落叶果树解除自然休眠所需的有效低温时数或单位数称为落叶果树的需冷量, 又称低温需求量。已有的研究表明:落叶果树越冬花芽只有在解除休眠后, 才能顺利进入雌雄性细胞分化阶段, 低温是解除休眠的必要条件(吴邦良等, 1995)。姜卫兵等(2005)研究认为:我国不同地区的自然环境各不相同, 落叶果树同一品种不仅休眠期解除的时间不相同, 需冷量也存在较大差异, 因而对来自不同地区、采用不同栽培措施的落叶果树品种的需冷量, 应重新确定。落叶果树自然休眠解除后的花芽需要一定有效热量的积累才能萌芽开花, 即需热量GDH (growing degree hour)。与需冷量一样, 落叶果树的需热量也具有遗传性, 不同果树树种、品种间存在差异, 在一定程度上影响开花正常与否以及花期的早晚情怳。

近年来, 由于全球性气候变暖, 我国南方地区“暖冬”问题日益突出, 需冷量高的落叶果树引种到南方地区不可避免地存在着冬季低温量不足而花芽解除休眠困难的问题(Erez et al., 1987; 1995); 另外, 一些花期较早的落叶果树常遇到春寒危害。12个桃(Prunus)品种是近年来浙西南地区引种选育性状表现优良的品种, 其中中油11号(P.persica var.nectarine ‘ Zhongyoutao11 ’)、超红(P.persica ‘Chaohong’)、丽油3号(P.persica var.nectarine ‘Liyou3 ’)、中油4号(P.persica var.nectarine ‘Zhongyoutao4’)、春蜜(P.persica ‘Chunmi’)为5月份成熟的早熟品种; 仓方早生(P.persica ‘Cangfangzaosheng ’)、丽油5号(P.persica var.nectarine ‘Liyou 5’)、早凤凰(P.persica ‘Zaofengwang’)为6月份成熟品种; 中油7号(P.persica var.nectarine ‘Zhongyoutao7 ’)、新川中岛(P.persica ‘Xinchuanzhongdao’)、赤月(P.persica ‘Chiyue’)、燕红(P.persica ‘Yanhong’)为7月份成熟的品种。本试验通过对正在引种选育的12个桃品种花芽休眠低温需冷量和开花需热量进行研究, 以期了解12个桃品种在本地区生态条件下花芽休眠低温需冷量和开花需热量要求, 以便为12个桃品种高产优质栽培技术措施的正确制定以及浙西南周边及以南地区的生产引种提供参考依据。

供试品种为春蜜、超红、中油11号、中油7号、中油4号、仓方早生、燕红、丽油5号、丽油3号、新川中岛、赤月、早凤凰。取自浙江省丽水市农科院生态科技园桃种质资源圃, 平原地带, 土壤为水稻田土, 土壤表层肥沃, 排灌通畅。树龄4 ~ 5年, 树体生长正常。

分别于2008年、2009年秋季落叶后, 自12月中旬开始到花芽萌芽止, 每7天取样1次。取样时, 各品种选取长势一致的5株健壮桃树作为采样植株, 每株每次随机选取树冠外围中上部花芽饱满的健壮长果枝4条, 每次共采枝20条用作插枝培养试验, 以确定试材的休眠解除期。插枝培养试验参照王力荣等(2003)的方法, 样品采回后立即放入光照培养箱中进行水插培养, 培养条件为:温度控制在25 ℃左右, 光照2 000 lx, 空气相对湿度为50% ~ 70%, 每隔3天换1次水, 并在每次换水后将基部减去少许, 露出新茬。培养25天后, 观察萌芽情况, 当培养枝条花芽的萌发率逐渐由低到高上升到50%及其以上时, 其采样日视为自然休眠结束期。

将ZDR-20温湿度记录仪放在离地1.5 m高度的地方, 自田间气温下降至9.8 ℃时开始记录, 每隔30 min记录1次田间实际温度, 12个桃品种全部进入盛花期结束记录。统计休眠过程中累积的有效低温时数和开花有效积温时数, 估算出桃花芽休眠的实际田间需冷量和开花实际田间需热量。本试验分别采用0 ~ 7.2 ℃模型(Weinberger, 1950)、7.2 ℃模型、犹他模型(Richardson, 1974)和0 ~ 9.8 ℃模型对需冷量进行估算, 采用生长度时数模型(Anderson et al., 1992)、有效积温模型(胡瑞兰等, 2002)和生长度天模型(Spano et al., 1999)对开花需热量进行估算。

根据2009和2010年2年插枝培养花芽萌芽率≥50%所对应的采样日期测得12个桃品种花芽休眠结束期以及分别调查这2年春天各个品种的盛花期结果见表 1。花芽休眠结束最早的是春蜜、超红和中油11号, 其次是中油7号和中油4号, 再次是仓方早生、燕红和丽油5号, 然后是丽油3号和早凤凰, 新川中岛较晚, 最晚是赤月; 品种间开花迟与早, 2年间相对比较混乱, 但春蜜和丽油3号开花较其他品种早的现象明显, 早凤凰、仓方早生、新川中岛和赤月4个品种开花明显迟于其他品种。

表 1 12个桃品种花芽休眠结束期和盛花期 Tab.1 Dates of dormancy-breaking and peak flowering for the 12 peach varieties

表 1 12个桃品种花芽休眠结束期和盛花期 Tab.1 Dates of dormancy-breaking and peak flowering for the 12 peach varieties

根据12个桃品种休眠结束期和田间实际测得的气温, 采用4种低温需冷量模型进行估算统计, 2008—2009年、2009—2010年2年花芽低温需冷量情况结果见表 2。同一品种在不同年份, 4种低温需冷量模型的需冷量差异较大, 尤其是0 ~ 9.8 ℃模型, 其次是≤7.2 ℃和0 ~ 7.2 ℃模型, 犹他模型差异最小。以犹他模型估算的试验结果表明:12个桃品种低温需冷量低的品种为春蜜、超红、中油11号、中油7号、中油4号, 约为550 ~ 650 cu; 其次是丽油5号、仓方早生、燕红、丽油3号、早凤凰, 约为650 ~ 800 cu; 需冷量高的品种为新川中岛和赤月, 约为900 ~ 950 cu。

表 2 12个桃品种4种低温模型需冷量 Tab.2 The chilling requirement of 4 low-temperature models for the 12 Peach varieties

表 2 12个桃品种4种低温模型需冷量 Tab.2 The chilling requirement of 4 low-temperature models for the 12 Peach varieties

需热量是指从自然休眠结束至盛花所需的有效热量积累, 又称热量单位累积量或需热积温(王海波等, 2009)。根据插枝试验测定的12个桃品种自然休眠结束期和田间观察开花盛期以及田间实际测得的气温, 采用3种开花需热量模型进行估算统计2008—2009年、2009—2010年2年开花需热量结果见表 3。3种需热量模型2年间同一品种的试验结果均有一定差异, 其中以生长度天模型差异最小。连续2年的生长度天模型试验结果表明:需热量低的品种为赤月和丽油3号, 大约400 ~ 500 d·℃; 其次是新川中岛, 大约500 ~ 600 d·℃; 春蜜、丽油5号、早凤凰、中油4号、中油7号、仓方早生、燕红, 大约600 ~ 700 d·℃; 需热量较高的是中油11号和超红, 约为700 ~ 800 d·℃。

表 3 12个桃品种开花3种模型需热量 Tab.3 The caloric requirements of 3 models for the 12 peach varieties

表 3 12个桃品种开花3种模型需热量 Tab.3 The caloric requirements of 3 models for the 12 peach varieties

将12个桃品种连续2年犹他模型测定的花芽需冷量与生长度天模型开花需热量的关系分别作相关性分析(表 4), 结果表明:2年的花芽需冷量与开花需热量之间的关系均呈乘幂函数曲线关系, 其相关系数分别为-0.774 1和-0.727 2, 在0.05和0.01水平检验均为显著负相关。

表 4 个桃品种花芽需冷量与开花需热量相关性分析 Tab.4 Correlation between chilling requirement and caloric requirement for the 12 peach varieties

表 4 个桃品种花芽需冷量与开花需热量相关性分析 Tab.4 Correlation between chilling requirement and caloric requirement for the 12 peach varieties

落叶果树需冷量属于生态生理指标, 在气候与生态型稍有不同的地区会造成差异(肖啸等, 2007)。任何低温标准都有一定的气候适应范围, 都是该气候型的综合反应, 因此找出某一地区特定气候条件下计算有效低温累积的标准, 是研究低温需求量的基础(王力荣等, 1992)。本地区(浙西南)处于我国温带南部和亚热带北部区域, 冬季寒冷时期较短, 春季气温回升较早, 为典型亚热带季风气候。本试验结果表明:12个桃品种花芽休眠需冷量在2年内平均变化率最大的是0 ~ 9.8 ℃模型, 平均达29.6%;其次是0 ~ 7.2 ℃模型和≤7.2 ℃模型, 分别为24.4%和24.3%;变化幅度最小的是犹他模型, 仅为5.0%。可见浙西南地区气候条件下, 采用犹他模型估算需冷量年际间差异小, 重现性最高, 因而建议本地区桃需冷量研究采用犹他模型。

3种开花需热量模型比较结果表明:12个桃品种开花需热量在2年间平均变化率最大的是有效积温模型, 平均达8.0%;其次是生长度时数模型, 平均为7.8%;最小的是生长度天模型, 仅为4.8%。可见浙西南地区气候条件下, 采用生长度天模型估算开花需热量年际间差异小, 重现性最高, 因而建议本地区桃开花需热量研究采用生长度天模型。

落叶果树需冷量和需热量生态指标的相关性国内外已有研究, 但研究结果差异很大。Ruiz等(2007)以生长度小时模型计算杏树(Prunns armemiaca)的需热量, 以犹他模型、动态模型和低于7.2 ℃模型计算杏树的需冷量, 研究发现杏树的需冷量和需热量之间呈负相关关系; Nuria等(2008)以同样方法计算甜樱桃(Cerasus avium)的需冷量和需热量, 两者之间却没有相关性。胡瑞兰等(2002)以有效积温模型计算需热量, 以0 ~ 7.2 ℃模型计算需冷量, 研究结果发现桃树品种需冷量与需热量之间呈极显著正相关, 两者的相关系数为0.814 4达极显著相关水平; 而沈元月等(1999)以生长度小时模型计算桃树的需热量, 以0 ~ 7.2 ℃模型计算桃树的需冷量, 试验结果表明:需冷量和需热量两者之间无内在的直接关系。本研究以生长度天模型计算桃树的需热量和以犹它模型计算桃树的需冷量研究其相关性, 研究结果表明:12个桃树品种需冷量与需热量呈乘幂函数曲线显著负相关。由此可见, 落叶果树需冷量和需热量生态指标的相关关系有待开展系统性的进一步研究。

在浙西南气候条件下, 比较0 ~ 7.2 ℃、7.2 ℃、犹他模型和0 ~ 9.8 ℃ 4种低温估算模型, 以犹他模型估算桃花芽低温需冷量较理想。以犹他模型估算12个桃品种低温需冷量低的品种为春蜜、超红、中油11号、中油7号、中油4号, 约为550 ~ 650 cu; 其次是丽油5号、仓方早生、燕红、丽油3号、早凤凰, 约为650 ~ 800 cu; 低温需冷量高的品种为新川中岛和赤月, 约为900 ~ 950 cu。同一地区不同品种需热量差异很大, 同一品种年际间差异相对较小。比较生长度时数模型、有效积温模型和生长度天模型, 以生长度天模型估算开花需热量较理想。连续2年的生长度天模型试验结果表明:需热量低的品种为赤月和丽油3号, 大约400 ~ 500 d·℃; 其次是新川中岛, 大约500 ~ 600 d ℃、春蜜、丽油5号、早凤凰、中油4号、中油7号、仓方早生、燕红, 大约600 ~ 700 d·℃; 需热量较高的是中油11号和超红, 约为700 ~ 800 d·℃。12个桃树品种需冷量与需热量之间呈乘幂函数曲线显著负相关, 其相关系数分别为－ 0.774 1和-0.727 2。