朱蒙
1.商丘市宁陵县气象局，河南宁陵?476000）
摘要：利用宁陵县 2020年气象要素资料与常年要素（1981-2010年）资料比较，同时结合2020年物候观测数据，对宁陵酥梨年生长周期主要物候期的气象因子进行分析。结果表明：2020年宁陵酥梨关键生育期总体气温适宜，降水丰沛，有利于酥梨正常生长发育。但是，休眠期气温持续偏高，导致梨树花期提前，倒春寒天气发生，出现晚霜冻害；酥梨套袋期 6月上旬遇35℃以上高温天气，幼果有日灼现象发生，夏季 6月初、7 月上旬出现高温干旱，影响酥梨的产量和品质。总体上看，20120年气象条件对酥梨生产影响利大于弊。梨树开花、幼果期发生低温、晚霜冻害时要提前灌水或熏烟增温等方法，提高果园温度，做好晚霜冻害预防工作，TN160型防霜机对梨园防霜冻具有明显效果，具有推广应用价值。通过梨园气象灾害防御试验基地试验，梨树低温冻害灾害防御技术可以为类似的果树灾害防御提供参考，具有广阔的市场前景和推广价值。
关键词：酥梨；气象条件；气象灾害
0 引言
河南省商丘市宁陵县是“中国酥梨之乡”，种植面积近1．6 万 hm2，年产酥梨5亿kg，宁陵酥梨色泽金黄，皮薄肉嫩，脆甜无渣，含糖量高达 15%，并含有磷、 铁、维生素C等多种元素和维生素。宁陵县距今已有700多年的酥梨栽培历史，1998年被原农业部列为优质酥梨生产基地县。宁陵酥梨为发展县域经济、助推农民脱贫致富发挥了重要作用。
梨树生长在自然环境中，气象条件是影响梨树产量的重要因素之一。近年来，受全球性气候变暖影响，气象条件对梨树生产的影响研究引起了众多学者高度关注，但对宁陵酥梨的相关研究较少。因此，本研究结合气象灾害资料，分析了2020年宁陵气象条件对酥梨年周期生长生产的影响，以期为今后开展农业气象服务提供第一手资料，为果农制定救灾措施、农业灾害保险政策和风险转移提供科学依据。
1 资料与方法
物候期观测资料为宁陵气象观测站在2019年12月～2020年11月梨树的年生长周期内的主要物候期，包括休眠期、萌芽期、开花期、幼果期、膨大期、成熟期，气象资料为同期的气温、降水量和日照时数三个要素，各气象要素距平基于1981～2010年气候平均值为基础。利用5a滑动平均法求稳定通过5℃、10℃界限温度初日季节划分方法采用气候学常用的春季、夏季、秋季和冬季，即3～5月、6～8月、9～11月以及12～翌年的2月。
2 酥梨年生长周期气候概况
梨树年生长周期内（2019.12～2020.11）宁陵总的气候特点是：年平均气温显著偏高，降水偏多，日照偏少（表 1），并出现了倒春寒、晚霜冻害、高温干旱、冰雹等灾害性天气。
2.1 气温
梨树年生长周期内宁陵平均气温 15.5 ℃，较常年偏高 1.2 ℃，经统计2020年是宁陵有气象记录58年以来年温度最高的年份。春、夏、秋和冬季温度均较历年偏高，尤以冬季最为突出，平均温度达3.7℃，与历年同期比较偏高达2.1℃。春季5月3日、5月下旬和夏季6月初、 7 月上旬分别出现了≥35.0 ℃高温天气，年极端最高气温38.7℃，出现在6月4日。最高气温≥37℃的日数4天，最高气温≥35℃的日数10天。其中6月初连续6天的高温天气，持续时间长，影响范围广，出现了严重旱情。
2.2 降水量
梨树年生长周期内宁陵平均年降水量1013.1 mm，较常年偏多292.2mm。冬季降水偏多为113.5mm，春季降水偏少，仅为107.3 mm，夏季降水特多，达到671.3 mm。降水主要出现在 7、8 月和 11 月，9月降水特少，出现了阶段性干旱，10 月11日-16日出现了连阴雨天气。
2.3 日照
梨树年生长周期内宁陵日照时数为1848.9 h，较常年偏少213.1 h。冬、夏、秋3个季节日照时数偏少，春季日照时数偏多，其中2020年5月日照时数最多，达到231.1h，而2020 年1月和 2020年10月平均日照偏少，分别是60.6h和101.3h。
表1 2020年宁陵各气象要素与多年平均对比
项目 温 度 降 水 日 照
2020年 多年平均 距平 2020年 多年平均 距平 2020年 多年平均 距平
年度 15.5 14.3 1.2 1013.1 720.9 292.2 1848.9 2062.0 -213.1
冬季 3.7 1.6 2.1 113.5 40.5 73.0 353.0 399.9 -46.9
春季 16.4 14.5 1.9 107.3 132.7 -25.4 642.9 597.5 45.4
夏季 26.5 25.9 0.5 671.3 406.2 265.1 432.8 574.0 -141.2
秋季 15.4 14.7 0.7 121.0 142.5 -21.5 420.2 489.7 -69.5
3 宁陵酥梨生长周期气候概况
宁陵县酥梨基地处于宁陵县北部黄河故道有机农业示范区，属暖温带半湿润季风气候，地势平坦，土壤肥沃，雨量丰沛，日照充足，酥梨生长季日均气温为20 ℃左右。宁陵酥梨主要物候期见表2。根据多年物候期观测资料，宁陵酥梨萌芽期在3月初至3月底，4月初至4月中旬为开花期，花期持续约10 d，7月上旬至9月上旬为果实迅速膨大期，9月上中旬至10月初为成熟采摘，休眠期在10月中上旬至次年2月下旬，4—9 月为主要生长季，果实发育期180～185d。
表2 2020年和常年宁陵酥梨主要物候期
物候期 常年平均日期 2020年宁陵酥梨实际期
休眠期 10月20日至3月1日 10月20日至2月15日
萌芽期 3月2日至3月31日 2月16日至3月17日
开花期 4月1日至4月15日 3月18日至4月5日
幼果期 4月16日至7月5日 4月6日至6月20日
膨大期 7月6日至9月10日 6月21日至8月30日
成熟期 9月11日至10月10日 9月1日至10月10日
3.1 温度对酥梨主要物候期的影响
制约梨树早春萌芽和开花的因素有温度、水分和树体贮藏养分的多寡，但主导因素是温度，开花的早晚受气温控制。2020 年宁陵酥梨年生长周期内温度变化曲线见图 1，从图中可知，1月、2月平均气温较常年同期分别偏高了1.75℃、3.25℃，正值梨树休眠期，出现了暖冬天气。初春3月份，各旬温度持续升高，日平均气温稳定通过≥5 ℃和≥10 ℃界限温度初日分别出现在2月29日和3月15日，较常年平均提前近10～14d，热量资源提前达到梨树正常发育的充分条件，3月18日梨花开放，较常年偏早一周。3月30 日出现了晚霜冻天气，导致授粉的梨花出现冻害（最低温度低至1.2 ℃）。大量研究认为，梨开花期安全临界温度为- 1～- 2 ℃，而幼果期在 4 ℃就可能受到冻害，梨在幼果期冻害较花期更大。
5～8月是酥梨生长发育的关键时期，从图1可知，温度总体变化高于常年平均值，有利于酥梨生长发育，但是有3次较明显的高温时段，分别出现5月中旬、5月下旬、6月上旬和8月上中旬，对酥梨正常生长发育造成不利的影响。5月中旬宁陵酥梨套袋期出现了≥30.0 ℃的高温天气，据逐日最高温度显示，5月23日最高气温越过35.0 ℃，之后温度一路攀升，6月4日最高气温为38.7 ℃，达到年极端温度最高值，之后温度虽有所回落，但均维持在35..0 ℃左右。选择此期间套袋的酥梨，由于袋内温度过高，管理粗放的果园梨幼果出现轻微的日灼现象。7月上旬温度较常年偏高0.67 ℃，正处于酥梨果实膨大期，未套袋果实表面有灼伤现象发生。8月上中旬温度偏高，对酥梨果实水分及糖分进一步积累带来一定的影响。
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3.2 降水量对酥梨主要物候期的影响
梨树全生育期需水大致有三个时期，分别是开花前后、果实膨大期和果实采摘后。从图 2可以看出，2020年宁陵梨树萌芽至开花期（3月上旬至4月上旬）降水量为42.6mm，较常年同期偏多12.6 mm，对促进梨树萌芽、开花及新梢生长较为有利。
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膨大期（7月上旬至 9月上旬）总降水量544.4mm，较常年同期偏多218.8mm，但是降水时空分布不均，阶段性干旱时有发生。低谷出现在6月下旬和7月上中旬，降水分别是2.8mm、1.1mm和57.2mm。果实成熟期8月上旬259.3mm的集中降水量，对酥梨果实水分积累起了积极的作用，酥梨果实采收后，需要弥补梨树因大量结果而对树体所造成的水分消耗，10 月中旬（10月11日-16日）连阴雨天气，及时提供了充足的水分，为梨树恢复叶片功能，有效提高树体的抗旱越冬能力均有良好的作用。
2020年我县出现四次冰雹，分别在5月7日、5月18日、8月7日、8月12日，降雹发生时，梨树正处在幼果发育期，降雹不仅砸伤、砸落幼果，招致病害发生，而且还会砸伤叶片和新梢，影响树体的光合作用和花芽分化，从而大大降低酥梨品质，造成减产。对于冰雹砸伤的枝条已造成枯死的，可从伤折附近剪去，涂保护剂。然后从附近选留新枝或徒长枝加以培养，也可采用高接补救措施，以恢复产量和树势。伤枝较轻的，要及时将劈枝吊起，劈枝基部用绳绑紧，外面用塑料膜包严，以利伤口愈合。雹灾后及时全园喷布杀菌剂，减少病菌侵入机率；同时加强根外追肥，提高树体抗性。在喷药时加入0. 3%～0 .5 %尿素或微肥, 可补充树体养分，增强光合作用。
2020年我县六次暴雨、大暴雨过程，分别在6月12日、6月16-17日、7月21日-22日、8月4日、8月6-7日、11月17-18日。其中8月6-7日，我县平均降水量166.0mm，最大降水量出现在石桥248.7mm，宁陵国家气象观测站降水量199.6mm。大暴雨过程后，在低洼地或者地下水位高的平地梨园，由于雨水过多而集中，造成局部积涝。酥梨虽然较为耐涝，但积水时间过长，土壤中水多气少，对梨树生长也是极为有害的。据观测，当土壤中氧气浓度低于5%时，根系生长减退，低于2%～3 %时，根系停止生长，呼吸微弱、吸肥、吸水受阻，而地上部照常蒸腾、呼吸消耗，就会出现有求无供的现象，因而出现所谓的“生理干旱”、“生理饥饿”。同时，积水日久，在土壤缺氧环境下，产生大量硫化氢、甲烷类等有毒气体，毒害根系而烂根，造成与旱象相似的落叶、死树症状。因此，梨园应及时排涝，适当喷药，防止病虫害发生。
3.3 日照时数对酥梨主要物候期的影响
光照主要影响果品的品质。2020年宁陵梨树全生育期（3月下旬至11月）日照总时数为1362.8h，满足梨树对光照的生理要求。由图3可知，梨树坐果期3月下旬和4月上旬日照时数较常年偏少22.2h，此期间叶片尚未长全，影响较小；幼果期 4月下旬至5月下旬日照时数较常年偏多42.3 h，有利于梨树叶面光合作用，幼果迅速生长；果实膨大至成熟期日照时数呈波动式变化，8月中下旬光照充足，对梨树花芽分化和酥梨糖分积累非常有利，7月中旬和8月上旬（27.3h和35.9 h）日照时数出现两个低谷，由于光合作用弱，影响光合产物的合成和运输，降低了果个的大小和果实的甜度。
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3.4宁陵酥梨各生育期气象要素指标
根据商丘市局和宁陵县气象局多年梨树物候观测和气象观测资料，结合实地调查分析，总结出不同生育阶段的降水量、温度和日照时数的气候适宜值（见表3）。
表3 宁陵酥梨各生育期气象要素指标
生育期 休眠期 萌芽期 花期 幼果期 果实膨大期 成熟期
适宜温度/℃ 3 10 14 20 25 18
适宜温度下限/℃ 1.8 8.5 11 18 20 15
适宜温度上限/℃ 5. 14.0 17 22 27 20
日照百分率为70%的日照时数/h 620 120 70 500 440 350
适宜降水量/mm 70~120 30~40 55~70 100~270 340~420 90~160
4 气象灾害实验基地效益评估
宁陵县万亩梨园气象灾害防御试验基地建设方案在2019年1月份提出，2019年上半年进行专家意见征求、详细方案制定和细节完善等工作，2019年下半年开始落实和实施。由于疫情影响，至2020年3月在梨树防霜冻的关键期之前，完成了试验基地建设的前期硬件安装及调试工作。宁陵县万亩梨园气象灾害防御试验基地包括：果园防霜机、小气候观测站、LED气象信息显示屏和农业植保无人机。2020年以商丘宁陵县万亩梨园作为试验区，利用天水风动机械有限公司防霜机，宁陵县气象局业务人员在低温冻害发生前，记录梨园小气候观测站的温度变化，发现防霜机能够达到预防或减少梨园霜冻灾害，造福广大梨农。
4.1 梨园气象灾害防御试验基地防霜机的原理
防霜机主要是利用“逆温现象”来提升梨园树蓬面温度。利用高品质大功率柴油发动机，通过传动机构将动力传递至10m左右高空，驱动主机上端头部大型风扇叶片高速旋转搅动空气将上方较高温度的空气不断吹送至下方梨树的低温空间，实现以下目标：
1、提高地面温度，避免树体温度降至零度以下。
2、搅动梨园的近地空气，形成局域流动气流，驱散水气、雾气，减少露水形成，从而阻止霜的形成。
3、即使形成霜时，也可以减缓化霜速度，从而减轻果芽的二次冻害。
4、实现环保、高效的机械化、自动化大面积防霜。
4.2 梨园气象灾害防御试验基地防霜机的应用试验
2020年3月26-28日受冷空气影响，出现寒潮大风降温天气，30日凌晨最低气温1.2℃，赵村、程楼、刘楼、乔楼、柳河、黄岗在0℃以下，出现晚霜冻。2020年3月30日04:00至05:00左右，距离防霜机10米处的小气候观测站距地2m高处的平均气温为0℃，距地5m高处的平均气温为3.4℃，此时存在明显逆温现象。04:55防霜机开始工作，小气候观测站距地2m高处的气温从0℃左右上升至3℃左右，瞬时风速从约0.7m/s左右上升至约5m/s，距地5m高处的气温浮动不大（图4）。
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图4 2020年3月30日距地高2米和5米处的温度变化
4.3 梨园气象灾害防御试验基地的应用试验结论
1、防霜机可以有效提高周边100米范围内温度达2℃以上，能起到很好的防霜冻效果。
总体来看，100米范围内防霜机的增温效果差别不大，距离远近与增温效果没有明显差异。
TN160型防霜机在刚开始启动后对控制范围内的温度有一个明显提高的过程，随着逆温层温度的降低，能够将控制范围内的温度控制在一个相对稳定的水平线上。TN160型防霜机对梨园防霜冻具有明显效果，具有推广应用价值。
2、提高果园气象监测服务水平。项目实现了果树生长监测系统、服务系统、展示系统的有机融合，显著增强宁陵县农业气象灾害监测的准确性和时效性。
3、提升农业气象观测和灾害防御能力。通过无人机、防霜机在监测和冻害防御方面的使用，实现农业气象监测和灾害防御能力的显著提升，更加有效的推动农业趋利避害，从而提高农业生产防灾抗灾减灾及农业气象服务保障能力。
4、拓展气象为农服务领域。通过梨树花期低温冻害防御技术的研发及其试验，梨树低温冻害灾害防御技术可以为类似的果树灾害防御提供参考，具有广阔的市场前景和推广价值，也使气象服务由预测预警向防御技术转变，进一步拓展了服务领域。
5 结论
（1）2020年宁陵酥梨果实生长期温度偏高，开花期无冻害，有利幼果期石细泡分裂、果实膨大着色；糖分转化积累关键期气温日较差大，利于糖份转化积累。总日照时数正常，生长关键期开花期、果实膨大着色期日照充足。总降水量偏多，果实迅速膨大期无连阴雨，满足梨果生长的需求；无灾害性天气发生，气象条件有利梨果实生长和品质提高。
（2）暖冬时节，要及时清理梨园枯枝、杂草，消除越冬虫源，梨树休眠期对梨树喷药，防治虫害，梨树萌芽前早浇水，降低土壤温度，可有效延迟梨树萌芽开花。
（3）梨树开花、幼果期发生低温、晚霜冻害时要提前灌水或熏烟增温等方法，提高梨园温度，做好晚霜冻害预防工作，TN160型防霜机对梨园防霜冻具有明显效果，具有推广应用价值。
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