河北省冷棚大球蓋菇起始種植時(shí)間區(qū)劃研究

關(guān)鍵詞：大球蓋菇；起始種植時(shí)間；區(qū)劃；設(shè)施農(nóng)業(yè)；食用菌；河北省

0 引言

大球蓋菇（Strophariarugosoannulate）味美肉嫩、營(yíng)養(yǎng)豐富，又具藥用價(jià)值，乃菇中佳品，是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織向發(fā)展中國(guó)家推薦栽培的食用菌之一[1-4]。種植大球蓋菇的經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)食用菌，冷棚栽培大球蓋菇受低溫影響時(shí)間較短、出菇早、潮次多，并且能在春節(jié)時(shí)段出菇[5-6]。

大球蓋菇屬于中低溫型食用菌，環(huán)境溫度在32°C以上時(shí)生長(zhǎng)速度快速下降，超過(guò)35°C菌絲停止生長(zhǎng)，不能正常出菇[7-12]。冷棚由于其保溫性，較林下定植時(shí)間偏晚。定植期的早晚決定了菌絲在入冬前的生長(zhǎng)時(shí)間，生長(zhǎng)時(shí)間短，入冬前不能出菇，經(jīng)濟(jì)效益降低，因此應(yīng)準(zhǔn)確判斷冷棚大球蓋菇的起始種植時(shí)間。

研究人員對(duì)大球蓋菇適宜氣溫指標(biāo)和菌絲生長(zhǎng)天數(shù)進(jìn)行了研究，不同溫度條件下菌絲生長(zhǎng)速率不同，不同地區(qū)的種植時(shí)間差異較大[13-15]。霍捷等[10]利用氣溫等值線劃分出華北地區(qū)大球蓋菇菌絲能安全度夏的區(qū)域，推薦開(kāi)展露地栽培和林下栽培。滑帆等[15]根據(jù)保定市的氣溫變化特點(diǎn)，推斷出河北省冷棚大球蓋菇的種植時(shí)間范圍，有遮陰條件的冷棚在8月底—9月上旬栽培，沒(méi)有遮蔭條件的冷棚與露地栽培時(shí)間相同，在9月中旬栽培。本研究分析河北省廊坊市連續(xù)3年的冷棚內(nèi)外氣溫?cái)?shù)據(jù)的相關(guān)性，模擬出棚內(nèi)達(dá)到32°C時(shí)棚外的氣溫指標(biāo)，并利用河北省近30年的氣溫資料繪制全省適宜種植起始日期區(qū)劃圖，利用氣溫傾向率和Morlet小波分析，對(duì)近30年的適宜種植起始日期進(jìn)行波動(dòng)性和周期分析，為大球蓋菇定植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以2018—2020年河北省廊坊市安次區(qū)東三更生村冷棚為試材。冷棚為南北走向，長(zhǎng)40m、寬8m、瘠高2.8m和邊高1.2m，鋼構(gòu)拱棚，塑料膜為聚乙烯膜；南北留門，東西兩側(cè)各有寬1m的通風(fēng)口；冷棚全年扣膜，秋季大球蓋菇種植前通風(fēng)口全部打開(kāi)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

氣溫資料來(lái)源于河北省1991—2020年144個(gè)氣象站逐日數(shù)據(jù)；冷棚外氣溫資料來(lái)源于廊坊市九州區(qū)域氣象站逐日數(shù)據(jù)。冷棚內(nèi)安裝DZN1型農(nóng)田小氣候觀測(cè)儀監(jiān)測(cè)空氣溫度，設(shè)備位于冷棚內(nèi)中心距地面1.5m處，觀測(cè)時(shí)間24h，測(cè)定間隔時(shí)間1h。

1.3 計(jì)算方法

采用5日滑動(dòng)平均法確定穩(wěn)定通過(guò)27°C的初日。

起始種植日序：1月1日記為1、1月2日記為2，以此類推，9月1日記為244。

起始種植時(shí)間距平：當(dāng)年起始種植日序與1991—2020年起始種植日序平均值之差。

采用氣候傾向率法分析起始種植時(shí)間的變化趨勢(shì)，氣候傾斜率的絕對(duì)值大小代表趨勢(shì)強(qiáng)度。運(yùn)用小波分析法分析起始種植時(shí)間周期變化特征；采用克里金法進(jìn)行插值分析，GIS繪制起始種植時(shí)間全省區(qū)劃圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷棚內(nèi)外氣溫相關(guān)性分析

挑選出2018—2020年9月1日—10月15日的晴天冷棚內(nèi)的最高氣溫?cái)?shù)據(jù)，與冷棚外的最高氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，冷棚內(nèi)外的最高氣溫具有極顯著相關(guān)關(guān)系（Plt;0.01），相關(guān)系數(shù)0.9227，相關(guān)方程y=1.1032x?8.25201（y為冷棚外最高氣溫，x為冷棚內(nèi)最高氣溫）能夠很好地描述冷棚內(nèi)外最高氣溫的關(guān)系。通過(guò)相關(guān)方程可計(jì)算出，當(dāng)冷棚內(nèi)最高氣溫降至大球蓋菇生長(zhǎng)氣溫指標(biāo)32°C時(shí)冷棚外氣溫指標(biāo)是27°C，因此本研究以冷棚外最高氣溫達(dá)到27°C作為大球蓋菇定植的起始?xì)鉁刂笜?biāo)。

2.2 起始種植時(shí)間變化

由圖2可知，1991—2020年河北省冷棚大球蓋菇起始種植日序257～274，平均265（9月22日），1992和1995年最小，2019年最大。從變化趨勢(shì)來(lái)看，近30年起始種植時(shí)間呈顯著的推遲趨勢(shì)（Plt;0.01），傾向率1.01d/10年。

由表1可知，1991—2020年起始種植時(shí)間距平均為負(fù)，1991—2000年起始種植時(shí)間距平?1.1，起始定植期較早，2001—2010年和2011—2020年距平分別為?0.3和?0.4，起伏較小。

2.3 起始種植時(shí)間變化空間分布特征

由圖3可知，河北省冷棚大球蓋菇起始種植空間上存在較大差異，起始種植時(shí)間的變換范圍222～277，近30年平均265，整體從北到南、自西向東逐漸推遲，北部地區(qū)起始種植時(shí)間開(kāi)始最早，日序222～260，即8月10日—9月17日。南部地區(qū)起始種植時(shí)間開(kāi)始最晚，日序270～277，即9月27日—10月4日。

北部地區(qū)和西部山區(qū)氣溫下降較早，大球蓋菇起始種植時(shí)間亦開(kāi)始較早。邯鄲市為起始種植時(shí)間開(kāi)始最晚的城市，日序277，10月3日才可開(kāi)始種植，涉縣和武安市氣象觀測(cè)站靠近山區(qū)，起始種植時(shí)間開(kāi)始略偏晚，分別為9月27日和9月30日。張家口市為起始種植時(shí)間開(kāi)始最晚的城市，日序222～261，即8月10日—9月18日；康?？h和張北縣處于河北省最北端，起始種植時(shí)間開(kāi)始最早，即8月10日和8月11日。

2.4 起始種植時(shí)間周期變化特征

小波系數(shù)實(shí)部時(shí)頻分布圖可以反映所研究氣象資料序列在時(shí)間域上的分布，并能通過(guò)其在不同時(shí)間尺度的周期變化預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)[16]。實(shí)部≥0，即為正位相；實(shí)部lt;0為負(fù)位相。1991—2020年河北省起始種植時(shí)間的Morlet小波分析結(jié)果如圖4所示，時(shí)間尺度10年的信號(hào)比較強(qiáng)，并且正負(fù)位相隨機(jī)出現(xiàn)，表示起始種植時(shí)間在所研究時(shí)間序列內(nèi)波動(dòng)變化。由此可知，河北省起始種植時(shí)間在10年時(shí)間尺度上存在明顯的周期變化，并且波動(dòng)表現(xiàn)為平緩?劇烈?平緩。

小波方差反映了小波函數(shù)波動(dòng)的能量隨時(shí)間尺度的分布，可由此判斷起始種植時(shí)間的主周期。由圖5可知，小波方差的峰值分別出現(xiàn)在2、4、10和17年處，說(shuō)明在觀察的時(shí)間域中，10年左右的周期振蕩最強(qiáng)，為第1主周期，第2主周期為4年。不同年份河北省冷棚大球蓋菇起始種植時(shí)間存在差異。

3 討論

受地形影響，河北省各地區(qū)大球蓋菇種植時(shí)間差異較大，不完全遵循北早南晚的規(guī)律[17]。冷棚種植大球蓋菇冬前生長(zhǎng)時(shí)間有限，種植時(shí)間得當(dāng)，入冬前可采收第一潮菇；種植時(shí)間過(guò)早，棚內(nèi)氣溫較高，菌絲會(huì)出現(xiàn)退化甚至死亡；栽培時(shí)間晚則影響出菇時(shí)間，入冬前產(chǎn)量下降甚至是無(wú)產(chǎn)量。根據(jù)氣溫條件，確定起始定植期，適宜時(shí)間種植，才能保障冬前菌絲生長(zhǎng)量，即使入冬前無(wú)產(chǎn)量，也能為春季盡早出菇打下基礎(chǔ)。

氣溫是影響大球蓋菇生長(zhǎng)的主要因素，秋季受冷空氣的頻繁影響，氣溫波動(dòng)較大，尤其是冷棚種植，晴天條件下與陰天條件下，冷棚內(nèi)氣溫變化劇烈，最高氣溫相差較大，給大球蓋菇的起始種植造成了難度。本研究通過(guò)冷棚內(nèi)外氣溫相關(guān)性分析可知，在晴天條件下冷棚內(nèi)氣溫降到32°C時(shí)冷棚外氣溫需降到27°C及以下，可以此氣溫指標(biāo)對(duì)河北省氣象觀測(cè)站近30年的氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出氣溫降到27°C及以下的日期，即可得到河北省冷棚大球蓋菇起始種植時(shí)間。

氣象傾向率和小波分析結(jié)果表明，不同年份河北省冷棚大球蓋菇起始種植時(shí)間在時(shí)間和空間上均在差異，確定當(dāng)年的起始種植時(shí)間還是需根據(jù)氣象部門的預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)做出種植時(shí)間提前和推后的決策。

4 結(jié)束語(yǔ)

河北省冷棚內(nèi)外氣溫的相關(guān)性分析結(jié)果和大球蓋菇生長(zhǎng)氣溫指標(biāo)可知，大球蓋菇起始種植氣溫指標(biāo)為棚外最高氣溫降至27°C以下。1991—2020年河北省冷棚大球蓋菇起始種植時(shí)間日序257～274，平均265，逐年呈顯著的推遲趨勢(shì)（Plt;0.01），傾向率1.01d/10年整體從北到南、自西向東逐漸推遲，邯鄲市南部開(kāi)始最晚，日序277，10月3日才可開(kāi)始種植，張家口市張北縣開(kāi)始最早，日序222，8月10日可開(kāi)始種植。