酿酒葡萄越冬防冻技术研究发展概况

段晓凤， 张晓煜， 张 磊， 刘建文， 南学军， 李 楠， 李红英

（1. 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏 银川 750001；2. 内蒙古生态与农业气象中心，内蒙古 呼和浩特 010051；3. 宁夏回族自治区防灾减灾重点实验室，宁夏回族自治区气象科学研究所，宁夏 银川 750001；4. 内蒙古自治区额济纳旗气象局，内蒙古 阿拉善盟 735400；5. 内蒙古自治区阿拉善高新技术产业开发区气象局，内蒙古 阿拉善盟 750336）

0 引言

葡萄为世界第2 大果树作物，在我国大部分省、市、自治区都有种植。近年来，我国葡萄种植面积、产量和葡萄酒进出口总量都急速飙升。2019 年葡萄产量达1 419.5万t，居全球首位。2020 年种植面积位居全球第2 名，葡萄酒产量9.3 亿L，居世界10 大葡萄酒主产国行列之一，且葡萄酒的消费量在全球排第5 名[1]。我国地域辽阔，疆土跨越寒温带、温带、亚热带和热带不同的气候带，复杂的生态类型导致形成不同栽培方式的葡萄种植区。从葡萄越冬栽培方式上看，我国可分为覆盖防寒与非覆盖防寒越冬两大栽培区，其分界线大体以年绝对最低气温-18～-17 °C 线为界，即冬季-17 °C 绝对最低气温等温线是葡萄冬季覆盖与否的界限。绝对最低气温低于这个界限时，会发生不同程度的枝蔓或根系冻害，给葡萄生产带来经济损失。做好葡萄越冬，是关系到葡萄产量、质量和经济效益的关键。但葡萄冬季能否顺利越冬，并不完全取决于气温是否低于-17°C（-18～-16 °C），有些地区常常因为冬季空气干燥，加上风天多，有时绝对最低气温并没有低于-17 °C，也常常有冻害发生；葡萄根系处的地温降到-6 °C 时，会发生不同程度的冻害，-8 °C 时，就会全部冻死。

西北、华北和东北地区都属于埋土防寒栽培区，如宁夏的贺兰山东麓产区、内蒙乌海、甘肃张掖、新疆吐鲁番、北京至河北的延怀产区、辽宁等地区主栽品种多为欧亚种，抗寒性较弱，很多年份因冬季寒潮天气受冻造成较大经济损失，且在全球气候变化和高强度人类活动的共同影响下，冬季冻害呈现出频发、重发趋势，增加了葡萄越冬冻害的可能性，冬季冻害已成为影响我国北方葡萄产业发展主要灾害之一[2]。但葡萄秋埋春扒2 次翻耕不仅伤害葡萄枝蔓、费工费时，据调查冬季埋土与春季出土费用达总成本的1/3～1/2，这不但增加了栽培成本，且对树体造成伤害，影响第2 年萌芽，同时埋、出土造成冬春季扬沙起尘污染环境。因此，亟待寻找成本低廉、保温保湿效果好且节能环保的覆盖材料，这对葡萄生产可持续发展有着及其重要的意义。

目前，在酿酒葡萄越冬防寒技术方面，已有不少关于覆盖材料、覆盖方式和其他防寒技术的研究，除埋土防寒的传统越冬方式外，不少采用其他材料覆盖或混合覆土等方式。同时，由于各地地理条件及具体园区环境条件不同，葡萄防寒越冬措施也存在差异。因地制宜的越冬防寒技术一直是各学者及葡萄种植者关注的重点。为此，本文总结阐述不同类型的葡萄越冬防寒技术研究进展，进而探讨其发展趋势和主要技术难点，为北方葡萄覆盖安全越冬提供参考，为进一步研发越冬防寒材料和越冬模式提供依据。

1 葡萄冻害定义及危害

狭义的葡萄冻害是冬季低温对葡萄枝干、芽体或植株根系产生伤害的现象；广义的冻害包括冬、春季大风造成葡萄枝条抽干的现象。由于葡萄不同器官耐寒能力差别较大，往往冬季冻害中成熟休眠芽的抗寒性较高，而根系非常不耐寒，因此葡萄防寒的关键部位是根系。水分失调是导致葡萄生理干旱进而加重越冬冻害程度的又一主要因素，低温冷冻和干旱缺墒是葡萄遭受越冬冻害的主要原因，保墒和保温对于葡萄冬季越冬同等重要。影响葡萄冻害程度还有葡萄品种、土壤类型、小气候环境、园间管理水平等因素[3]。葡萄冻害轻则表现为枝蔓抽干、枝表霉烂、芽眼受冻发黑、推迟发芽、减产减收，重则会整株死亡[1]。

我国北方干旱和半干旱地区冬季持续低温时间长、地温低，大气干燥，对葡萄植株越冬十分不利。主栽品种绝大多数为欧亚种，抗寒性较弱，经常发生不同程度的冬季冻害。宁夏产区1982、1983、1989 年遭受3 次较大的冻害；1991 年冬8～10 年生结果树越冬死亡率达70%；1999 年冬1～3 年生幼树越冬受冻率达50%，绝产333 hm2；2003 年、2004 年、2006 年、2008 年 发生不同程度冻害，其中2008 年冬季1 年生自根苗幼树90%以上受冻，2 年生幼树冻死植株率也达30%～40%；2009 年11 月葡萄尚未埋土时经历3 次连续降雪，冻土层达20 cm，造成埋土困难，降低埋土质量，葡萄严重受冻，次年产量比往年减产60%[4-5]。2011 年河北省张家口怀来地区早霜冻造成八至九成葡萄受到损害。2015 年11 月下旬，一场突如其来的寒流使山东鲁南、江苏北部、河南、河北等很多地方的葡萄发生冻害，影响次年发芽、生长，降低产量、品质。2020-2021年越冬期间，宁夏、内蒙等地酿酒葡萄由于低温加之大风干旱，导致酿酒葡萄植株长势弱，多数减产，部分植株死亡，给种植户来带了非常严重的损失。

2 越冬防冻研究进展

目前，葡萄种植区预防冬季冻害的根本措施是采用抗寒嫁接苗栽培并应用“沟栽法”建园，同时通过埋土防寒、科学覆盖和增强树势等提高树体抗寒能力；部分学者采取不下架覆盖保温保湿材料的方式进行越冬；还有选用抗寒品种自然越冬的栽培方式，在确保葡萄植株安全越冬的前提下降低生产成本[6-7]。

2.1 覆盖时间

通常埋防寒土适宜气温下降至0 °C 左右，土壤封冻前为宜，一般多在10 月中旬开始，到10 月末或11月初结束[8]。但因各地气候存在差异，埋土时间也有所不同。埋土过早，一方面葡萄植株未得到充分抗寒锻炼，在土层保护下抗低温能力无法得到增强，冬季深度寒冷时容易遭受冻害；另一方面，因土温高、湿度大，附在葡萄枝蔓上的霉菌等微生物处于活跃期并大量滋生，损害枝芽。若埋土过晚，葡萄根系在埋土前有可能受冻，且土壤一旦封冻，不仅埋土时取土困难，同时会因结冻导致土块大、覆盖不言而透风，冻伤枝芽和根系[9-10]。

2.2 覆盖材料及方式

葡萄越冬防寒技术最为传统、有效、普适性的方法为埋土，后陆续出现其他种类材料覆盖。

2.2.1 覆土越冬

早在1994 年，李丙智等[11]发现覆土30～50 cm 仍会有冻害发生，提出在栽培抗寒砧木嫁接苗的基础上进行覆土。而后多个学者针对不同地区进行埋土深度、宽度等的对比研究[12-16]。一般我国华东北部和华北南部地区地上覆土20～30 cm[17]。西北部地区40 cm 左右，葡萄行间取土沟距离主干一侧不能少于60 cm，两侧1.2 m 以上，保证土层高出葡萄枝蔓0.2 m 以上，可有效预防葡萄根系受冻[18-19]。内蒙古中东部及东3 省地区埋土深度达50 cm，尤其东北地区需保证土层高出葡萄枝蔓0.3 m 以上[20]。对于枝蔓较多或树龄较大的葡萄植株，可采用地下埋土法，沿植株枝蔓延伸的方向，根据枝蔓的多少确定防寒沟的尺寸，要求枝蔓能够全部放入沟内或半放入沟内，一般防寒沟深30～50 cm、宽50 cm，靠近根部不可挖的太深，以防伤到植株根部，然后覆土厚度为20～40 cm，在特别寒冷和有条件的地方可先盖上一层10 cm 厚的秸秆、树叶、干草后再覆土，其保温效果更好。

2.2.2 其他材料混合覆土越冬

随着葡萄管理人工费用在不断增加，仅人工埋土一项费用就达9 000 元/hm2，同时有些年份葡萄销售价格又不太理想，高成本低回报的生产现状使得埋土等田间管理方法亟待被改进。2000 年后，出现了利用不同覆盖材料混合覆土进行葡萄越冬，包括聚苯乙烯泡沫颗粒材质、玻璃棉材质、保温毡（毯）、棉毡、复合型材质等，采用这些保温材料，越冬期间的温度比覆盖防寒土高，来年葡萄的萌芽率和结果率都显著高于单纯埋土[21-23]。这类越冬方式可减少枝蔓上覆土厚度10 cm 左右，由于出土时将覆盖材料连同余土同时取出，主干周围不存在余土，省去清沟用工，省时、省工；如出土遇低温，可重新覆盖，兼防晚霜冻，一材两用。

研究发现，土覆聚氯乙烯（PVC）膜、土覆聚乙烯（PE）膜、PVC 膜覆土及沟埋4 种措施的防寒效果依次递减；采用化纤地毯并浅覆土进行防冻，提高了枝蔓附近的温度和含水量，枝条萌芽率较高；采用化纤地毯顺栽植沟覆盖在葡萄枝蔓上，边缘和接缝处压土10 cm 厚或用石砾压封边缘和接缝处，受变温影响较大，萌芽比常规埋土早，需及时检查并在萌芽前揭开[21,24-25]。河北、甘肃省等地区用彩条布+土，发现对葡萄枝条起到很好的保护作用。还有采用麦草+土、土+瓦楞纸+土、土+膜+土、土+膜、玉米秸+土（10 cm）、玉米秸+薄膜+草帘、草帘+薄膜+土等覆盖方式对葡萄埋土方式与越冬能力等方面进行试验研究，找出适宜各地葡萄抗寒栽培的适宜技术，为葡萄防寒越冬创造比较稳定的环境，使其安全越冬[8,20,26]。

2.2.3 其他材料覆盖越冬

（1）玻璃棉保温被。

随着葡萄越冬技术的发展，越来越多其他材料被用来覆盖越冬。玻璃棉保温被覆盖的葡萄枝蔓周围温度比覆土防寒高0.1～3.5 °C，发芽早，在4 月中旬新梢数和生长长度远远大于覆土越冬的枝条，表现出极强的生长势，且比埋土防寒成本低[20,27]。同时，又可延缓春季土壤表层蓄热升温，进而减轻晚霜冻危害，有广阔的应用前景[28]。

（2）多材料组合。

有学者在河西走廊采用棚膜+草帘+棚膜、棚膜+草帘、草帘+棚膜、双层黑地膜+草帘、草帘+双层黑地膜等5 种覆盖方式进行越冬试验，证明膜覆盖处理具有明显的保温保湿效果，翌年萌芽整齐，提高30%的发芽率，明显优于埋土越冬[8,29]。河北地区用彩条布+防寒被进行越冬，发现地面温度较埋土高0.5～3.5 °C，且使用便捷、快速，达到了省时、省力、省工的效果，可节省成本6 705 元/hm2，只是需根据冬季绝对最低温度的差异选择防寒被厚度和宽度[30]。在新疆地区，发现棉被+塑料膜、太空棉+厚膜等方式覆盖效果明显好于埋土[31-32]。吉林地区常采用覆盖两层麻袋片或草帘，随后覆盖15～20 cm 厚的锯末，再覆盖一层塑料薄膜[33]。哈尔滨地区采用农膜+草帘+普通防寒被（或防寒毡）或者GBC 保温软毡（特质的五级玻璃棉），达到安全越冬的目的[34]。还可采取在压倒的葡萄枝蔓上覆盖一层草帘加两层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（或麦秸）、树叶、杂草等，然后用普通大棚塑膜覆盖，既可以避免枝蔓刺破塑膜，又可避免因膜内潮湿造成芽霉烂，达到防寒、防抽干的效果[35]。

除此之外，聚苯乙烯泡沫颗粒保温被保温性能稳定，次年发芽率和结果率高；同样，宁夏使用该材料制作成保温仓进行葡萄越冬，寒冷月仓内温度高于外界7～10 °C，可保护树体100%安全越冬，且由于仓内温度滞后于外界，可一定程度上推迟芽眼萌芽[36]。该材料质量轻，可随时覆盖、卷放，方便快捷，并能够在葡萄早、晚霜冻救急覆盖时采用，更重要的聚苯乙烯来源于废料再利用，节能环保，同面积覆盖比棉被等其他保温被节约成本，但其枝蔓附近土壤含水量低，增加了枝蔓“抽干”的风险[37]。

其他材料覆盖的方式多数优于埋土覆盖越冬，并逐渐成为今后葡萄越冬生产的发展方向。

2.2.4 免下架越冬

免下架越冬可避免对葡萄植株在下架和上架过程中的损害，值得推广。许亚丽等[38]以冬季不埋土的北红、北枚葡萄为试验材料，研究得出休眠初期免埋土葡萄枝蔓喷施新高脂膜和石蜡乳液等抗蒸腾剂，可以提高枝蔓中渗透物质含量，提高枝条含水量，从而增强葡萄越冬性，降低抽条率，进而显著提高次年春季葡萄萌芽后结果枝和二次枝的萌芽率。在冬季气温不太低的地区，可通过种植抗逆性较强的北枚、北红进行不覆盖越冬，如山东地区初冬修剪后经过包扎剪口处理可露地越冬，也可采用不下架的方式简易覆毡、覆淋膜，在-15°C 低温下不但有较好的保温效果，还缩短了低温持续时间，且淋膜保温效果更显著，其覆盖方式使最冷月份地下0～40 cm 土层的温度都维持在0°C 以上，地下20 cm 土层相对湿度保持在70%以上，在保温和保湿方面都达到了防寒目的[15,19,39]。北京地区的北枚、北红冬季在不覆盖越冬的情况下枝条萌芽率远低于埋土越冬的葡萄植株，但基本可满足酿酒葡萄的正常生长[40]。华东及黄河故道等冬季最低气温在-10 °C 以上的地区，对抗寒、抗旱品种很多采用局部埋土法，即不下架、不修剪，土壤封冻前在植株基部培土30～50 cm 厚，翌年春季温度升高后再修剪[41-42]。

2.2.5 其他防寒措施

（1）抗寒砧木。

目前，我国东北及长城以北的华北地区多采用抗寒砧木嫁接实现越冬防寒，并初步被认可为西北寒冷地区酿酒葡萄抵御越冬冻害的首要措施[43]。河西走廊地区引进5 种酿酒葡萄砧木进行对比试验，结果发现优系贝达、抗寒1 号两个品种可安全越冬，翌年春天正常萌芽、开花结果、新梢生长。“贝达”成为各地普遍采用的砧木嫁接品种。

（2）葡萄品种。

不同品种酿酒葡萄的抗冻性不同，且同一品种的不同部位抗冻性亦不同。北方高寒区由于气候恶劣，不适宜欧洲品种的栽培，仅适宜早、中熟的美洲种和欧美杂交种[44]。霞多丽、赤霞珠、马瑟兰抗寒性差，且存活品种植株主要为主蔓根茎地表萌发再生，不适宜自然越冬栽培。对于根系来说，马瑟兰抗寒性最差，熊岳白最强；对于芽来说，赤霞珠、品丽珠、小忙森和蛇龙珠最差，贵人香和熊岳白最强[45]。我国多家科研单位都进行过葡萄抗寒新品种的选育研究，如中国农科院特产研究所采用山葡萄与优良酿酒葡萄品种种间杂交和重复杂交方法，选育出适于吉林省栽植的酿酒葡萄新品种左红（可露地越冬）和左优红（沈阳以北需简易防寒）等一批抗寒品种[46-47]。

（3）栽培架式。

为了进行下架埋土，提高葡萄品质，各葡萄种植区采用不同架式树形，如龙干立架、龙干棚架等。如“厂”形、水平龙干立架、“Y”形架和“T”形架等。这些架式很大程度上节省了管理成本，但在下架上架时需要大量人工，并且容易造成机械损伤，造成冬季冻害引起植株死亡。在河北怀来县荣辰酒庄葡萄基地应用的是由李华教授指导的爬地龙葡萄栽培架式，管理简单，冬季埋土越冬枝条不用上架下架，省时省工节约管理成本，同时冬季枝条挂树不仅有利于环境保护，而且在葡萄园形成一道靓丽的风景线，在我国北京地区值得推广[48]。

（4）栽植技术。

采用平地栽植是造成葡萄自根苗根系常受冻的直接原因。沟栽法是将葡萄幼苗种植在深20～30 cm的浅沟中，使葡萄主要根系分布在冻层土温-5～-3°C以下，早春的变温对其影响较小，葡萄可以较晚出土，躲避晚霜冻。沟栽法也有利于改大水漫灌为沟灌，节约用水一半左右[49]。这种栽植方法在干旱少雨的西北地区需要加大深沟宽度到1.0～1.5 m，在雨热同季的华北及东北地区，行间需采用地膜覆盖[50]。一方面解决了北方寒冷地区葡萄冻害问题，另一方面其树形低矮不下架适宜机械化埋土出土，节省了大量的用工费用。在当前劳动力短缺、劳动成本较高的形势下，葡萄深沟浅栽越冬栽培技术对我国北方大面积快速发展葡萄产业具有重要的现实意义和长远的历史意义。

（5）园间管理措施。

除上述葡萄越冬方法，还可采用适当的园间管理措施，如选择具有良好小气候位置建园、适时灌封冻水、埋两次防寒土、增强树势等[51]。

3 结束语

葡萄越冬栽培、种植、防冻等技术对葡萄的生长、发育、产量及品质有决定性关系，越冬冻害严重的年份直接影响种植户的经济收入和葡萄产业健康、稳定的发展。

2021 年1 月，内蒙古中东部多站出现历史极端最低气温，虽然防冻措施完善，且葡萄品种为抗寒品种，但鄂尔多斯市一地自根生酿酒葡萄苗大多数死苗，表现为后期未发芽抽条干枯，给葡萄生产带来毁灭性损失。因此，要抵制冬季低温对葡萄产生不利影响，首先需要栽植抗寒砧木品种的嫁接苗，解决冻害的首要根本隐患。其次是越冬防寒措施。传统覆土越冬一般可以保障葡萄抵御冬季低温安全越冬，只是西北、华北、东北地区的覆土厚度、宽度等存在差异。但随着人工劳务费用增加，加之有些年份葡萄和葡萄酒价格又不太理想，导致高成本低回报的生产现状。因此，聚苯乙烯、玻璃棉、保温毡及一些新型材料覆盖或某种材料混合覆土的方式逐渐成为葡萄越冬防冻技术的发展趋势。现有研究表明，在西北或东北地区，土+聚氯乙烯膜或土+聚乙烯膜、彩条布+土、瓦楞纸+土覆盖、玻璃棉保温被、麦草+土、玉米秸+土、草帘+薄膜等方式越冬起到较好的防寒作用，这些方法的防寒、成本等综合效益均优于埋土越冬。而华北及以南部分地区气温相对较高，可种植抗逆性较强的北枚、北红进行免下架越冬。除此以外，还需选用早、中熟的美洲种和欧美杂交种等抗逆性较强的品种种植；同时，在栽培架势、栽植技术、适时灌封冻水和增强树势等园间管理措施等方面也要同时跟进，才可保证葡萄安全越冬。

近些年，环保材料的使用越来越受到各行各业的重视。贺兰山东麓酿酒葡萄产区利用聚苯乙烯泡沫颗粒保温仓扣盖葡萄植株，仓内温度高于外界7～10 °C，可保护树体全部安全越冬，起到良好的越冬防冻效果；且该材料质量轻、存放方便，并能够用于葡萄霜冻救急，更重要的是将废物重新利用，起到很好的环保效果；但该方式的不足之处在于葡萄枝蔓附近土壤含水量低，增加了枝蔓“抽干”的风险，需进一步改进。这种集多个优点于一种材料的制作思路将成为今后酿酒葡萄越冬覆盖材料的发展主流。