雙膜覆蓋對(duì)葡萄安全越冬的影響分析

徐紅雁

(新疆昌吉州氣象局，新疆 昌吉 831100)

引言

葡萄是世界上栽培歷史悠久、經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的果樹之一。新疆是中國最早的葡萄之鄉(xiāng)，種植面積達(dá)16666.67hm2。新疆夏季炎熱，熱量充足，降水量較少，日溫差較大，是較好的葡萄種植產(chǎn)區(qū)。而昌吉州區(qū)域范圍又有著得天獨(dú)厚的自然條件，瑪納斯縣六戶地鎮(zhèn)地處中溫帶，屬典型溫帶大陸干旱半干旱氣候，晝夜溫差大，有效積溫高，日照時(shí)間長，無霜期達(dá)180d左右，極為適宜葡萄種植，非常有利于葡萄色素沉著，且病蟲害少，為天然綠色食品，是葡萄的黃金產(chǎn)區(qū)。

近年來許多學(xué)者對(duì)葡萄的栽培技術(shù)、種植區(qū)域及氣象條件，以及葡萄安全越冬方法等方面進(jìn)行了大量研究。鄧恩征[1]在我國北方葡萄覆蓋防寒越冬研究進(jìn)展時(shí)發(fā)現(xiàn)，北方冬季寒冷干燥，為了葡萄安全越冬與省工，多采用覆土防寒。陳淑麗[2]等分析覆蓋防寒措施對(duì)葡萄越冬溫度、含水量及萌芽率的影響發(fā)現(xiàn)，棉被為理想的防寒材料，可以在生產(chǎn)上大面積推廣。張帥[7]在葡萄越冬埋土與否對(duì)生長和結(jié)果的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，越冬埋土與不埋土，翌年生長結(jié)果有明顯差異。郭邵杰、李銘[8]等使用不同保溫覆蓋材料對(duì)葡萄安全越冬得到較好的效果。但隨著新的栽培方式的改變，以及近5a，尤其2016年12月—2017年2月新疆葡萄種植受冬季凍害比較嚴(yán)重，凍害輕者葡萄枝干凍死，凍害重者大量葡萄根系受凍死亡導(dǎo)致5a絕收或減產(chǎn)。所以，葡萄種植需更好的安全越冬方法日益受到極大關(guān)注。

目前，新疆的北疆地區(qū)為了確保葡萄安全越冬，多采用地膜覆蓋技術(shù)，尤其以雙膜覆蓋技術(shù)保溫效果最好。本文對(duì)新疆瑪納斯縣六戶地鎮(zhèn)葡萄雙膜覆蓋越冬進(jìn)行分析，為葡萄安全越冬提供可靠的氣象科學(xué)依據(jù)，減少凍害帶來的經(jīng)濟(jì)損失，為農(nóng)戶增收創(chuàng)造更多效益。

1 資料來源與分析方法

六戶地鎮(zhèn)試驗(yàn)田地處新疆瑪納斯縣古爾班通古特沙漠南緣，位于E86°8′17″，N44°39′11″，屬典型溫帶大陸干旱半干旱氣候，晝夜溫差大，適宜種植棉花、葡萄、小麥、玉米等多種作物。

試驗(yàn)時(shí)間為2019年11月—2020年2月，按照氣象學(xué)中1月為極冷月和冬季最冷日進(jìn)行資料統(tǒng)計(jì)，本文選取冬季3504個(gè)樣本進(jìn)行分析，計(jì)算不同時(shí)段外界溫度和雙膜內(nèi)溫度的變化，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 冬季膜內(nèi)外0cm地溫變化

由圖1顯示，冬季膜內(nèi)0cm地溫比膜外0cm地溫偏高。外界日平均氣溫在-21.0～-4.1℃，氣溫變化較大。膜外0cm地溫在-6.1～-2.4℃，膜內(nèi)0cm地溫在-3.1～2.1℃，膜內(nèi)外0cm地溫存在一定差異，膜內(nèi)0cm地溫增幅在1.0～6.0℃，平均增溫2.9℃。

從圖1還可以看到，膜外0cm地溫達(dá)到凍害溫度-5℃以下有25d(2019年11月28—30日、12月2—6日、12月8日，2020年1月2日、1月6—13日、1月22—24日、1月26—29日)，而膜內(nèi)0cm地溫全部維持在-3.1℃以上，有效避免了葡萄0cm地面層根系受凍害。

2.2 膜內(nèi)外極冷日地溫動(dòng)態(tài)

查閱近5a莫索灣墾區(qū)地面資料，最冷月(1月)平均氣溫在-21.3～-15.9℃，而最低氣溫在-25.0～-19.0℃，達(dá)到氣溫-15.0℃以下葡萄越冬埋土防寒要求[10]。

通過數(shù)據(jù)采集樣本發(fā)現(xiàn)，2020年1月11日是冷月(1月)最冷日，日平均氣溫-21.0℃，最低氣溫-25.2℃，膜外0cm地溫達(dá)到了采集樣本的最低值-6.1℃，低于根系耐凍害溫度[11]，膜內(nèi)0cm平均地溫-2.7℃，見表1。

表1 試驗(yàn)田2020年1月11日氣溫及膜內(nèi)外0cm地溫時(shí)序變化

從24h時(shí)序變化圖看，氣溫日較差8.4℃，膜外0cm地溫日較差1.9℃，膜內(nèi)0cm地溫日較差0.5℃。空氣溫度最低值出現(xiàn)在夜間，而膜內(nèi)外0cm最低地溫出現(xiàn)時(shí)間卻在白天，說明膜內(nèi)外0cm地溫受空氣溫度影響在時(shí)間上有所延后；膜外日較差>膜內(nèi)日較差，說明膜內(nèi)0cm地溫較膜外0cm地溫變化更為恒定，很大程度上起到保溫效果，尤其在最冷月最冷日使葡萄近地面根系不受凍害。

2.3 冬季膜內(nèi)外淺層地溫動(dòng)態(tài)

從表2可以看到，膜內(nèi)外各層地溫變化均不同，地表溫度偏低，變化幅度較大，冬季膜外各層地溫幾乎全部在0℃以下，各層地溫隨著深度增加呈逐漸上升趨勢。

表2 冬季雙膜內(nèi)外各層地溫日變化

膜內(nèi)各層地溫比膜外各層地溫偏高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，冬季膜內(nèi)0cm到達(dá)0℃以下時(shí)間比膜外推遲10d，膜內(nèi)5cm到達(dá)0℃以下時(shí)間比膜外推遲19d，膜內(nèi)10cm到達(dá)0℃以下時(shí)間比膜外推遲44d，膜內(nèi)15cm到達(dá)0℃以下時(shí)間比膜外推遲71d，膜內(nèi)20cm到達(dá)0℃以下時(shí)間比膜外推遲54d，且在-1.0℃以內(nèi)變化不大。這說明，膜內(nèi)各層地溫受外界氣溫變化較膜外各層地溫變化小，在冬季膜外各層地溫降低時(shí)，膜內(nèi)各層地溫在一定程度上起到延遲作用，也就是說，在冬季雙膜起到了保溫的效果。

劉志良[12]指出，葡萄安全越冬對(duì)溫度的要求有2點(diǎn)：葡萄非埋土防寒越冬設(shè)施內(nèi)，地面最高溫度5.1℃，最低溫度-2.9℃。本次試驗(yàn)結(jié)果膜內(nèi)地面最高溫度2.1℃，最低溫度-3.1℃。根系僅能耐受-4℃的低溫。通過試驗(yàn)分析，冬季膜內(nèi)0～20cm各地溫層溫度變化如圖3所示。

膜內(nèi)根系0～20cm處各層地溫-3.1～4.8℃，全部達(dá)到安全越冬要求。

通過試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，隨著冬季時(shí)間的延長，膜內(nèi)各層地溫到達(dá)0℃以下，降溫幅度開始緩慢，0cm地溫波動(dòng)變化較大，15cm溫度>20cm溫度>10cm溫度>5cm溫度>0cm溫度，15cm溫度最高，各地溫層變化不規(guī)律，或是土壤水分、質(zhì)地的影響，在此不作敘述。

通過膜內(nèi)外各層溫度對(duì)比如圖4所示。

膜內(nèi)各層溫度均比膜外各層溫度高。隨著冬季時(shí)間的延長，各層溫差均呈出波動(dòng)式下降趨勢，波動(dòng)范圍在1.0～6.0℃；0cm溫差最大，波動(dòng)范圍1.0～6.0℃；20cm溫差最小，波動(dòng)范圍2.0～4.9℃。由此表明，冬季雙膜覆蓋，對(duì)根系各層均有效果，各層地表保溫效果最為明顯。

3 結(jié)論

通過對(duì)試驗(yàn)田進(jìn)行膜內(nèi)外采集數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論。

在冬季，膜內(nèi)外0cm地溫都隨著外界氣溫的變化而變化，膜內(nèi)0cm地溫變化較膜外0cm地溫變化緩慢。氣溫下降時(shí)，膜內(nèi)外0cm地溫溫差略大；氣溫上升，膜內(nèi)外0cm地溫溫差減小。膜內(nèi)0cm地溫增加明顯，雙膜覆蓋在一定程度上對(duì)葡萄根系起到保溫的效果。

在冬季，白天膜外0cm地溫比夜間膜外0cm地溫變化大，夜間膜內(nèi)外0cm地溫較為穩(wěn)定，膜內(nèi)0cm地溫較膜外地溫更為穩(wěn)定，說明膜內(nèi)恒溫效果好。

冬季膜內(nèi)外各層地溫變化均不同，地表溫度偏低，變化幅度較大。冬季膜外各層地溫幾乎全部在0℃以下，各層地溫隨著深度的增加呈逐漸上升趨勢。膜內(nèi)各層地溫受外界氣溫的變化較膜外變化小，而在膜外各層地溫降低的時(shí)候，膜內(nèi)各層地溫卻在一定程度上起到延遲的作用，對(duì)葡萄根系有了很好的保護(hù)作用。

隨著時(shí)間的延長，膜內(nèi)各層地溫到達(dá)0℃以下，各層溫差均呈波動(dòng)式下降趨勢。降溫幅度開始緩慢，0cm地溫波動(dòng)變化較大，15cm溫度>20cm溫度>10cm溫度>5cm溫度>0cm溫度，15cm溫度最高。說明雙膜覆蓋葡萄深層根系的保溫效果更好且穩(wěn)定。

冬季雙膜覆蓋，對(duì)葡萄根系各層均有效果，地表保溫效果最為明顯。葡萄根系在膜外20cm處受凍，在膜內(nèi)根系20cm處卻仍保持在0℃以上54d，說明雙膜覆蓋對(duì)葡萄根系的增溫效果明顯。