贺兰山东麓葡萄自然越冬抗寒性观察

张光弟，俞晓艳，李欣，李玉鼎，曹卫兵，尹清雨，冯彦彪，叶建华

（1. 宁夏大学农学院，银川 7500021；2. 宁夏设施园艺（宁夏大学）技术创新中心，银川 7500021；3. 银川市园林局，银川 7500001；4. 北方民族大学信息与统计学院，银川 7500021；5. 宁夏百盛王朝酒庄，银川 7500001；6. 宁夏华举科技发展有限公司，银川 7500021；7. 宁夏回族自治区葡萄产业发展局，银川 7500002）

宁夏贺兰山东麓位于北纬27°43′00″～39°05′03″，东经105°45′39″～106°27′35″，是我国新兴优质酿酒葡萄种植区，还是我国葡萄种植的埋土越冬防寒区[1]，也是继烟台、昌黎之后，第三个获得国家葡萄酒原产地域保护产区（地理标志产区）。张晓煜等[2]根据宁夏1∶25万地理信息数据和宁夏各气象站1960—2005年的气候资料，运用GIS技术对宁夏气候要素网格推算方法，将7～8月份水热系数作为一级区划指标，7～9月≥10 ℃积温作为二级区划指标，指出宁夏酿酒葡萄种植的4个分区意见。国内针对葡萄树越冬冻害开展了大量研究，王依[3]在实验室采用低温试验，提出4个品种的抗寒性中‘赤霞珠’最弱。刘期国等[4]在实验室采用温度梯度法检测‘红地球’‘里扎马特’‘无核紫’抗寒性，指出‘红地球’的抗寒性最弱。张文娥等[5]以葡萄属12个种45个株系（或品种）为试材，利用隶属函数法对其抗寒性进行了综合评价，指出山葡萄成熟枝蔓可耐-50～-40 ℃低温，在冬季极端气温-28.5 ℃以上的地区栽培可露地越冬。刘存宏等[6]在泰安地区采用实地种植不同处理，对18个鲜食葡萄品种的抗寒性进行了比较研究，认为‘矢富罗莎’‘大粒六月紫’‘红玉霓’‘葡萄园皇后’‘京秀’等鲜食品种抗寒性较强。

贺兰山东麓具有典型大陆性气候特点，即春暖快、夏热短、秋凉早、冬寒长、早春气温变幅大，降雨量少、蒸发强烈、大气湿度低，晚霜冻频繁[7]；从上世纪80年代初期到2011年，该产区30年共发生冬季葡萄冻害6次。在树体埋土越冬保护下，1982年冬季玉泉营地区平地栽培的1年生葡萄幼树越冬死亡率达40%；1991年冬季8～10年生结果树越冬死亡率达70%；1999年冬季1～3年生幼树越冬受冻率达到50%，绝产333 hm2。2008年2月1日最低气温达到-23.4 ℃，低温持续时间最长、绝对温度最低的一年，银川地区1年生自根苗葡萄幼树90%以上受冻；2年生幼树冻死株率也达30%～40%[8]。树体抗寒性早已被关注到。郭惠萍等[9]在宁夏玉泉营观察了‘北玫’‘北红’的树体不冬剪但压条自然越冬4月11日的萌芽率为72.72%，但因萌动早新梢抗晚霜能力差损失严重。本文通过对贺兰山东麓贺兰金山实验点2017年12月至2018年3月葡萄越冬期间和2018年5月6～7日霜冻日温度等指标测定，与自然越冬、历经霜冻后的‘赤霞珠’等3个酿酒、‘摩尔多瓦’等11个鲜食葡萄品种存活状态研究评价，旨在为贺兰山东麓葡萄材料覆盖越冬防寒栽培、自然越冬栽培品种的选择、修剪提供建议。

1 材料与方法

1.1 试验材料

3个酿酒品种：‘霞多丽’‘赤霞珠’‘马瑟兰’；11个鲜食葡萄品种：‘泽香’‘香秀’‘乍娜’‘无核白鸡心’‘维多利亚’‘红太阳’‘红地球’‘白宝石’‘夏黑’‘玫瑰香’‘摩尔多瓦’。

1.2 地点与种植

种植地位于贺兰山东麓的宁夏贺东葡萄庄园与长城云漠酒庄之间的和誉酒庄西段，为典型洪积扇砾石种植土壤。定植前挖掘定植沟剔除石砾，土壤改良后按株行距3 m×0.5 m定植。篱架栽培，加上铅丝第一道离地面0.50 m，一次向上共布4道，间距0.50 m，整形采用倾斜主干，最上铅丝的延长梢8月剪出梢尖。初秋修剪第四道丝上母枝梢头，但越冬前未冬灌。树龄均3年生，顺株行调查，样本数量均大于50株。

1.3 指标测试方法

1.3.1 环境指标与分区

采用pc-2s32通道无线自动记录仪记录，记录间隔每30 min一组。数据区间为2017年12月至2018年3月贺兰山东麓实验点越冬期间和5月6～7日霜冻日温度、湿度指标。旬最低温度为区间段最低温度值；旬温度均值为区间所有测定值之和除以值点数求得。

依据试验期间记录的数据将温度所处的6个分区进行时数累积，分区划分为：低温过度区时数＞0 ℃、低温累积初始区-5 ℃≤时数＜0 ℃、低温活跃区-10 ℃≤时数＜-5℃、低温威胁警示区-15 ℃≤时数＜-10 ℃、低温危险区-18 ℃≤时数＜-15 ℃、低温致死区＜-18 ℃。对旬环境相对湿度（RH%）采用旬区间所有测定值之和除以值点数求得。

1.3.2 树体指标与计算方法

调查日期为2018年5月7日。单株主蔓粗度为距离地表10 cm处测定，共10株求均值；将10株树上每母枝粗度测定的第一与第二节间宽径与扁径之和除以2计算母枝粗度。

（1）地表根茎萌发率/%＝地表根茎萌发数量/调查株数×100；

（2）单株越冬母枝萌发百分率/%＝单株越冬母枝萌发数量/调查株数×100；

（3）植株存活百分率/%＝地表根茎萌发率＋单株越冬母枝萌发百分率；

（4）节位芽眼萌发状态评价：由母枝基部向上顺节位计数，萌发为1、未萌发计数0；计数后求得节位芽眼萌发百分率/%＝节位芽眼萌发数量/节位芽眼总数量×100；

（5）节位着穗状况：节位着穗状态以含有1果穗计数为1，两穗果计数为2，计算节位平均着穗数量，数值×100。

数据统计分析、制图采用微软Excel 2007软件完成。

2 结果与分析

2.1 月旬温度最低-均值及相对湿度变化特点

葡萄栽培过程中，温度是区划的重要指标之一，同样贺兰山东麓葡萄越冬冻害与晚霜冻的伤害始终与低温紧密关联。基于2017年12月至2018年3月越冬期间的旬低温和旬日温度均值的统计发现（图1），期间旬最低温度出现在2018年的1月28日，值为-23.6 ℃低于公认的休眠枝条-18 ℃的低温下限值，且持续至2月2日略有回升至-22.9℃，时间长达6 d；同时，空气的相对湿度从52.2%下降至39.1%，这对露地栽培自然越冬的葡萄品种是严峻考验，在环境低温、低湿度的协同作用下将会加剧植物组织中的水分外逸[10]。2017年12月至2018年3月中旬期间，表现为旬日温度均值在负温区，而相对湿度在3月上旬延续了2月的降势值为14.5%。

2.2 越冬期间月-旬低温累积变化特点

葡萄的枝蔓存活受环境负温幅度的影响，实验室低温处理条件下的越冬休眠枝条抗性随负温绝对值的增大而降低，表现为低温对细胞膜的伤害逐渐增大，细胞膜透性逐渐增加[11]。

对葡萄越冬期间的低温累积量数据的分析发现（表1），月旬之间差异较大，12月表现为各温区旬间规律不强、波动性较大，但低温警示区的温度累积时数明显增大，总时数达到203 h，表明已经为向低温危险区时数的累积做好了准备，12月低温致死温区的总累积时数有6 h，集中在12月中旬出现，反之在下旬并无致死温区时数的积累。

随着进入2018年1月，低温威胁警示区的时数较2017年12月减少了53.5 h，但低温危险区时数由上旬的5.5 h，提升至中旬的21 h及下旬的26.5 h，在此前提下，下旬的低温致死温区达到了28.5 h，整月累积31 h。

图1 月旬最低-日均值温度及相对湿度变化Figure 1 Variation of coldest-daily average temperature of the frist, middle, last tendays period of a month and relative humidity

进入2月上旬，低温致死温区时数累积持续了1月下旬的状态，量值为28.5 h。尽管进入中下旬过程中的低温危险区时数较1月份大幅减少40 h，但是整月低温致死温区时数累积仍然达到了30 h，1～2月总时数合计61 h，表明了贺兰山东麓，葡萄越冬枝蔓潜在伤害期主要始于1月上旬，但主要发生在1月下旬至2月上中旬。

3月温区时数累积主要在低温过渡区，而低温危险、致死区域的时数累积全部为零。3月温度致死变为次要因素，但3月上旬持续2月的空气低湿度，助推了1月下旬至2月的低温对树体的伤害。

2.3 2018年晚霜冻发生日温度变化特点

晚霜冻是影响宁夏贺兰山东麓葡萄树体寿命、产量的重要制约因素。2008年4月23日晚霜冻发生，田间最低气温降至-4～-3 ℃，葡萄受冻部位主要是已经萌发的芽眼和嫩梢，发芽早的葡萄品种受冻十分严重（如山葡萄品种）[12]。

2018年5月6～7日本区发生区域性霜冻。从如图2可以看出，5月6日两个酒庄从下半夜的1∶00～1∶30分陆续进入负温区，贺东葡萄庄园在凌晨5∶00时达到负温最低

表1 越冬期间上-中-下旬不同温区累积时数变化Table 1 The changes of accumulated hours in different temperature zones

图2 2018年5月6日与7日霜冻发生期间温度变化Figure 2 Temperature change during frost on 6 and 7 May 2018

点，长城云漠酒庄推迟0.5 h达到等值温度；在最低温值上两测试点相差0.1 ℃，持续时间上贺东葡萄庄园在-1.7℃温度下维持不到0.5 h回升至-1.2 ℃，而长城云漠酒庄-1.8～-1.7 ℃持续1 h才回升至-1.4 ℃；贺东葡萄庄园早晨7∶00时升温0 ℃以上，长城云漠酒庄8∶00时进入正温区。5月7日贺东葡萄庄园较长城云漠酒庄提前1.5 h率先在0∶30进入负温区，略反弹后直接降到-2.5 ℃，并在凌晨6∶00～6∶30降至-4.2 ℃、-4.1 ℃，7∶30后才回升至正温区；长城云漠酒庄在凌晨6∶30～7∶30间，温度均值-3.47℃，7∶30分又迅速回升至2.2 ℃。5月7日霜冻的伤害程度远大于5月6日，造成宁夏贺兰山东麓已出土的葡萄遭受严重霜冻。依据针对葡萄品种叶片抗霜冻能力的相关研究显示，葡萄霜冻敏感范围为-5.1～-2.3 ℃，品种之间存在差异，而赤霞珠、霞多丽在-2 ℃就出现霜冻敏感[13]，意味着这两个品种萌发新梢抗霜能力较弱。

2.4 葡萄品种自然越冬霜冻后存活率调查

试验自然越冬、霜后的参试品种均有不同程度的死亡。根据图3显示，品种之间差异大，死亡率由高到低的排序为霞多丽＞赤霞珠＞马瑟兰＞泽香＞香秀＞乍娜＞无核白鸡心＞维多利亚＞红太阳＞红地球＞白宝石＞夏黑＞玫瑰香＞摩尔多瓦。酿酒葡萄品种‘霞多丽’‘赤霞珠’及鲜食葡萄‘乍娜’抗寒性差的特点再次被证实与实验室条件下的负温阶序列降温试验结果高度吻合[14-15]。对存活植株的存活方式分析发现，植株存活率大于50%的‘夏黑’表现为单株越冬母枝萌发方式，而‘玫瑰香’‘摩尔多瓦’则表现为单株母枝萌发与主蔓地表根茎萌发共存，但以单株母枝萌发为主，且无差异显著性。

2.5 葡萄品种自然越冬霜冻后节位萌发与着穗特点

葡萄节位芽眼萌发能力是其越冬及抗霜冻的重要评价指标之一，芽眼萌发与着穗直接相关。将抗寒性较好的‘夏黑’‘玫瑰香’‘摩尔多瓦’3个品种在经过霜冻后的母枝节位萌发与着穗特点进行调查。

图4中‘夏黑’自然越冬霜后的节位萌发从第3节芽眼开始大于30%，并在29节之前呈现持续增加的趋势，节位新梢萌发百分率均值55.61%；其相应节位着穗也明显随节位萌发率的提高而增加，节位新梢着穗原值×100计量值达到57.44。

图5中‘玫瑰香’自然越冬霜后的节位萌发从第1节芽眼开始节位新梢萌发百分率大于50%，并在15节达到顶峰，为56%；此间节位着穗随之呈正相关变化。第16节位开始一路降至第24节位达到22%。‘玫瑰香’新梢萌发百分率均值40.43%，新梢着穗原值×100计量值达到31.50，已低于‘夏黑’。

图6‘摩尔多瓦’自然越冬霜后从第1节芽眼开始节位新梢萌发百分率就大于50%，并在24节位达到100%；新梢萌发百分率均值56.97%，但关联着穗的有效节位集中在第20节位之前，并在第15节位达到新梢着穗原值×100，计量值142，均值为60.01。‘摩尔多瓦’在第21节位后，着穗不再随芽眼萌发的增高而变动。除‘夏黑’外，‘摩尔多瓦’‘玫瑰香’均有秋季修剪越冬后母枝梢端2节及以上的“抽干”现象，自然越冬后主萌发节位16～17节。

图3 葡萄品种越冬霜后存活、植株萌发存活特点变化Figure 3 Changes of plant germination and survival characteristics of grape varieties after overwintering and frost

图4 ‘夏黑’越冬霜后母枝节位萌发与着穗特点Figure 4 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of new shoot 'Summer Black' after overwintering and frost

图5 ‘玫瑰香’越冬霜后母枝节位萌发与着穗特点Figure 5 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of newshoot 'Muscat Hamburg' after overwintering and frost

图6 ‘摩尔多瓦’越冬霜后母枝节位萌发与着穗特点Figure 6 Change characteristics of the node germination of branch and the value of spike number of new shoot 'Moldova'after overwintering and frost

3 结论

宁夏贺兰山东麓在我国葡萄区划中属于原料品质适宜区，但绝对不是树体安全越冬、无霜冻威胁区域。2018年1月至2月死温区时数累积达61 h，使葡萄越冬枝蔓潜在伤害期始于1月上旬、主发于1月下旬至2月上、中旬之间。而且低的空气相对湿度助推了伤害程度。

晚霜频发是导致贺兰山东麓自然越冬及埋土越冬出土后制约树体健康生长的重要因素之一。本研究中测得2018年4月6～7日霜冻期-4.2～-3.47℃的连续低温足以伤害贺兰山东麓绝大多数已经萌发的品种，直接影响了树体存活、树势与当年产量。自然越冬的3个酿酒品种，包括‘霞多丽’‘赤霞珠’‘马瑟兰’不适宜自然越冬栽培；对目前栽培面积较大的‘霞多丽’‘赤霞珠’需要加强树体的抗性培养。11个鲜食葡萄品种中‘玫瑰香’适宜于适当保护下的自然越冬栽培。‘夏黑’‘摩尔多瓦’抗性综合特点较好，可以在小气候好的区域尝试自然越冬栽培。其余鲜食品种在该区域不适于自然越冬栽培。

在贺兰山东麓葡萄抗低温生产栽培中，根本途径是从育种角度培育休眠树体抗寒、萌发的营养与生殖器官均耐霜冻低温的品种[16]；当前，选择适宜品种与低成本越冬、防霜覆盖保护材料是规避不利环境影响的良好途径。