1.资料和处理
枸杞产量资料选自统计局1975-2001年年报,上面详细记载了历年枸杞种植面积、结果面积,产量 。由于枸杞新增面积一般当年就能结一部分果,历年新增面积又相对稳定,因此利用产量与结果面积基本能代表整体单产水平 。气象资料采用中宁同年逐日数据,发育期资料参考中宁农气观测报表和部分试验总结 。
农作物的产量决定于作物品种特性、农业科技水平、管理水平和土壤、气象条件,枸杞的产量也不例外,产量的时间序列,可认为是平稳变化项Yt和显著波动项YW的合成,即: Y= Yt + YW 。引起年际间产量波动的主要原因是年际间的气象条件的差异而造成的,研究气象因子对枸杞产量所造成的影响,必须剔除受品种特性、农科和管理水平等因子所决定的趋势产量 。设当年趋势产量为Yt,将历史单产按正交多项式得到趋势产量:
Yt=967.57- 85.966t+8.062t2-0.1295t3(1)
t为年序,1975年,t=1,然后从原始作物产量中扣除趋势产量,就得到了气象产量 。为消除量刚的影响,采用相对气象产量:Yw=(Y-Yt)/Yt,与气象因子寻找相关关系,从而了解气象因子与枸杞产量的关系[5] 。
2.结果
2.1评价枸杞全生育期热量、光照的界限指标
针对人们对枸杞界限温度等气象因子的模糊认识[3,4],利用历史逐日气象资料,分别计算了历年平均气温稳定通过0℃、3℃、5℃、10℃、15℃、20℃和22℃期间持续日数、各界限温度期间的活动积温、降水量、日照时数,并分别与气象产量Yw进行相关分析,绘制成相关系数曲线(见图1),获得了对枸杞气象条件的初步认识 。图1可以看出,引起枸杞产量波动的主要气象因子是枸杞可利用生育期日数、界限温度期间积温和日照,而灌溉地区的枸杞生育期间降水量不显著,但不能据此认为水分对枸杞产量无影响 。在影响枸杞产量的气象因子中,≥10℃期间的持续日数达到了极显著正相关,期间活动积温正相关也很显著,期间日照时数虽然没有通过0.05的信度检验,但这3个因子均显示影响枸杞产量的界限温度为10℃左右,是评价枸杞热量、光照条件的界限指标和首选因子 。表明≥10℃期间积温越多,日数越多,日照越多,枸杞产量就越高 。而≥5℃和≥15℃期间的日数、积温和日照时数虽然没有通过信度检验,但变化一致呈负相关,表明这2个界限温度也具有一定的指示意义,前者很可能与枸杞生育期有一定关系,枸杞幼果生长期需要较低的温度,以延长营养生长和生殖生长时间,从而获得较高的产量,此期如气温偏高,花蕾分化集中,落花严重,成熟期养分失调,反而不利于形成大果;后者说明枸杞并不耐高温,高温一方面会使枸杞夏眠期变长,另一方面使生殖生长缩短,果实成熟快,果小,影响产量 。
为进一步了解各因子与产量到底存在什么关系,利用非线性模拟方法,对枸杞全生育期积温、日照时数和可利用日数进行了模拟 。发现各因子与气象产量之间存在非线性关系 。表1列出了各因子的最优模拟结果,均通过显著性检验,而各因子的其它界限温度的曲线模拟大都没有通过显著性检验,因此综合看来,衡量枸杞热量、水分和光照条件应以≥10℃期间气象要素为主,5℃、15℃的界限温度可能用于某生长发育时段,但全生育期不合适,因此,10℃是枸杞热量等因子的最优界限温度 。
表1
≥10℃期间气象要素与气象产量的关系方程
因子
方程
R
F
Sign F
T≥10℃持续日数
Yw=-9.7604+1.8902lnDT≥10℃
0.5536
10.163
0.0041
T≥10℃活动积温
Yw=-17.1492+0.01∑T≥10℃-1.4418×10-6∑T2≥10℃
0.497
3.773
0.038
T≥10℃期间降水量
Yw=-2.3247+0.0462∑R≥10℃-0.0003∑R2≥10℃
+5.186×10-7∑R3≥10℃
0.6557
5.527
0.0055
T≥10℃期间累积日照时数
Yw=-10.289+0.0126∑S≥10℃-3.8387×10-6∑S2≥10℃
0.4153
2.396
0.1134
图2至图4分别是枸杞全生育期各显著因子的模拟曲线,可以清楚地看出各因子的模拟效果 。其中图2表明,随着≥10℃期间日数的增加,为枸杞提供了更长的生长时间,由于枸杞有无限生长习性,气象产量也会增加,收果批次也增多 。戴凯书(1994)的研究表明[7],湖北引种的宁夏枸杞与当地枸杞的杂交种能在7月收夏果,9月收伏果,11月收秋果,一年能收3茬枸杞就是例证,当然,该地区因降水多,枸杞根腐病和黑果病严重,实际产量并不高 。
图3表明枸杞全生育期存在最优≥10℃积温,即3450℃,≥10℃积温在3200-3700℃范围内,枸杞一般能获得正常产量,热量不是枸杞限制因子;≥10℃积温在3200℃以下时,热量不足引起枸杞减产,对比资料,主要减产在秋果,可收批次减少,这种气象条件往往与秋季降温和霜冻来临过早有关,因为宁夏初霜冻往往接近≥10℃终日;而≥10℃积温超过3700℃的年份往往与6-9月高温有关,一是缩短了以夏果为主的产量形成期,高温使化分化停止,果实生长加速,果实成熟集中,增大了树体负担,养分供应失调,形成小果,采收间距由7天缩短到3-4天,而夏果采收的总批次并没有明显增加就是例证 。二是延长了枸杞夏眠期,这阶段的高温并不能够提供枸杞生长发育的热量,而气温下降后,秋梢才生长,使秋果生长期间的热量相对并没有增加太多,加上秋果受树体本身生理消耗规律的影响,产量一般只占全年总产的30%左右,对全年产量的贡献也有限 。枸杞全生育期降水量与气象产量的关系(图3)表明,在灌溉条件下,如果降水量在100-170mm以内,气象产量不受降水量的影响,如下在枸杞夏果成熟始期前(6月下旬),对产量还有促进作用;降水量小于100mm的年份,往往是大旱年,与高温相伴,对枸杞产量有不利影响;当降水量超过170mm,达到200-300mm或以上,对枸杞产量有负作用,因为宁夏汛期主要集中在6-9月份,特别是夏果采摘期间,虽然生理上提高了产量,但因果实吸水膨胀,形成裂口,黑果病严重,加上果熟期降水阻碍了正常采果,待几天后,该批果已老熟,部分脱落,反而成为劣质黑果、油果,使果实烂在树上,收不回来 。即虽然从生理上说,降水多有利于形成大果,但其它因素的影响反而使收获产量下降 。当然不排除大降水出现在夏眠期而使产量表现次高的1985年 。因此,在衡量降水量对枸杞的影响时,应分时段模拟 。另外,大的降水量往往与9-10月的秋季连阴雨有关,造成秋果黑果病严重,品质低劣,采收批次少,影响全年产量 。如2001年试验发现,秋果黑果病爆发,即使有产量,因品质差,价格低,采收成本高,农户基本不采收,当年秋果对全年的产量贡献很小 。图5可以看出,枸杞全生育期最适日照时数为1640h,在1500-1800h内,日照不是限制枸杞产量的因素,低于1500h时,往往与全生育期日数短,积温少或降水多相联系,使枸杞减产;高于1800h时,往往与高温、干旱相联系,与温度作用相似,加速了夏果发育,延长了夏眠期,产量也会有所下降 。
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