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Analysis of the suitability of climatic conditions in Hongya County for the growth and development of Zanthoxylum armatum

  • HE Jianxi
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  • Hongya County Meteorological Bureau of Meishan City, Hongya 620360, China

Received date: 2025-03-10

  Online published: 2025-12-17

Abstract

This study collected multi-year meteorological data (including temperature, precipitation, sunlight, wind speed, and humidity) and growth data of Zanthoxylum armatum in Hongya County, Meishan City, Sichuan Province. Combined with the biological characteristics and growth and development requirements of Zanthoxylum armatum, it analyzed the impact of the local climate on its growth and development. The results showed that the suitable temperature for Zanthoxylum armatum growth ranged from 15 to 20 ℃. In the study area, the average temperatures during the germination period, flowering period, fruit expansion period, and dormancy period were 15.6-20.5, 17.0-19.0, 24.5-26.8, and 6.8-9.2 ℃, respectively. The suitable annual precipitation for Zanthoxylum armatum growth was 900-1 300 mm, and the average precipitation during the germination period, fruit expansion period was 286.5, 653.2 mm, respectively. The overall temperature and precipitation conditions were suitable for Zanthoxylum armatum growth, but extreme high temperatures low temperatures, rainstorms, and droughts occasionally occurred in some areas, seriously affecting plant growth and fruit development. Zanthoxylum armatum required 8-10 hours of sunlight per day, and the annual average sunshine hours in the study area were 1 027.5 hours, which basically meets its light demand for growth. Sufficient sunlight could promote flower bud differentiation and improve fruit quality of Zanthoxylum armatum. The multi-year average wind speed in the study area was low (1.1 m/s), and the average relative humidity was 78%. Gentle wind was conducted to air circulation in the Zanthoxylum armatum orchard, reducing the occurrence of diseases and pests; suitable humidity was beneficial to pollen transmission and germination, improving pollination success rate. In conclusion, the climatic conditions in the study area were generally favorable for Zanthoxylum armatum growth, but scientific and precise cultivation management measures are needed to ensure its normal growth in the face of special weather conditions such as high temperature and drought.

Cite this article

HE Jianxi . Analysis of the suitability of climatic conditions in Hongya County for the growth and development of Zanthoxylum armatum[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(23) : 30 -33 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.23.008

藤椒(Zanthoxylum armatum)为多年生常绿或半常绿灌木或小乔木,是一种兼具食用、药用价值的重要经济作物[1-3]。该作物喜阳,对光照的需求较为强烈,喜干燥、温凉的气候环境[4-5]。众多学者对藤椒的生物学特性展开了深入研究,阐述了其生长发育各个阶段对温度、光照、水分等气候要素的基本需求[6-7]。四川省眉山市洪雅县地处四川盆地西南边缘,年平均气温17.2 ℃,年降水量1 378.6 mm,平均日照时数1 027.5 h,属中亚热带湿润气候区[8]。藤椒产业是推动当地农业经济发展、促进农民增收的重要产业之一。本文对该地区的气象数据进行分析,结合藤椒的生长发育规律,全面探究藤椒种植的适宜气候条件,为椒农提供科学、合理的种植指导。

1 温度对藤椒生长发育的影响

1.1 生长期的平均气温

秦运潭等[6]分析指出,藤椒适宜生长的温度在15~20 ℃。国家基本气象观测站地面气象观测资料统计显示,该地区多年平均气温为17.2 ℃。年气温变化分析发现,其气温呈现出明显的季节性变化。

1.1.1 生长前期

在藤椒的萌芽期,研究区3—5月的平均气温在15.6~20.5 ℃,这一温度条件能有效促进藤椒芽的萌发。以2020年为例,当年春季气温回升较为稳定,且整体处于适宜范围,据研究区藤椒协会的资料,藤椒萌芽时间比往年提前了3~5 d,且萌芽率在95%以上,为后续的新梢生长和植株发育奠定了良好基础。

1.1.2 花期

藤椒花期对温度的要求较为严格,适宜温度在16~20 ℃。研究区在藤椒花期(4— 5月)的平均气温在17.0~19.0 ℃,满足其授粉受精的温度需求。2021年,该地区藤椒花期温度适宜,其坐果率达到80%,相较于温度异常的年份,坐果率提高了20~30个百分点。这充分表明,适宜的花期温度有利于藤椒花粉的萌发和花粉管的伸长,使其顺利完成授粉受精过程,提高坐果率。

1.1.3 果实膨大期

进入果实膨大期,藤椒需要较高的温度来促进光合作用和果实发育。研究区6—8月的平均气温在24.5~26.8 ℃,气温较高,为藤椒果实的膨大提供了理想的温度环境。在此温度条件下,藤椒的光合作用旺盛,能够制造和积累大量的有机物质,以满足果实膨大所需的养分。2019年夏季,研究区气温稳定且适宜,藤椒果实的膨大速度明显加快,果实饱满度高,单果重量相较于温度较低的年份增加了1~2 g,直接提升了藤椒的产量和品质。

1.1.4 休眠期

冬季,藤椒需要一定的低温来完成休眠,以保证来年的正常生长。研究区12月至次年2月的平均气温在6.8~9.2 ℃,足以满足其休眠对低温的需求。适度的低温能够抑制藤椒植株的生理活动,使其进入休眠状态,从而积累养分,为来年的生长奠定良好基础。多年种植经验表明,研究区藤椒在冬季的休眠期内,植株状态良好,未出现因低温不足或过高而导致的生长异常现象,这为藤椒来年的正常萌芽、开花和结果提供了有力保障。

1.2 极端温度变化

藤椒在生长过程中,对温度有一定的耐受范围,过高或过低的温度均会对藤椒的生长产生不利影响。从极端气温数据来看,研究区极端最高气温达到39.8 ℃,当气温超过35 ℃时,藤椒的光合作用受到抑制,呼吸作用增强,导致植株体内的有机物质积累减少,从而影响植株的生长和果实的发育。在极端最高气温达到39.8 ℃的情况下,藤椒可能会出现叶片灼伤、果实日灼病等现象,严重时甚至会导致植株死亡。藤椒虽然具有一定的耐寒性,但当气温低于-2 ℃时,可能遭受冻害,其枝干、根系等部位可能会被冻伤,影响植株对水分和养分的吸收,进而影响来年的生长和产量。2016年1月,研究区遭遇强冷空气,部分地区最低气温降至-5 ℃以下。此次低温冻害使得藤椒花芽受到严重损害,许多花芽在来年无法正常萌发,导致藤椒的开花量和坐果率大幅降低。据统计,受灾区域的藤椒产量较正常年份减少了30%~40%,给藤椒种植户带来了严重的经济损失。

2 降水对藤椒生长发育的影响

2.1 生长期的平均降水量

降水是影响藤椒生长的重要气候因素之一。秦运潭等[6]分析指出,藤椒适宜生长的年降水量在900~1 300 mm。研究区年平均降水量为1 378.6 mm,处于藤椒适宜生长的年降水量上限,总体较为充沛。这为藤椒生长提供了丰富的水分来源,能满足藤椒在不同生长阶段对水分的需求。

2.1.1 生长前期

在藤椒的生长前期,3—5月研究区平均降水量为286.5 mm,占全年降水量的20.8%。此时期适量的降水能够为藤椒的生长提供充足的水分。2022年春季,研究区降水量适中,土壤湿度保持在65%~70%,藤椒的新梢生长旺盛,平均新梢长度在20~25 cm,相较于降水不足的年份,新梢长度增加了5~8 cm。这表明春季适量的降水有利于藤椒的根系生长和对养分的吸收。

2.1.2 花期

进入花期,藤椒对水分的需求相对稳定。研究区春季后期至初夏的降水情况能够满足这一需求,土壤湿度基本保持在65%~75%。2023年藤椒花期,研究区降水分布均匀,未出现明显的干旱或洪涝灾害,藤椒的花朵发育良好,授粉受精顺利,坐果率在75%以上。这说明适宜的花期水分条件对藤椒的生殖生长至关重要,能够有效提高坐果率。

2.1.3 果实膨大期

在果实膨大期,藤椒对水分的需求达到高峰。研究区夏季(6—8月)降水较为集中,平均降水量为653.2 mm,占全年降水量的47.4%。这一时期充足的降水为藤椒果实的膨大提供了充足的水分保障。2020年夏季,研究区降水充沛,藤椒果实膨大迅速,果实饱满多汁,品质优良。与降水较少的年份相比,当年藤椒果实的直径增加了0.5~1.0 cm,产量提高了20%~30%。这充分体现了夏季充足降水对藤椒果实膨大的重要促进作用。
研究区秋季(9—11月)平均降水量342.8 mm,占全年降水量的24.9%。此时,适量的降水有助于藤椒果实的养分积累和品质提升。在2021年秋季,研究区降水适中,藤椒果实的糖分积累充足,麻味浓郁,香气扑鼻,市场售价较往年提高了10%~15%。这表明秋季适量的降水对藤椒果实品质的提升具有积极影响。

2.2 极端降水

暴雨是研究区较为常见的极端天气之一。在夏季,受季风气候影响,研究区降水集中,暴雨频发。2018年7月,研究区遭遇强暴雨袭击,部分藤椒种植区域降水量在24 h内超过200 mm。大量降水导致土壤积水严重,藤椒根系长时间浸泡在水中,无法进行正常的呼吸作用,从而引发根系缺氧、腐烂。据统计,此次暴雨致使部分地区藤椒植株死亡率在10%~15%,受灾严重区域的藤椒产量大幅下降,部分地块甚至绝收。暴雨还会引发山体滑坡等地质灾害,对位于山区的藤椒种植园造成严重影响。部分山坡地带的藤椒种植园,暴雨引发的山体滑坡,导致大量藤椒树被掩埋,不仅造成当年产量全无,还需重新规划种植园,投入大量的人力、物力进行恢复,给种植户带来了巨大的经济损失。
当遭遇干旱时,土壤水分会迅速减少,藤椒植株无法获取足够的水分来维持正常的生理活动。2020年,研究区出现了较为严重的春旱,持续的干旱天气使得土壤湿度降至40%以下。藤椒植株出现叶片萎蔫、卷曲现象,光合作用受到抑制,生长速度明显减缓。长时间的干旱还会导致藤椒果实发育不良,果实变小、干瘪,品质大幅下降。据调查,在干旱严重的区域,藤椒果实的千粒重比正常年份减少了10%~15%,麻味和香气也明显减弱。干旱还会使藤椒树势衰弱,增加病虫害的发生概率,进一步影响藤椒的产量和品质。

3 光照对藤椒生长发育的影响

李正才[4]研究指出,藤椒在生长过程中,每天需要获得8~10 h的光照,以满足其生长需求。研究区多年平均日照时数为1 027.5 h,日照百分率为23.4%,基本能满足藤椒生长对光照的需求。
在花芽分化期,充足的光照能够促进藤椒的花芽分化,增加花芽的数量和质量。研究区秋季的光照条件适宜,能够满足藤椒花芽分化的需求。以2019年为例,当年秋季光照充足,藤椒的花芽分化良好,花芽数量较光照不足的年份增加了20%~30%,且花芽质量较高,为来年的开花结果奠定了坚实基础。
光照还对藤椒的果实品质有着显著影响。充足的光照能促进藤椒果实中色素的合成和积累,使果实的色泽更加鲜艳。在光照条件较好的区域,藤椒果实呈现鲜艳的紫红色,外观品质优良。对比不同光照条件下生长的藤椒果实,发现光照充足区域的藤椒果实麻味浓郁,香气扑鼻,口感更好。适宜的光照条件能够使藤椒叶片中的叶绿体充分吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。在光照充足的年份,如2018年,研究区藤椒种植区的藤椒叶片浓绿,光合作用效率高,植株生长健壮,为果实的生长和发育提供了充足的能量和物质基础。藤椒果实的品质检测发现,2018年果实的维生素C含量较光照不足年份高15%~20%,蛋白质含量也有所增加,这表明良好的光照有助于提高藤椒果实的营养品质。在市场销售中,光照充足区域的藤椒果实价格比光照不足区域的高15%~20%,这充分体现了良好光照对藤椒果实品质提升的重要价值。

4 其他气象要素对藤椒生长发育的影响

除了气温、降水和光照等主要气象要素外,风速和湿度等气象要素也对藤椒生长发育有着潜在影响。

4.1 风速

风速对藤椒种植也具有一定的潜在影响。研究区多年平均风速较小,为1.1 m/s。微风有利于藤椒园内的空气流通,能够及时补充二氧化碳,促进藤椒的光合作用。同时,良好的空气流通还可以降低园内的空气湿度,减少病虫害的发生。例如,在高湿度环境下易滋生的真菌性病害,如炭疽病、白粉病等,在空气流通良好的情况下,发病率会明显降低。然而,当遇到大风天气时,可能会对藤椒植株造成机械损伤,如吹断枝条、吹落果实等。尤其是在藤椒果实成熟时期,大风可能会导致大量果实掉落,严重影响产量。

4.2 湿度

湿度也是影响藤椒种植的重要因素之一,研究区年平均相对湿度为78%。适宜的湿度有助于维持藤椒植株的水分平衡,保证其正常的生理代谢。在藤椒的花期,适宜的湿度有利于花粉的传播和萌发,提高授粉成功率。如果空气湿度过低,花粉可能会因失水而失去活力,影响授粉受精过程。湿度过高,则容易导致花粉霉变,不利于授粉;同时易引发锈病、蚜虫等病虫害。在果实生长发育期,适宜的湿度能够促进果实的正常膨大,保证果实的品质。

5 结语

本文分析表明,研究区的总体气候条件对藤椒种植具有显著的促进作用。温度变化与藤椒的生长周期高度契合。春季气温回升,适宜藤椒萌芽;夏季高温,利于藤椒进行光合作用,促进果实膨大;秋季凉爽,有助于果实成熟和养分储存;冬季温和,极少出现极端低温,使藤椒树能够安全越冬。雨量充沛,降水的季节性分布与藤椒的需水规律相匹配。春季适量降水促进新梢生长,夏季充足降水满足花期和果实膨大期的需求,秋季降水有助于果实成熟和树体养分积累,冬季少量降水也能满足藤椒树休眠期的基本水分需求。光照分布均匀,四季均能为藤椒提供一定时长的光照,这对藤椒的光合作用和果实品质提升至关重要。多年平均风速较小,有利于藤椒的光合作用。平均相对湿度适中,有助于维持藤椒植株的水分平衡,保证其正常的生理代谢。综合表明,研究区的气候条件总体有利于藤椒生长,但面对高温干旱、暴雨等特殊天气,需通过科学栽培管理规避不利影响,如高温、干旱时,搭建30%~40%遮光率的遮阳网,采用滴灌保墒;暴雨后及时疏通排水沟渠、浅耕松土,坡地修鱼鳞坑防水土流失;在多风地区,可通过营造防风林等措施来降低风速;通过合理密植、适时修剪等,调节园内的湿度,创造有利于藤椒生长的环境。
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