陕西富士系苹果花期冻害和水分适宜度研究

作     者：王润红 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何建强

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：陕西苹果产区 物候模型 苹果花期 冻害 水分适宜度 

摘      要：陕西苹果产量占全国的1/4和世界的1/7,苹果产业已成为陕西提升农业、富裕农民的重要支柱型产业。陕西苹果产区自然地理条件得天独厚,但容易受到各种自然灾害的影响,其中花期冻害对苹果产量影响最大,花期水分不足同样也会严重影响产量。为了增强陕西苹果产区精准防御花期冻害的能力和及时进行灌溉补水,有效提高苹果产量和品质,促进陕西苹果产业的可持续发展,对陕西苹果产区富士系苹果花期冻害和水分适宜度的进行深入研究,将具有重要的科学意义和应用价值。本研究对比了春暖模型、连续模型、重叠模型和平行模型等4种不同花期预报模型在陕西苹果产区的适用性,选择出了模拟陕西苹果花期(包括始花期和末花期)的最佳模型;然后利用最佳模型模拟了1970-2019年苹果产区苹果花期的缺失值,并研究了陕西苹果花期的历史变化规律;然后基于模拟的苹果花期和苹果冻害等级,研究了苹果花期冻害的变化规律;接着基于模拟的苹果花期和水分适宜度指标,评价苹果花期水分适宜度;最后研究了未来气候情景下,4个代表站(洛川、白水、凤翔和长武)的苹果花期变化规律。研究得到如下主要结论:(1)在陕西苹果产区的4个亚区(延安、渭北东部、关中西部和渭北西部)中,连续模型为渭北东部和西部苹果花期模拟的最佳模型,平行模型为延安和关中西部苹果花期模拟的最佳模型。(2)陕西苹果产区1970-2019年苹果花期均有所提前,延安亚区苹果花期提前值最小,其始花期和末花期每10 a分别提前2.5和2.4 d,低于渭北东部、关中西部和渭北西部亚区始花期和末花期每10 a的提前值。其中,始花期和末花期提前的最大值出现在渭北西部的千阳县,始花期和末花期提前的最小值出现在延安亚区的吴起县。在整个陕西苹果产区,大部分站点的始花期和末花期的最小值出现在2013和2018年,大部分站点的始花期和末花期的最大值出现在1976年。空间上,苹果花期从东南向西北逐渐推迟。(3)在苹果花期和温度变化的共同影响下,研究区域内1970-2019年大部分站点的苹果花期冻害强度增加;如果苹果花期不变,在温度的影响下,研究区域内大部分站点的苹果花期冻害强度减弱,表明温度升高可减少苹果花期冻害强度;在苹果花期提前的影响下,研究区大部分站点的苹果花期冻害强度增加,且比花期和温度共同影响下的冻害强度增幅更大,表明苹果花期提前是导致苹果花期冻害强度增加的主要原因。其中,延安亚区的苹果花期冻害强度最大,同时也是最容易发生轻度、中度和重度冻害的地区;渭北西部亚区的苹果花期冻害强度最小,而渭北东部最不容易发生轻度、中度和重度冻害。(4)在陕西苹果产区,苹果花期水分适宜度平均值为0.69,说明降水适宜。39.0%的站点花期水分适宜度增加,48.8%的站点花期水分适宜度减少,12.2%的站点花期水分适宜度不变。(5)在未来气候变化条件下,各代表站苹果花期均值相较于1980-2019年提前,其中RCP8.5比RCP4.5情景花期提前值更大。相同情景,2061-2100年花期提前值大于2021-2060年花期提前值。在RCP4.5和RCP8.5情景下,各代表站2021-2100年苹果花期提前,但其提前速率较1980-2019年小。陕西苹果花期空间变化与历史时期基本一致,但花期持续时间略有变化。