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小粒咖啡生物学特性及其在南靖的种植区划



全 文 :2014年第 3期东南园艺
收稿日期:2014-03-06
基金项目:科技部农业科技成果转化资金项目(2012GB24160607);福建省气象局基层科技专项(2012j09)
作者简介:李景祥(1962-),男,工程师,从事应用气候研究
通讯作者:徐宗焕(1957-),男,正研级高级工程师,从事应用气象研究。E-mail:fjxzh121@163.com
咖啡树属于茜草科咖啡亚属的常绿树,原产地
在非洲的埃塞俄比亚,栽培历史已有 2000 多年。
我国台湾早在 1884年就引种咖啡,2007年,台商
黄文广先生从台湾云林县古坑乡引种阿拉比卡咖啡
(小粒种,以下本文均指小粒种) 在南靖县南坑镇
试种,经过 2年多的引种试种,现已建成福建省首
个 6.67 hm2咖啡观光园和首个咖啡种植示范基地。
咖啡为世界三大饮料作物之一,具有抗氧化及护
心、强筋骨、利腰膝、开胃促食、消脂消积、利窍
除湿、活血化淤、息风止痉等作用,常喝咖啡可减
轻辐射伤害。
目前,国内外对咖啡的研究多着重于其品种特
性及栽培技术方面 [1-5]。然而,环境气候条件对咖
啡种植占主导作用。本文通过分析咖啡对环境气象
条件的总体要求,确定咖啡的分区依据和分级指
标,遵循农业气候相似理论,采用南靖县的气候资
料,以极端最低气温为主要指标,利用 GIS技术,
对南靖县咖啡进行种植区划,为南靖县种植咖啡提
供科学依据。
1小粒咖啡的生物学特性
小粒咖啡为常绿灌木,植株较矮小,性喜静
风、温凉、荫蔽或半荫蔽的环境。小粒咖啡为浅根
系植物,根系有较明显的层状结构,在 30 cm以下
层次不明显,主根变成细长呈吸收根形式向下伸
展。咖啡主干的生长具有明显的顶端优势,树顶部
的枝条长势旺盛。枝条平生,从主干上生出的对生
枝为第 1分枝,再从第 1分枝长出的枝条为第 2分
小粒咖啡生物学特性及其在南靖的种植区划
李景祥 1 邓晓璐 2 王知航 1 赵跃宾 1 徐宗焕 3*
(1福建省南靖县气象局,福建 南靖 363600;2福建省华安县气象局;
3福建省气象科学研究所,福建 福州 350001)
摘 要:通过分析小粒咖啡的生物学特性及其对气候条件的要求,确定小粒咖啡分区依据和分级指标,利用南
靖县的气候资料和地理信息系统 GIS技术,对南靖县咖啡进行种植区划,为农民趋利避害、择优利用当地农业气
候资源种植咖啡提供科学依据。
关键词:小粒咖啡;生物学特性;气候条件;GIS技术;种植区划
Arabica Coffees Biological Property and Planting Division in Nanjing County
LI Jing-xiang1 DENG Xiao-lu2 WANG Zhi-hang1 ZHAO Yue-bin1 XU Zong-huan 3*
(1Meteorological Bureau of Nanjing County, Fujian Province,Nanjing 363600, Fujian China;
2Meteorological Bureau of Huaan County; 3Fujian Institute of Meteorological Sciences, Fuzhou 350001,Fujian China)
Abstract: Through the analysis on arabica coffees biological property and its requirement of weather conditions, the study
sets up the basis of planting division and classification index of coffee. And by using the climatic data and GIS technology
of Nanjing County, it facilitates coffees planting division and lay the scientific foundation for local farmers planting coffee
by making good use of the agroclimatic resources.
Key Words: Arabica coffee; Biological property; Weather conditions; GIS technology; Planting division
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2014年第 3期 东南园艺
枝,第 2分枝是小粒咖啡的主要结果枝。小粒咖啡
是木本多次结果自花授粉植物,花着生于叶腋间,
分枝及主干的叶腋均能形成花芽,但主要是在分枝
上,每丛有数十朵不等。花呈乳白色,有芳香味,
为筒状花冠,花萼 5裂,呈星状或盘状,花管圆柱
形,花瓣一般为 5片,两性花,雄蕊 5枚,着生于
花冠喉管处,雌蕊 1枚,柱头 2裂,子房 2室,每
室有胚珠 1个,花期一般在 4~6月开放。果实为浆
果,果实柔嫩多汁,每个果实有种子 2粒。外果皮
在幼果时绿色,成熟后为紫色,果长约为 11 mm,
宽约 9 mm,果呈扁圆形 [6]。果实自当年 10月至翌
年 2月才能发育成熟。
2小粒咖啡生长发育对环境条件的要求
2.1温度
咖啡是热带植物,温度是限制咖啡分布和生长
的重要因素,以年平均气温 18~21℃,并无低温寒
害的环境最为适宜。绝对最低气温-1℃时,植株嫩
茎、嫩叶部分受害。气温降至 8℃嫩叶生长受抑制,
枝干节间变短;温度降至 12℃以下时咖啡生长缓
慢,甚至受到抑制,温度达 15℃时生长开始加速;
气温 20~25℃时咖啡生长最快;28℃以上时,咖啡
的净光合作用开始下降,植株生长缓慢,到 34℃时
几乎停止生长 [6]。
低温抑制咖啡的生长发育,最低气温和低温持
续时间是决定果树冻害是否发生与冻害程度强弱的
关键因子 [7]。经试验观测得知,南靖县南坑咖啡园
2014年 1月最低气温-0.7℃,部分叶片及未采收的
果实受冻伤,初步拟定极端最低气温-1℃为轻度冻
害指标。南靖县书洋镇 2014年 1月 22、23日最低
气温分别为-2.7℃和-3.4℃,5棵试验树树龄 2年的
咖啡主干全部被冻死,初步拟定极端最低气温-3℃
为严重冻害指标。经近年气象资料对比分析和调
查,南坑咖啡园 2009年最低气温为-1.5℃左右,该
咖啡园咖啡主干冻害 20~30 cm。初步拟定极端最
低气温-1.5℃为中度冻害指标(表 1)。
表 1 南靖县咖啡低温害分级指标
注: T d为年度极端最低气温的平均值。
冻害等级 轻度冻害 中度冻害 重度冻害 严重冻害
T d(℃)
评述
T d >-1.0
植株嫩茎、嫩叶
部分受害
-1.0≥T d >-1.5
部分枝条受冻,
落叶增多
-1.5≥T d >-3
树上部枝条受冻死,
主枝部分受冻死
T d≤-3
树主干全部
受冻致死
2.2雨量
咖啡产区的年雨量多为 1 000~1 800 mm,其
中以年雨量在 1 250 mm以上,分布均匀,且花期
及幼果期有一定雨量的地区,最适宜咖啡生长发
育。在花期和幼果期,如遇干旱,会导致花蕾发育
不正常,幼果因缺水而发育不良,甚至干枯。在易
发生干旱的地区,要兴修水利,确保旱季灌溉,以
补充土壤水分。
2.3光照
咖啡不耐强光,适度的荫蔽条件对其生长发育
较为有利,可使咖啡叶色浓绿,抵抗咖啡叶锈病、
炭疽病、褐斑病等真菌性病害的能力较强,咖啡产
量较稳,果实饱满、颗粒大、质量好。荫蔽过大,
光照不足,易导致徒长,花、果稀少,产量降低。
2.4风
咖啡花期较长,在南靖县一般 4月开始开花至
6月,果实 4月底开始形成。南靖县每年 4~10月
都有可能遭雷雨大风或台风的危害。咖啡性喜年平
均风速在 1.5 m·s-1以下的静风环境,适当的空气流
动对咖啡生长发育较为有利。大风或台风轻者使咖
啡落叶、落花、落果,重者折枝、倒树。应避免在
风口、向风及风大处建园,选择避风地方栽培,或
设置防护林,或与高大果树间种。
2.5土壤和坡向
咖啡根系发达,种植地应选择排水良好的地方
种植,以壤土、砂壤、轻黏土为宜。地下水位过高
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2014年第 3期东南园艺
或土壤排水不良,易发生根腐病,对植株生长也十
分不利。咖啡是热带植物,喜温凉、荫蔽、半荫蔽
的环境,不耐霜冻,应选择南坡,避开北坡和狭窄
幽深、封闭低洼的谷地。
3咖啡在南靖县的种植区划
3.1台湾咖啡主产地及南靖县的气候条件
据台湾咖啡种植情况介绍, 台湾咖啡主要种植
在嘉义县等地, 嘉义县的气候特点属于副热带季风
气候。根据网上的气象数据得知,台湾嘉义县年平均
气温 23.1℃,7 月平均气温 28.6℃,1 月平均气温
16.5℃,年降水量 1 774.3 mm,年日照时数 2 066.7 h。
南靖县的气候属于南亚热带季风性湿润气候,
气象观测站年平均气温 21.2℃,7 月平均气温
28.4℃,1 月平均气温 13.3℃,年降水量 1 798.3
mm,年日照时数 1 790.2 h。各乡镇年平均气温
18.4~21.4℃,年平均降水量 1 587.5~1 879.6 mm。
南靖县富饶的水、热资源为咖啡生长提供了有利条
件,但是低温、暴雨、大风、干旱等气象灾害频繁
发生,尤其是 1月的平均气温较主产地低,低温冻
害成为咖啡生死攸关的因素。
3.2南靖县咖啡低温灾害分析
复杂的中小地形形成了独特的小气候环境,对
低温灾害起着再分配作用,使果树低温灾害因地而
异,所以人们更加关心不设气象记录地方的咖啡低
温灾害情况 [8]。福建省气象科研所蔡文华等 [9],用
纬度、海拔高度、相对高度差及离海距来模拟年度
最低气温多年平均值,但因受资料限制,不适宜作
小网格推算;近年来随着地理信息系统(GIS) 的
应用,江西省气象科研所黄淑娥等 [10] 用海拔高度
模拟极端最低气温多年平均值。笔者根据南靖地理
特性及地理信息数据,用经度、纬度、海拔高度来
推算网格点温度,精度可达 50 m×50 m分辨率,等
高线精度也为 50 m,提高了准确度,能体现小地形
气候分布的一般特征。
年极端最低气温可表征年的低温强度,在区划
中常用作区划因子,为此本文在分析咖啡对气温的
要求的基础上,确定以植株生死存亡的年极端最低
气温的平均值为指标,将南靖县咖啡低温害按表 1
进行分级,利用台站的气候资料和 GIS技术推算出
无台站地区的区划指标要素值,进行种植区划。设
置相关图示信息及必要的文字说明,叠加必需的南
靖地理要素数据(例如乡镇边界、乡镇名称等),
最终生成二维图像并把南靖县咖啡冻害分布结果直
观显示出来,从而了解咖啡冻害情况(图 1)。
3.3台湾咖啡在南靖县的种植分区描述
适宜种植区:d > -1.0℃(用灰白色表示) 分
布在山城镇、靖城镇、丰田镇和龙山镇大部的低丘
陵地区,平流型冻害和辐射性冻害都比较轻。奎洋
镇、船场镇、南坑镇的船场溪流域以及和溪镇、金
山镇的龙山溪流域的低山、丘陵、平缓坡地、台地
和向南开口地形,属于“易进易出”型,平流型冻
害较严重,遇上特殊年份受害会较严重,要根据天
气预报,采取防寒防冻措施;冷空气不易排出且易
于沉积的低凹地、低台地、峡谷,均不宜种植咖
啡。
次适宜种植区:-1.0≥d > -3℃(用灰色表示)
分布在南坑镇、船场镇、书洋镇、梅林镇、奎洋
镇、和溪镇、金山镇、龙山镇小部分的中山区,咖
啡会出现中度到重度冻害。一般应选南坡,避开北
坡,在农业生产中,应该采取必要防冻措施,如熏
烟法或覆盖法。
不适宜种植区:d ≤-3.0℃(用深灰色表示)
图 1 南靖县咖啡种植区划
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2014年第 3期 东南园艺
分布在南坑镇、船场镇、书洋镇、梅林镇、奎洋
镇、和溪镇、金山镇、龙山镇的较高山区,咖啡会
出现严重冻害。
4结论和讨论
4.1南靖县的种植区划
咖啡在南靖县的种植区划结果显示,南靖县东
部的低丘陵地区和船场流域、龙山溪流域的低山、
丘陵、平缓坡地、台地,为咖啡适宜种植区;南靖
县西部的中山区为咖啡的次适宜种植区;而较高山
区不适宜咖啡的种植。
在平流型冻害区种植咖啡, 一般应选择下坡, 避
开狭窄幽深、封闭低洼的谷地, 以减轻因冷空气堆
积对咖啡产生的冻害。
4.2低温冻害的综合分析
在咖啡低温冻害分析中,利用 GIS把经纬度及
海拔高度条件加入,综合考虑地形和地理位置因素
的差异,能及时掌握咖啡种植区域的低温分布及冻
害情况,为合理安排防灾减灾、引导农民趋利避
害、择优利用当地农业气候资源种植咖啡提供科学
的决策依据。
4.3极端最低气温指标的局限性
笔者主要考虑以极端最低气温为咖啡冻害指
标,有一定的局限性。因为最低气温和低温持续时
间是决定果树冻害是否发生与冻害程度强弱的关键
因子,同时一般常用最低温度、负积温、最冷月平
均温度等作为反映寒冷强度的指标 [7]。由于适用的
研究资料有限,只考虑最低气温这一因子。如何把
低温时间长短的影响充分考虑进去,有待进一步探
讨。
参考文献:
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(责任编辑:林燕金)
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夏季幼龄果树的护理
一、适时松土。对果园进行中耕松土,既有除
草的作用,又能保肥保湿,为幼龄果树生长提供良
好的条件。
二、合理追肥。在春季施肥的基础上进行根外
喷肥。喷施 0.3%~0.4%的尿素溶液、0.1%~0.2%的
硼砂或磷酸二氢钾 600倍液,可提高初结果的幼龄
果树的坐果率,增加产量。
三、防治病虫害。夏季主要病虫害有叶斑病、
炭疽病、刺蛾、尺蠖、毛虫、金龟子等,一般采用
百菌清 600~800 倍液防治。在 8 月初需要用敌杀
死、功夫配氧化乐果 1000~1500倍液喷杀防治。
(来源:中农信息网)
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