全椒县桃树始花期预报模型

张维　洪程　陈经纬

摘要 本文通过分析全椒县1999—2018年桃树始花期物候资料与气象因子的关系，筛选出显著相关的气象因子，采用SPSS软件逐步回归建立线性回归方程模型，并进行检验和拟合，建立预报模型。花期的预报为地方政府和果农提供了技术支撑，对预防果园可能出现的农业气象灾害具有重要意义。研究结果表明，12月上旬至次年2月下旬的旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温、旬降水量和日照时数、湿度等气象因子与桃树始花期相关；花期距平与2月下旬的日照、2月中旬的平均气温和平均最高气温有着负相关关系。12月下旬相对湿度越小，花期的距平相对小，花期提前。

关键词 桃树；始花期；气象因子；预报模型；全椒县

中图分类号 S161   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）07-0157-05

桃树是全椒县的重要果树物种之一，对当地经济发展起到了重要作用。2009年全椒县成功举办第一届桃花文化旅游节，为后期开展文化旅游节建立了良好基础。气候条件的变化多端，导致全椒桃树每年早春的开花期、夏季的成熟采摘期的不确定性较大。因桃花期需要提前15 d对外公告，所以花期的预报很有意义。

研究表明，李的花期与积温有很大关联，梨的花期迟早则受到3月份实时气温的影响，3月份的气温高，开花早；3月的气温低，开花迟[1]。苹果花期与平均最低气温和最高气温显著负相关，深入研究发现，苹果花期和前40 d的旬平均最高气温联系最为紧密[2]。气温与果树花期有密切的关系，是影响最多的因子。有研究通过积温法计算得出有效积温是开花的必要条件[3-4]。

1 气象数据来源

因年际跨度较大，部分年份物候观测资料丢失，数据个别缺测。为保证数据的连续性和可使用性，个别缺测数据使用20年平均值代替。气象因子采用1999—2018年全椒气象站地面气象观测资料，始花期因需要12月数据所以采用1999—2018年12月至次年2月的地面觀测数据。物候期资料采用农业观测站1999—2018年桃树花期（表1）。桃树始花期因子选择12月上旬至次年2月下旬的旬平均气温、旬平均最高气温、旬平均最低气温、旬降水量和日照时数、湿度以及桃树始花期的物候观测资料。桃树始花期因子选择旬相关时间段的气象因子以及桃树始花期的物候观测资料。

2 研究方法

2.1 标准化方法

将桃树始花期的物候观测日期通过设定起始日转换成日序列数字。按照全椒当地桃树物候观测始花期数据，选择将2月1日设定为日序数1，其他数据类推。成熟期同理，将5月1日设定为日序数1，6月2日则为33。因在方程建立的过程中，需要排除不同气象因素之间的单位差异，所以将始花期的气象因子通过公式（1）进行标准化。

2.2 相关系数分析法

一般通过Pearson相关系数（普通相关系数）来计算2个变量之间的线性关联程度[6]。标准化后的变量气象因子和物候期因子分别代入，Pearson相关系数的计算公式为：

2.3 逐步回归分析法

逐步回归分析属于多元线性回归统计分析中常见的分析方法，可以建立最优回归模型。逐步回归使用自变量选择方法，一个一个引入变量，引入的条件是其偏回归平方和经验是显著的。同时，每引入一个新变量后，对已入选回归模型的老变量逐个进行检验，将经检验认为不显著的变量删除，以保证所得自变量序列中每一个自变量都显著。重复这样的步骤直到所有变量都已经引入，以保证回归模型中所有自变量对因变量都是显著的[7]。

逐步回归法选择变量的过程：一是从回归模型中剔出经检验不显著的变量，二是引入新变量到回归模型中，常用的逐步型选元法有向前法等[6]。

3 始花期预报模型的建立

3.1 气象因子筛选

3.1.1 温度因子对桃树始花期的影响。冬季低温的累积可以让桃树得到休息，促进桃树的生长发育。研究表明，桃树必须在温度低于7.2 ℃时，才能达到休眠的要求。桃芽通常在低于7.2 ℃，并且经过持续30 d以上的休眠期后才能发芽[8]。桃树种类的不同，区域变化范围也有所区别。从温度角度看，花期主要受2个因子控制：需冷量和需热量。这2个因子缺一不可，代表着落叶果树的不同时期，也是分辨花期早晚的关键因素。

从图1可以看出，花期距平与旬平均温度的相关关系达到显著性水平。旬平均温度、旬平均最高及最低温度的相关系数在12月至次年2月趋于一致。从图1可以看出，花期距平与1月中旬平均温度、平均最高和最低温度是正相关关系，但是相关性没有达到显著性水平。说明桃树休眠期对低温的累积在花期前期有一定的影响，旬平均最高和最低温度越高，花期序列值高于平均值，花期越晚。相关性不显著是因为全椒县地理位置特殊，处于江淮分水岭之间，四季分明，最高低温的年份在冬季时可以给桃树足够的低温累积，使桃树得到一定的休眠[9]。花期距平与12月上旬、2月中下旬平均温度、平均最高和平均最低温度呈负相关关系，同时相关水平显著。说明花期前（12月上旬）相关系数越高，花期越早，休眠期后气温的升高与花期有着至关重要的关系。花期前（2月中旬和下旬）相关系数达到显著水平，说明开花前30 d的热量迅速累积对花期早晚起到了决定性作用。

3.1.2 光照的影响。桃属喜光，对光照要求较为严格，光照缺乏会导致根系发育不良、花芽萌发少，甚至落花落果、果实品质不佳、产量低[10]。热量的累积在植物生长发育期过程中发挥着至关重要的作用，热量绝大多数来自于太阳的直接辐射，还有一部分来自空气间的热量交换[5]。太阳辐射在气象因子里一般通过日照因子来直观反映，引入日照因子研究太阳辐射对桃树开花的关系。12月至次年2月每旬合计日照时数与花期距平之间的相关系数在2月下旬达到显著水平（图2）。日照因子相关系数在12月至次年2月中旬对花期距平的影响不大。越接近花期，日照因子的关系越大，日照相关因子与花期距平呈负相关，日照因子相关系数越大，花期距平越小，花期越早。

3.1.3 地温的影响。地温对果树发芽、生长发育有着非常重要的作用。旬平均地面温度、最高和最低地面温度3个因子与花期距平的相关系数分析结果如图3所示。从图3可以看出，12上旬至次年1月下旬平均地温和旬最低地温2个气象因子与花期距平呈现正相关关系，在12月中旬2个因子的正相关均达到了显著水平，说明冬季地温的高低会影响花期的迟早，地温越高，花期越晚。因此，冬季桃树休眠期的需冷量是一个很重要的因素。后期2月中旬和下旬均呈现负相关关系，其中2月中旬和下旬平均地面温度达到了显著性水平。说明花期前30 d地温越高，花期越早，春季热量的累积对花期早晚起着至关重要的作用。旬地面最高地温与花期距平一直是负相关关系，其中在1月下旬的时候达到了显著性水平。

3.1.4 湿度对花期影响。桃树的生长过程与湿度息息相关，包括叶片的蒸腾作用，枝叶的光合作用，桃树各个部位营养元素的吸收。过高的空气湿度会妨碍桃树树体的蒸腾作用，蒸腾不足会影响根系的养分输送和分配。花期湿度过大会导致花药开裂缓慢，花粉败育、破裂甚至落花。发芽期的空气湿度相对较高，为70%～80%；花期湿度相对低点，为50%～60%；枝叶生长期低于60%。从图4中桃树花期距平与相对湿度的单相关分析可以看出，花期距平与旬平均相对湿度均呈正相关关系（2月下旬除外）。其中，12月中旬至1月中旬均达到了显著水平（P<0.01）。说明湿度越大，花期越晚。进一步说明了12月中旬至此年1月中旬低湿度不利于花期前需冷量的累积。

3.2 气象因子的确定

通过桃树花期与气象因子的相关性显著性水平分析可知，12月上旬和2月中下旬的旬平均温度，旬平均最高和最低温度、2月下旬的日照因子和2月中旬、下旬平均地面温度相关系数与桃树花期达到负相关显著性水平，意味着开花前温度和光照对花期起着关键性作用，足够的积温和日照的累积意味着开花时间早，否则开花时间延缓；12月中旬至次年1月上旬的相对湿度因子，12月中旬的平均和最低地面温度因子，则与花期距平的正相关关系达到显著性水平，意味着桃树在花期前冬季需要低温的维持，花期前冬天的低温不足导致桃树休眠期不够，花期会偏晚[3]。一般来说，预报选择在前20 d更有时效性和精细性，更能为果园的开放提供便利。所以，气象预报因子从相关性显著因子中选择12月上旬、2月中下旬的气温、2月下旬日照因子、12月至次年2月相对湿度、气温作为气象预报备选因子，开始建立回归方程。

4 始花期回归方程构建

利用SPSS软件对备选的气象因子进行标准化，然后与花期距平数据进行逐步回归操作[3]。将相关性显著的气象因子一个个代入方程，剔除相关性弱的因子后，根据表2系数计算出桃树的花期预报回归方程：

根据花期预报方程可以在每年的3月1日之前做出桃树的花期预报，最后方程中相关的气象因子及其系数得出结论。花期距平与2月下旬的日照、2月中旬的平均气温和平均最高气温有着负相关关系，日照越强，温度的积累越多，花期距平越小，开花提前。若是花期前出现低温寡照，热量累积不足，花期距平偏大，花期推迟。12月下旬相对湿度越小，意味着天气干燥，花期距平相对小，花期提前，进一步说明冬季的低湿度有利于冬季桃树休眠期的维持；反之相对湿度大，则不利于休眠期的需冷量要求，花期延迟，花期距平大[11]。

4.1 始花期預报模型检验

对新建的花期预报模型与全椒县桃树实际始花期进行拟合，从表5可以看出，拟合后的花期与实际花期变化趋势基本一致，说明拟合率较高。将标准化后的气象因子带回回归方程，模拟出1999—2018年桃树始花期距平值并推算出模拟始花期（表4），对比拟合值与实际值，得出相关系数为0.979，平均误差为1 d，最大相差是3 d且只有1年，有6年是零误差，说明该回归方程预报模型对全椒1999—2018年桃树始花期拟合率高，差异不大。

4.2 试报

对全椒县2020年桃树始花期做试报，将当年的气象标准化因子回代花期回归方程，得出2020年全椒县桃树始花期为3月8日，实际桃树始花期为3月9日，拟合性较好，试报成功。

5 结论与展望

花期距平与2月下旬的日照、2月中旬的平均气温和平均最高气温呈负相关关系，日照越强，温度的积累越多，花期距平越小，开花提前。若是花期前出现低温寡照，热量累积不足，花期距平偏大，花期推迟。12月下旬相对湿度越小，意味着天气干燥，花期距平相对小，花期提前，进一步说明冬季的低湿度有利于冬季桃树休眠期的维持；反之，则不利于休眠期的需冷量要求，花期距平大花期延迟。

6 参考文献

[1] 郭连云，赵年武.贵德县梨树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].中国农学通报，2016，32（7）：147-151.

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[9] 董海涛，刘洪林，左晓强.桃树花期预测[J].北方果树，2017（2）：6-10.

[10] 张惠霞.桃树始花期与气象因子的相关分析及预报模型[J].安徽农业科学，2013，41（10）：4513-4515.

[11] 贾化川，袁静，孙丽娟.杏花花期预报方法探讨[J].安徽农业科学，2014，42（2）：506，554.

（责编：何 艳）