釀酒葡萄越冬防凍技術(shù)研究發(fā)展概況

段曉鳳， 張曉煜， 張 磊， 劉建文， 南學軍， 李 楠， 李紅英

（1. 中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室，寧夏 銀川 750001；2. 內(nèi)蒙古生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；3. 寧夏回族自治區(qū)防災減災重點實驗室，寧夏回族自治區(qū)氣象科學研究所，寧夏 銀川 750001；4. 內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟納旗氣象局，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 735400；5. 內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)氣象局，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750336）

0 引言

葡萄為世界第2 大果樹作物，在我國大部分省、市、自治區(qū)都有種植。近年來，我國葡萄種植面積、產(chǎn)量和葡萄酒進出口總量都急速飆升。2019 年葡萄產(chǎn)量達1 419.5萬t，居全球首位。2020 年種植面積位居全球第2 名，葡萄酒產(chǎn)量9.3 億L，居世界10 大葡萄酒主產(chǎn)國行列之一，且葡萄酒的消費量在全球排第5 名[1]。我國地域遼闊，疆土跨越寒溫帶、溫帶、亞熱帶和熱帶不同的氣候帶，復雜的生態(tài)類型導致形成不同栽培方式的葡萄種植區(qū)。從葡萄越冬栽培方式上看，我國可分為覆蓋防寒與非覆蓋防寒越冬兩大栽培區(qū)，其分界線大體以年絕對最低氣溫-18～-17 °C 線為界，即冬季-17 °C 絕對最低氣溫等溫線是葡萄冬季覆蓋與否的界限。絕對最低氣溫低于這個界限時，會發(fā)生不同程度的枝蔓或根系凍害，給葡萄生產(chǎn)帶來經(jīng)濟損失。做好葡萄越冬，是關(guān)系到葡萄產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。但葡萄冬季能否順利越冬，并不完全取決于氣溫是否低于-17°C（-18～-16 °C），有些地區(qū)常常因為冬季空氣干燥，加上風天多，有時絕對最低氣溫并沒有低于-17 °C，也常常有凍害發(fā)生；葡萄根系處的地溫降到-6 °C 時，會發(fā)生不同程度的凍害，-8 °C 時，就會全部凍死。

西北、華北和東北地區(qū)都屬于埋土防寒栽培區(qū)，如寧夏的賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)、內(nèi)蒙烏海、甘肅張掖、新疆吐魯番、北京至河北的延懷產(chǎn)區(qū)、遼寧等地區(qū)主栽品種多為歐亞種，抗寒性較弱，很多年份因冬季寒潮天氣受凍造成較大經(jīng)濟損失，且在全球氣候變化和高強度人類活動的共同影響下，冬季凍害呈現(xiàn)出頻發(fā)、重發(fā)趨勢，增加了葡萄越冬凍害的可能性，冬季凍害已成為影響我國北方葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要災害之一[2]。但葡萄秋埋春扒2 次翻耕不僅傷害葡萄枝蔓、費工費時，據(jù)調(diào)查冬季埋土與春季出土費用達總成本的1/3～1/2，這不但增加了栽培成本，且對樹體造成傷害，影響第2 年萌芽，同時埋、出土造成冬春季揚沙起塵污染環(huán)境。因此，亟待尋找成本低廉、保溫保濕效果好且節(jié)能環(huán)保的覆蓋材料，這對葡萄生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展有著及其重要的意義。

目前，在釀酒葡萄越冬防寒技術(shù)方面，已有不少關(guān)于覆蓋材料、覆蓋方式和其他防寒技術(shù)的研究，除埋土防寒的傳統(tǒng)越冬方式外，不少采用其他材料覆蓋或混合覆土等方式。同時，由于各地地理條件及具體園區(qū)環(huán)境條件不同，葡萄防寒越冬措施也存在差異。因地制宜的越冬防寒技術(shù)一直是各學者及葡萄種植者關(guān)注的重點。為此，本文總結(jié)闡述不同類型的葡萄越冬防寒技術(shù)研究進展，進而探討其發(fā)展趨勢和主要技術(shù)難點，為北方葡萄覆蓋安全越冬提供參考，為進一步研發(fā)越冬防寒材料和越冬模式提供依據(jù)。

1 葡萄凍害定義及危害

狹義的葡萄凍害是冬季低溫對葡萄枝干、芽體或植株根系產(chǎn)生傷害的現(xiàn)象；廣義的凍害包括冬、春季大風造成葡萄枝條抽干的現(xiàn)象。由于葡萄不同器官耐寒能力差別較大，往往冬季凍害中成熟休眠芽的抗寒性較高，而根系非常不耐寒，因此葡萄防寒的關(guān)鍵部位是根系。水分失調(diào)是導致葡萄生理干旱進而加重越冬凍害程度的又一主要因素，低溫冷凍和干旱缺墑是葡萄遭受越冬凍害的主要原因，保墑和保溫對于葡萄冬季越冬同等重要。影響葡萄凍害程度還有葡萄品種、土壤類型、小氣候環(huán)境、園間管理水平等因素[3]。葡萄凍害輕則表現(xiàn)為枝蔓抽干、枝表霉爛、芽眼受凍發(fā)黑、推遲發(fā)芽、減產(chǎn)減收，重則會整株死亡[1]。

我國北方干旱和半干旱地區(qū)冬季持續(xù)低溫時間長、地溫低，大氣干燥，對葡萄植株越冬十分不利。主栽品種絕大多數(shù)為歐亞種，抗寒性較弱，經(jīng)常發(fā)生不同程度的冬季凍害。寧夏產(chǎn)區(qū)1982、1983、1989 年遭受3 次較大的凍害；1991 年冬8～10 年生結(jié)果樹越冬死亡率達70%；1999 年冬1～3 年生幼樹越冬受凍率達50%，絕產(chǎn)333 hm2；2003 年、2004 年、2006 年、2008 年 發(fā)生不同程度凍害，其中2008 年冬季1 年生自根苗幼樹90%以上受凍，2 年生幼樹凍死植株率也達30%～40%；2009 年11 月葡萄尚未埋土時經(jīng)歷3 次連續(xù)降雪，凍土層達20 cm，造成埋土困難，降低埋土質(zhì)量，葡萄嚴重受凍，次年產(chǎn)量比往年減產(chǎn)60%[4-5]。2011 年河北省張家口懷來地區(qū)早霜凍造成八至九成葡萄受到損害。2015 年11 月下旬，一場突如其來的寒流使山東魯南、江蘇北部、河南、河北等很多地方的葡萄發(fā)生凍害，影響次年發(fā)芽、生長，降低產(chǎn)量、品質(zhì)。2020-2021年越冬期間，寧夏、內(nèi)蒙等地釀酒葡萄由于低溫加之大風干旱，導致釀酒葡萄植株長勢弱，多數(shù)減產(chǎn)，部分植株死亡，給種植戶來帶了非常嚴重的損失。

2 越冬防凍研究進展

目前，葡萄種植區(qū)預防冬季凍害的根本措施是采用抗寒嫁接苗栽培并應用“溝栽法”建園，同時通過埋土防寒、科學覆蓋和增強樹勢等提高樹體抗寒能力；部分學者采取不下架覆蓋保溫保濕材料的方式進行越冬；還有選用抗寒品種自然越冬的栽培方式，在確保葡萄植株安全越冬的前提下降低生產(chǎn)成本[6-7]。

2.1 覆蓋時間

通常埋防寒土適宜氣溫下降至0 °C 左右，土壤封凍前為宜，一般多在10 月中旬開始，到10 月末或11月初結(jié)束[8]。但因各地氣候存在差異，埋土時間也有所不同。埋土過早，一方面葡萄植株未得到充分抗寒鍛煉，在土層保護下抗低溫能力無法得到增強，冬季深度寒冷時容易遭受凍害；另一方面，因土溫高、濕度大，附在葡萄枝蔓上的霉菌等微生物處于活躍期并大量滋生，損害枝芽。若埋土過晚，葡萄根系在埋土前有可能受凍，且土壤一旦封凍，不僅埋土時取土困難，同時會因結(jié)凍導致土塊大、覆蓋不言而透風，凍傷枝芽和根系[9-10]。

2.2 覆蓋材料及方式

葡萄越冬防寒技術(shù)最為傳統(tǒng)、有效、普適性的方法為埋土，后陸續(xù)出現(xiàn)其他種類材料覆蓋。

2.2.1 覆土越冬

早在1994 年，李丙智等[11]發(fā)現(xiàn)覆土30～50 cm 仍會有凍害發(fā)生，提出在栽培抗寒砧木嫁接苗的基礎(chǔ)上進行覆土。而后多個學者針對不同地區(qū)進行埋土深度、寬度等的對比研究[12-16]。一般我國華東北部和華北南部地區(qū)地上覆土20～30 cm[17]。西北部地區(qū)40 cm 左右，葡萄行間取土溝距離主干一側(cè)不能少于60 cm，兩側(cè)1.2 m 以上，保證土層高出葡萄枝蔓0.2 m 以上，可有效預防葡萄根系受凍[18-19]。內(nèi)蒙古中東部及東3 省地區(qū)埋土深度達50 cm，尤其東北地區(qū)需保證土層高出葡萄枝蔓0.3 m 以上[20]。對于枝蔓較多或樹齡較大的葡萄植株，可采用地下埋土法，沿植株枝蔓延伸的方向，根據(jù)枝蔓的多少確定防寒溝的尺寸，要求枝蔓能夠全部放入溝內(nèi)或半放入溝內(nèi)，一般防寒溝深30～50 cm、寬50 cm，靠近根部不可挖的太深，以防傷到植株根部，然后覆土厚度為20～40 cm，在特別寒冷和有條件的地方可先蓋上一層10 cm 厚的秸稈、樹葉、干草后再覆土，其保溫效果更好。

2.2.2 其他材料混合覆土越冬

隨著葡萄管理人工費用在不斷增加，僅人工埋土一項費用就達9 000 元/hm2，同時有些年份葡萄銷售價格又不太理想，高成本低回報的生產(chǎn)現(xiàn)狀使得埋土等田間管理方法亟待被改進。2000 年后，出現(xiàn)了利用不同覆蓋材料混合覆土進行葡萄越冬，包括聚苯乙烯泡沫顆粒材質(zhì)、玻璃棉材質(zhì)、保溫氈（毯）、棉氈、復合型材質(zhì)等，采用這些保溫材料，越冬期間的溫度比覆蓋防寒土高，來年葡萄的萌芽率和結(jié)果率都顯著高于單純埋土[21-23]。這類越冬方式可減少枝蔓上覆土厚度10 cm 左右，由于出土時將覆蓋材料連同余土同時取出，主干周圍不存在余土，省去清溝用工，省時、省工；如出土遇低溫，可重新覆蓋，兼防晚霜凍，一材兩用。

研究發(fā)現(xiàn)，土覆聚氯乙烯（PVC）膜、土覆聚乙烯（PE）膜、PVC 膜覆土及溝埋4 種措施的防寒效果依次遞減；采用化纖地毯并淺覆土進行防凍，提高了枝蔓附近的溫度和含水量，枝條萌芽率較高；采用化纖地毯順栽植溝覆蓋在葡萄枝蔓上，邊緣和接縫處壓土10 cm 厚或用石礫壓封邊緣和接縫處，受變溫影響較大，萌芽比常規(guī)埋土早，需及時檢查并在萌芽前揭開[21,24-25]。河北、甘肅省等地區(qū)用彩條布+土，發(fā)現(xiàn)對葡萄枝條起到很好的保護作用。還有采用麥草+土、土+瓦楞紙+土、土+膜+土、土+膜、玉米秸+土（10 cm）、玉米秸+薄膜+草簾、草簾+薄膜+土等覆蓋方式對葡萄埋土方式與越冬能力等方面進行試驗研究，找出適宜各地葡萄抗寒栽培的適宜技術(shù)，為葡萄防寒越冬創(chuàng)造比較穩(wěn)定的環(huán)境，使其安全越冬[8,20,26]。

2.2.3 其他材料覆蓋越冬

（1）玻璃棉保溫被。

隨著葡萄越冬技術(shù)的發(fā)展，越來越多其他材料被用來覆蓋越冬。玻璃棉保溫被覆蓋的葡萄枝蔓周圍溫度比覆土防寒高0.1～3.5 °C，發(fā)芽早，在4 月中旬新梢數(shù)和生長長度遠遠大于覆土越冬的枝條，表現(xiàn)出極強的生長勢，且比埋土防寒成本低[20,27]。同時，又可延緩春季土壤表層蓄熱升溫，進而減輕晚霜凍危害，有廣闊的應用前景[28]。

（2）多材料組合。

有學者在河西走廊采用棚膜+草簾+棚膜、棚膜+草簾、草簾+棚膜、雙層黑地膜+草簾、草簾+雙層黑地膜等5 種覆蓋方式進行越冬試驗，證明膜覆蓋處理具有明顯的保溫保濕效果，翌年萌芽整齊，提高30%的發(fā)芽率，明顯優(yōu)于埋土越冬[8,29]。河北地區(qū)用彩條布+防寒被進行越冬，發(fā)現(xiàn)地面溫度較埋土高0.5～3.5 °C，且使用便捷、快速，達到了省時、省力、省工的效果，可節(jié)省成本6 705 元/hm2，只是需根據(jù)冬季絕對最低溫度的差異選擇防寒被厚度和寬度[30]。在新疆地區(qū)，發(fā)現(xiàn)棉被+塑料膜、太空棉+厚膜等方式覆蓋效果明顯好于埋土[31-32]。吉林地區(qū)常采用覆蓋兩層麻袋片或草簾，隨后覆蓋15～20 cm 厚的鋸末，再覆蓋一層塑料薄膜[33]。哈爾濱地區(qū)采用農(nóng)膜+草簾+普通防寒被（或防寒氈）或者GBC 保溫軟氈（特質(zhì)的五級玻璃棉），達到安全越冬的目的[34]。還可采取在壓倒的葡萄枝蔓上覆蓋一層草簾加兩層白色塑料薄膜的方式，使葡萄安全越冬；或者在放倒的枝蔓上撒少量玉米秸（或麥秸）、樹葉、雜草等，然后用普通大棚塑膜覆蓋，既可以避免枝蔓刺破塑膜，又可避免因膜內(nèi)潮濕造成芽霉爛，達到防寒、防抽干的效果[35]。

除此之外，聚苯乙烯泡沫顆粒保溫被保溫性能穩(wěn)定，次年發(fā)芽率和結(jié)果率高；同樣，寧夏使用該材料制作成保溫倉進行葡萄越冬，寒冷月倉內(nèi)溫度高于外界7～10 °C，可保護樹體100%安全越冬，且由于倉內(nèi)溫度滯后于外界，可一定程度上推遲芽眼萌芽[36]。該材料質(zhì)量輕，可隨時覆蓋、卷放，方便快捷，并能夠在葡萄早、晚霜凍救急覆蓋時采用，更重要的聚苯乙烯來源于廢料再利用，節(jié)能環(huán)保，同面積覆蓋比棉被等其他保溫被節(jié)約成本，但其枝蔓附近土壤含水量低，增加了枝蔓“抽干”的風險[37]。

其他材料覆蓋的方式多數(shù)優(yōu)于埋土覆蓋越冬，并逐漸成為今后葡萄越冬生產(chǎn)的發(fā)展方向。

2.2.4 免下架越冬

免下架越冬可避免對葡萄植株在下架和上架過程中的損害，值得推廣。許亞麗等[38]以冬季不埋土的北紅、北枚葡萄為試驗材料，研究得出休眠初期免埋土葡萄枝蔓噴施新高脂膜和石蠟乳液等抗蒸騰劑，可以提高枝蔓中滲透物質(zhì)含量，提高枝條含水量，從而增強葡萄越冬性，降低抽條率，進而顯著提高次年春季葡萄萌芽后結(jié)果枝和二次枝的萌芽率。在冬季氣溫不太低的地區(qū)，可通過種植抗逆性較強的北枚、北紅進行不覆蓋越冬，如山東地區(qū)初冬修剪后經(jīng)過包扎剪口處理可露地越冬，也可采用不下架的方式簡易覆氈、覆淋膜，在-15°C 低溫下不但有較好的保溫效果，還縮短了低溫持續(xù)時間，且淋膜保溫效果更顯著，其覆蓋方式使最冷月份地下0～40 cm 土層的溫度都維持在0°C 以上，地下20 cm 土層相對濕度保持在70%以上，在保溫和保濕方面都達到了防寒目的[15,19,39]。北京地區(qū)的北枚、北紅冬季在不覆蓋越冬的情況下枝條萌芽率遠低于埋土越冬的葡萄植株，但基本可滿足釀酒葡萄的正常生長[40]。華東及黃河故道等冬季最低氣溫在-10 °C 以上的地區(qū)，對抗寒、抗旱品種很多采用局部埋土法，即不下架、不修剪，土壤封凍前在植株基部培土30～50 cm 厚，翌年春季溫度升高后再修剪[41-42]。

2.2.5 其他防寒措施

（1）抗寒砧木。

目前，我國東北及長城以北的華北地區(qū)多采用抗寒砧木嫁接實現(xiàn)越冬防寒，并初步被認可為西北寒冷地區(qū)釀酒葡萄抵御越冬凍害的首要措施[43]。河西走廊地區(qū)引進5 種釀酒葡萄砧木進行對比試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)優(yōu)系貝達、抗寒1 號兩個品種可安全越冬，翌年春天正常萌芽、開花結(jié)果、新梢生長?！柏愡_”成為各地普遍采用的砧木嫁接品種。

（2）葡萄品種。

不同品種釀酒葡萄的抗凍性不同，且同一品種的不同部位抗凍性亦不同。北方高寒區(qū)由于氣候惡劣，不適宜歐洲品種的栽培，僅適宜早、中熟的美洲種和歐美雜交種[44]。霞多麗、赤霞珠、馬瑟蘭抗寒性差，且存活品種植株主要為主蔓根莖地表萌發(fā)再生，不適宜自然越冬栽培。對于根系來說，馬瑟蘭抗寒性最差，熊岳白最強；對于芽來說，赤霞珠、品麗珠、小忙森和蛇龍珠最差，貴人香和熊岳白最強[45]。我國多家科研單位都進行過葡萄抗寒新品種的選育研究，如中國農(nóng)科院特產(chǎn)研究所采用山葡萄與優(yōu)良釀酒葡萄品種種間雜交和重復雜交方法，選育出適于吉林省栽植的釀酒葡萄新品種左紅（可露地越冬）和左優(yōu)紅（沈陽以北需簡易防寒）等一批抗寒品種[46-47]。

（3）栽培架式。

為了進行下架埋土，提高葡萄品質(zhì)，各葡萄種植區(qū)采用不同架式樹形，如龍干立架、龍干棚架等。如“廠”形、水平龍干立架、“Y”形架和“T”形架等。這些架式很大程度上節(jié)省了管理成本，但在下架上架時需要大量人工，并且容易造成機械損傷，造成冬季凍害引起植株死亡。在河北懷來縣榮辰酒莊葡萄基地應用的是由李華教授指導的爬地龍葡萄栽培架式，管理簡單，冬季埋土越冬枝條不用上架下架，省時省工節(jié)約管理成本，同時冬季枝條掛樹不僅有利于環(huán)境保護，而且在葡萄園形成一道靚麗的風景線，在我國北京地區(qū)值得推廣[48]。

（4）栽植技術(shù)。

采用平地栽植是造成葡萄自根苗根系常受凍的直接原因。溝栽法是將葡萄幼苗種植在深20～30 cm的淺溝中，使葡萄主要根系分布在凍層土溫-5～-3°C以下，早春的變溫對其影響較小，葡萄可以較晚出土，躲避晚霜凍。溝栽法也有利于改大水漫灌為溝灌，節(jié)約用水一半左右[49]。這種栽植方法在干旱少雨的西北地區(qū)需要加大深溝寬度到1.0～1.5 m，在雨熱同季的華北及東北地區(qū)，行間需采用地膜覆蓋[50]。一方面解決了北方寒冷地區(qū)葡萄凍害問題，另一方面其樹形低矮不下架適宜機械化埋土出土，節(jié)省了大量的用工費用。在當前勞動力短缺、勞動成本較高的形勢下，葡萄深溝淺栽越冬栽培技術(shù)對我國北方大面積快速發(fā)展葡萄產(chǎn)業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的歷史意義。

（5）園間管理措施。

除上述葡萄越冬方法，還可采用適當?shù)膱@間管理措施，如選擇具有良好小氣候位置建園、適時灌封凍水、埋兩次防寒土、增強樹勢等[51]。

3 結(jié)束語

葡萄越冬栽培、種植、防凍等技術(shù)對葡萄的生長、發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)有決定性關(guān)系，越冬凍害嚴重的年份直接影響種植戶的經(jīng)濟收入和葡萄產(chǎn)業(yè)健康、穩(wěn)定的發(fā)展。

2021 年1 月，內(nèi)蒙古中東部多站出現(xiàn)歷史極端最低氣溫，雖然防凍措施完善，且葡萄品種為抗寒品種，但鄂爾多斯市一地自根生釀酒葡萄苗大多數(shù)死苗，表現(xiàn)為后期未發(fā)芽抽條干枯，給葡萄生產(chǎn)帶來毀滅性損失。因此，要抵制冬季低溫對葡萄產(chǎn)生不利影響，首先需要栽植抗寒砧木品種的嫁接苗，解決凍害的首要根本隱患。其次是越冬防寒措施。傳統(tǒng)覆土越冬一般可以保障葡萄抵御冬季低溫安全越冬，只是西北、華北、東北地區(qū)的覆土厚度、寬度等存在差異。但隨著人工勞務費用增加，加之有些年份葡萄和葡萄酒價格又不太理想，導致高成本低回報的生產(chǎn)現(xiàn)狀。因此，聚苯乙烯、玻璃棉、保溫氈及一些新型材料覆蓋或某種材料混合覆土的方式逐漸成為葡萄越冬防凍技術(shù)的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)有研究表明，在西北或東北地區(qū)，土+聚氯乙烯膜或土+聚乙烯膜、彩條布+土、瓦楞紙+土覆蓋、玻璃棉保溫被、麥草+土、玉米秸+土、草簾+薄膜等方式越冬起到較好的防寒作用，這些方法的防寒、成本等綜合效益均優(yōu)于埋土越冬。而華北及以南部分地區(qū)氣溫相對較高，可種植抗逆性較強的北枚、北紅進行免下架越冬。除此以外，還需選用早、中熟的美洲種和歐美雜交種等抗逆性較強的品種種植；同時，在栽培架勢、栽植技術(shù)、適時灌封凍水和增強樹勢等園間管理措施等方面也要同時跟進，才可保證葡萄安全越冬。

近些年，環(huán)保材料的使用越來越受到各行各業(yè)的重視。賀蘭山東麓釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)利用聚苯乙烯泡沫顆粒保溫倉扣蓋葡萄植株，倉內(nèi)溫度高于外界7～10 °C，可保護樹體全部安全越冬，起到良好的越冬防凍效果；且該材料質(zhì)量輕、存放方便，并能夠用于葡萄霜凍救急，更重要的是將廢物重新利用，起到很好的環(huán)保效果；但該方式的不足之處在于葡萄枝蔓附近土壤含水量低，增加了枝蔓“抽干”的風險，需進一步改進。這種集多個優(yōu)點于一種材料的制作思路將成為今后釀酒葡萄越冬覆蓋材料的發(fā)展主流。