我国北方葡萄覆盖防寒越冬研究进展

2015-03-23邓恩征张军翔张光弟

河北林业科技 2015年4期

邓恩征，张军翔，张光弟，2，3

（1.宁夏大学农学院，宁夏银川 750021；2.宁夏设施园艺技术创新中心，宁夏银川 750021；3.宁夏大学宁夏银川 750021）

1 前言

葡萄属于葡萄科葡萄属的多年生藤本落叶植物，在全世界水果栽培中面积和产量均居前列。我国北方葡萄是经济效益较高的栽培树种。干旱寒冷气候使得葡萄栽培时受严重的寒、冻害危害[1]，在极端低温低于-18℃时，会发生不同程度的枝蔓冻害，轻则葡萄品质低劣，产量降低，重则整株死亡，给葡萄栽培生产带来巨大的经济损失，同时也阻碍了北方地区葡萄产业的发展。所以在宁夏、新疆、河北、内蒙古、辽宁等地区进行葡萄栽培时，必须埋土才能安全越冬，这不但增加了种植成本，且对树体造成伤害，影响第2年萌芽，冻害依旧时常发生，如2011年河北张家口怀来地区早霜冻，造成八至九成葡萄受到危害[2]；宁夏2009年11月中下旬降雪，冻土厚，埋土困难，造成2010年葡萄比往年减产六成[3]。2008年冬季持续低温，九成1a生葡萄幼苗受冻，三至四成2a生幼苗受冻。1999年冻害造成333hm2绝收。冻害严重地影响葡萄在我国北方地区的发展。根据调查，我国北方葡萄栽培近1/2～1/3的成本用于冬季防寒与春季出土，找到一种节能环保，且成本低廉、保温、湿效果好的覆盖材料成为趋势，这对葡萄生产可持续发展有着重要意义。

2 葡萄覆盖防寒不同覆盖材料对比研究

2.1 葡萄保温被覆盖防寒和埋土防寒越冬比较

葡萄冬剪下架后，将葡萄枝蔓进行简易捆扎编缚在葡萄定植沟，将保温被盖在葡萄枝蔓上，在覆盖物的衔接处和两侧边沿用土压实。对照采用传统埋土的方式，覆土厚度在枝蔓以上30cm，呈梯形。保温被包括聚苯乙烯泡沫颗粒保温被、玻璃棉保温被、保温毡（毯）保温被、棉毡保温被、复合型保温被等。对比越冬期间的温度，可以得到采用保温被比传统覆土防寒土温要高，来年葡萄的萌芽率和结果率都显著高于埋土。

2.1.1 聚苯乙烯泡沫颗粒保温被覆盖越冬方式

聚苯乙烯泡沫颗粒保温被覆盖使得葡萄萌芽率、结果枝率分别达到了81.2%和93.7%，葡萄可以安全越冬[4]。聚苯乙烯泡沫保温被是采用双层化纤毯中间填充聚苯乙烯颗粒缝制而成。因其良好的保温性能，重量轻、易于卷放保存和良好的防寒性能、节约成本的优势受到葡萄种植者的关注。聚苯乙烯颗粒材料来源于废弃物再利用，相比覆盖其它材料因成本低廉，适于在生产中推广。

2.1.2 玻璃棉保温被覆盖越冬方式

与传统覆土相比温度提高0.1～3.5℃。使用玻璃棉保温被的新梢数量和新梢生长速度大于覆土越冬方式，且成本低于覆土防寒。玻璃棉保温被被面采用聚丙烯彩条布，被套玻璃棉密度为18kg/m2，被厚被宽由葡萄种植沟而定，该材料的导热系数为0.026～0.031W/m·K，为干土导热系数的1/25～1/30[5]，保温性能很好。值得在生产中推广。

2.1.3 无胶棉被外加覆膜的越冬方式

无胶棉被外加覆膜的越冬方式使地表温度可以提高1.57℃，地下30cm处温度可以提高1.08℃，地下60cm处较埋土处理土温提高了1.54℃，相对覆土保温效果显著。无胶棉被外加覆膜的越冬方式可以保障葡萄的越冬安全，提高了葡萄产量[5]。

2.2 葡萄塑料膜加埋土和埋土覆盖防寒越冬比较

葡萄冬剪下架后，灌足冬水将葡萄枝蔓进行简易捆扎盘压在葡萄定植沟，枝条一律放于沟内，采用先埋土后覆膜和先覆膜后埋土两种方式。塑料膜包括乙烯醋酸一乙烯（EVA）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、PVC膜等。对照采用传统埋土的方式，覆土厚度在枝蔓以上30cm，呈梯形。覆土上盖EVA膜处理，地上蔓部和地下根部均未受到低温冻害，第二年植株表现正常。覆土加盖EVA膜、覆土加盖PVC膜、PE膜上覆土产量高于覆土30%。先覆膜后覆土的处理方式表现也优于纯覆土。

2.3 葡萄秸秆、树叶、草帘、锯末等加塑料膜和埋土对葡萄越冬的比较

葡萄冬剪下架后，将葡萄枝蔓进行简易捆扎盘压在葡萄定植沟，上盖30cm厚的草帘或玉米秸秆或树叶，后上方再覆塑料膜，沿塑料膜用土边沿压实。与传统埋土的方式覆土厚度在枝蔓以上30cm，呈梯形相比。越冬期间采用盖草帘、玉米秸秆、树叶，然后上方盖塑料膜比传统覆土防寒土温要高[6]。葡萄越冬采用秸秆、树叶、草帘、锯末等加塑料膜比埋土越冬具有明显的保温保湿效果。采用秸秆、树叶、草帘、锯末等加塑料膜的覆盖方式，葡萄的地上部和根系均无冻害，亦减少了机械损伤，葡萄次年萌芽整齐，生长发育状况良好。但是越冬期间采用秸秆、树叶、草帘、锯末等材料会引来老鼠，应注意防治鼠害，以免啃断葡萄枝蔓。

2.4 葡萄覆盖防寒时积雪的影响

积雪明显延缓了地温的降低，随积雪厚度的增加地温上升，一定厚度积雪可以保护葡萄根系不受冻害[7]。蒸发是一个吸热的过程，积雪覆盖的土壤可以减少地表土壤水分蒸发，从而减慢土壤热量散失。因此，没有积雪覆盖的区域，由于冬季地表近层土壤水分蒸发带走土壤中热量，从而导致浅层地温的下降，另外积雪隔绝了雪面上与土壤之间空气热量的传导，同样减慢土壤热量散失。积雪覆盖相对无积雪覆盖葡萄冻害轻，翌年葡萄萌芽率高。但是必须要注意的是当积雪的厚度达不到一定要求时，融雪导致的覆盖材料的导热系数大幅度上升进而导致防寒性的下降。使得葡萄受到不同程度的冻害，所以积雪的不同厚度，对葡萄的防寒作用有着截然不同的效果。

2.5 越冬期间空气低温、湿度与地上枝蔓芽眼存活率的关系研究进展

越冬期间，葡萄器官到达能忍受的临界低温点后，细胞内开始结冰，细胞膜破裂，外观上经常可以看到芽组织或枝干皮层甚至木质部变褐或呈水浸状，在显微镜下观测，当葡萄枝干从0℃降到-20℃，含水丰富的组织形成的冰晶可使体积膨胀8%～9%[8]，冰晶将拉伸应力传导给树干组织，从而导致皮层以及韧皮部的细胞壁和筛管破裂即产生裂纹。实际上冬季树木在冷缩热胀的物理原理下都会经历外部皮层和内部木质部遇冷收缩不同步而产生裂隙的现象，裂隙的弥合能力或冰晶是否形成是决定能否开裂的关键。葡萄木质疏松，在大气干早的条件下，裂纹往往随着强劲的春风越来越明显，最终树体脱水形成生理干早，导致枝蔓开裂干枯死亡。刘军等人在对北京地区葡萄露地越冬安全性研究中，使用“里扎马特”、“京优”、“红地球”3 个品种，在-21.3℃低温前后测得芽眼成活率分别下降了63%、35%、36%[9]。可见极端低温低湿对葡萄会造成极大的伤害，这也是北方尤其是西北地域葡萄越冬“冻干”死亡的主要原因之一。

2.6 覆盖材料的研究进展

目前在葡萄栽培生产中逐步使用材料覆盖防寒越冬，早在1994年，李丙智、贺普超等进行覆土厚度防寒栽培研究，在覆土30～50cm时依然会有冻害发生，提出在覆土栽培的同时要栽培抗寒砧木嫁接苗[10]；2000年，王建军采用树叶作为防寒材料，可以减少捂芽和冻害的作用[11]；张亚红等（2007）对贺兰山东麓产区酿酒葡萄的不同埋土方式进行比较，越冬效果优劣依次是土覆聚氯乙烯（PVC）膜、土覆聚乙烯（PE）膜、PVC 膜覆土及沟埋[12]。吴亮等人（2010）在新疆地区采用玻璃棉保温被进行越冬防寒研究，与埋土防寒相比，覆盖玻璃棉保温被发芽早，长势强的结论。郭绍杰等人（2012）研究了雪厚度对葡萄越冬的影响，认为增加积雪厚度延缓了地温的降低，同时保护了葡萄根系不受冻害的结论。2013年李欣等采用化纤地毯并浅覆土覆盖对贺兰山东麓酿酒葡萄进行研究，在安全越冬前提下，减少次年出土及清沟用工量，覆盖材料还可兼顾预防晚霜冻害[13]。

3 小结

综上所述，葡萄覆盖防寒已经使用了多种材料，这些材料或单独使用或几种材料复合使用，与埋土防寒相比保温性能都有很大提升。地处西北的宁夏贺兰山东麓位于东经 105°45′39″～106°27′35″，北纬 27°43′00″～39°05′03″之间，是国内外久负盛名的优质葡萄产区之一，但其冬季冷燥，为此每年葡萄覆土防寒花费占全年支出的1/3。在葡萄冬季越冬防寒中使用聚苯乙烯泡沫颗粒保温被，葡萄可安全越冬，保温性状稳定，次年发芽率和结果率高。聚苯乙烯颗粒保温被质量轻，可以随时覆盖、卷放，方便快捷，能够在葡萄早、晚霜冻救急覆盖时采用，受到葡萄栽培生产人员的关注。聚苯乙烯颗粒和被套材料皆来源于废料再利用，节能环保，同面积覆盖比棉被等其他保温被节约，比塑料膜环保，不会引起鼠害。另外，土壤的温度、湿度是相互作用的，水分蒸发湿度减小，同时温度也会下降，研究不同覆盖材料下温度变化，还需考虑湿度变化的影响，受到冻害和枝条缺水抽干时（“冻干”）葡萄翌年萌芽率都会降低。冻害时葡萄处于低温胁迫状态，枝条内的脯氨酸[14]、丙二醛、细胞膜透性[15］也发生变化，通过测定这些生理指标可以直接得到葡萄受冻情况；而且，覆盖材料都有一定的导热系数[16］，导热快慢直接影响到外界温度对覆盖材料下微环境、地温的作用，对不同材料的组合及其储热、传热、保湿特点等的进一步研究是领域的工作内容之一。

［1］Olivier Planchon，Nerve Quenol，Liviu Irimia.European cold wave during February 2012 and impacts in wine growing regions of Moldavia （Romania）［J］.Theoretical and Applied Climatology，2015，120：469-478.

［2］陈文朝，闰凤岐，王伟军，等.张家口地区葡萄冻害调查及预防措施［J］.中外萄萄与萄萄酒，2012，（5）：12.

［3］李欣，李玉鼎，王国珍，等.贺兰山东麓酿酒葡萄栽培主要自然灾害［J］. 中外萄萄与萄萄酒，2012，（1）：9.

［4］李欣，张光弟，李玉鼎.聚苯乙烯颗粒材料覆盖对贺兰山东麓酿酒葡萄越冬防寒的效果［J］，北方园艺，2013，（7）：29-31.

［5］吴亮，梁智，王碧箫，等.玻璃棉保温被在新疆红地球葡萄免埋土越冬防寒中的应用研究［J］.河北林业科技，河北林业科技，2010，（4）：8-9.

［6］吕银录，刘勤先，徐晓琴，等.石羊河流域膜覆盖无核白鸡心葡萄越冬技术［J］. 北方园艺，2012，（5）：190-192.

［7］郭绍杰，陈恢彪，李铭，等.葡萄越冬期间积雪厚度与地温变化的研究［J］.安徽农业科学，2012，（1）：70-72.

［8］Meiering A.G，Paroschy J.H，Peterson R.L，et al.Mechanical freezing injury in grapevinetrunks［J］.Am.J.Enol.vtic.，1980，（31）：81-89.

［9］刘军，王小伟，杨福银.北京地区葡萄露地越冬安全性及其影响因素的研究［J］. 果树学报 2002，19（6）：389-394.

［10］李丙智，贫普超，杨晶辉，等.陕北葡萄覆土防寒栽培技术［J］.葡萄栽培与酿酒，1994，（4）：7.

［11］王建军.葡萄越冬防寒的好材料——树叶［J］.哲里木畜牧学院学报，2000，（3）：28-10.

［12］张亚红，平吉成，王振平，等.宁夏酿酒葡萄不同埋土方式越冬效果的比较［J］. 果树学报，2007，24（4）：449-454.

［13］李欣，张光弟，李玉鼎.简易埋土法在贺兰山东麓酿酒葡萄越冬防寒中的应用研究［J］.北方园艺，2013，（3）：34-36.