果树冻害的成因及其预防对策

焦灰敏，赵 航，冯 梅，肖莉娟，王华强，黄 鹏，陈 刚，曹亚军*

（1.新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆理工学院）

异常天气的发生，给人们的生产生活带来诸多不便的同时还给农业生产造成重大的经济损失。冻害的发生会对果树种植产生重大影响。有资料显示，在1947—1993年期间，我国北方平均每8年就会发生一起较为严重的冻害。而苹果最先受到冲击，也受害最重，主要受冻部位以枝干形成层、侧芽以及顶芽等器官较为严重。1991—1992年，因低温冻害导致南方大部分以柑橘为主的果树产区受灾减产、果树冻死，对当地的林果产业造成了严重影响。新疆各类自然灾害也时有发生，新疆有三大灾害[1]：有害生物、低温冻害以及大风沙尘。这三大灾害严重威胁着新疆特色林果业的发展。三大灾害中冻害给新疆林果业带来巨大损失。2008年的一次寒潮天气，导致整个南疆以及东疆的哈密和吐鲁番地区遭受冻害果树面积超过4.67万hm2，并造成超过7亿元的经济损失。2010年受全球气候环境影响，新疆的气候异常，因气象因素产生的最强雪灾、极值降水、大风、寒潮等极端天气导致的冻害，给新疆果树栽培种植造成了极其严重的损失。因此，研究极端天气发生规律以及产生的危害，在灾前采取预防应对措施就十分有必要。

1 果树器官冻害的表现

冻害的发生往往由寒流、大风降温、持续阴雨等特殊天气的发生而发生。一般发生在冬季12月至翌年2月间。果树最易遭遇冻害的五个器官包括：树干、枝条、花芽、根颈、根系。

1.1 冻害对树干的影响

树干冻害的发生部位是距离地表50 cm以上的主干或主枝条。由于树干阳面与树干阴面的温差较大，冻害导致树干发生纵裂，树皮与木质部分离。受害较轻时，能够自我愈合，受害严重时，树皮外卷，甚至全株死亡。

有资料显示，冻害的受害部位有学者研究表明距离地面越近，越容易发生冻害。树干形成层不同高度处的温度差异导致树干形成组织破坏的程度，离地面越近的树干形成层温度变化受到气温变化剧烈[2]。

1.2 冻害对枝条的影响

由于幼树枝条的生长停止较晚，枝条木质部发育不能很好的成熟，导致其最先受到冻害。轻微冻害时，仅表现出局部发生变色；较重时枝条脱水，然后抽干干缩；严重时，整株树体枝条自外向内各级枝条均可冻死。据辛玉成[3]等人关于1993年苹果冻害调査，一年生枝条顶部和徒长枝受冻枝率为20%，二年生以上枝条受冻率平均仅3%～4%。

成熟的枝条的抗寒程度：形成层＞皮层＞木质部＞髓部。受冻较轻时，枝条髓部变色，中等冻害时，枝条木质部变色，严重冻害时韧皮部受害，当形成层变色时，则植株濒临死亡。

多年生枝发生冻害，多表现为树皮的局部冻伤，易发生腐烂病等病害。

1.3 冻害对花芽的影响

花芽冻害的发生会影响果实的产量及质量。花芽受害直接影响到当年的果树产生的经济价值。冻害的发生，导致果树开花坐果率不高，幼果也极易受冻脱落，果实形状不一，严重影响产量和质量。

花芽较叶芽和枝条抗寒力低，因此花芽受到冻害也较为常见。苹果的花芽为混合芽，一芽中有中心花及5～6朵边花，有研究表明，边花的抗寒力较中心花强。很多果树的花芽萌动较早，越冬时的分化程度比较深，抗冻性比较差，因此花芽较叶芽更易受冻害。吉林农业大学周清桂[4]等研究了不同品种各类花枝的花芽受冻情况（1985年），研究表明，研究的3个品种抗寒力由高到低均表现出：腋花芽＞短果枝顶花芽＞长枝顶花芽。

1.4 冻害对根颈的影响

根颈是地上部与地下部交接的地点，地上部进入休眠过程最晚而完成休眠过程最早。因根颈接近地表，温差变化大，易受冻害。根颈冻害对果树的栽培是致命的，严重的冻害能够影响其地上部与地下部的物质运输，根颈冻害可引起树势偏弱，严重时导致死亡。有报道称，内蒙古曾发生过苹果树因根颈冻害导致果树死亡的事件，对当地的生产造成了巨大的损失。

2007年冬季2008年春，新疆遭遇多年不遇超低温天气，因低温天气突然且持续时间长，导致新定植枣树大面积冻害，红枣幼树的根茎部皮层有30%～40%发生冻裂，苗圃地中70%红枣嫁接苗被冻伤或冻死[5]。

陈桂玉[6]据调查，果树根颈冻害的发生与树势有关，也与根颈部位是否保护有关。树势健壮的果树，树根颈冻害发生比较轻，而弱树发生冻害相对较重；果树根颈部位没有培土的果树发生冻害较重。因此，保护果树的根颈与果树的生存至关重要，易冻地区每年都需要做好御寒措施。

1.5 冻害对根系的影响

果树的地下部相对地上部耐寒力较差。因为根系没有休眠期，所以形成层最易受冻。根系受冻后，不能及时为树体供应养分，导致树势弱。刘效义[7]等人对葡萄根系进行研究发现，不同层厚度的地块，葡萄冬季根系冻害有显著差异，土层越浅，冻害越重。

姑丽娜尔·吾甫尔[8]研究了骏枣根系的冻害，实验数据表明，根系分布在12～25 cm的主根群受到严重冻害，主根群分布越浅，根系冻害级别越高；主根群分布越深，根系冻害面积越大。

2 冻害的发生原因及其对果树生理机制的影响

2.1 冻害发生的主要原因

冻害是指果树在越冬期间遇到0 ℃以下低温或剧烈温变或较长期处在0 ℃以下低温中，造成的果树冰冻受害现象[9]。

可根据果树受冻的危害程度对冻害分级，因不同果树的耐寒程度不一样，不同的器官耐寒程度也不同。因此，对果树的冻害分级标准不唯一。黑龙江省园艺研究所将仁果类果树冻害分级标准（1970）分为0～5级6个等级；华中农学院将柑橘类冻害鉴定分级标准（1980）也分为0～5级6个等级。

根据果树受冻的不同器官对果树的受冻情况进行冻害分级，可以用冻害指数表示[9]。通过对冻害果树调查，运用公式计算，判定冻害指数大小。冻害的指数越大，则说明冻害发生越严重。轻微的冻害可以采用适当的方式进行挽救，而严重冻害的发生是灭绝性的，更是不可逆的，往往导致果树受冻死亡，造成的经济损失不可估量。

从宏观的角度看，果树冻害发生的主要因素是低温。长期的低温环境导致细胞内水分的结冰，冰冻导致细胞脱水等因素导致植株水分及养分的不能供应而死亡。气温的大幅度下降、持续0 ℃以下低温、长期低温高湿环境、树干长时间积雪、果园大雾弥漫、气温上升过快等情况的发生都是果树严重受冻的主要成因[10]。

冻害的发生与果树的内在因素有关系。如，果树自身的品种、抗寒性、秋季环剥、嫁接高度[11]以及树势强弱等对果树冻害的发生也有一定的影响。冻害的发生也与外在的环境密切相关，如，冬季积雪、沙尘、阴雨、霜寒、以及防风林建设等亦有显著的影响。

自然条件下，对果树冻害影响最大的两个因素为：温度和水分。有学者研究表明，极端低温是果树冻害的主要原因，日平均气温下降幅度对冻害的发生影响相对较小[12]。

2.2 果树冻害产生的生理机制

从微观的角度看，外界温度下降超过0 ℃，树体细胞间隙、原生质和细胞壁间及原生质因为有水溶液的存在，达到冰点后结冰，结冰使膜相由液晶态变为凝胶态，导致细胞膜破损，导致细胞死亡[13]。细胞间隙结冰，导致细胞内水分外渗，最终因生理失调而造成伤害。降低细胞膜活性，使细胞失去活力。因为细胞膜遭到破坏，细胞内外结冰，形成冰晶，导致膜内大量溶质外渗，细胞内的原生质因结冰而停止或减慢流动；最终导致植物水分代谢失调，使细胞吸水能力和蒸腾速率都显著下降；酶活性受到严重影响，植株的光合速率减弱甚至停止。

有学者研究发现，植物体细胞内的生物膜体系与细胞膜的相变和植株的抗寒性有一定的关系。果树发生冻害时，细胞膜由液晶态变成凝胶态；膜系统结构受到破坏，膜上酶活性下降，使细胞内原本正常的生理生化过程发生异常，最终导致植株势弱或死亡[14]。

3 预防冻害发生的应对措施

3.1 选择适宜的抗寒树种和品种（砧木）

可以适当选择合适的耐寒冷品种，可适当的引用适合当地自然条件的抗寒品种，选择风小，土层厚实的地方建园。对抗性差的新品种先小面积试种或利用抗旱性强的中间砧高接[15]，然后再推广的方式种植。

李丙智[16]等人研究了采用M9 -T337自根砧种植的富士等品种在采用常规防冻措施条件下，在新疆阿拉尔市-22 ℃（2016年）以上低温，辽宁新民市-25 ℃（2016年）以上低温，均能够安全越冬，没有发生冻害现象。可见，抗寒砧木对预防冻害的发生具有重要意义。

3.2 灌冬水、春水

因果树冬季处于休眠期，冬季时间较长，不能及时灌水，采用灌封冻水的方式也可以很好的防止果树遭受冻害。入冬前的防冻水以及开春的春水，对树体保持地下部分与地上部分平衡有重要的作用[17]。适宜的田间持水量，能够在一定程度上应对果园冻害的发生。

果树萌芽和开花时及时浇水，可以减少地温，延迟萌芽和开花时间，或者给树上喷水减轻低温影响。万兴莲[18]等人研究表明在果树萌芽前和萌芽后灌水，能够有效推迟花期。总体看来，萌芽前后灌溉2～5次，可推迟花期5～8d。

3.3 培土覆盖

培土覆盖对预防冻害的发生具有显著地意义。通过果树基部覆土，在树体颈部周围培锥形土堆厚度20～30 cm，回暖后将土扒开，不仅能够为果树提供充足的水分，更能起到保温的作用。同时可利用覆地膜、铺杂草、树叶、厩肥等方式放置在树颈周围，厚度铺放为10～15 cm，既可提高地温3～5 ℃，又能增加土壤养分，最终达到达到保温、保湿、保肥的目的[19]。

3.4 树干涂白

通过涂白不仅能起到推迟芽体萌动，对树体起到保温的作用，亦可防止日灼，更能防止病虫害及野生动物对果树的啃食。通过树干刷白，可以减少树体的蒸腾量，可有效预防抽条；白色能够反光和防止辐射，以降低树体温度，对防御冬末春初枝条抽干及避免花芽叶芽受冻害有一定效果[20]。

涂白可用石硫合剂、石灰、食盐、植物油按照一定的比例进行混合，可配置成食盐石灰乳剂，也可以使用商品涂白剂对树干进行涂白，能在冬季对果树主干起到长期的保护作用。

3.5 喷药

在寒冷的初期，对果树喷施抑蒸保温剂[21]，增强树体的抗寒性，抑制水分蒸发，起到防冻作用。在果树萌动前，喷植物生长调节剂[22]，如乙烯利、萘乙酸、矮壮素、多效唑、赤霉素以及布蔡乙酸钾盐溶液等以抑制萌动，从而提高御寒能力。在霜冻及冷害到来之前，对正在萌动的果树喷施适宜浓度的磷酸二氢钾溶液，提高花的细胞液浓度，以增强花蕊的抗寒能力，对花器和幼果的健康发育具有一定的促进作用。

3.6 果园熏烟

及时收听天气预报，实时关注当地气温变化，在预报的前一天晚上或根据果园的温湿度变化，在果园内不同地方堆放秸秆、落叶、稻壳等燃烧和发烟材料。一般情况下1 hm2果园可以点45～60个燃火点[23]，具体情况依园而定。当夜间气温降至5 ℃时点火熏烟，亦可使用特定的放烟装置，通过烟雾以减少土壤热量的辐射散发，烟雾在果园中的覆盖，可以减缓地面散热散失，增加空气热量，促使果园升温3～4 ℃[24]。

3.7 其他方法

可以采用叶面喷施尿素加速落叶；在果树基部缠棉条保温；在树盘铺放牛粪保温；增施有机肥，提高树势；主干涂腊或猪油等方式对果园的冻害进行防御；在果园周围建立防风障，用芦苇、稻草、防风草把等，或者在果园周围建立防护林带，提高果园气温，减轻因寒冷造成的冻害[25]。

4 冻害发生后的管理

在果园发生冻害后，可根据受冻果树的主干、侧枝、花朵、叶颜色等外观，以及硬度和手感变化等，以及具体受冻部位形状、面积等，判断果树的冻害等级；根据果园冻害发生的具体冻害程度，采取综合防治的措施加以管理，可采用以下几种方法对受害后的果树进行管理。（1）对于幼枝，或者主干遭受冻害的，及时摘除枯叶；已确定整株死亡的，及时对受冻植株予以清除，防止病虫害的感染。（2）冻害发生后，应延迟修剪。适时采取重截，对抽干枝条进行短截，截到多年生枝健康部位，调整树形，疏除徒长枝条，尽量做到少留花芽，减少果树的负载量。（3）保证肥力供应。在果树受害后，应保证充足的氮肥、适量施用磷肥和钾肥及微量元素。通过肥力的供应，促进树势恢复[26]。（4）防止病虫害的发生。果树受冻后，严格检查整个果园的果树，对发生的病斑及时疏除刮除、涂药，对全园进行石硫合剂的喷施，消灭病菌，防止树体因冻害染病染虫死亡[25]。（5）为了受灾果树今后的长远发展，建议采用高枝换头、引种、探索林下经济发展的方式以减轻或缓冲因冻害带来的经济损失[27]。

5 小结及结论

冻害的发生，往往会造成较大的经济损失，通过对冻害发生的机理以及措施的预防，能够有效的较少冻害对林果业造成的损失。通过对果树冻害的发生部位可以发现一些规律：幼树冻害高于成年树；幼嫩枝条受冻程度高于树干；同一株树，外层枝条冻害高于内层枝条。果树树体阴面受冻部位大于树体阳面等规律。通过对这些规律的研究总结，可以很好的应用并指导实践。

本文仅研究了冻害在果树上的发生部位、冻害的形成原因机理、预防措施及害后管理，对果树冻害的影响因子没有系统阐述，有待进一步研究。