低溫凍害對馬鈴薯的影響及防御對策

夏 權

(蘭州資源環境職業技術學院，甘肅 蘭州 730020)

引言

馬鈴薯耐旱、耐瘠薄的特性使得其分布面積廣泛，其塊莖可用于食用，也可用于飼料，且營養豐富，發展馬鈴薯種植對于守護糧食安全、提振經濟效益、促進農業轉型發展具有重大意義。中國是世界上馬鈴薯總產最多的國家，產量近7500萬t。位于我國西北地區、地處黃土高原、青藏高原和內蒙古高原交匯地帶的甘肅省，氣候冷涼，馬鈴薯種植面積占居全國第3，總產量全國第2，也是全國最大的脫毒馬鈴薯繁育基地，全國重要的商品薯生產基地和薯制品加工基地，馬鈴薯種植業已成為推動農業和農村經濟發展，帶動農業增效、農民增收的主要產業，其中，甘肅省定西市是我國馬鈴薯3大主產區之一，是全國最大的脫毒種薯繁育基地，被譽為“中國馬鈴薯之鄉”。

馬鈴薯性喜冷涼，對溫度的適應范圍較大，但又不耐低溫，不同的生長發育階段對溫度的反應也不同，其生長期和貯藏期如果氣溫偏低，會遭受凍害，降低馬鈴薯產量和品質。關于低溫凍害對農業方面的影響，相關學者及專家開展了大量研究，如，朱小燕等[1]總結玉林市冬種馬鈴薯種植期該市的氣溫、降水量、日照時數及地溫等氣候因素，分析生長期內低溫霜凍對馬鈴薯的危害，提出霜凍防御對策；莫延科等[2]研究了馬鈴薯生長期氣象條件和霜凍對其產量的影響；郭建武等[3]分析了華北地區馬鈴薯早春凍害表現及形成減產的生理因素，提出凍害防御建議。

甘肅省干旱少雨，溫差較大，冬季寒冷，春季氣溫波動大，秋季初霜早，因此馬鈴薯極易受到低溫凍害的影響[4]。再加上近年來極端性天氣氣候事件變化明顯，馬鈴薯受凍時有發生，如2013年4月4—6日甘肅大部分地區出現持續的低溫冷凍天氣，受其影響，其中隴南市氣溫大幅下降6～8℃并形成降雪，導致早春作物馬鈴薯大面積發生凍害。本文在借鑒前人研究基礎上，根據馬鈴薯生長特性，針對甘肅省馬鈴薯種植期間的低溫凍害影響進行調查研究，因地制宜提出相應凍害防御措施，減少因凍害導致的經濟損失。

1 馬鈴薯生長發育對溫度的要求

馬鈴薯萌芽階段，當日平均氣溫≥4℃時處于休眠期的塊莖會蘇醒萌發，但此時的芽部卻不能變長；當氣溫在5～7℃時，芽部會開始萌發并且伸展但速度較慢，若溫度長期不能突破7℃，幼苗就會沿地平方向生長，細軟不能直立，頂部則膨大為小薯，或從芽眼萌發在土壤中直接形成夢生薯；當溫度處于10～12℃時，幼苗生長旺盛且迅速；溫度上升至18℃的階段則最適宜幼苗成長；當溫度突破36℃時，幼芽反而難以萌發，會出現大面積腐爛情況。

馬鈴薯莖葉發育的最佳溫度區間為17～21℃，當溫度≤7℃或≥42℃時，莖葉的生長會停滯，日均氣溫在25～27℃時，莖葉的發育將會受到抑制。馬鈴薯在7～21℃的溫度范圍內都可生長出塊莖，但最適宜的溫度為17～19℃，氣溫≥21℃時塊莖的形成速度會減緩，當溫度在-2℃以下或29℃以上時，塊莖發育停止，會引出匍匐莖破土長出變為莖葉生長。適度低溫可以使塊莖發育速度加快，高溫易導致塊莖二次發育，出現仔薯。馬鈴薯開花適宜溫度為15～17℃，≤5℃或≥38℃則不會開花。花蕾會在0℃左右受凍害，溫度低于-1℃則會死亡。夜間溫度在15℃以上會促進開花結果，12℃以下會出現花芽但不會開花。

2 甘肅省馬鈴薯凍害形成原因

2.1 甘肅省低溫霜凍氣候特征

甘肅省位于我國西北部，為西北地區的上游，是冷空氣南下必經之地，春秋季氣溫波動較大，特別是冷暖空氣交替影響時段，每一次冷空氣爆發都可能帶來霜凍天氣造成低溫凍害。受境內地形地貌影響，甘肅省內初霜日和無霜期分別與緯度和海拔高度呈負相關，而與經度呈現正相關，也就是說隨著緯度的增加和海拔高度的升高，對應區域初霜日提前，無霜期縮短，同時隨著經度的增加，初霜日延后，無霜期增多；終霜日與緯度和海拔高度呈現出正相關，與經度呈負相關性，即隨著緯度的增加和海拔高度的上升，終霜日向后推遲，但隨著經度的增加，終霜日出現日期則提前。總的看來，甘肅省北部、西部霜凍危害重于南部和東部地區[5]，高山區霜凍危害程度高于河谷川壩地帶。

甘肅省一年中各月均有可能會出現低溫霜凍天氣[6]。由圖1可知，甘肅省各地早霜凍平均最早出現日期在8月中下旬，發生在甘南高原和祁連山區，早霜凍平均最晚出現日期在11月，發生在隴南地區；早霜凍發生特點總的看是西部和北部較早、南部相對推遲，高山及甘南高原出現早,河谷、川壩及盆地相對較遲。晚霜凍結束時間最早出現在4月，發生在隴南地區，最晚結束是在7月，發生在祁連山區及甘南高原地帶；總體來看，晚霜凍結束時間以南部較早，北部和西部相對較遲，河谷、盆地及川壩結束較早，甘南高原及高山地帶相對較遲[7]。由此可以看出，甘肅省北部、西部以及高山區域早霜凍出現的早，同時晚霜凍結束的也較早，而且溫度下降較大，引發的低溫凍害也相對較重。從季節上看，甘肅省低溫霜凍天氣危害以春季最大，4月上中旬危害最重，期間出現的霜凍天氣約占一年中出現的總霜凍日數的80%以上，凍害危害程度其次是4月底—5月初。當影響甘肅省的冷空氣勢力較強，伴隨出現的寒潮霜凍天氣氣溫下降幅度就較大，而且低溫持續的時間也較長。

2.2 馬鈴薯遭受低溫凍害的原因

馬鈴薯受凍的主要原因是持續性的低溫天氣，若同時段降水量偏少則灌溉條件差，土壤墑情不好會加劇凍害程度。另外，栽培意識不足，有早播種的情況加之播種后等待自然降雨未能及時覆蓋地膜，就不能保證地溫符合標準。播種時耕作深度淺加之整地疏懶，種薯切塊小，使用農家肥少會加重凍害程度。如遇旱情初現，未播種澆水會留下凍害隱患。

3 低溫凍害對馬鈴薯的影響

馬鈴薯塊莖在儲藏和田間生長期都會遭受凍害。受損塊莖隨溫度升高化凍后，其組織部分的顏色會逐漸變為桃粉色，直至成為灰色、褐色或黑色。凍傷組織開始軟化、腐爛直至水分蒸發殆盡，變為石灰質殘渣。韌皮部對溫度的敏感性高于薄壁細胞組織，受凍的塊莖橫切面會變為網狀壞死，壞死組合可遍布整個塊莖，也有只出現在受凍一側的情況。隨著冷害加重，維管束環周圍會出現褐黑色斑點，一般臍部周圍較嚴重。

馬鈴薯播種后至出苗前受凍害影響較小，塊莖在氣溫上升后會萌發，但會出現萌發延遲情況。出苗后，氣溫降至0～2℃，馬鈴薯地上部分極易受凍，-1℃時幼苗會受凍害，氣溫降至-2℃則出現葉片萎蔫縮陷的情況。隨后氣溫升高，受凍部位變為水浸狀損傷，組織繼而死亡后變為褐色。當氣溫達到合適范圍時，莖葉會從腋芽部位重新分叉長出，但氣溫降至-3℃莖葉會凍死，依據馬鈴薯生長特性，只要種薯薯塊尚未死亡，萌芽可在氣溫回升后持續進行，由此可見，馬鈴薯幼苗期低溫凍害對其產量有一定影響，但不會出現絕收，另外一些耐旱抗凍品種，其對溫度敏感性不同于其它品種，受害后恢復生長速度會加快。

4 馬鈴薯凍害預防措施

4.1 增強抗低溫能力

根據本地氣候特點與農業生產的需要，選擇抗寒能力強的品種。推廣種植前展開播期試驗以確定最佳播種期，結合市場需求在保證經濟效益基礎上調整播種期。避開重霜期是預防馬鈴薯凍害的關鍵，選擇終霜日前20d左右播種，或在土壤地下10cm處土溫穩定在7～8℃時播種為宜。注意田地排水系統的通暢性，及時清除田間積水以保持地面水位處在低水平，保證土壤通氣、透水，保證植物根系良好穿插性。霜凍或凍害發生前，用農膜、稻草、彩條布、草簾、席子、麻袋等遮蓋物覆蓋在幼苗上或搭建小拱棚防霜防凍。在氣溫升高后，及時將覆蓋物除去，以防止溫度過高燒苗或引發病害。結合中耕除草，進行田間培土，在霜凍或強冷空氣到來之前停止使用氮肥，防止植株過于柔軟導致抗寒能力下降。在凍害到來前1～2d，噴施植物防凍劑或施用復合生物菌肥或磷酸二氫鉀減輕凍害危害。有條件者還可追施火土肥、草木灰等熱性農家肥，提高防凍能力。種植戶需密切關注天氣變化，在霜凍到來前1～2d放水進溝，保持土壤濕潤或者溝底有水。霜凍發生時(凌晨至太陽出來前)利用噴管帶、噴灌圈或水汽彌漫機等噴水防霜。如有寒流過境，則進行夜間熏煙，秸稈、雜草、木屑等物發煙后放置在田間過道上，布設密度為65個·hm-2。

4.2 減輕凍害影響

播種后的馬鈴薯遭遇凍害應盡快開挖排水溝，特別是地勢較低的地塊，因為漬水積存會導致薯塊腐爛，同時采取提升地溫的措施，保證植株恢復正常發育。受凍的土地板結情況較為嚴重且濕度大，會抑制馬鈴薯根系部位的活動，此時可中耕培土輸送土壤。對還未出苗的田塊，應觀察土壤中的種薯受凍情況，發現腐爛情況要立即清除重新催芽補種，避免缺窩影響最終產量。在植株已解除受凍狀態且逐步恢復生長后施肥。受害較輕地塊施葉面肥，受害較重且尚未出苗的地塊追施農家肥、尿素等，如在恢復生長時用尿素150g·667m-2、磷酸二氫鉀200g·667m-2、紅糖250g·667m-2，兌水50kg·667m-2噴施，或者噴細胞分裂素等促進植株恢復生長。

4.3 防病措施

凍害過后，田間已出苗植株易患黃萎病，播種但未出苗部分易患立枯病。應采取藥劑防治配合常規防治。可用50%多菌靈可濕性粉劑600～800倍液混合3%廣枯靈600～800倍液灌根預防；以3%中生菌素可濕性粉劑1500g·hm-2兌水900～1200kg·hm-2，或農用鏈霉素2000倍液噴霧，預防青枯病等細菌性病害發生；用80%大生可濕性粉劑600～800倍液，或25%甲霜靈400～500倍液，預防晚疫病。

5 結語

甘肅省冬春季氣溫低，對馬鈴薯的生長威脅大，在防寒措施不當的情況下易使葉凍傷，使莖凍傷凍爛，無法結薯，造成減產歉收。必須抓緊做好防寒抗凍工作，才能獲得高產。馬鈴薯低溫凍害的預防和減災需要種植戶和當地相關部門緊密配合，采取積極措施展開自查自救。抓住機遇在受災較輕地塊補種，同時澆透水。災害來臨前及時覆膜以便獲得可觀產量。受害較重地塊，還可套種其它作物，如玉米、蔬菜，注重綜合收益，增強抗災害的能力。低溫防凍措施配合田間管理，可防治病蟲害發生且養根壯苗。