劉俊,姚淑然,于祎飛,李春雨,侯玉娜,周超
(1. 河北省林業(yè)和草原科學研究院,河北石家莊 050061;2. 河北省氣象科學研究所,河北石家莊 050021;3. 河北綠滿林業(yè)科技有限公司,河北石家莊 050001;4. 河北小五臺山國家級自然保護區(qū)管理中心,河北蔚縣 075700)
霜凍是指生長季節(jié)氣溫突然下降到0 ℃或0 ℃以下,使處在生長狀態(tài)的植株體內(nèi)發(fā)生結(jié)冰而遭受傷害甚至枯死的一種氣象災害。霜凍在秋、冬、春三季都會出現(xiàn),入秋后第一次出現(xiàn)的霜凍稱為早霜凍(也稱為初霜凍);春季最后一次出現(xiàn)的霜凍稱為晚霜凍,多出現(xiàn)在初春氣溫回暖時期[1]。
晚霜凍害是世界范圍內(nèi)的重要災害,不僅危害葡萄,也對桃、杏等發(fā)芽較早的果樹帶來減產(chǎn)風險,嚴重時當季絕收。由于氣候變暖和溫度升高,導致春季葡萄過早萌發(fā),晚霜凍害有逐年加重的趨勢。我國是霜凍災害較為嚴重的國家之一,北方釀酒葡萄產(chǎn)區(qū),如甘肅、寧夏、新疆等地晚霜凍害時有發(fā)生[2-4],近幾年河南、山東也有晚霜凍害的報道[5-6]。在世界葡萄主產(chǎn)區(qū),晚霜凍也是葡萄生產(chǎn)的重大風險之一。Sgubin等[7-8]用8個數(shù)學模型預測21世紀法國主要葡萄產(chǎn)區(qū)晚霜凍害發(fā)生風險,認為阿爾薩斯、勃艮第和香檳是晚霜凍害風險較高的地區(qū)。
根據(jù)河北省林業(yè)廳(原)2017年統(tǒng)計數(shù)據(jù),石家莊地區(qū)現(xiàn)有葡萄栽培面積4813 hm2,產(chǎn)量13.54萬 t,是河北省冀中南地區(qū)的重要產(chǎn)區(qū)。根據(jù)多年氣象資料統(tǒng)計,石家莊地區(qū)初霜日為11月7日,終霜日為3月21日,無霜期為230 d??傮w呈現(xiàn)初霜日推后、終霜日提前、無霜期延長的趨勢[9]。2020年4月21日和23日,石家莊連續(xù)發(fā)生兩次嚴重霜凍過程,果園實際觀測低溫達-6 ℃。石家莊轄區(qū)的欒城、鹿泉、晉州等區(qū)市正值露地葡萄花序分離期,霜凍導致部分果園花序萎蔫、枝條凍傷,對葡萄生產(chǎn)造成嚴重損失,主要表現(xiàn)是幼葉、幼梢、花序受凍萎蔫。據(jù)河北省果樹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系調(diào)查,石家莊晉州、辛集、欒城,保定高陽、定州,衡水饒陽等露地葡萄凍害較重,受損約20%~50%,對產(chǎn)量影響總體低于10%。另據(jù)晉州農(nóng)業(yè)農(nóng)村局調(diào)查,全市葡萄面積4000 hm2,95%受到不同程度晚霜危害,產(chǎn)量損失60%,經(jīng)濟效益下降80%。針對今年葡萄受凍情況,研究其危害特點,及時采取補救措施,為石家莊地區(qū)葡萄生產(chǎn)提供指導。
根據(jù)相關(guān)研究,葡萄不同發(fā)育時期發(fā)生晚霜凍害的臨界溫度不同。春季葡萄萌芽期,-3 ℃以下為凍害發(fā)生的臨界溫度;新梢抽生期的臨界溫度為-1 ℃,始花期的臨界溫度為0 ℃,新梢旺長期5 ℃以下也會造成霜凍[10-11]。4月底,石家莊地區(qū)葡萄正處于花序分離期,對低溫非常敏感。據(jù)調(diào)查了解,2月21日晚到22日凌晨在低平原區(qū)極端低溫均在-4 ℃以下,個別低洼地帶達-6 ℃,-4 ℃左右低溫持續(xù)時間約2~3 h,為本地20年一遇的凍害。
據(jù)趙縣果農(nóng)安裝在葡萄園的小型氣象站提供的數(shù)據(jù),從22日零點開始,氣溫就降到了-1 ℃,1:00—6:00的溫度在-3.8 ℃~-2.8 ℃,-4 ℃以下低溫持續(xù)2 h以上,到7:00溫度又升到了-1.1 ℃,這足以對花序分離期的葡萄造成災害。
從河北省整個區(qū)域來看,本次凍害呈南北兩頭輕、中間重的特點。張家口、承德、唐山、秦皇島、邯鄲未發(fā)生實質(zhì)性凍害;中部地區(qū)為西部太行山區(qū)發(fā)生輕,低平原區(qū)發(fā)生較重,尤其是石家莊、廊坊、保定、滄州、衡水、邢臺是重災區(qū)。從果樹樹種上看,蘋果災情最輕,對總產(chǎn)量影響不大;梨的災情最重,翼中南梨的大幅減產(chǎn)已成定局,個別梨園絕收;桃、葡萄災情較重,有一定的減產(chǎn),部分果園絕收。
石家莊晉州、辛集,保定高陽、定州,衡水饒陽等露地葡萄凍害較重。因葡萄正處于萌芽吐絨期,‘牛奶’葡萄個別有凍害,‘龍眼’‘紅地球’等無影響。
佐美葡萄園位于石家莊市高新區(qū)(欒城),北緯37°57′0″,東經(jīng)114°38′6″,海拔50 m。主栽品種為‘夏黑’‘陽光玫瑰’‘北冰紅’。2020年4月22日對葡萄園內(nèi)不同品種的受凍率進行調(diào)查。
從表1和田間觀察可以看出,品種間的抗凍能力差異非常顯著。‘北冰紅’抗寒性最強,少數(shù)植株上僅有1~2個枝條受凍;而‘陽光玫瑰’抗凍性在3個品種中最差,表現(xiàn)為所有植株不同程度受凍;‘夏黑’雖有凍害,但表現(xiàn)為輕霜凍,雖有部分枝條受凍,但對產(chǎn)量影響不大,起到部分疏花作用。
在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),在相同栽培條件下,葡萄園周邊環(huán)境對葡萄晚霜凍害有較明顯的影響。位于西南角的‘夏黑’地塊,因為南邊有高2.4 m的圍墻,近墻部分植株凍害較輕;北部有避雨棚的遮擋,植株凍害發(fā)生也較輕;而中部處于比較空曠的地帶,凍害發(fā)生最重。
表1 露地栽培鮮食葡萄凍害率Table 1 Freezing injury rate of table grape in open field
從表2看出,棚架面比籬架面凍害重,平均凍枝率比籬架高11.36%,差異明顯。有圍墻的南部和臨近避雨棚的北部均比中部凍害輕,籬架中部凍害率比北部高5.87%,比南部高17.19%;棚架中部凍害率較北部高9.54%,較南部高29.39%??梢姡咸阎苓叺男…h(huán)境對晚霜危害有直接的影響。
2019年春天定植的‘陽光玫瑰’,采用改良Y形整形,行距2.5 m,干高1.0 m,為避雨、露地栽培兩種栽培模式。調(diào)查表明,避雨栽培的塑料大棚對凍害起到很好的保護作用,凍害發(fā)生較輕;而露地葡萄園凍害很重,所有葡萄均不同程度受凍。
從表3可以看出,避雨模式下籬架栽培的枝條未發(fā)生凍害,棚架凍枝率僅有1.16%;而露地種植籬架的凍枝率達到51.6%,棚架的凍枝率高達66.7%??梢?,避雨棚不僅可以避雨防病、防裂果,還可防霜抗凍,在‘陽光玫瑰’上可減少50%~60%的損失。
對‘陽光玫瑰’‘夏黑’凍害進行分級調(diào)查,按照新梢受凍程度進行分級,凍害指數(shù)分級標準為:
0級:未受凍;1級:輕微凍害25%以下;2級:凍害25%~50%;3級:凍害50%~75%;4級:凍害75%~90%;5級:100%受凍。
從表4數(shù)據(jù)進一步看出,相同條件下不同品種對晚霜危害的抵抗能力存在明顯差異,無論是籬架還是棚架‘陽光玫瑰’的抗低溫能力低于‘夏黑’。兩種栽培模式‘陽光玫瑰’凍害指數(shù)分別比‘夏黑’高0.374和0.241。
3.1.1 受霜害較輕的葡萄園
凍害發(fā)生后,不要馬上采取措施,要觀察1~2 d,待氣溫回升葡萄恢復生長后,根據(jù)情況區(qū)別對待。
對凍害較輕的葡萄園,新梢梢尖和副梢及時摘心,剪除副梢受害部分,促發(fā)新梢。上部萌發(fā)的副梢保留延長生長以培養(yǎng)成新的延長枝,中下部保留2~3片葉反復摘心,補充枝葉數(shù)量和葉面積,提高葡萄的光合能力。
對葉片凍傷、凍干而果穗可以恢復的枝條,摘除干葉,保留果穗,多留營養(yǎng)枝,提高結(jié)果能力。
表2 不同位置及架式‘夏黑’葡萄凍害情況Table 2 Freeze injury of 'Summer Black' grape in different position
表3 ‘陽光玫瑰’露地與避雨栽培模式的凍害發(fā)生率Table 3 Frosted rate of different mode of 'Shine Muscat'
表4 ‘陽光玫瑰’和‘夏黑’露地凍害指數(shù)Table 4 Frost injury index of 'Shine Muscat' and 'Summer Black' in open field
3.1.2 受害較重的葡萄園
在枝條中下部尋找飽滿芽,在芽上2 cm處剪除新梢受害部位,促進新梢冬芽和夏芽萌發(fā)。嫩梢全部凍死的應分別對待:(1)全部抹除凍枝,促進隱芽萌發(fā);(2)要動“大手術(shù)”,在老主蔓上尋找適當?shù)闹l和芽眼進行回縮,促發(fā)新枝;(3)如果沒有合適的枝條和芽眼,則要從根部萌蘗中培養(yǎng)新梢做主蔓。
葡萄遭受凍害后總的果穗數(shù)減少。應加強田間管理,?;ū9?,重視植物生長調(diào)節(jié)劑的使用,以提高葡萄產(chǎn)量彌補損失。對葡萄樹體噴施植物營養(yǎng)劑、細胞膜穩(wěn)態(tài)劑和細胞激活素,如奇寶、寶美靈等,同時輕施復合肥,促進新枝、新葉的生長。
及時灌水,增強根壓,促使隱芽萌發(fā)或受凍新梢生長。灌水要掌握早灌、勤灌的原則,灌水時間應在10:00~16:00進行,以防降低地溫,不利于恢復樹勢。
結(jié)合灌水每株追施尿素或磷酸二銨50 g。待萌發(fā)出的新梢展葉后,每隔15 d葉面噴施0.2%~0.3%尿素、0.2%~0.3%磷酸二氫鉀或各類葉面肥2~3次,增強葉片光合效率和提高坐果率。
在凍害發(fā)生嚴重的葡萄園,寬行(3 m行距)或小棚架的葡萄園,間作套種洋蔥、紅薯、花生等矮桿作物,彌補凍害造成的損失。
大量調(diào)查表明,在萌芽期和花芽膨大期,若遇劇烈降溫,可導致開花延遲或雌雄蕊發(fā)育不良,從而影響坐果率[12-14]。葡萄花序發(fā)生霜凍,輕者花瓣組織結(jié)冰變硬,回暖后逐漸干枯、脫落;重者子房受凍,整個子房皺縮,花梗從基部脫落。幼果期遇霜凍,輕者果面留下凍痕,雖然果實仍能膨大,但往往變成畸形果;重者幼果停止膨大,變成僵果;嚴重者果柄因凍傷而落果。在果實采收前發(fā)生霜凍,輕者能夠恢復,對品質(zhì)影響不大;重者整個果實凍結(jié),融化后呈水漬狀,失去商品價值。因此凍害已成為葡萄生產(chǎn)的限制因子,嚴重影響著葡萄產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
通過本次晚霜凍害的調(diào)查,可以得出如下結(jié)論:(1)品種不同抗晚霜能力不同,‘夏黑’葡萄顯著好于‘陽光玫瑰’,因此在易發(fā)生晚霜凍害的地區(qū)盡量選擇抗霜凍能力強的品種;(2)果園周邊環(huán)境和栽培模式對晚霜危害產(chǎn)生不同影響,建議在晚霜來臨之前,采取一定的防護措施,常見的有煙熏、熱風和防護物遮擋;(3)栽培架式不同,抗霜凍能力不同,本調(diào)查中籬架抗霜凍能力強于棚架,因此可根據(jù)品種特性選擇合適的架式。