果樹凍害的成因及其預(yù)防對(duì)策

焦灰敏，趙 航，馮 梅，肖莉娟，王華強(qiáng)，黃 鵬，陳 剛，曹亞軍*

（1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆理工學(xué)院）

異常天氣的發(fā)生，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)諸多不便的同時(shí)還給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。凍害的發(fā)生會(huì)對(duì)果樹種植產(chǎn)生重大影響。有資料顯示，在1947—1993年期間，我國(guó)北方平均每8年就會(huì)發(fā)生一起較為嚴(yán)重的凍害。而蘋果最先受到?jīng)_擊，也受害最重，主要受凍部位以枝干形成層、側(cè)芽以及頂芽等器官較為嚴(yán)重。1991—1992年，因低溫凍害導(dǎo)致南方大部分以柑橘為主的果樹產(chǎn)區(qū)受災(zāi)減產(chǎn)、果樹凍死，對(duì)當(dāng)?shù)氐牧止a(chǎn)業(yè)造成了嚴(yán)重影響。新疆各類自然災(zāi)害也時(shí)有發(fā)生，新疆有三大災(zāi)害[1]：有害生物、低溫凍害以及大風(fēng)沙塵。這三大災(zāi)害嚴(yán)重威脅著新疆特色林果業(yè)的發(fā)展。三大災(zāi)害中凍害給新疆林果業(yè)帶來(lái)巨大損失。2008年的一次寒潮天氣，導(dǎo)致整個(gè)南疆以及東疆的哈密和吐魯番地區(qū)遭受凍害果樹面積超過4.67萬(wàn)hm2，并造成超過7億元的經(jīng)濟(jì)損失。2010年受全球氣候環(huán)境影響，新疆的氣候異常，因氣象因素產(chǎn)生的最強(qiáng)雪災(zāi)、極值降水、大風(fēng)、寒潮等極端天氣導(dǎo)致的凍害，給新疆果樹栽培種植造成了極其嚴(yán)重的損失。因此，研究極端天氣發(fā)生規(guī)律以及產(chǎn)生的危害，在災(zāi)前采取預(yù)防應(yīng)對(duì)措施就十分有必要。

1 果樹器官凍害的表現(xiàn)

凍害的發(fā)生往往由寒流、大風(fēng)降溫、持續(xù)陰雨等特殊天氣的發(fā)生而發(fā)生。一般發(fā)生在冬季12月至翌年2月間。果樹最易遭遇凍害的五個(gè)器官包括：樹干、枝條、花芽、根頸、根系。

1.1 凍害對(duì)樹干的影響

樹干凍害的發(fā)生部位是距離地表50 cm以上的主干或主枝條。由于樹干陽(yáng)面與樹干陰面的溫差較大，凍害導(dǎo)致樹干發(fā)生縱裂，樹皮與木質(zhì)部分離。受害較輕時(shí)，能夠自我愈合，受害嚴(yán)重時(shí)，樹皮外卷，甚至全株死亡。

有資料顯示，凍害的受害部位有學(xué)者研究表明距離地面越近，越容易發(fā)生凍害。樹干形成層不同高度處的溫度差異導(dǎo)致樹干形成組織破壞的程度，離地面越近的樹干形成層溫度變化受到氣溫變化劇烈[2]。

1.2 凍害對(duì)枝條的影響

由于幼樹枝條的生長(zhǎng)停止較晚，枝條木質(zhì)部發(fā)育不能很好的成熟，導(dǎo)致其最先受到凍害。輕微凍害時(shí)，僅表現(xiàn)出局部發(fā)生變色；較重時(shí)枝條脫水，然后抽干干縮；嚴(yán)重時(shí)，整株樹體枝條自外向內(nèi)各級(jí)枝條均可凍死。據(jù)辛玉成[3]等人關(guān)于1993年蘋果凍害調(diào)査，一年生枝條頂部和徒長(zhǎng)枝受凍枝率為20%，二年生以上枝條受凍率平均僅3%～4%。

成熟的枝條的抗寒程度：形成層＞皮層＞木質(zhì)部＞髓部。受凍較輕時(shí)，枝條髓部變色，中等凍害時(shí)，枝條木質(zhì)部變色，嚴(yán)重凍害時(shí)韌皮部受害，當(dāng)形成層變色時(shí)，則植株瀕臨死亡。

多年生枝發(fā)生凍害，多表現(xiàn)為樹皮的局部?jī)鰝?，易發(fā)生腐爛病等病害。

1.3 凍害對(duì)花芽的影響

花芽?jī)龊Φ陌l(fā)生會(huì)影響果實(shí)的產(chǎn)量及質(zhì)量?；ㄑ渴芎χ苯佑绊懙疆?dāng)年的果樹產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。凍害的發(fā)生，導(dǎo)致果樹開花坐果率不高，幼果也極易受凍脫落，果實(shí)形狀不一，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和質(zhì)量。

花芽較葉芽和枝條抗寒力低，因此花芽受到凍害也較為常見。蘋果的花芽為混合芽，一芽中有中心花及5～6朵邊花，有研究表明，邊花的抗寒力較中心花強(qiáng)。很多果樹的花芽萌動(dòng)較早，越冬時(shí)的分化程度比較深，抗凍性比較差，因此花芽較葉芽更易受凍害。吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)周清桂[4]等研究了不同品種各類花枝的花芽受凍情況（1985年），研究表明，研究的3個(gè)品種抗寒力由高到低均表現(xiàn)出：腋花芽＞短果枝頂花芽＞長(zhǎng)枝頂花芽。

1.4 凍害對(duì)根頸的影響

根頸是地上部與地下部交接的地點(diǎn)，地上部進(jìn)入休眠過程最晚而完成休眠過程最早。因根頸接近地表，溫差變化大，易受凍害。根頸凍害對(duì)果樹的栽培是致命的，嚴(yán)重的凍害能夠影響其地上部與地下部的物質(zhì)運(yùn)輸，根頸凍害可引起樹勢(shì)偏弱，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡。有報(bào)道稱，內(nèi)蒙古曾發(fā)生過蘋果樹因根頸凍害導(dǎo)致果樹死亡的事件，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)造成了巨大的損失。

2007年冬季2008年春，新疆遭遇多年不遇超低溫天氣，因低溫天氣突然且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致新定植棗樹大面積凍害，紅棗幼樹的根莖部皮層有30%～40%發(fā)生凍裂，苗圃地中70%紅棗嫁接苗被凍傷或凍死[5]。

陳桂玉[6]據(jù)調(diào)查，果樹根頸凍害的發(fā)生與樹勢(shì)有關(guān)，也與根頸部位是否保護(hù)有關(guān)。樹勢(shì)健壯的果樹，樹根頸凍害發(fā)生比較輕，而弱樹發(fā)生凍害相對(duì)較重；果樹根頸部位沒有培土的果樹發(fā)生凍害較重。因此，保護(hù)果樹的根頸與果樹的生存至關(guān)重要，易凍地區(qū)每年都需要做好御寒措施。

1.5 凍害對(duì)根系的影響

果樹的地下部相對(duì)地上部耐寒力較差。因?yàn)楦禌]有休眠期，所以形成層最易受凍。根系受凍后，不能及時(shí)為樹體供應(yīng)養(yǎng)分，導(dǎo)致樹勢(shì)弱。劉效義[7]等人對(duì)葡萄根系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，不同層厚度的地塊，葡萄冬季根系凍害有顯著差異，土層越淺，凍害越重。

姑麗娜爾·吾甫爾[8]研究了駿棗根系的凍害，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，根系分布在12～25 cm的主根群受到嚴(yán)重凍害，主根群分布越淺，根系凍害級(jí)別越高；主根群分布越深，根系凍害面積越大。

2 凍害的發(fā)生原因及其對(duì)果樹生理機(jī)制的影響

2.1 凍害發(fā)生的主要原因

凍害是指果樹在越冬期間遇到0 ℃以下低溫或劇烈溫變或較長(zhǎng)期處在0 ℃以下低溫中，造成的果樹冰凍受害現(xiàn)象[9]。

可根據(jù)果樹受凍的危害程度對(duì)凍害分級(jí)，因不同果樹的耐寒程度不一樣，不同的器官耐寒程度也不同。因此，對(duì)果樹的凍害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)不唯一。黑龍江省園藝研究所將仁果類果樹凍害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1970）分為0～5級(jí)6個(gè)等級(jí)；華中農(nóng)學(xué)院將柑橘類凍害鑒定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（1980）也分為0～5級(jí)6個(gè)等級(jí)。

根據(jù)果樹受凍的不同器官對(duì)果樹的受凍情況進(jìn)行凍害分級(jí)，可以用凍害指數(shù)表示[9]。通過對(duì)凍害果樹調(diào)查，運(yùn)用公式計(jì)算，判定凍害指數(shù)大小。凍害的指數(shù)越大，則說明凍害發(fā)生越嚴(yán)重。輕微的凍害可以采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行挽救，而嚴(yán)重凍害的發(fā)生是滅絕性的，更是不可逆的，往往導(dǎo)致果樹受凍死亡，造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。

從宏觀的角度看，果樹凍害發(fā)生的主要因素是低溫。長(zhǎng)期的低溫環(huán)境導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分的結(jié)冰，冰凍導(dǎo)致細(xì)胞脫水等因素導(dǎo)致植株水分及養(yǎng)分的不能供應(yīng)而死亡。氣溫的大幅度下降、持續(xù)0 ℃以下低溫、長(zhǎng)期低溫高濕環(huán)境、樹干長(zhǎng)時(shí)間積雪、果園大霧彌漫、氣溫上升過快等情況的發(fā)生都是果樹嚴(yán)重受凍的主要成因[10]。

凍害的發(fā)生與果樹的內(nèi)在因素有關(guān)系。如，果樹自身的品種、抗寒性、秋季環(huán)剝、嫁接高度[11]以及樹勢(shì)強(qiáng)弱等對(duì)果樹凍害的發(fā)生也有一定的影響。凍害的發(fā)生也與外在的環(huán)境密切相關(guān)，如，冬季積雪、沙塵、陰雨、霜寒、以及防風(fēng)林建設(shè)等亦有顯著的影響。

自然條件下，對(duì)果樹凍害影響最大的兩個(gè)因素為：溫度和水分。有學(xué)者研究表明，極端低溫是果樹凍害的主要原因，日平均氣溫下降幅度對(duì)凍害的發(fā)生影響相對(duì)較小[12]。

2.2 果樹凍害產(chǎn)生的生理機(jī)制

從微觀的角度看，外界溫度下降超過0 ℃，樹體細(xì)胞間隙、原生質(zhì)和細(xì)胞壁間及原生質(zhì)因?yàn)橛兴芤旱拇嬖冢_(dá)到冰點(diǎn)后結(jié)冰，結(jié)冰使膜相由液晶態(tài)變?yōu)槟z態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞膜破損，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[13]。細(xì)胞間隙結(jié)冰，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)水分外滲，最終因生理失調(diào)而造成傷害。降低細(xì)胞膜活性，使細(xì)胞失去活力。因?yàn)榧?xì)胞膜遭到破壞，細(xì)胞內(nèi)外結(jié)冰，形成冰晶，導(dǎo)致膜內(nèi)大量溶質(zhì)外滲，細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)因結(jié)冰而停止或減慢流動(dòng)；最終導(dǎo)致植物水分代謝失調(diào)，使細(xì)胞吸水能力和蒸騰速率都顯著下降；酶活性受到嚴(yán)重影響，植株的光合速率減弱甚至停止。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，植物體細(xì)胞內(nèi)的生物膜體系與細(xì)胞膜的相變和植株的抗寒性有一定的關(guān)系。果樹發(fā)生凍害時(shí)，細(xì)胞膜由液晶態(tài)變成凝膠態(tài)；膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受到破壞，膜上酶活性下降，使細(xì)胞內(nèi)原本正常的生理生化過程發(fā)生異常，最終導(dǎo)致植株勢(shì)弱或死亡[14]。

3 預(yù)防凍害發(fā)生的應(yīng)對(duì)措施

3.1 選擇適宜的抗寒樹種和品種（砧木）

可以適當(dāng)選擇合適的耐寒冷品種，可適當(dāng)?shù)囊眠m合當(dāng)?shù)刈匀粭l件的抗寒品種，選擇風(fēng)小，土層厚實(shí)的地方建園。對(duì)抗性差的新品種先小面積試種或利用抗旱性強(qiáng)的中間砧高接[15]，然后再推廣的方式種植。

李丙智[16]等人研究了采用M9 -T337自根砧種植的富士等品種在采用常規(guī)防凍措施條件下，在新疆阿拉爾市-22 ℃（2016年）以上低溫，遼寧新民市-25 ℃（2016年）以上低溫，均能夠安全越冬，沒有發(fā)生凍害現(xiàn)象。可見，抗寒砧木對(duì)預(yù)防凍害的發(fā)生具有重要意義。

3.2 灌冬水、春水

因果樹冬季處于休眠期，冬季時(shí)間較長(zhǎng)，不能及時(shí)灌水，采用灌封凍水的方式也可以很好的防止果樹遭受凍害。入冬前的防凍水以及開春的春水，對(duì)樹體保持地下部分與地上部分平衡有重要的作用[17]。適宜的田間持水量，能夠在一定程度上應(yīng)對(duì)果園凍害的發(fā)生。

果樹萌芽和開花時(shí)及時(shí)澆水，可以減少地溫，延遲萌芽和開花時(shí)間，或者給樹上噴水減輕低溫影響。萬(wàn)興蓮[18]等人研究表明在果樹萌芽前和萌芽后灌水，能夠有效推遲花期。總體看來(lái)，萌芽前后灌溉2～5次，可推遲花期5～8d。

3.3 培土覆蓋

培土覆蓋對(duì)預(yù)防凍害的發(fā)生具有顯著地意義。通過果樹基部覆土，在樹體頸部周圍培錐形土堆厚度20～30 cm，回暖后將土扒開，不僅能夠?yàn)楣麡涮峁┏渥愕乃?，更能起到保溫的作用。同時(shí)可利用覆地膜、鋪雜草、樹葉、廄肥等方式放置在樹頸周圍，厚度鋪放為10～15 cm，既可提高地溫3～5 ℃，又能增加土壤養(yǎng)分，最終達(dá)到達(dá)到保溫、保濕、保肥的目的[19]。

3.4 樹干涂白

通過涂白不僅能起到推遲芽體萌動(dòng)，對(duì)樹體起到保溫的作用，亦可防止日灼，更能防止病蟲害及野生動(dòng)物對(duì)果樹的啃食。通過樹干刷白，可以減少樹體的蒸騰量，可有效預(yù)防抽條；白色能夠反光和防止輻射，以降低樹體溫度，對(duì)防御冬末春初枝條抽干及避免花芽葉芽受凍害有一定效果[20]。

涂白可用石硫合劑、石灰、食鹽、植物油按照一定的比例進(jìn)行混合，可配置成食鹽石灰乳劑，也可以使用商品涂白劑對(duì)樹干進(jìn)行涂白，能在冬季對(duì)果樹主干起到長(zhǎng)期的保護(hù)作用。

3.5 噴藥

在寒冷的初期，對(duì)果樹噴施抑蒸保溫劑[21]，增強(qiáng)樹體的抗寒性，抑制水分蒸發(fā)，起到防凍作用。在果樹萌動(dòng)前，噴植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[22]，如乙烯利、萘乙酸、矮壯素、多效唑、赤霉素以及布蔡乙酸鉀鹽溶液等以抑制萌動(dòng)，從而提高御寒能力。在霜凍及冷害到來(lái)之前，對(duì)正在萌動(dòng)的果樹噴施適宜濃度的磷酸二氫鉀溶液，提高花的細(xì)胞液濃度，以增強(qiáng)花蕊的抗寒能力，對(duì)花器和幼果的健康發(fā)育具有一定的促進(jìn)作用。

3.6 果園熏煙

及時(shí)收聽天氣預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)關(guān)注當(dāng)?shù)貧鉁刈兓?，在預(yù)報(bào)的前一天晚上或根據(jù)果園的溫濕度變化，在果園內(nèi)不同地方堆放秸稈、落葉、稻殼等燃燒和發(fā)煙材料。一般情況下1 hm2果園可以點(diǎn)45～60個(gè)燃火點(diǎn)[23]，具體情況依園而定。當(dāng)夜間氣溫降至5 ℃時(shí)點(diǎn)火熏煙，亦可使用特定的放煙裝置，通過煙霧以減少土壤熱量的輻射散發(fā)，煙霧在果園中的覆蓋，可以減緩地面散熱散失，增加空氣熱量，促使果園升溫3～4 ℃[24]。

3.7 其他方法

可以采用葉面噴施尿素加速落葉；在果樹基部纏棉條保溫；在樹盤鋪放牛糞保溫；增施有機(jī)肥，提高樹勢(shì)；主干涂臘或豬油等方式對(duì)果園的凍害進(jìn)行防御；在果園周圍建立防風(fēng)障，用蘆葦、稻草、防風(fēng)草把等，或者在果園周圍建立防護(hù)林帶，提高果園氣溫，減輕因寒冷造成的凍害[25]。

4 凍害發(fā)生后的管理

在果園發(fā)生凍害后，可根據(jù)受凍果樹的主干、側(cè)枝、花朵、葉顏色等外觀，以及硬度和手感變化等，以及具體受凍部位形狀、面積等，判斷果樹的凍害等級(jí)；根據(jù)果園凍害發(fā)生的具體凍害程度，采取綜合防治的措施加以管理，可采用以下幾種方法對(duì)受害后的果樹進(jìn)行管理。（1）對(duì)于幼枝，或者主干遭受凍害的，及時(shí)摘除枯葉；已確定整株死亡的，及時(shí)對(duì)受凍植株予以清除，防止病蟲害的感染。（2）凍害發(fā)生后，應(yīng)延遲修剪。適時(shí)采取重截，對(duì)抽干枝條進(jìn)行短截，截到多年生枝健康部位，調(diào)整樹形，疏除徒長(zhǎng)枝條，盡量做到少留花芽，減少果樹的負(fù)載量。（3）保證肥力供應(yīng)。在果樹受害后，應(yīng)保證充足的氮肥、適量施用磷肥和鉀肥及微量元素。通過肥力的供應(yīng)，促進(jìn)樹勢(shì)恢復(fù)[26]。（4）防止病蟲害的發(fā)生。果樹受凍后，嚴(yán)格檢查整個(gè)果園的果樹，對(duì)發(fā)生的病斑及時(shí)疏除刮除、涂藥，對(duì)全園進(jìn)行石硫合劑的噴施，消滅病菌，防止樹體因凍害染病染蟲死亡[25]。（5）為了受災(zāi)果樹今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，建議采用高枝換頭、引種、探索林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方式以減輕或緩沖因凍害帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失[27]。

5 小結(jié)及結(jié)論

凍害的發(fā)生，往往會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，通過對(duì)凍害發(fā)生的機(jī)理以及措施的預(yù)防，能夠有效的較少凍害對(duì)林果業(yè)造成的損失。通過對(duì)果樹凍害的發(fā)生部位可以發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律：幼樹凍害高于成年樹；幼嫩枝條受凍程度高于樹干；同一株樹，外層枝條凍害高于內(nèi)層枝條。果樹樹體陰面受凍部位大于樹體陽(yáng)面等規(guī)律。通過對(duì)這些規(guī)律的研究總結(jié)，可以很好的應(yīng)用并指導(dǎo)實(shí)踐。

本文僅研究了凍害在果樹上的發(fā)生部位、凍害的形成原因機(jī)理、預(yù)防措施及害后管理，對(duì)果樹凍害的影響因子沒有系統(tǒng)闡述，有待進(jìn)一步研究。