温度变化对不同需冷量桃品种生长发育的影响

许建兰，俞明亮，马瑞娟，郭绍雷，张斌斌，严 娟，强承魁

(江苏省农业科学院果树研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室，江苏南京 210014)

近年来，全球气候波动明显，暖冬、倒春寒、晚霜等异常气候时有发生。气候变化已成为大家热议的话题，人们也越来越关注和重视气候变暖给人类生产、生活带来的各种影响。近一个世纪以来，全球地表气温平均上升了0.74 ℃，预计到2050年，全球地表平均温度将上升0.9 ℃[1]。在全球气候变暖的大背景下，我国增暖现象尤为明显，近半个世纪以来的增温速度和幅度均显著超出全球平均水平[2]。我国年平均气温上升主要是从1980年开始的，增暖最显著的季节在冬季和春季[3]。

果树物候期变化受温度、光照、水分等各种因素的影响，气候变暖改变果树生长发育的热量条件，进而影响果树发育进程。冬季气温较低往往能够满足果树进入休眠对冷量的需求，同时春季升温能使果树开花所需的热量积累提前完成，从而改变果实开花期[4]。目前，欧洲、美国东北部及亚洲的大部均发现气候变暖会使果树开花物候期提前[5]。

桃适应能力强，种植范围广，为我国第三大落叶果树，栽培面积100万hm2以上。我国桃品种的需冷量主要分布在750～950 h之间，大多蟠桃品种的需冷量在650～750 h[6]。作为全国育种单位之一的江苏省农业科学院，为适应气候变化和市场需求近些年育成不同需冷量桃品种。研究气温变化对这些品种生长发育的影响，以及明确物候期等对关键气候因子的响应，对于了解和掌握桃生长情况，指导桃生产管理具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试材取自江苏省农业科学院果树研究所桃试验园，品种为南桂桃1号、早醒1号、早醒2号、紫金红3号、金霞早油蟠、霞晖6号、霞晖8号和霞脆共8个品种(表1)。各品种树体生长健壮，株行距 2 m×5 m(两主枝Y形)，按常规栽培措施管理。

表1 不同品种花芽需冷量类型

1.2 气温数据来源

数据来源于中国天气网气象资料。

1.3 试验方法

统计2018—2021年每天最高气温和最低气温，根据王力荣等的《桃种质资源描述规范和数据标准》每年调查叶芽开放期、始花期、盛花期、末花期以及果实成熟期[7]。叶芽开放期为5%叶芽鳞片裂开；始花期为5%花完全开放的时间；盛花期为25%花完全开放的时间；末花期为75%花瓣变色，开始落瓣的时间。果实成熟期为25%的果实达到9层熟；果实生育期是计算盛花到果实成熟期的天数。花芽需冷量划分参照王力荣等的方法[7-8]。

2 结果与分析

2.1 高温变化趋势

由图1可知，2018年3月3日温度快速升至 22 ℃，维持2 d后快速降温，3月7日降至8 ℃，后快速升温至3月11日的20 ℃，3月12日达25 ℃，20 ℃以上维持5 d后温度下降至3月20日的8 ℃，再缓慢升温至3月23日的21 ℃，后期温度大部分稳定在20 ℃以上。6、7月温度维持在25 ℃以上，分别有3、16 d温度达到35 ℃或以上。12月8—9日、27—29日出现5 ℃以下的低温。

2019年春季温度变化平缓，3月1日前大部分温度稳定在1～10 ℃之间，期间有3次连续4 d温度在10～16 ℃之间；3月1日后温度缓慢升高，从3月2日的8 ℃升高到3月15日的21 ℃，除3月22日是12 ℃外，后期温度稳定在15 ℃以上。6、7月分别有1、10 d温度达到35 ℃或以上，其中连续3 d高达 38 ℃。除12月31日温度为4 ℃外，11、12月温度稳定在5 ℃以上。

2020年春季温度稳定，3月15日前温度在2～18 ℃之间，期间有2次连续4 d以上温度在10 ℃以上，其中2月1—4日为11～13 ℃，2月9—15日为11～18 ℃，2月18日后温度稳定在10 ℃以上，直到3月15日升高至20 ℃，后期温度稳定。6、7月温度在25～35 ℃之前，无异常高温出现。12月14—15日出现5 ℃以下低温，12月30日出现-3 ℃短时冰冻天气。

2021年温度变化较大，1月和2月有4次快速升温期，第1次为1月13—15日温度快速升至 16 ℃ 左右；第2次为2月6—7日，快速升温至18、21 ℃；第3次为2月14日温度为19 ℃，第4次为2月19—22日，温度升到20 ℃以上，其中21日和22日达到25 ℃以上。3月13—15日温度在15～20 ℃ 间，24—26日温度在20 ℃以上，其中3月26日达26 ℃，除3月7日(为8 ℃)其余时间温度稳定在10 ℃以上。6月气温在24～35 ℃之间，7月有连续5 d达到35 ℃或以上。11月8、22日出现10 ℃以下低温，12月25—27日出现5 ℃以下低温。

2.2 低温变化趋势

由图2可知，2018年1—3月，温度在0 ℃以下有30 d，0～5 ℃有 33 d，5 ℃以上有27 d。其中1、2月温度在5 ℃以上的天数分别为2、5 d，3月温度在5 ℃以下有7 d。12月中7 d温度在0 ℃以下。

2019年1—3月，温度在0 ℃以下有12 d，0～5 ℃ 有55 d，5 ℃以上有23 d。其中1、2月温度仅有3 d 5 ℃，其他在5 ℃以下，3月温度在5 ℃以下有4 d。12月有2 d温度在0 ℃以下。

2020年1—3月，温度在0 ℃以下有9 d，0～5 ℃ 有46 d，5 ℃以上有36 d。其中1月、2月温度在5 ℃以上的天数分别为8、10 d，3月温度在 5 ℃ 以下有8 d。12月29—31日出现-5 ℃以下的极端低温天气，12月30日达到-7 ℃。

2021年1—3月温度在0 ℃以下有11 d，0～5 ℃ 有36 d，5 ℃以上有43 d。其中1月、2月温度在5 ℃以上的天数分别为6、14 d，3月温度在 5 ℃ 以下有5 d。11月22日、30日和12月24—30日出现0 ℃以下低温，其中12月24—30日为0 ℃以下，其中12月25—26日为-5 ℃。

2.3 不同年份月平均温度比较

对不同年份间温度进行比较，每个月的温度波动趋势基本一致，2018、2021年以1月平均温度最低，7月平均温度最高，期间温度呈不断上升趋势；8—12月温度不断降低。2019年以1月平均温度最低，8月平均温度最高，期间温度不断升高；2020年以12月温度最低，8月平均温度最高，8月以后温度不断下降。不同年份间同期比较，1月以2018年平均温度最低(为2.2 ℃)，2020年温度最高(为 5.0 ℃)；2月以2019年平均温度最低(为4.4 ℃)，2021年平均温度最高(为9.9 ℃)；3—7月均以2018年的平均温度为最高，3月2019年和2021年相同，4月以2020年温度最低；5—6月以2019年温度最低；以2021年平均温度最低；9—10月以2021年平均温度最高，2020年温度最低；11月以2018年温度最高，2021年温度最低，12月以2019年温度最高，2020年温度最低(图3)。年份间总体变化趋势相同，但变化幅度不稳定。

2.4 气温变化对极短需冷量桃萌芽生长的影响

由于温度变化，不同年份间物候期和成熟期存在差异(表2)，叶芽开放期、始花期、盛花期和末花期不同年份间比较发现，3个品种均以2021年最早，2018年最晚。其中叶芽开放期最早的为早醒1号(2021年1月31日)，3个品种最晚均为2018年2月8日；始花期最早为早醒2号(2021年2月20)，最晚为早醒1号(2018年3月12日)；盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～6 d，同一品种早醒1号花期在不同年份间始花期最大相差 19 d。2019年和2020年物候期相近。不同年份间果实成熟期也存在差异，3个品种均以2018年成熟最早(有些年份相当)，果实生育期最短。同一品种不同年份间，南桂桃1号、早醒1号和早醒2号生育期相差较大，分别为19、22、18 d。

表2 不同年份极短需冷量桃品种物候期和生育期比较

2.5 气温变化对短需冷量桃萌发生长的影响

由表3可知，不同年份间比较发现，3个品种叶芽开放期、始花期、盛花期和末花期均以2018年最晚，叶芽开放期2019年和2020年同期为最早，始花期、盛花期、末花期以2021年最早。不同品种间比较，金霞早油蟠物候期相对较早。盛花期在始花期后1～2 d，末花期在盛花期4～7 d，同一品种物候期在不同年份间最大相差17 d，2019年和2020年相近。果实成熟期也存在差异，其中霞晖8号不同年份间差异最大，为11 d，金霞早油蟠相差最小，为 4 d。果实生育期不同年份间存在差异，紫金红3号相差最大，为20 d。

表3 不同年份短需冷量桃品种物候期和生育期比较

2.6 气温变化对中需冷量桃萌发生长的影响

由表4可知，同一品种不同年份间以2018年物候期最晚，以2021年最早。同一品种不同年份间相差较大，霞晖6号盛花期相差11 d，霞脆相差13 d。果实成熟期霞晖6号和霞脆以2018年最晚，2020年成熟最早。2个品种果实生育期均以2018年最短，2021年最长；不同年份间生育期差异较大，霞脆相差13 d，霞晖6号相差为9 d。

表4 不同年份中需冷量桃品种物候期和生育期比较

2.7 相关性分析

由表5可知，叶芽开放期、始花期、果实成熟期、果实生育期与花前3 d、花前7 d和开花前平均温度相关系数均较低，无显著相关性；盛花期与花前7 d平均温度呈显著正相关，但相关系数仅为0.33。叶芽开放期与始花期、盛花期、果实成熟期呈极显著正相关(相关系数分别为0.682、0.869、0.478)；始花期与盛花期呈极显著正相关(相关系数为0.831)，与果实生育期为显著负相关；盛花期与果实成熟期呈显著正相关(相关系数为0.337)；果实成熟期与盛花到果实成熟期平均温度和果实生育期呈极显著正相关，相关系数分别为0.647、0.846。

表5 温度与物候期、果实成熟期和生育期间的相关性

3 讨论

气候变暖使农作物生育进程、产量、品质发生变化，进而对农作物布局和种植结构产生影响[9]。果树物候期的变化与其所在环境相关，温度成为影响果树物候期的主要气候因子。前人已有报道关于气候变化对果树生长发育的影响[10-14]，刘璐等在研究中得出气温对物候期的影响大于降水，且气温主要影响春季物候期中芽开放期、展叶期和始花期[15]。2018—2021年，南京地区气温变化明显，1月2020年平均温度最高(5.0 ℃)，2月2021年平均温度最高(9.9 ℃)，3、4月2018年平均温度最高(分别为13.1、18.3 ℃)，5月2020年平均温度最高(23.0 ℃)，6、7月2018年平均温度最高(分别为26.4、30.1 ℃)。此温度下，桃物候期变化较大，春季叶芽开放期、始花期、盛花期、末花期总体呈提前倾向，果实生长发育期主要呈现延长趋势，这与前人报道的气候变化对苹果主产地物候期的影响[10]结论一致。2018—2021年不同冷量类型桃品种物候期比较，极短需冷量、短需冷量和中需冷量桃品种的叶芽开放期、始花期、盛花期、末花期均以2018年为最晚，以2021年的始花期、盛花期和末花期最早；短需冷量紫金红3号、金霞早油蟠、霞晖8号叶芽开放期最早为2019年(与2020年同期)。不同品种不同年份间物候期存在差异，与当年花前平均温度相关性并不高，主要与花前短时高温有关，说明品种需冷量满足后只要达到一定的温度即萌发、开花。物候期的早晚除与品种特性相关外，与当年物候期前的短时温度有关，此结论与李世忠等的研究结果[16]一致。

同一品种不同年份间有些果实成熟期差异较大，极短需冷量南桂桃1号、早醒2号成熟期相差最大为7 d，早醒1号相差3 d；短需冷量霞晖8号相差最大为11 d，紫金红3号和金霞早油蟠相差3～4 d；中需冷量品种成熟相差较小，为2～3 d。果实成熟期并未随花期早晚呈规律性变化，一个品种的成熟期可能主要与品种特性相关，环境温度对果实成熟有延缓或促进作用，高温天气加速果实生长，促进成熟。气温是影响农作物生育期最为显著的气象因子[16]，本研究中，气温的变化主要表现在对物候期和生育期的影响。同一品种花期越早果实生育期相对越长，花期越晚果实生育期相对越短；物候期早晚对果实成熟期影响较小，果实成熟期与开花早晚没有必然的联系。本研究结果明确了温度变化背景下，气温高低对桃品种物候期、成熟期、生育期的影响特征，可为后续研究提供技术参考，为田间日常管理提供指导。