山東中部‘陽光玫瑰’葡萄凍害調查及應對措施

姜雪連，趙月玲，管雪強，鄭勝杰，劉曉陽，趙日江，孟苓，劉琳娟，楊曉，王澤琪，張志昌

（1. 濰坊學院/山東省高校生物化學與分子生物學重點實驗，山東濰坊 261000；2. 山東省葡萄研究院，山東濟南 250100； 3. 濰坊昇君莊園有限公司，山東濰坊 261100；4. 諸城梅香園農業發展有限公司，山東濰坊 262200；5. 山東志昌農業科技發展股份有限公司，日照 276599）

山東內陸地區冬季時間長且寒冷干燥。隨著全球氣候異?，F象增多，山東產區在休眠季遭遇極端氣候的概率增加，冬季的極端氣候產生的凍害仍是制約山東乃至北方葡萄產業發展的主要災害之一[1]?！柟饷倒濉咸岩蛲庑兔烙^、香氣優雅、口感香甜和貯運性能好等特點，深受消費者的喜愛，近年來在全國種植面積迅速增加，在山東的栽培也非常普遍。葡萄是比較抗寒的樹種[2]，植株發生凍害主要是由于長時間暴露于冰點以下的環境中，細胞組織結冰，原生質體結構遭遇破壞，導致脫水，引起細胞生理生化異常，而使植株死亡[3-4]。研究表明，葡萄耐凍性與枝條所含的營養物質有關，枝條干物質是抵擋寒冬的物質基礎[5]；可溶性蛋白可以提高細胞內束縛水的含量，同時調節抗寒基因表達[6-7]；糖含量積累到一定臨界水平可啟動內源ABA的形成，提高抗寒性[8]。同時葡萄耐凍性還與應對措施有關，煙熏可防止地面熱量的擴散，用以降低地面的有效輻射，使氣溫的下降幅度減少，緩解凍害[9-10]；寒潮前灌水，可增加土壤熱容量，提高底層空氣的溫度，達到防凍效果[11-12]；葡萄園區周圍加強防護林建設，可以減弱風速，調節氣溫，從而降低凍害發生的概率。

目前，對葡萄凍害的研究多集中于葡萄自身的干物質和可溶性蛋白含量與凍害的關系，外界環境影響研究集中在熏煙、灌水、加強防護林建設等經驗總結，對于葡萄植株成熟度與凍害的關系以及枝條噴水、灌水等處理措施對緩解凍害的量化比較研究較少。2021年1月4—8日山東地區迎來極低溫寒潮天氣，期間溫度快速下降并伴隨著大風，降溫幅度達10～14 ℃，最低溫度達到-20 ℃，出現在1月4日19:00到次日7:00。本試驗在寒潮來臨前1天設置了灌水、枝條噴水處理，在寒潮過程中進行了葡萄園熏煙處理，調查了‘陽光玫瑰’凍害發生情況，分析凍害的主要影響因素，進而評估不同防凍措施的應用效果，提出有效措施，以便為葡萄安全越冬提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

山東屬暖溫帶季風氣候，年平均氣溫11～14 ℃，降水量5 5 0～9 5 0 m m。光照資源充足，日照時數2290～2890 h，全年無霜期由東北沿海向西南遞增，魯中和膠東產區一般為180 d。

1.2 試驗地概況

試驗選取安丘市長生源生態家庭農場、諸城市諸城梅香園發展有限公司、諸城葡萄種植戶、濰坊市寒亭昇君莊園有限公司、平度市大澤山葡萄大觀園5個園區的設施栽培‘陽光玫瑰’葡萄進行調查。其中諸城2個園區棚型為連棟塑料棚，株行距為2 m×3 m，樹齡為2年，其中梅香園當年產量為1000 kg·667m-2；安丘長生源分別為連棟塑料棚和拱棚栽植，株行距為2 m×3 m；樹齡為2年，當年未結果；平度大澤山為連棟避雨棚，株行距為1 m×2 m，樹齡為3年，當年產量為2500 kg·667m-2；濰坊寒亭昇君莊園為連棟塑料棚和拱棚，避雨栽培，株行距為2 m×2.7 m，樹齡為2年，當年產量為1000 kg·667m-2。各園區均采用單干雙臂飛鳥架整形模式，冬季剪枝時間為11月底到1月上旬。

1.3 試驗設計與處理

1.3.1 不同園區凍害調查

2021年1月9日，每個園區選擇2～3個典型區域，每區域選取一年生枝相同節位30個單芽，對單芽縱切以評估凍害發生情況。2021年5月初對所選園區統計發芽率。

凍害率（%）＝受凍芽眼數/取樣總數×100；發芽率（%）＝枝條發芽數/總芽眼數×100

1.3.2 不同凍害應對措施試驗

選取灌水、枝條噴水、枝條噴水＋灌溉及熏煙4種應對措施。其中2021年1月4日前在昇君莊園進行灌水、枝條噴水，以及灌水＋枝條噴水3個處理。灌水時間30 min，灌水量為10 m3·667m-2。噴枝為下午5:00進行，要求枝條完全濕潤結冰。2021年1月5日22:00至6日7:00對梅香園進行熏煙處理，煙熏材料為豆秸稈，置于棚的兩端，每10 m布置一個煙熏點，每個煙熏點點燃豆秸稈2 m2。所有處理在相同園區均設對照。

1.4 項目測定

1.4.1 葡萄枝條的凍害類型

將芽用解剖刀剖開，在解剖鏡下觀察芽的主芽、副芽的死亡情況。

1.4.2 發芽率

每個棚分為4個區：靠近北門口、棚中部、棚西部、棚東部。每區3個重復，每重復隨機選取連續5 m，統計應發芽、實際發芽數，計算發芽率。

1.4.3 枝條成熟度測定

（1）不規則指數和髓心比。用游標卡尺測量枝條芽上方3 cm處的粗度，及髓心最大值和最小值，計算枝條不規則指數及髓心比。

不規則指數＝枝條粗度最大值/枝條粗度最小值；髓心比＝髓心粗度/枝條粗度。

（2）可溶性糖和淀粉。取10 g枝條切碎，80 mL蒸餾水在100 ℃的沸水中加熱30 min，3 次過濾離心提取，將濾液定容至250 mL。取5 mL溶液，加入5 mL 0.2%蒽酮試劑混勻比色測定可溶性糖。取10 g枝條切碎，加9.2 mol/L的HClO410 mL，在100 ℃的沸水中加熱30 min。3次提取過濾后定容至250 mL。取5 mL溶液，加入 5 mL 0.2%蒽酮試劑混勻比色測定淀粉。

2 結果分析

2.1 芽眼凍害情況

共調查受凍芽數538個，通過解刨發現，凍害類型可分為4種：主芽死亡、一側側芽死亡、主側芽全部壞死、主芽及一側側芽壞死。其中主芽凍死概率最高，為8.18%；側芽及主側芽凍死發生概率相同，為3.90%；主芽及一側側芽死亡概率最低（表1）。

表1 不同葡萄芽凍害類型發生比例Table 1 Percentage of every cold damage types to buds damage

2.2 不同園區凍害發生情況調查

由表2可知，在幾個未經任何處理的避雨棚中，平度園區環境溫度最高，未發生凍害。其他三地環境溫度相差不大，濰坊寒亭的凍害率最低，為10%，主副芽均受凍的為0。諸城凍害最高，發生率為32.40%。

發芽率與凍害率成反比。由表2看出，濰坊寒亭的發芽率最高，為94.28%。安丘園區發芽率為89.27%，諸城園區發芽率最低。

表2 不同園區的凍害發生情況Table 2 Investigation on cold damage in commercial vineyards

2.3 園區凍害影響因素分析

2.3.1 枝條成熟度對凍害率的影響

由表3可知，存活枝條的不規則指數和髓心比與凍死枝條的差異不大，而死亡枝條的可溶性糖和淀粉含量明顯小于存活枝條。除寒亭園區外，諸城和安丘凍害率與可溶性糖和淀粉含量呈反比，表明枝條成熟度越好，抗凍能力越強，凍害率越低（表4）。寒亭昇君莊園和平度大澤山不符合此規律，主要是因為寒亭園區整體進行了灌水。平度大澤山園區受地形影響，溫度高，害率低。

表3 死亡和存活枝芽的成熟度指標對比Table 3 Maturity indexes of branch for damaged and living buds

表4 不同園區葡萄枝條成熟度指標Table 4 Maturity indexes of branch among vineyards

2.3.2 棚型對凍害影響

表5列出了山東地區‘陽光玫瑰’種植常用兩種棚型，連棟塑料大棚冬季保溫效果較差，寒亭地區連棟塑料大棚室內最低溫較拱棚低1.4 ℃，極端天氣凍害發生率在安丘、寒亭兩地區均高于拱棚。

表5 不同棚型凍害結果統計Table 5 Occurrence of cold damage ratio for different type of shed

2.4 不同應對措施對葡萄凍害率的影響

諸城園區進行了熏煙處理，與未處理相比，總凍害率未明顯降低，但主副芽均凍死概率顯著降低（表6）。諸城與寒亭園區室外溫度相差不大，寒亭灌水處理后，園區凍害率僅為10%，凍害率降低69%。與未處理相比，枝條噴水和枝條噴水＋提前灌水處理均顯著降低了凍害發生率，分別降低66%和67%（表6）。結果表明，灌水、枝條噴水對于應對葡萄凍害效果較好，可推廣使用。

表6 不同應對措施對凍害的影響Table 6 the effect of different protection methods on cold damage

3 結論與討論

調查表明，在4個凍害類型中僅主芽受凍的比例最高。可能是主芽體積最大，飽滿，側芽體積較小[13]，因此主芽受凍的幾率增大。

平度園區的凍害最低，其次是寒亭昇君莊園，諸城梅香園凍害最嚴重。翌年春季統計發芽情況與凍害率一致。平度大澤山未發生凍害，分析原因主要與樹齡和氣候有關。大澤山樹齡為3年，研究表明果樹抗寒性隨著樹齡增加而增強[14-15]。同時東西走向的大澤山阻擋了北方來的冷空氣[16]，本次降溫過程中，平度最低溫度為-15 ℃，較其他園區高出3～5 ℃。寒亭、安丘及諸城最低氣溫相差不大，寒亭昇君莊園凍害較低主要是由于寒流來臨前進行了灌水，棚內溫度及濕度均保持較好。諸城園區凍害率高，主要原因是未采取任何措施，且當年葡萄產量較高。

在相同溫度條件下，凍害與枝條成熟度密切相關。枝條規則指數和髓心比是枝條成熟程度的直觀指標，枝條成熟度與抗寒性有關。本研究發現，可溶性糖、淀粉含量越高，髓心比越低，芽眼凍害發生率越低。很多研究也表明，葡萄枝條可溶性糖和淀粉含量降低，枝條的抗寒性減弱[17-22]。枝條成熟程明顯受負載量的影響，本調查也發現，因安丘園區葡萄未結果，枝條的可溶糖、淀粉含量均較高，髓心比較低，凍害率明顯低于諸城園區。

熏煙、灌水、枝條噴水、枝條噴水前灌水、使用拱棚等處理措施都可以降低葡萄枝條發生凍害的幾率。在寒亭昇君莊園的4個處理棚的凍害率明顯小于未處理棚，是因為極端天氣到來前進行了灌水，增加了棚內的熱容量，明顯降低了芽的受凍率；諸城梅香園的熏煙處理也能夠降低葡萄的凍害率，這與張久慧的結果一致[10]。當氣溫降低到影響葡萄植株正常生理功能的溫度時開始熏煙，應使用暗火濃煙，把熏煙裝置放到葡萄園的上風口，這樣可以有效降低發生凍害。與熏煙處理相比，灌水效果明顯更好。在昇君莊園枝條噴水處理中，發現枝條噴水能夠降低葡萄的凍害率，當強降溫、強低溫天氣來到時，對枝條進行持續噴水，水在枝干上結冰時能釋放熱量，提高被冰包裹的芽的溫度，避免強低溫造成的芽眼溫度的過度降低，從而降低發生凍害的幾率[23-25]。枝條噴水＋灌水的處理效果更加明顯，原因是在霜凍來臨前，對葡萄棚進行灌水，能增加土壤的熱容量，在相對封閉的環境中，能起到減輕凍害的作用[12]。比較拱棚與連棟棚的凍害發生情況，可以得出拱棚葡萄芽的凍害發生率更低的結論。