徐聞縣菠蘿生產(chǎn)的氣候條件分析

黃慕亞，黃元豐，張新新，陳栩賢，張瓊雄

（1.徐聞縣突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心，廣東徐聞 524100；2.徐聞縣氣象局，廣東徐聞 524100；3.遂溪縣氣象局，廣東遂溪 524300）

廣東省徐聞縣是農(nóng)業(yè)大縣，更是聞名遐邇的“中國菠蘿之鄉(xiāng)”，是中國最大的菠蘿生產(chǎn)基地，素有“菠蘿的?！钡拿婪Q。中國每10顆菠蘿，就有3顆產(chǎn)自徐聞，菠蘿產(chǎn)量占到全國菠蘿總產(chǎn)量的40%以上，是中國菠蘿種植第一縣和中國菠蘿產(chǎn)業(yè)龍頭縣。“徐聞菠蘿”被評為“中華名果”、“中國十大熱帶名果”、“國家農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志登記保護(hù)產(chǎn)品”等［1-2］。徐聞縣屬熱帶季風(fēng)氣候，全縣耕地6萬多公頃，土地資源豐富，土壤肥沃，通氣性好，保水肥力強(qiáng)，是發(fā)展菠蘿規(guī)模化、優(yōu)質(zhì)化、高品化生產(chǎn)的理想適宜之地［3］。據(jù)徐聞縣統(tǒng)計局統(tǒng)計，徐聞菠蘿品種以巴厘為主，一直以來巴厘品種種植面積都占當(dāng)?shù)夭ぬ}總面積的95%以上。目前徐聞菠蘿種植面積約2萬多公頃，年產(chǎn)量近78萬t，產(chǎn)值達(dá)18.72億元，從事菠蘿種植、加工、流通、電商、旅游等從業(yè)人員超14萬人。徐聞縣菠蘿產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)產(chǎn)值近40%，菠蘿產(chǎn)業(yè)不僅是徐聞縣特色產(chǎn)業(yè)，也是優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)［4］。2016年1月受寒潮影響，菠蘿甜度下降，出現(xiàn)大量“黑心果”，據(jù)縣三防辦統(tǒng)計，農(nóng)作物受災(zāi)面積6.2萬hm2，經(jīng)濟(jì)損失5.5億元；2020年出現(xiàn)大旱，農(nóng)作物受災(zāi)面積1.5萬hm2，當(dāng)年菠蘿減產(chǎn)約10%。可見，菠蘿種植與氣象關(guān)系密切，研究菠蘿生產(chǎn)的氣候條件，對促進(jìn)徐聞農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)民增收、農(nóng)村振興具有重大意義。

國內(nèi)外對菠蘿已有相關(guān)的研究［5-7］，但徐聞縣在菠蘿與氣候方面的研究則鮮有報道。為給當(dāng)?shù)夭ぬ}種植提供氣候條件方面參考，增強(qiáng)對菠蘿種植氣象災(zāi)害認(rèn)識和防御能力。因此，本研究基于徐聞縣1991—2021年的氣象觀測資料，對徐聞縣影響菠蘿生長氣候資源和氣象災(zāi)害進(jìn)行了分析，可為菠蘿生產(chǎn)管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

氣象觀測資料來源于1991—2021年徐聞縣國家氣象站，≥10℃活動積溫定義為1年內(nèi)日平均氣溫≥10℃持續(xù)期間日平均氣溫累計值［8］。采用氣候?qū)W統(tǒng)計方法和WPS軟件對氣象觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理和分析。

2 菠蘿生產(chǎn)的氣候條件

菠蘿，屬鳳梨科草本植物，我國僅分布于海南、廣東、廣西、云南、福建和臺灣6省區(qū)［9］，因其地域性極強(qiáng)及性喜溫、喜光、耐旱等特點，其生長對氣象因子有較明顯的要求，其中氣溫、日照和水分是影響菠蘿生長的主要氣象因子［10］。

2.1 溫度

菠蘿生長對溫度條件的要求比較嚴(yán)格，溫度條件是決定菠蘿全生育期的長短、各發(fā)育期出現(xiàn)的早晚及產(chǎn)量和品質(zhì)的主導(dǎo)因子。菠蘿在年平均氣溫23℃以上且≥10℃活動積溫在7 000～9 000℃之間多濕條件下，生長發(fā)育良好，生長最適宜日平均氣溫為24～27℃，10～14℃時生長緩慢，10℃以下生長趨于停止［11］，表現(xiàn)為新根停止生長、葉不能繼續(xù)生長、果實發(fā)育停止；溫度穩(wěn)定在14℃時菠蘿才開始正常生長。持續(xù)低于5℃即產(chǎn)生寒害，1～2℃停留1～2 d尚可生存，太長則嚴(yán)重受害［12］。徐聞縣≥10℃活動積溫多年平均為8 652.20℃，熱量條件充足，非常適宜菠蘿生長。根據(jù)徐聞縣年平均氣溫和極端最高、最低氣溫年際分布（圖1）可以看出，1991—2021年期間，徐聞縣年平均氣溫24.1℃，氣溫條件最適宜菠蘿生長。年極端最高氣溫在35.5～38.7℃之間，年極端最低氣溫在3.5～10.2℃之間。1991—2021年間只出現(xiàn)5次年極端最低氣溫＜5℃，特別是近10年來，只出現(xiàn)過1次年極端最低氣溫＜5℃，因此，徐聞縣年極端氣溫對菠蘿種植帶來的不利影響極少，產(chǎn)生嚴(yán)重影響幾乎沒有。

圖1 徐聞縣1991—2021年平均氣溫和極端最低、最高氣溫年際分布

徐聞菠蘿種植時間是7—10月，根據(jù)徐聞縣平均氣溫的月際分布（圖2）數(shù)據(jù)看出，該期間月平均氣溫介于25～29℃，有利于菠蘿新根生長，新葉萌芽，種植成活率高。11月—次年9月是壯苗期，特別是生長旺盛期5—9月，是整個生長過程最重要的時期，好苗才能孕育好果，5—9月期間，月平均氣溫≥27.0℃、日照≥180.0 h、雨量≥100.0 mm，此期間氣溫適宜、雨水充足、日照時數(shù)長，為其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供了有利的氣象條件。10月—次年3月是菠蘿果實發(fā)育成熟期，該期間氣溫適宜、日照充足，有利果實生長，但降水稍偏少，可以進(jìn)行適當(dāng)灌溉的農(nóng)事安排。

圖2 徐聞縣1991—2021年平均氣溫、降水量、日照時數(shù)逐月分布

2.2 日照

日照時長影響空氣溫度和濕度，是影響菠蘿生長發(fā)育與新陳代謝的重要氣象因子。菠蘿是熱帶作物，性喜光照，光照充足的條件下，光合作用旺盛，碳水化合物累積多，植株生長強(qiáng)健，產(chǎn)量高品質(zhì)優(yōu)；日照不足，植株生長緩慢，果實小，可溶性固形物含量低，品質(zhì)差。如生長在樹陰下的植株，果實味酸而寡淡，又無香味。因此，日照是菠蘿生長和結(jié)果以及果實大小與品質(zhì)的重要氣象因子［13］。日照不但對其植株生長和結(jié)果有影響，對菠蘿的抗逆性、特別是抗寒性影響很大，越冬期間，充足的日照有利于光合作用和增加碳水化合物（特別是糖分的積累），從而增強(qiáng)了植株的抗寒力。

根據(jù)圖2和圖3可以看出，1991—2021年徐聞縣日照時數(shù)月平均介于110.5～243.1 h，年日照時數(shù)介于1 817.2～2 590.5 h，常年平均日照時數(shù)2 111.4 h。徐聞縣豐富的熱資源為菠蘿生長創(chuàng)造了得天獨厚的光熱條件。

圖3 徐聞縣1991—2021年降水量和日照時數(shù)年際分布

2.3 水分

水分是作物生長的必要條件。菠蘿耐旱性強(qiáng)，但生長發(fā)育仍需一定的水分，在年降雨量500～2 800 mm的地區(qū)均能生長，而以1 000～1 500 mm且分布均勻為最適宜。土壤缺水時菠蘿植株有自行調(diào)節(jié)的功能，降低蒸騰強(qiáng)度、減緩呼吸、節(jié)約葉內(nèi)貯備水分，以維持生命活動。根據(jù)圖3可以看出，1991—2021年徐聞縣年降水量介于769.7～2 026.9 mm之間，常年平均值為1 372.2 mm。同時，從圖2也可看出，徐聞縣冬、春降雨量偏少，經(jīng)常發(fā)生冬春連旱，但降雨量多集中在菠蘿生長旺盛的5—10月，基本上滿足菠蘿生長對水分的需求。

3 氣象災(zāi)害對菠蘿生產(chǎn)的影響

3.1 低溫寒害

菠蘿是熱帶作物，性喜光照，怕霜凍。14℃是菠蘿正常生長的臨界溫度。氣溫低至2～5℃時，就會有低溫危害癥狀，如歷時過長（1～2 d），葉尖呈現(xiàn)干枯、葉色變黃，5 cm深的地表根系出現(xiàn)死亡，未成熟或已成熟果皮局部變黑，果肉萎縮等輕度寒害；氣溫降至0℃，如持續(xù)時間達(dá)1 d以上，會造成植株心葉腐爛，根系凍死，果實萎縮腐爛；因此，0℃是菠蘿受寒害嚴(yán)重的臨界溫度。如氣溫達(dá)-2℃時，植株幾乎死亡。根據(jù)圖1可以看出，徐聞縣1991—2021年間出現(xiàn)氣溫＜5℃有5次，極端最低氣溫3.5℃；在最近10年，2016年出現(xiàn)過1次年極端最低氣溫3.7℃，造成當(dāng)年菠蘿產(chǎn)量減少，甜度下降，口感差，還出現(xiàn)黑心果等品質(zhì)問題。因此，2016年菠蘿減產(chǎn)、減收，給當(dāng)?shù)貛磔^嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。但隨著全球平均氣溫持續(xù)上升［14-15］，徐聞縣極端低溫天氣有所減少，對菠蘿種植產(chǎn)生的低溫寒害也相對減弱。

3.2 干旱

菠蘿耐旱性強(qiáng)。統(tǒng)計可知，年降水量在1 000～1 500 mm之間，月降水量≥50 mm適宜菠蘿生長［13］。從圖2可看出，徐聞縣11月—次年3月平均月降水量＜50 mm，徐聞縣冬、春降雨量偏少，經(jīng)常發(fā)生冬春季節(jié)性連旱，而該時間正屬于果實生育成熟期，長時間過分干旱，會導(dǎo)致植株變萎黃，果梗干枯，果心龜裂，影響菠蘿的產(chǎn)量和品質(zhì)。但從圖3也可看出，徐聞縣近10年來，只在2020年出現(xiàn)過1次年降水量＜1 000 mm，旱情較常年有所減弱。

3.3 暴雨

菠蘿具纖維質(zhì)須根系，根好氣淺生，有菌根共生，比較耐旱，屬于耐旱怕澇作物［16］；雨水過多，土壤排水和通透性又極差時，菠蘿根系也會因長時間積水缺氧而造成腐爛［17］，出現(xiàn)葉片發(fā)黃，植株心腐或凋萎甚至死亡，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。徐聞縣年平均降水量1 372.2 mm，根據(jù)徐聞縣1991—2021年徐聞縣國家氣象站資料統(tǒng)計，年平均出現(xiàn)暴雨日數(shù)達(dá)6.5 d，近10年的暴雨年平均日數(shù)同常年值相同，無明顯變化。

3.4 高溫

徐聞縣屬典型熱帶季風(fēng)氣候，夏季經(jīng)常出現(xiàn)高溫酷熱天氣。1991—2021年≥35.0℃高溫年平均日數(shù)為27.9 d，主要集中在5—7月份，其中5月高溫平均日數(shù)7.2 d。近10年≥35.0℃高溫年平均日數(shù)達(dá)37.7 d，其中5月高溫平均日數(shù)達(dá)11.2 d，而5月正是菠蘿成熟收獲期，高溫天氣容易使菠蘿果實發(fā)生日灼病，造成品質(zhì)降低。隨著全球氣候持續(xù)變暖，高溫日增加，高溫對菠蘿種植帶來的不利影響日趨明顯。

4 結(jié)論

1）徐聞縣1991—2021年的多年平均氣候統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，徐聞縣氣溫、日照和降水等氣候條件非常適宜菠蘿種植。特別是≥10℃活動積溫高，有利于加快菠蘿生育速度，提高產(chǎn)量和質(zhì)量；徐聞縣陽光充足，日照時數(shù)長，有利于菠蘿光合作用和碳水化合物累積（特別是糖分的積累），植株生長強(qiáng)健，抗寒力強(qiáng)，產(chǎn)量高品質(zhì)優(yōu)。

2）徐聞縣近10年≥35.0℃高溫天氣的年平均日數(shù)達(dá)37.7 d，高溫日數(shù)呈增加趨勢。菠蘿如果長時間在高溫和強(qiáng)日照下，會使部分向陽面的果實發(fā)生灼傷。夏季高溫可采用稻草或套袋覆蓋果實，也可用果實四周的4～5片葉子束起防曬，以減少果實灼傷；冬季低溫，可用舊報紙或稻草覆蓋果實頂部，同時套上塑料袋并扎緊底部防寒，減少低溫寒害。徐聞縣降水時空分布不均，11月—次年3月降水偏少，常發(fā)生冬春連旱，應(yīng)適當(dāng)安排灌溉；而降水多集中在臺風(fēng)多發(fā)的5—10月份，集中短時強(qiáng)降水易引起果園漬澇。果農(nóng)應(yīng)密切關(guān)注天氣變化，在強(qiáng)降水來臨前，做好果園的排水工作。

3）徐聞縣菠蘿種植部分生育期會受到低溫寒害、干旱、暴雨、高溫等氣象災(zāi)害的影響。在種植過程中應(yīng)密切關(guān)注天氣變化，加以防范和加強(qiáng)田間管理。徐聞縣氣象部門應(yīng)提高氣象預(yù)報預(yù)測水平，加強(qiáng)天氣的監(jiān)測預(yù)警，為徐聞菠蘿生產(chǎn)提供專題精細(xì)產(chǎn)前提示，產(chǎn)中預(yù)警和產(chǎn)后總結(jié)氣象服務(wù)，有效地提升氣象防災(zāi)減災(zāi)效益和氣象為農(nóng)服務(wù)能力。