茉莉花盛花期最佳氣象條件模型研究

趙 戈，李金梅，3，4，侯彥林，賈書剛，劉書田，王鑠今，潘桂穎，侯顯達*

（1.南寧師范大學廣西地標作物大數(shù)據(jù)工程技術研究中心，廣西南寧 530001；2.南寧師范大學物理與電子學院，廣西南寧 530001；3.南寧師范大學北部灣環(huán)境演變與資源利用教育部重點實驗室，廣西南寧 530001；4.南寧師范大學廣西地表過程與智能模擬重點實驗室，廣西南寧 530001）

茉莉[Jasminum sambac（L.）Ait]屬木犀科素馨屬直立或攀緣灌木，又名茉莉花、茶葉花、葉子花等，原產于印度、巴基斯坦等地，約西漢時期傳入我國，至今有2 000年左右的栽培歷史[1]。我國有4個茉莉花產區(qū)，分別為廣西橫州市、四川犍為縣、福建福州市和云南元江縣，橫州市茉莉花產量占全球的60%和我國的80%[2]，具有百年以上的栽培歷史，當前栽培面積近0.67萬hm2，茉莉花產業(yè)鏈年產值近200億元。

春季氣溫達到19℃時茉莉花葉芽開始萌動，25℃以上現(xiàn)蕾，最適開花溫度為35℃～37℃，而38℃～40℃的高溫會抑制花芽發(fā)育[3-5]。較高溫度處理（晝溫30℃、夜溫25℃）比較低溫度處理（晝溫20℃、夜溫15℃）提前1周開花，且現(xiàn)蕾量增加25%[6]。7—9月溫州市屬高溫多雨季節(jié)，月平均氣溫28℃左右最適合茉莉的花芽分化和花蕾生長[5]。茉莉花屬陽性短日照植物[7]，高溫時適當遮陰有利于高產[8-9]。光照度強比光照度弱條件下茉莉授粉率高[10]。研究表明[11]，世界茉莉花高產產地位于低緯度地區(qū)，我國茉莉花的高產產地位于華南和四川盆地；茉莉花產地中產量高的主要原因是花期時間長；適宜茉莉花開花的氣象條件是日均溫度＞19.5℃、月降水量＞278 mm、太陽日輻射總量＞12 MJ/m2。

筆者對廣西橫州茉莉花盛花期最佳氣象條件定量分析，確定盛花期最佳氣象條件指標，為茉莉花高產栽培提供氣象條件決策依據(jù)和田間微氣象條件調控標準。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取

1.1.1 橫州茉莉花連續(xù)5日平均單產數(shù)據(jù)。通過實地調查，獲得一農戶2 101.05 m2地塊的2018—2020年連續(xù)3年每日茉莉花采花量數(shù)據(jù)，并計算連續(xù)5日平均單產。結果顯示：不含未采花日，3年461 d的平均單產5.31 kg/667 m2，日最低單產0.40 kg/667 m2，日最高單產15.24 kg/667 m2；5—9月單產相對較高，4月單產逐漸增加，10月單產逐漸減少。

1.1.2 橫州氣象數(shù)據(jù)。橫州氣象數(shù)據(jù)來源于《中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務網》（http://cdc.nmic.cn）的橫州逐日氣象數(shù)據(jù)，包括每日最低溫度、平均溫度、最高溫度、平均相對濕度、最小相對濕度、日照時數(shù)、降水量。根據(jù)初步分析結果，計算2018—2020年4月1日到10月31日連續(xù)5日的每日平均溫度的平均、每日日照時數(shù)的平均、每日平均相對濕度的平均3個氣象指標。

1.2 模型建立方法

采用統(tǒng)計分析方法建模，包括一元線性或非線性回歸、多元線性回歸；使用Excel進行數(shù)據(jù)分析和建模。

2 結果與分析

2.1 基于5日連續(xù)平均單產和氣象條件的單因素解析

將連續(xù)5日平均單產作為因變量（Y），將連續(xù)5日平均溫度的平均（X1）、連續(xù)5日日照時數(shù)的平均（X2）、連續(xù)5日平均相對濕度的平均（X3）作為3個因變量，結果分別見圖1、圖2和圖3。3個回歸方程分別為：Y=0.258×e0.1085×X，r=0.520**，n=456；Y=-0.339×X2+3.721×X-4.044，r=0.430**，n=456；Y=-0.012×X2+1.781×X-61.176，r=0.380**，n=456。

將3年連續(xù)5日平均單產＜2.5 kg/667 m2作為低產，則≥2.5 kg/667 m2為中產和高產。圖1表明，當5日平均溫度的平均（X1）≥25℃時，單產≥2.5 kg/667 m2的比例為99.5%。圖2表明，當5日日照時數(shù)的平均（X2）為3.5～6.0 h時，單產≥2.5 kg/667m2的比例為99.4%。圖3表明，當5日平均相對濕度的平均（X3）為73%～87%時，單產≥2.5 kg/667 m2的比例為100.0%。根據(jù)圖1、圖2和圖3，確定茉莉花中產和高產的最佳單一氣象指標為5日平均溫度的平均（X1）、5日日照時數(shù)的平均（X2）、5日平均相對濕度的平均（X3）。

圖1 橫州茉莉花X1與Y的關系

圖2 橫州茉莉花X2與Y的關系

圖3 橫州茉莉花X3與Y的關系

2.2 基于連續(xù)5日氣象條件的多因素單產建模

基于5日平均溫度的平均（X1）、5日日照時數(shù)的平均（X2）、5日平均相對濕度的平均（X3）3個氣象指標，建立單產判別模型。在456個連續(xù)5日樣本中，有296個樣本滿足3個氣象條件，比例為64.90%。分析表明：隨著單產的增加，滿足3個氣象條件的樣本比例下降，如單產大于2.5 kg/667 m2即中產以上的樣本296個，比例為100.0%，單產大于4.5 kg/667 m2的樣本222個，比例為75.00%，單產大于6.5 kg/667 m2的樣本129個，比例為43.58%。以上結果表明，3個氣象條件為5—9月盛花期茉莉花達到中產以上的關鍵氣象指標。

3 討論

以往研究認為，溫度、日照、濕度、降水量是影響產量的主要氣象因子[11-18]?，F(xiàn)有研究結果表明，20℃左右茉莉花葉芽開始萌動，25℃以上現(xiàn)蕾[5-6]，38℃以上抑制花芽發(fā)育[3-5]，高溫時適當遮陰有利于高產[8-9]；茉莉花屬陽性短日照植物[7]，光照度強比光照度弱條件下茉莉授粉率高[10]；茉莉花在相對濕度85%～95%條件下開放度較高[19]；適宜的月降水量278 mm以上。

該文在確定了茉莉花盛花期3個最佳氣象條件基礎上，建立了單產判別模型。確定的3個最佳氣象條件與以往研究結果基本吻合，并體現(xiàn)系統(tǒng)、定量和模型化，即基于同一地塊3年實測產量數(shù)據(jù)和對應逐日氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析而確定單一影響因素，再建立多因素定量判別模型，在預測上不針對具體日期進行單產預測，而是針對符合3個氣象條件日期的單產等級進行預測，最終目的是確定高產的最佳氣象條件及其組合，有效避開單產的其他影響因素，如降水日不能采花、施肥帶來的養(yǎng)分豐缺對產量的影響等。

4 結論

對廣西橫州茉莉花盛花期最佳氣象條件定量研究結果表明：5—9月，茉莉花達到中產以上產量的最佳氣象條件是連續(xù)5日平均溫度的平均25℃以上、連續(xù)5日日照時數(shù)的平均3.5～6.0 h、連續(xù)5日平均濕度的平均73%～87%；滿足3個氣象條件下每日單產2.5 kg/667 m2以上的比例為100%。