低温冻害对马铃薯的影响及防御对策

夏 权

(兰州资源环境职业技术学院，甘肃 兰州 730020)

引言

马铃薯耐旱、耐瘠薄的特性使得其分布面积广泛，其块茎可用于食用，也可用于饲料，且营养丰富，发展马铃薯种植对于守护粮食安全、提振经济效益、促进农业转型发展具有重大意义。中国是世界上马铃薯总产最多的国家，产量近7500万t。位于我国西北地区、地处黄土高原、青藏高原和内蒙古高原交汇地带的甘肃省，气候冷凉，马铃薯种植面积占居全国第3，总产量全国第2，也是全国最大的脱毒马铃薯繁育基地，全国重要的商品薯生产基地和薯制品加工基地，马铃薯种植业已成为推动农业和农村经济发展，带动农业增效、农民增收的主要产业，其中，甘肃省定西市是我国马铃薯3大主产区之一，是全国最大的脱毒种薯繁育基地，被誉为“中国马铃薯之乡”。

马铃薯性喜冷凉，对温度的适应范围较大，但又不耐低温，不同的生长发育阶段对温度的反应也不同，其生长期和贮藏期如果气温偏低，会遭受冻害，降低马铃薯产量和品质。关于低温冻害对农业方面的影响，相关学者及专家开展了大量研究，如，朱小燕等[1]总结玉林市冬种马铃薯种植期该市的气温、降水量、日照时数及地温等气候因素，分析生长期内低温霜冻对马铃薯的危害，提出霜冻防御对策；莫延科等[2]研究了马铃薯生长期气象条件和霜冻对其产量的影响；郭建武等[3]分析了华北地区马铃薯早春冻害表现及形成减产的生理因素，提出冻害防御建议。

甘肃省干旱少雨，温差较大，冬季寒冷，春季气温波动大，秋季初霜早，因此马铃薯极易受到低温冻害的影响[4]。再加上近年来极端性天气气候事件变化明显，马铃薯受冻时有发生，如2013年4月4—6日甘肃大部分地区出现持续的低温冷冻天气，受其影响，其中陇南市气温大幅下降6～8℃并形成降雪，导致早春作物马铃薯大面积发生冻害。本文在借鉴前人研究基础上，根据马铃薯生长特性，针对甘肃省马铃薯种植期间的低温冻害影响进行调查研究，因地制宜提出相应冻害防御措施，减少因冻害导致的经济损失。

1 马铃薯生长发育对温度的要求

马铃薯萌芽阶段，当日平均气温≥4℃时处于休眠期的块茎会苏醒萌发，但此时的芽部却不能变长；当气温在5～7℃时，芽部会开始萌发并且伸展但速度较慢，若温度长期不能突破7℃，幼苗就会沿地平方向生长，细软不能直立，顶部则膨大为小薯，或从芽眼萌发在土壤中直接形成梦生薯；当温度处于10～12℃时，幼苗生长旺盛且迅速；温度上升至18℃的阶段则最适宜幼苗成长；当温度突破36℃时，幼芽反而难以萌发，会出现大面积腐烂情况。

马铃薯茎叶发育的最佳温度区间为17～21℃，当温度≤7℃或≥42℃时，茎叶的生长会停滞，日均气温在25～27℃时，茎叶的发育将会受到抑制。马铃薯在7～21℃的温度范围内都可生长出块茎，但最适宜的温度为17～19℃，气温≥21℃时块茎的形成速度会减缓，当温度在-2℃以下或29℃以上时，块茎发育停止，会引出匍匐茎破土长出变为茎叶生长。适度低温可以使块茎发育速度加快，高温易导致块茎二次发育，出现仔薯。马铃薯开花适宜温度为15～17℃，≤5℃或≥38℃则不会开花。花蕾会在0℃左右受冻害，温度低于-1℃则会死亡。夜间温度在15℃以上会促进开花结果，12℃以下会出现花芽但不会开花。

2 甘肃省马铃薯冻害形成原因

2.1 甘肃省低温霜冻气候特征

甘肃省位于我国西北部，为西北地区的上游，是冷空气南下必经之地，春秋季气温波动较大，特别是冷暖空气交替影响时段，每一次冷空气爆发都可能带来霜冻天气造成低温冻害。受境内地形地貌影响，甘肃省内初霜日和无霜期分别与纬度和海拔高度呈负相关，而与经度呈现正相关，也就是说随着纬度的增加和海拔高度的升高，对应区域初霜日提前，无霜期缩短，同时随着经度的增加，初霜日延后，无霜期增多；终霜日与纬度和海拔高度呈现出正相关，与经度呈负相关性，即随着纬度的增加和海拔高度的上升，终霜日向后推迟，但随着经度的增加，终霜日出现日期则提前。总的看来，甘肃省北部、西部霜冻危害重于南部和东部地区[5]，高山区霜冻危害程度高于河谷川坝地带。

甘肃省一年中各月均有可能会出现低温霜冻天气[6]。由图1可知，甘肃省各地早霜冻平均最早出现日期在8月中下旬，发生在甘南高原和祁连山区，早霜冻平均最晚出现日期在11月，发生在陇南地区；早霜冻发生特点总的看是西部和北部较早、南部相对推迟，高山及甘南高原出现早,河谷、川坝及盆地相对较迟。晚霜冻结束时间最早出现在4月，发生在陇南地区，最晚结束是在7月，发生在祁连山区及甘南高原地带；总体来看，晚霜冻结束时间以南部较早，北部和西部相对较迟，河谷、盆地及川坝结束较早，甘南高原及高山地带相对较迟[7]。由此可以看出，甘肃省北部、西部以及高山区域早霜冻出现的早，同时晚霜冻结束的也较早，而且温度下降较大，引发的低温冻害也相对较重。从季节上看，甘肃省低温霜冻天气危害以春季最大，4月上中旬危害最重，期间出现的霜冻天气约占一年中出现的总霜冻日数的80%以上，冻害危害程度其次是4月底—5月初。当影响甘肃省的冷空气势力较强，伴随出现的寒潮霜冻天气气温下降幅度就较大，而且低温持续的时间也较长。

2.2 马铃薯遭受低温冻害的原因

马铃薯受冻的主要原因是持续性的低温天气，若同时段降水量偏少则灌溉条件差，土壤墒情不好会加剧冻害程度。另外，栽培意识不足，有早播种的情况加之播种后等待自然降雨未能及时覆盖地膜，就不能保证地温符合标准。播种时耕作深度浅加之整地疏懒，种薯切块小，使用农家肥少会加重冻害程度。如遇旱情初现，未播种浇水会留下冻害隐患。

3 低温冻害对马铃薯的影响

马铃薯块茎在储藏和田间生长期都会遭受冻害。受损块茎随温度升高化冻后，其组织部分的颜色会逐渐变为桃粉色，直至成为灰色、褐色或黑色。冻伤组织开始软化、腐烂直至水分蒸发殆尽，变为石灰质残渣。韧皮部对温度的敏感性高于薄壁细胞组织，受冻的块茎横切面会变为网状坏死，坏死组合可遍布整个块茎，也有只出现在受冻一侧的情况。随着冷害加重，维管束环周围会出现褐黑色斑点，一般脐部周围较严重。

马铃薯播种后至出苗前受冻害影响较小，块茎在气温上升后会萌发，但会出现萌发延迟情况。出苗后，气温降至0～2℃，马铃薯地上部分极易受冻，-1℃时幼苗会受冻害，气温降至-2℃则出现叶片萎蔫缩陷的情况。随后气温升高，受冻部位变为水浸状损伤，组织继而死亡后变为褐色。当气温达到合适范围时，茎叶会从腋芽部位重新分叉长出，但气温降至-3℃茎叶会冻死，依据马铃薯生长特性，只要种薯薯块尚未死亡，萌芽可在气温回升后持续进行，由此可见，马铃薯幼苗期低温冻害对其产量有一定影响，但不会出现绝收，另外一些耐旱抗冻品种，其对温度敏感性不同于其它品种，受害后恢复生长速度会加快。

4 马铃薯冻害预防措施

4.1 增强抗低温能力

根据本地气候特点与农业生产的需要，选择抗寒能力强的品种。推广种植前展开播期试验以确定最佳播种期，结合市场需求在保证经济效益基础上调整播种期。避开重霜期是预防马铃薯冻害的关键，选择终霜日前20d左右播种，或在土壤地下10cm处土温稳定在7～8℃时播种为宜。注意田地排水系统的通畅性，及时清除田间积水以保持地面水位处在低水平，保证土壤通气、透水，保证植物根系良好穿插性。霜冻或冻害发生前，用农膜、稻草、彩条布、草帘、席子、麻袋等遮盖物覆盖在幼苗上或搭建小拱棚防霜防冻。在气温升高后，及时将覆盖物除去，以防止温度过高烧苗或引发病害。结合中耕除草，进行田间培土，在霜冻或强冷空气到来之前停止使用氮肥，防止植株过于柔软导致抗寒能力下降。在冻害到来前1～2d，喷施植物防冻剂或施用复合生物菌肥或磷酸二氢钾减轻冻害危害。有条件者还可追施火土肥、草木灰等热性农家肥，提高防冻能力。种植户需密切关注天气变化，在霜冻到来前1～2d放水进沟，保持土壤湿润或者沟底有水。霜冻发生时(凌晨至太阳出来前)利用喷管带、喷灌圈或水汽弥漫机等喷水防霜。如有寒流过境，则进行夜间熏烟，秸秆、杂草、木屑等物发烟后放置在田间过道上，布设密度为65个·hm-2。

4.2 减轻冻害影响

播种后的马铃薯遭遇冻害应尽快开挖排水沟，特别是地势较低的地块，因为渍水积存会导致薯块腐烂，同时采取提升地温的措施，保证植株恢复正常发育。受冻的土地板结情况较为严重且湿度大，会抑制马铃薯根系部位的活动，此时可中耕培土输送土壤。对还未出苗的田块，应观察土壤中的种薯受冻情况，发现腐烂情况要立即清除重新催芽补种，避免缺窝影响最终产量。在植株已解除受冻状态且逐步恢复生长后施肥。受害较轻地块施叶面肥，受害较重且尚未出苗的地块追施农家肥、尿素等，如在恢复生长时用尿素150g·667m-2、磷酸二氢钾200g·667m-2、红糖250g·667m-2，兑水50kg·667m-2喷施，或者喷细胞分裂素等促进植株恢复生长。

4.3 防病措施

冻害过后，田间已出苗植株易患黄萎病，播种但未出苗部分易患立枯病。应采取药剂防治配合常规防治。可用50%多菌灵可湿性粉剂600～800倍液混合3%广枯灵600～800倍液灌根预防；以3%中生菌素可湿性粉剂1500g·hm-2兑水900～1200kg·hm-2，或农用链霉素2000倍液喷雾，预防青枯病等细菌性病害发生；用80%大生可湿性粉剂600～800倍液，或25%甲霜灵400～500倍液，预防晚疫病。

5 结语

甘肃省冬春季气温低，对马铃薯的生长威胁大，在防寒措施不当的情况下易使叶冻伤，使茎冻伤冻烂，无法结薯，造成减产歉收。必须抓紧做好防寒抗冻工作，才能获得高产。马铃薯低温冻害的预防和减灾需要种植户和当地相关部门紧密配合，采取积极措施展开自查自救。抓住机遇在受灾较轻地块补种，同时浇透水。灾害来临前及时覆膜以便获得可观产量。受害较重地块，还可套种其它作物，如玉米、蔬菜，注重综合收益，增强抗灾害的能力。低温防冻措施配合田间管理，可防治病虫害发生且养根壮苗。