天津市北辰區(qū)溫室無花果氣象條件分析及生產(chǎn)建議

馬庚雪 劉春艷 齊浩 楊宏毅 楊挺

摘? ?要? ?運用SPSS軟件統(tǒng)計學(xué)方法對天津市北辰區(qū)無花果溫室大棚內(nèi)外氣象要素數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，探索溫室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度和光照條件在無花果生長的不同生育期特征。研究發(fā)現(xiàn)，北辰的氣候特征基本符合無花果的生長所需，只有氣溫呈現(xiàn)冬季偏低夏季偏高的趨勢，在北辰地區(qū)充分利用溫室大棚的溫度調(diào)控功能是保障無花果趨利避害安全生產(chǎn)的一項有效措施;北辰溫室無花果存在坐果期和部分成熟期的溫度偏高，二氧化碳濃度僅為適宜濃度的1/4～1/3等不利氣象條件，建議采取相應(yīng)的一些農(nóng)事操作來應(yīng)對和克服。

關(guān)鍵詞? ? 無花果;溫室栽培;氣象條件;生產(chǎn)建議;天津市北辰區(qū)

中圖分類號：S663.3;S162? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.28.024

無花果，由于其花朵不外露，故稱無花果[1]，除供鮮食[2-4]、藥用[5]外，還是食品化工等行業(yè)的優(yōu)良原料[6]，種植產(chǎn)業(yè)具有良好的市場發(fā)展前景。無花果原產(chǎn)于亞熱帶地區(qū)，喜溫暖干熱環(huán)境，自身抵抗低溫能力較差，在我國最先開始在南方種植。隨著溫室技術(shù)的發(fā)展，近年來，無花果在我國北方也開始大面積種植，其中，新疆阿圖什地區(qū)生產(chǎn)的無花果因品質(zhì)優(yōu)良而久負(fù)盛名。天津市北辰區(qū)是無花果的主要種植基地，主要采用溫室種植。北辰無花果每年2月剪枝，3月初萌芽，3月下旬展葉，4月中旬坐果，7月初果實成熟，11月落葉，12月開始休眠。

無花果雖然屬于高經(jīng)濟(jì)效益作物，但對環(huán)境氣象條件較敏感，一旦遭遇不利氣象條件，極易對產(chǎn)量和果實品質(zhì)造成影響。目前果農(nóng)種植無花果多數(shù)依靠老的生產(chǎn)經(jīng)驗，承擔(dān)的生產(chǎn)風(fēng)險較高，不利于無花果設(shè)施種植產(chǎn)業(yè)的推廣與發(fā)展。

梁正科等研究了無花果樹對光的需求，發(fā)現(xiàn)光飽和點較低，40 lx左右的光合作用就能達(dá)到最大值，光補償點約1 lx[7]。艾克代·沙拉木結(jié)合新疆克州地區(qū)無花果生長發(fā)育實況，分析了當(dāng)?shù)責(zé)o花果種植的適宜性氣候條件，并對常見氣象災(zāi)害及其防御措施進(jìn)行了總結(jié)[8]。買買提江·阿不來提根據(jù)阿圖什無花果的生長特點，分析無花果生產(chǎn)地適宜氣候條件的影響，提出充分利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源趨利避害，提高無花果品質(zhì)和產(chǎn)量的對策[9]。古麗尼沙·卡斯木等分析了4個無花果品種的光呼吸速率（Rp）和CO2補償點（CCP），得出布蘭瑞Rp和CCP最低，在CO2飽和點條件下的最大凈光合速率最高[10]。李金平等以2012年北京市從國外引進(jìn)的6個普通型無花果新品種為試材，采用科研性試種、調(diào)查評估的方法，研究比較了日光溫室條件下6個無花果品種的物候期、生物學(xué)特性、果實發(fā)育特性和果實品質(zhì)[11]。

筆者在北辰后丁莊選擇一個種植面積為1公頃的無花果基地，有針對性地分析大棚內(nèi)的環(huán)境氣象數(shù)據(jù)，并結(jié)合無花果生長數(shù)據(jù)，找出北辰無花果本地化生長的氣象條件特征。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)

溫室內(nèi)溫度和濕度數(shù)據(jù)來源于HOBO便攜式溫濕度儀，數(shù)據(jù)采集頻率為30 min一次;溫室內(nèi)CO2濃度、光照強度數(shù)據(jù)來源于棚內(nèi)小氣候站，數(shù)據(jù)采集頻率為10 min一次;棚外溫度和濕度數(shù)據(jù)為離后丁莊無花果基地最近的區(qū)域氣象站數(shù)據(jù);日照為北辰國家一般氣象站數(shù)據(jù)。

無花果生長的生育期節(jié)點、觀測時段內(nèi)的棚內(nèi)所有人工操作及無花果產(chǎn)量由種植人員提供。

數(shù)據(jù)采集時間均為2018年12月到2019年12月。

1.2 方法

運用SPSS軟件統(tǒng)計學(xué)方法對無花果溫室大棚內(nèi)氣象要素數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.3 北辰氣候概述

表1為北辰地區(qū)和阿圖什地區(qū)的氣候特點對比，可見北辰地區(qū)降水偏多，蒸發(fā)量偏少，氣溫日較差小而且光照時間偏短，但其他氣候條件相近。

與無花果生長所需最適宜氣候條件[7， 12-13]相比，北辰年降水量、年蒸發(fā)量、年日照時數(shù)、日照百分率、全年無霜期、大于5 ℃有效積溫等氣象要素，均符合無花果生長所需的氣象條件。因為北辰氣溫呈現(xiàn)冬季偏低、夏季偏高的趨勢，所以在北辰地區(qū)充分利用溫室大棚的溫度調(diào)控功能是保障無花果趨利避害安全生產(chǎn)的一項有效措施。

2 結(jié)果與分析

2.1 北辰溫室無花果生育期

北辰后丁莊無花果基地種植的無花果品種為波姬紅，人工觀測記錄的無花果生育期節(jié)點為：萌芽期3月28日—4月20日;展葉期4月21日—5月15日;坐果期5月16日—7月18日;成熟期7月19日—11月21日，其中盛果期8—10月;落葉期11月22日—12月15日;休眠期12月16日—翌年3月。

2019年無花果基地剪枝較晚，生育期比往年推遲了10～20 d，但成熟期基本持平，果熟持續(xù)期125 d，棚年產(chǎn)量1 936 kg。

2.2 氣象要素變化特征及生產(chǎn)建議

2.2.1 溫度、濕度

溫度和濕度是無花果的重要生長因子，不僅對果樹生長發(fā)育及生理活動有明顯的影響，還影響果實的品質(zhì)、含糖量、果形和產(chǎn)量。

2.2.1.1溫度

北辰無花果基地溫室大棚內(nèi)日平均氣溫變化區(qū)間為-1.6～33.1 ℃，年平均氣溫為16.4 ℃，與最適溫度相近。極端最低氣溫變化區(qū)間為-6.8～26.6 ℃，不易出現(xiàn)凍害。極端最高氣溫變化區(qū)間為0.4～46.1 ℃，氣溫偏高，值得關(guān)注。通過加裝溫室大棚，顯著提高了最低氣溫，冬季氣溫基本符合無花果所需的生長條件，但是同時最高氣溫達(dá)38 ℃以上的酷熱高溫在4—8月期間頻頻出現(xiàn)，這是個必須關(guān)注的問題，雖然造成無花果溫度災(zāi)害的主要方向是寒而不是熱，但夏半年的高溫酷熱對無花果的生長和果品質(zhì)量影響也較大。

由表2可見，無花果萌芽期和展葉期的平均最高氣溫比理想溫度略偏高，坐果期的平均最高氣溫嚴(yán)重偏高;展葉期和成熟期的夜間最低溫度比理想溫度略偏低。建議果農(nóng)在相應(yīng)時段采取一些降溫或保溫措施，以使無花果樹達(dá)到最佳生長狀態(tài)。

1）坐果期。坐果期溫度過高會降低葉片的光合作用，影響營養(yǎng)物質(zhì)的積累，對坐果不利，此時如果水分補充不及時，還有可能造成落果。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在坐果期，日最高氣溫主要出現(xiàn)在13：30左右，持續(xù)時間4 h以上。因此，建議果農(nóng)在坐果期的中午揭開棚膜適當(dāng)通風(fēng)，以降低棚內(nèi)溫度。

2）成熟期。北辰草莓開始成熟時間在7月19日，與一般溫室無花果的成熟期基本吻合。在果實成熟期，平均氣溫21.0 ℃。超過38 ℃的天數(shù)主要集中在7—8月，并以7月下旬和8月上旬最密集，最長連續(xù)8 d出現(xiàn)38 ℃以上的高溫天氣。雖然在水分供應(yīng)充足的情況下，無花果能耐較高溫度而不受熱害，但連續(xù)數(shù)日高于38～40 ℃，也存在導(dǎo)致果實早熟和干縮的風(fēng)險。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，成熟期的最高氣溫平均出現(xiàn)在13：00左右，平均持續(xù)4 h左右。建議果農(nóng)根據(jù)溫室內(nèi)氣溫實際情況，在11：30—15：30采取一些適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?，例如棚頂噴淋、遮陽、在頂部和?cè)墻加裝窗戶通風(fēng)，以及在通風(fēng)口安裝負(fù)壓風(fēng)機(jī)等方式為溫室通氣降溫。成熟期平均氣溫日較差為18.8 ℃，氣溫日較差大，白天葉片可以通過光合作用制造大量的有機(jī)物質(zhì)和糖分，夜間溫度低，可以降低葉片呼吸作用，少消耗，有利于糖分的積累，對提高無花果產(chǎn)量品質(zhì)是一個有利的氣象條件。

3）休眠期。從12月16日開始到來年3月，在休眠期地溫一直高于0 ℃，地溫從2月下旬開始逐步高于10 ℃。棚內(nèi)地溫條件有利于無花果在3月根系開始活動和開墩發(fā)芽。2019年休眠期棚內(nèi)氣溫平均4.3 ℃，溫室大棚在很大程度上達(dá)到了保溫的效果，使無花果在適宜環(huán)境下安全過冬，沒有發(fā)生凍害。在越冬前要對土壤澆足水，補充植株因秋季而消耗散發(fā)的水分，充足的水分可提高地表溫度，增加植株的抗寒能力。白天9—10時要把棚室被子掀起，使植株獲得充足光照，并使室內(nèi)升溫，16時左右要將棚室被子蓋上，對溫室實施保溫，盡量使溫室內(nèi)溫度平均在5 ℃左右。涂白和扎草繩也是最為常用的防寒手段，施磷鉀肥同樣可以增強植物自身的抗寒能力，從而防止受凍。

2.2.1.2濕度

適宜無花果生長的空氣相對濕度為60%～80%，北辰全年相對濕度平均73%，萌芽期和坐果期為60%左右，展葉期最低（55%左右），成熟期最高（80%左右）。北辰的棚內(nèi)空氣濕度基本符合無花果的生長需求，但在成熟期也連續(xù)數(shù)天出現(xiàn)最高濕度100%的高濕天氣。應(yīng)警惕成熟期連續(xù)高濕對成熟果實造成裂果和誘發(fā)一些霉腐病害。在相對濕度較大的時段，可以通過加強通風(fēng)來實現(xiàn)降濕，例如采取加裝通風(fēng)口和在通風(fēng)口安裝負(fù)壓風(fēng)機(jī)等措施。

2.2.2 CO2濃度

2.2.2.1各生育期CO2濃度對比

統(tǒng)計分析30 750個有效數(shù)據(jù)，計算出無花果全生育期CO2濃度均值為456.87 μmol·mol-1;極小值379 μmol·mol-1，極大值856 μmol·mol-1，均出現(xiàn)在成熟期。CO2濃度極大值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差從大到小排序均為成熟期>坐果期>展葉期>萌芽期，極小值從大到小排序為萌芽期>坐果期>展葉期>成熟期。盛果期與成熟期相比，極小值相同，極大值更小，均值、標(biāo)準(zhǔn)差更大。各生育期內(nèi)，CO2濃度均值都小于500 μmol·mol-1，極小值都小于400 μmol·mol-1，極大值除成熟期外都小于600 μmol·mol-1。隨著生育期的推進(jìn)，CO2濃度均值、極大值均逐漸增大，且增幅逐漸拉大，而極小值幾乎無變化（見表3）。

古麗尼沙·卡斯木等測得布蘭瑞克、日本紫果、B110、新疆早黃4個無花果品種的CO2補償點在52～67 μmol·mol-1，CO2飽和點在1 200～1 380 μmol·mol-1[10]。北辰無花果進(jìn)行光合作用時，大棚內(nèi)的CO2濃度僅相當(dāng)于最適CO2濃度的1/3～1/4。CO2作為綠色植物光合作用的原料，在一定范圍內(nèi)，其濃度越高，光合作用越旺盛。CO2不足限制了無花果的光合作用，浪費光熱資源，成為大棚栽培無花果產(chǎn)量提高的關(guān)鍵制約因素。

2.2.2.2CO2濃度日變化

由表4可見，隨著生育期的推進(jìn)，日均最高、最低CO2濃度均越來越高，盛果期與成熟期相比，其日均最高CO2濃度更高，日均最低CO2濃度更低。

從CO2濃度日變化曲線（見圖1）可以看出，大棚結(jié)構(gòu)的密閉性阻斷了內(nèi)外氣體交換，引起大棚內(nèi)部CO2濃度大幅波動。夜間由于土壤和無花果的呼吸作用，CO2不斷積累，日出前達(dá)到最高值;日出后隨光溫條件改善，無花果光合作用不斷增強，CO2濃度很快降低，午后達(dá)到最低值（展葉期為午前）。

2.2.2.3CO2補償

溫室中CO2不足會使設(shè)施栽培作物的光合作用受到嚴(yán)重影響，從而導(dǎo)致作物生物產(chǎn)量降低[14-15]。研究表明，對溫室內(nèi)蔬菜進(jìn)行CO2施肥，平均增產(chǎn)率為16.2%[16-18]，品質(zhì)也有一定的改善[19-21]。因此，科學(xué)實施CO2施肥技術(shù)成為提升無花果產(chǎn)量和品質(zhì)的有效途徑。

由于CO2濃度會在日出后迅速下降，因此CO2的施用時間應(yīng)在日出后不久進(jìn)行，中午溫室內(nèi)氣溫升高，需通風(fēng)換氣，應(yīng)在通風(fēng)前1 h停止施用;如遇寒流、陰雨天、多云天氣，因氣溫低、光照弱、光合作用不強，一般不施用[22]?？紤]投入產(chǎn)出比，施放CO2的濃度上限指標(biāo)應(yīng)為1 000 μmol·mol-1[23]。CO2施肥的主要方法有液態(tài)CO2施放法、化學(xué)反應(yīng)法、固態(tài)氣肥施放法、施干冰法、施有機(jī)肥法、有機(jī)物燃燒法[24]。

2.2.3 光照

從植物本身的屬性來看，無花果屬于耐陰性比較強的植物，光飽和點相對較低，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[7]，40 lx左右的光照水平下，光合作用就能達(dá)到最高值，而光補償點約為1 lx。當(dāng)光照水平在上述范圍內(nèi)時無花果植株光照充足，光合作用不會受到影響。但無花果也喜光，在光照良好的條件下，會更有利于無花果果實著色和增加甜度，同時花芽飽滿，著果率高，因此研究無花果不同生長期的過飽和光照率仍具有實際意義。

2.2.3.1過飽和光照率

將一天中光照強度大于40 lx的觀測記錄占所有觀測記錄的百分比定義為過飽和光照率。由表5可見，無花果成熟期的飽和光照率低于其他生育期，坐果期飽和光照率高于其他生育期。光照強度在成熟期最低，在展葉期最高，萌芽期和坐果期相當(dāng)，為7 000 lx左右。分析原因，成熟期光照強度和飽和光照率偏低可能和陰雨天氣頻繁及枝葉茂密對光照的遮擋有關(guān)。

2.2.3.2成熟期光照

光照強度對無花果成熟期果實的著色有著明顯的影響，直接影響無花果果實的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。北辰無花果成熟期光照的過飽和光照率較低，本文特針對成熟期大棚內(nèi)的光照情況進(jìn)行研究，選擇7月19日至8月19日多陣雨的天氣數(shù)據(jù)，對光照數(shù)據(jù)做9點滑動平均處理，選取每日最大值，并選取北辰一般國家氣象站的日照數(shù)據(jù)作為對比數(shù)據(jù)。從圖2可以看出，棚內(nèi)光照與棚外日照有著良好的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)出現(xiàn)陰天降雨情況，棚內(nèi)光照條件也迅速下降，而且成熟期枝葉茂盛，本身對光照就有一定遮擋作用，光照強度平均在5 000 lx左右。但是這種光照的減弱是否對無花果品質(zhì)造成了影響，還有待進(jìn)一步定量研究。

2.3 生育期其他易發(fā)氣象災(zāi)害防御

2.3.1 暴雨澇漬

無花果長期處于積水重的環(huán)境，易造成落花、落果、落葉，甚至死亡，因此在夏季坐果期和成熟期，根據(jù)天氣預(yù)警在暴雨或者短時強降水前要加蓋棚簾，之后亦要注意做好排澇排水。

2.3.2 大風(fēng)

大風(fēng)會對大棚本身造成損害，給棚主造成經(jīng)濟(jì)損失，如果大風(fēng)在破壞了大棚結(jié)構(gòu)后繼續(xù)，也可能使無花果植株發(fā)生倒伏，造成植株死亡。為避免風(fēng)災(zāi)，減少損失，可以根據(jù)大風(fēng)預(yù)警信息對棚室進(jìn)行加固。

2.3.3 冰雹

冰雹在春夏季比較常見，有可能損壞大棚的棚膜，從而使無花果枝葉、果實遭到冰雹的襲擊。可以在收到冰雹預(yù)警后，采取加蓋被子等方式防止棚膜損壞。

3 小結(jié)

1）北辰的氣候特征基本符合無花果的生長所需，只有氣溫呈現(xiàn)冬季偏低夏季偏高的趨勢，在北辰地區(qū)充分利用溫室大棚的溫度調(diào)控功能是保障無花果趨利避害安全生產(chǎn)的一項有效措施。

2）分析北辰溫室內(nèi)溫度、相對濕度、二氧化碳濃度和光照在無花果生長各生育期的特征，發(fā)現(xiàn)存在坐果期和部分成熟期的溫度偏高，二氧化碳濃度僅為適宜濃度的1/4～1/3等不利氣象條件，建議采取相應(yīng)的一些農(nóng)事操作來應(yīng)對和克服。

3）對無花果生育期內(nèi)其他易發(fā)的氣象災(zāi)害，如暴雨澇漬、大風(fēng)、冰雹等提出了防御建議。

4）因棚室條件有限不能做極端試驗，故本文使用的無花果的一些生育期氣象指標(biāo)均來自文獻(xiàn)。若要得到更準(zhǔn)確的致災(zāi)指標(biāo)，今后還需增設(shè)對比試驗。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）