植形生，因方舛性，春秋节变，感气殊功。离其本土，则质同而效异。”其中“本土”直指药材产地的土壤及其气候条件，可见气候条件对枸杞药用价值的重要性至关重要［2］。温度影响药用植物有机物的合成与累积，枸杞在不同生育期对温度的需求不同，其展叶期气温需达到10 ℃以上;气温在12 ℃以上时适宜春梢生长;开花最适宜的温度为17～22 ℃;果实发育最适温度为20～25℃;18～20 ℃有利于果实生长［3］。空气湿度是影响枸杞灰分含量的主要成分［4］，光照作为药用植物进行光合作用必不可少的气象条件，枸杞全生育期≥10℃积温最优为3 450 ℃［3］。总而言之，枸杞增产增质与气象条件密切相关。

目前，枸杞已成为中卫市重要的经济作物，兴仁镇除大面积种植硒砂瓜，近几年也大力发展枸杞产业，由于沙坡头区兴仁镇属山区，与沙坡头区气象条件存在明显差异，笔者选取四个点进行分析，其中3 个站点资料属于国家基本气象站，兴仁镇属于区域自动站。

笔者对1970-2018 年中卫市一区两县(沙坡头区、中宁县、海原县)一镇(兴仁镇)气象因子进行分析，得到不同气候条件对枸杞生育期的影响，进而分析气候变化对枸杞种植的影响。为进一步提高中卫枸杞品质、产量、药用价值提供理论支撑，指导枸杞产业健康持续发展提供科学依据。

1 气温对枸杞生长发育的影响

1.1 枸杞生育期的年变化

在春季，气温稳定通过10 ℃时，老眼枝开始萌芽［5-6］，在秋季，气温稳定降至10 ℃以下，果实生长发育缓慢［7］，因此定义温度稳定降至10 ℃以下时枸杞夏果采摘完成，开始进入落叶期。对1970～2018 年中卫市四个观测站的气温进行统计，得到灌区(沙坡头区、中宁县)气温稳定通过10 ℃的平均初日为4 月14～15 日，终日为10 月8～10 日;山区(兴仁镇、海原县)气温稳定通过10 ℃的平均初日为5 月1～5 日，终日为9 月27～30 日。其中灌区初日(终日)相对于山区提前(推后)9～22 d，也就是灌区平均枸杞生育期的时间较山区长29 d。通过横向分析，得到平均每10 年萌芽提前2.2 d、落叶期推后1.9 d。其中，2014 年中宁县枸杞萌芽是49 a 来最早，时间为3 月22 日，秋果成熟最晚的也是中宁县，在2001 年10 月29 日;2013 年兴仁镇枸杞萌芽最晚，时间为4 月13 日，落叶最早的是海原县，时间为1972 年9 月1 日(如图1)。

中卫市枸杞生长发育平均天数为163 d，其中灌区在150～207 d 之间，山区在106～185 d 内，生育期日数随年份延长明显，1995～2018 年与1970～1980 年生育期日数比较，沙坡头区、中宁县、海原县分别增加11、12、3 d。特别是2016 年沙坡头区达到207 d，2009 年中宁县达202 d 是近50 年生育期时长最长的年份。时间延长使枸杞萌芽、现蕾、开花和成熟均提早，秋季落叶推迟，可采摘批次增多。不同枸杞产区平均每10 年生长季延长4.0～5.1 d，平均延长4.5 d·10a-1，中宁县最长，沙坡头区兴仁镇稍短。

图1 中卫市枸杞萌芽期、落叶期的年际变化

1.2 高温对枸杞品质的影响

日最高气温超过30 ℃时开花授粉将受到不利影响，高温逆境环境易造成树体光合作用减弱，新陈代谢异常等情况发生，将导致严重的花果脱落［7～8］。49 a 来，枸杞生长季内最高气温≥30 ℃的日数增加趋势明显，平均每年有7.0～49.3 d高温天数，每10 a 平均增多3.2 d，其中沙坡头区、中宁县增多日数较快在4.4～6.4d·10a-1之间，兴仁镇县次之，在1.3 d·10 a-1内，1997 年以后增加更明显。随着时间推移，枸杞发生高温热害可能性越来越大(如图2)。由于枸杞幼果不耐高温，高温日数增加缩短幼果生长时间，使果实加速成熟，加重枸杞营养供应，从而使枸杞果实变小，降低枸杞外观等级和产量。

图2 中卫市枸杞生育期内≥30 ℃日数变化趋势

图3 中卫市(左上图为沙坡头区、右上图为中宁县、左下图为兴仁镇、右下图为海原县)枸杞生育期内的平均气温、积温变化趋势平均温度和积温

1.3 积温对枸杞品质的影响

宁夏的枸杞气候区划研究表明，枸杞全生育期≥10 ℃积温最优为3 450 ℃;≥10 ℃积温在3 200～3 700 ℃，枸杞一般能获得正常产量，热量不是枸杞限制因子;≥10 ℃积温在3 200 ℃以下时，热量不足引起枸杞减产［3，9～10］。1970-2018 年，全市≥10 ℃平均积温呈增长趋势，平均每10 a 增加100℃·d，其中灌区枸杞生育期内≥10 ℃平均积温为3 226～3 387 ℃·d，可以达到枸杞正常产量的需求，沙坡头区在2005 年后大部分年份积温可以达到3 450 ℃·d，中宁在2000 年后大部分年份积温可达到3 450 ℃·d，说明积温在沙坡头区、中宁县地区既能保证枸杞正常产量需求，今后大部分年份还可以生产出优质枸杞;山区平均积温小于3 200℃·d，不能满足枸杞生长发育的热量需求。全市平均气温也呈增加趋势，日平均气温每10 年增加0.4 ℃，增长趋势较为缓慢(如图3)。

2 降水和相对湿度对枸杞品质的影响

图4 中卫市枸杞生育期内累计降水量、平均相对湿度变化趋势

据研究，李剑萍等［11］2004 年研究表明枸杞百粒重随采摘前35 d 相对湿度增大而减小，当相对湿度增大到80%左右，百粒重基本不再减少;百粒长与枸杞开花到成熟的降水量、湿度呈指数关系，当降水量、相对湿度较小时，随降水量、相对湿度的增加，百粒长减小较慢，当湿度超过50%时，百粒长随湿度的增加减小较快。通过中卫市49 年降水与相对湿度数据分析，中卫市枸杞生长发育期内的年累积降水量为42.5～501.1 mm，年际波动大，整体呈弱增加趋势，平均每10 a 略增加1.5 mm。其中沙坡头区、海原县枸杞发育期内降水量呈增加趋势，平均每10 a 分别增加1.7 mm、9.5 mm，中宁县、沙坡头区兴仁镇呈减少趋势，平均每10 a 分别减少3.5 mm、2.0 mm;枸杞生育期内的日平均相对湿度呈微弱下降趋势，平均每10 a 下降1%，日平均相对湿度最大值均出现在1986 年之前，最小值出现在2008 年以后，其中1971 年沙坡头区日平均相对湿度最大为64%，沙坡头区兴仁镇2015 年最小为44%，最大与最小之间相差20%(如图4)。得到:中宁县降水趋于减少，空气相对湿度趋于减小，有利于增加枸杞粒重、百粒长，形成大果。沙坡头区、海原县降水增长率均在10 mm·a-1以下，空气相对湿度趋于减小，对枸杞粒重、百粒长无明显影响。但分析夏果生长期降水日数和秋果生长期降水日数的变化规律，可看出夏果生长期降水日数明显减少，而秋果生长期降水日数呈增加(如图5)。

图5 中卫市枸杞生育期内累计日照时数变化趋势

3 日照时数对枸杞含糖量的影响

枸杞全生育期最适日照时数为1 640 h，在1 500～1 800 h，日照不是限制枸杞产量的因素;低于1 500 h 时，全生育期日数短，积温少，使枸杞减产;高于1 800 h 时，与高温相伴，加速了夏果发育，延长了夏眠期，产量也会有所下降［3，9～10］。1970-2018 年，中卫市枸杞生育期内累计日照时数在792～2 146 h 范围，整体呈增加趋势，平均每10 年增加30.5 h。其中，沙坡头区年平均累计日照时数最高，为1 563 h，海原县最小，值为1 147 h，灌区日照时数不是限制枸杞产量的因素，而山区日照低，积温少，导致枸杞产量下降;1996-2018 年的平均值高于1970-1995 年100.9 h(如图5)，未来中卫市的日照条件对枸杞生长越来越有利。