连阴雨灾害对冬枣成熟期不同阶段裂果量的影响

孙爱良，何 璇，董航宇，常志坤，王佳真，孙萌萌，任妙春

(1.河北省黄骅市气象局，河北 黄骅 061100； 2.河北省沧州市气象局，河北 沧州 061001； 3.河北省气象与生态环境重点实验室，河北 石家庄 061000)

秋季连阴雨是冬枣成熟期常见的气象灾害，会造成大面积的裂果和落果并诱发各种病害[1]。近年来我国东部枣产区因连阴雨造成的灾害有加重趋势，1989-2018年，冀东地区共发生6次较明显的连阴雨灾害，其中1989-2004年仅发生2次，2004-2018年发生4次，发生频率明显增加，灾害损失也在加重，2017年10月上中旬发生的连阴雨灾害对河北、山东等冬枣生产造成毁灭性打击，平均减产70%以上[2]。因此，做好冬枣连阴雨农业气象灾害的服务工作成为特色农业气象服务的一个重要内容。近年来，很多农业科技工作者和气象专家对此从不同角度做了大量研究，王振亮等[3]从枣果皮结构特征角度，对连阴雨造成的裂果机理进行研究，并比较不同品种的抗裂性。杨朴丽[4]从枣发育过程中果皮组织结构和水势变化的角度，对引起的枣裂果机理进行研究，从生理学角度进行了详细的论述。另外，一些农业气象专家从气候变化角度对连阴雨灾害对枣生产造成的影响进行了研究[5-6]。但在具体的枣生产过程中，枣农在防御连阴雨灾害时，仍缺乏具体的农业气象指标作指导，缺乏较为直观的灾害防御依据。因此，为深入探索连阴雨气象灾害对冬枣造成的影响，在接近实际生产前提下，侧重对可以人为控制的连阴雨日数、降雨量、降水时段、温湿度等要素进行深入研究，针对冬枣连阴雨气象灾害开展等级指标试验，旨在探索冬枣成熟期不同阶段的连阴雨气象灾害对冬枣生产所造成的损失，并初步论证冬枣连阴雨农业气象灾害指标，为防御连阴雨气象灾害提供数据和理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冬枣树：在河北省东部黄骅市联惠冬枣合作社的枣园内，选取5～8年生、生长正常、无明显病害、结果盛期的壮年冬枣树19株作试验树。

观测仪器：仁科Cos-03型USB型温湿度记录仪，山东仁科测控技术有限公司生产，测量精度为温度±0.1℃、相对湿度±1%RH，采样速率为1 s，用于棚室内温湿度测量；手持式水果测糖仪PAL-1，日本ATAGO爱拓公司生产，测量范围0～53%，测量精度为±0.2%，用于冬枣含糖量的测定。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 根据当地冬枣物候期及生产实际，自9月1日进入白熟期开始，每5 d为1组试验，每组设3个重复，每个重复采用试验树1株，搭建大小为3.5 m×3.5 m×3.5 m的遮阴棚，罩住整株枣树。遮阴棚采用钢架结构，活动装置，可拆解移动，棚顶设雨水模拟装置，每天按照设定的程序自动喷淋12～18 h，总喷水量控制在20～25 mm，四周带遮光帘布，以调整湿度大小、模拟阴雨天气状态，棚室内安装自动温湿度计，1次/min自动记录温度、相对湿度，并记录日极值。每组试验连续进行5 d。第6天将试验装置移至下一株树上，为下一组试验作准备。第8天开始进行下一组试验，以此类推。试验共设6组(P1～P6)，直至10月10日当地冬枣采摘结束后终止。

另外，在果园内选取树龄和结果状况有代表性的冬枣树1株进行平行观测。

1.2.2 观测方法

1) 观测时间：每日下午16:00～18:00。

2) 观测方法：在每个试验树上选择有代表性的枝条进行标记，并在此枝条上选取有代表性的枣吊，标记观测50枚果实，作为原始样本。每次观测时，记录裂果数量、病果数量、虫害数量。

落果数量=本次观测样本数量-上次观测样本数量

3) 连阴雨日数指标的确定。对试验数据进行进一步整理，计算每个成熟阶段各组试验的总裂果数与裂果率(K)。

灾害等级根据K值划分，按010%分为轻度、中度、重度、特重灾害。

4) 含糖量测量。在每个试验果树上选取2枚与观测枝条果实成熟度相同的果实，装入采集袋，做好标记，封口后带回后，用手持式水果测糖仪PAL-1分别测量其含糖量，计算其平均值。

1.2.3 观测数据的初步整理 一般情况下，冬枣成熟期可分为3个发育阶段，即白熟阶段、脆熟阶段和完熟阶段，处在不同发育阶段的冬枣果实内营养成分和生理状态明显不同，对连阴雨的反应也不同。根据试验物候观测资料，2018年冬枣成熟期内，9月1-12日为白熟阶段，9月13-27日为脆熟阶段，9月28日后进入完熟阶段。按3个发育阶段对数据进行整理，对于个别因观测仪器故障造成的疑误数据或人为因素造成明显异常的观测数据进行甄别或剔除，建立相对完整可用的数据序列，确保观测数据的准确性，使之尽量接近自然状态。

1.3 数据统计分析

采用SPSS 19.0和Excel 2010对观测数据进行统计与作图。采用双因素可重复方差分析法，分析连阴雨日数对不同发育阶段冬枣裂果情况的影响差异。在分析温度要素在连阴雨灾害造成冬枣裂果中的作用时，采用相关系数法，先找出关键影响因子，再根据生理变化特点逐一进行分析。

2 结果与分析

2.1 冬枣裂果率与连阴雨日数的关系

2.1.1 连阴雨日数对冬枣成熟期不同发育阶段裂果量的影响 从表1可知，在冬枣成熟期的3个阶段内，各阶段随降水日数的增加，冬枣裂果数量的变化幅度表现不同：完熟阶段对降水时间最敏感，1 d的降水时间即会造成明显裂果，然后随着降水累积时间的增加而稳步增加；其次是脆熟阶段，前期连阴雨3 d后产生明显裂果，后期则1 d的降水就开始有裂果现象出现，以后随着降水时间的延长而增加；在白熟阶段，降水日数增加造成的裂果量增加不明显。

表1 连阴雨日数下冬枣成熟期不同阶段的裂果量

Table 1 Number of cracked fruit at different phase of maturity stage in winter jujube under different continuous rainy days

累积降水日数/d Cumulative rainy days白熟阶段/个 White ripening stageP1P2脆熟阶段/个Crisp ripening stageP3P4完熟阶段/个Ripening stageP5P6 1000152 2010313 3000022 4103523 50113922 合计1216181212

对发育阶段和降水日数2个影响因素的双因素可重复方差分析得出，不同的连阴雨日数间(F=8.638 3)和不同发育阶段间(F=15.958 7)均出现F>Fα(α=0.01)，差异极显著，两者的交互影响(F=9.073 2)大于Fα=4.004 5(α=0.01)，也存在极显著差异。

2.1.2 连阴雨日数指标的确定 从表2～3看出，白熟阶段，连续5 d的降水，仅会造成冬枣零星裂果，不会形成中度以上的灾害。进入脆熟阶段后，随着连续降水日数的增加，裂果率增加最快，连续5 d的阴雨天气造成特重灾害。在完熟阶段，1 d的降水就可造成中度灾害，之后随降水日数的增加而增加，连续4 d的降水就可造成重度灾害。

表2 连阴雨日数冬枣成熟期不同阶段的裂果率及灾害程度

Table 2 Dehiscent fruit rate at different phase of maturity stage in winter jujube and disaster level under different continuous rainy days

累积降水日数/d Cumulative rainy days白熟阶段White ripening stage累计裂果数/个裂果率/%灾害程度脆熟阶段Crisp ripening stage累计裂果数/个裂果率/%灾害程度完熟阶段Ripening stage累计裂果数/个裂果率/%灾害程度100.0无10.3轻72.3中210.3轻41.3中113.7中310.3轻41.3中155.0中420.7轻124.0中206.7重531.0轻3411.3特重248.0重

表3 冬枣成熟期连阴雨灾害等级的日数指标

2.2 冬枣裂果情况与各温度要素间的关系

从表4看出，连阴雨对冬枣造成的裂果主要集中的脆熟期和完熟期的平均温度、最高气温、最低气温均逐渐降低，但温度日较差值较大，且有所升高。

表4 冬枣成熟期各试验组的温度要素

从表5看出，在温度四要素中，连阴雨造成的裂果数与当时的最高气温和日较差分别呈显著和极显著负相关关系，与最低气温和日平均气温关系不明显。说明，在秋季冬枣进入成熟期后，尤其在进入脆熟阶段后，温度的变化对连阴雨裂果的影响较明显，最高气温下降越快，温度日较差越小，在同样的降水时间和降水量的情况下，造成的裂果增加越明显。

表5 冬枣脆熟期和完熟期连阴雨裂果与温度要素的相关系数

Table 5 Correlation coefficient between temperature factors and cracked jujube at crisp ripening and ripening stage caused by continuous rainy

项目Item裂果数Number of cracked fruit平均气温Average temperature最高气温Max temperature最低气温Min temperature日较差Daily range裂果数 Number of cracked fruit1平均气温 Average temperature0.010 1最高气温 Max temperature-0.499∗0.6231最低气温 Min temperature0.280 0.8730.2361日较差 Daily range-0.583 ∗∗-0.4100.427-0.7781

注：*和**分别表示通过α=0.05和α=0.01显著性检验。

Note:* and ** indicate significance of difference at α=0.05 and α=0.01 level.

2.3 各处理的冬枣裂果量与含糖量的关系

经相关性分析，含糖量与裂果率相关系数为0.691 1，满足α=0.1的显著性检验，说明冬枣裂果与含糖量存在相关关系。从图1看出，冬枣进入成熟期后，含糖量稳步增加，裂果量与含糖量间有明显的对应关系，在白熟阶段，裂果量随含糖量的增加变化不明显；进入脆熟阶段后，裂果量随含糖量的增加明显增加；进入完熟阶段后，含糖量继续增加，由连阴雨造成的裂果反而有所下降，对连阴雨灾害的敏感程度有所降低。冬枣进入成熟期后，白熟阶段冬枣刚刚进入糖化阶段，总体含糖量不高，果皮果肉生长均衡，内部组织中的原果胶与纤维素紧密结合，直接吸水性弱，不会裂果；而在进入脆熟期后，随着含糖量的增加，果肉细胞间结合开始变松散[7]，遇连阴雨天气时，冬枣果肉过量吸收水分、迅速膨胀，脆弱薄嫩的果皮被撑压挤破，造成裂果加重。

Fig.1 Variation trend of cracked fruit number and sugar content of jujube under different treatments

2.4 连阴雨对冬枣病虫害及落果造成的影响

连阴雨天气，湿度较大，适宜各种病菌的生长繁殖，尤其是裂果发生后，果肉组织失去保护直接暴露在空气中，容易孳生各种病菌，造成感染、浆烂、落果等现象发生[8]，此现象在试验中也有明显表现，6组试验中，有2组出现病果现象：P4处理在裂果后的第2天有2个病果，P2处理在裂果后的第3天出现1个病果。

从图2看出，连阴雨造成的落果规律明显，在白熟和脆熟阶段，连阴雨造成的落果不明显，进入完熟期后，连阴雨造成的裂果迅速增加，越接近采摘末期，连阴雨造成的落果越严重。冬枣在接近成熟时，会发生系列生理生化反应：如RNA含量增加，细胞呼吸代谢活动增强，纤维素酶和果胶酶等细胞壁降解酶被分泌到细胞壁和中胶层，引起离层细胞壁和中胶层的降解并膨大而彼此分离，在连阴雨、风力、重力等外力作用下，果柄从离层处断离而脱落[9]。另外，长时间的阴雨天气也会影响冬枣树内源激素水平，促进器官脱落。因而冬枣越接近采摘末期，连阴雨灾害所造成的落果现象越严重。

Fig.2 Number of fruit dropping of winter jujube under different continuous rainy treatment

3 结论与讨论

连阴雨灾害是河北东部冬枣主产区常见的农业气象灾害，对冬枣生产可造成重大损失。通过试验可知，在冬枣成熟期的不同发育阶段，降水日数的变化对冬枣裂果造成的影响不同，白熟阶段内冬枣对连阴雨灾害反应不明显，随降水日数的增加，裂果增加不明显，连续5 d的阴雨天气，仅造成轻度灾害；进入脆熟阶段后，1 d的降水就可形成轻度灾害，其后随降水日数的增加，灾害迅速发展，5 d的降水就会形成特重的灾害；在完熟阶段，降水日数对裂果的影响与脆熟期相近，后期由于果实内部细胞间生理组织的变化，降水日数的增加，裂果增加缓慢。

除降水时间外，温度和含糖量也是连阴雨冬枣裂果的重要影响因素，在最高气温、平均气温、最低气温、温度日较差4个温度要素中，裂果量与最高气温和温度日较差间的关系最密切，分别呈显著和极显著负相关关系，最高气温降低越明显，温度日较差越小，连阴雨造成的裂果灾害越严重。裂果量与含糖量有明显的对应关系，在白熟阶段，裂果量随含糖量的增加变化不明显;进入脆熟阶段，裂果量随含糖量的增加而明显增加;进入完熟阶段，含糖量继续增加，对连阴雨灾害的敏感程度有所降低。另外，连阴雨灾害除了对裂果造成影响外，还会造成落果，越接近成熟末期，由于其细胞结构[10]和内部生理演化和枣树内源激素水平的变化，受重力和风力的作用，加之连阴雨灾害，会造成严重落果。

在实际生产中，连阴雨造成裂果，是一个复杂的生理过程，除与降水时间、温度条件、风等外在因素有关外，还与冬枣成熟阶段内各营养物质转化情况[11]和激素水平的变化等内在因素有关。另外，还与生长环境[12]和管理者的管理水平和方法[13-14]相关，需要在实际生产中不断改进，多方面、多角度加以研究。试验得出的冬枣成熟期各阶段随降水日数变化的裂果指标，枣农在生产中可用作参考，以便采取相应的措施，趋利避害，使连阴雨对冬枣产生的灾害得以解决。