浅谈榆林山地苹果冻害防御措施

樊 越, 段义忠, 张建军

(1.榆林学院,陕西 榆林 719000;2.榆林市果业发展中心,陕西 榆林 719000)

近年来,由于气候变暖,黄土高原苹果主产地整体上物候期提前,始花期每10年提前3.11 d[1]。花期提前,增加了苹果花期冻害的概率,这给苹果产业的健康发展、农民持续稳定增收带来极大挑战,花期冻害轻则减产,重则绝产,极大的威胁了苹果的产量和质量,影响了苹果园的经济效益,严重打击果农种植苹果树的积极性,不利于榆林山地苹果产业的健康有序的发展。榆林市南部丘陵沟壑区是发展山地苹果的优质产区,地处北纬36°57′～39°35′,东经107°28′～111°15′,土层深厚、通风透光、梯次分明,年降水430 mm,无霜期163 d,昼夜温差比较大,日照时间相对长,且具备优质苹果生产的全部7项主要生态指标,此区域生产出的苹果,果形端正,色泽鲜美,口味香甜,深受消费者喜爱,在市场上有一定的竞争力和影响力,是榆林地区的主导产业之一。因此,研究榆林山地苹果花期冻害防御措施,提升榆林山地苹果应对自然灾害的能力,对苹果产业的持续健康发展有着重要指导意义。

1 苹果冻害发生机理

1.1 榆林地区苹果发生冻害的生理变化

冻害是指在0 ℃以下低温造成的伤害,是由于短时间内温度骤降到临界值以下并持续一段时间,引起树体内发生冰冻,造成组织、器官、树体的死亡,花朵、幼果等冻死冻伤脱落的现象。榆林地区苹果树冻害一般发生在春季,因为苹果树的花期一般在4月,此段时间极易发生“倒春寒”天气,此外,由于春季温度回升,树体的组织器官抗寒能力减弱,表1为苹果树不同物候期冻害临界温度,低于此温度就极易发生冻害。屈振江等[2]对陕西省苹果主产区花期冻害进行了分析评估,发现花期冻害发生频率和风险有由东南到西北递增的趋势,主要集中在陕北西部、渭北及关中西部局部高海拔地区。马学海[3]通过克里金插值法和最佳自然断裂法得出延安市和榆林市的西部地区花期冻害风险最高。可见,在榆林地区,花期冻害是导致苹果产业经济损失的重大因素。

表1 苹果树不同物候期冻害临界温度

冻害发生后,苹果树不同组织器官会受冻不同程度的冻伤,受冻后的芽体外表变黑变褐,鳞片变松散,芽体无法继续萌发,并且容易脱落。花器也会变水渍状,其中雌蕊最不耐冻,轻霜冻导致柱头褐变冻干无法受精,而重度霜冻则会导致雌蕊和整个子房褐变坏死。幼果轻度受冻后果实胴部或萼端会形成锈色的环带,此现象称为“霜环”;重度受冻的果实会脱皮、萎缩、变黄、畸形、发育迟缓,最终带梗脱落。幼叶受冻其叶片会卷曲变形,呈褐色,质地将变软直至干枯。枝条受冻其形成层变黑褐色,皮层容易剥离,受冻严重枝皮会暴裂甚至干枯死亡。苹果树花期受冻后,不仅外形会产生变化,其树体内的生理代谢也会产生变化[4]。

1.2 渗透调节机制

植物体内的渗透调节物质以可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸为主,其作用是增加细胞液浓度、降低细胞水势以及冰点温度,从而诱导表达抗寒基因的表达,提高苹果树的抗寒性。徐功勋[5]等在4个苹果品种的抗寒性评价的研究发现抗寒性强的枝条中可溶性糖、可溶性蛋白以及脯氨酸的含量均明显提高。

1.3 保护酶系统

苹果花期受冻后其花芽、幼叶、幼果等组织器官的活性氧含量会增加,致使膜脂过氧化,SOD、POD、CAT等活性氧清除系统相关酶能将多余活性氧清除,有效保护植物细胞,提高其抗寒性[6]。

1.4 细胞膜系统

苹果树受冻后,细胞透性会发生变化,引起渗透物质外流,致使相对电导率发生变化,同时膜脂过氧化产生丙二醛(MDA),该物质有毒性,其含量越多,苹果树越不耐寒。此外,当温度长时间低于临界温度时,膜脂会变成晶态,当质膜的脂肪酸不饱和度变低就会影响膜的流动性,从而会影响细胞的功能结构[7]。

1.5 水含量

水是植物细胞最主要的成分,可分为自由水和束缚水,两种类型水的组成比例对植物抗寒性起着重要作用,束缚水占比高,植物抗寒能力越强。

2 榆林地区苹果树花期冻害主要原因

2.1 品种差异

在栽植环境相同的情况下,不同品种抗寒性不同,2020年榆林发生了近几年来较为严重的花期冻害,调查显示早熟品种比晚熟品种冻害严重,嘎拉品种冻害较重,寒富、秦冠等品种相对较轻。

2.2 低温持续时间

榆林地区苹果树花期一般在4月,当温度低于花期受冻临界温度-2.2 ℃时,持续低温时间越长,果树抗寒能力越弱,越容易发生冻害。苹果花期冻害与低温持续时间成正比,低温持续时间越长,冻害就越严重[8]。

2.3 栽培环境

同一区域不同地势受冻程度也有所不同,地势低洼处受冻较重,山体中上位受冻较轻。这是由于冷空气容易聚集在低洼处,长时间低温,严重冻害的发生率升高。山体中上位通风好,冷空气持续时间短,冻害轻。

2.4 果园管理水平

苹果花期冻害与果园管理水平密切相关,树势较弱、施肥不足、管理粗放的苹果园受冻较重,树势相对强旺,花发育良好、通风透光、精细化管理的苹果园受冻较轻。树体强壮,通风透光条件好,苹果树抗寒能力强,冻害发生率低。

3 榆林地区苹果树花期冻害防御措施

苹果花期冻害防御分为前期预防、低温防冻、灾后补救3个方面。

3.1 前期预防

1)科学选择地块。建园要现在山体中部或者上部避风向阳处,要避开低洼低谷处,河道两边,水库周边,山体等容易积聚冷空气的地方。2)优选抗寒性强的品种。不同品种的苹果其抗寒性不同,建园时,要优先选择花期较晚、抗寒性较强的品种砧木组合,并且要合理密植,园内要通风透光。3)增强树体抗性。要加强肥水管理,在上年秋施基肥的基础上,春季主施氮磷钾复合肥或二胺,并且及时灌水。此外,喷施专用防冻剂或富含磷、钾的营养液等。4)延缓推迟花期。通过花前灌水、树干涂白、秸秆覆盖等方式延缓花期3～5 d,可以有效预防、减缓、避开晚霜冻害。5)储备防冻物资。提前准备好充足的锯末、秸秆、树枝等燃料,防冻剂以及营养液等物资;按照每亩(667 m2)8个,容积不少于3 m3的标准挖好防冻坑,同时配足移动式熏液装置。

3.2 低温防霜

1)熏烟法。当果园温度低于组织、器官受冻的临界值时,采用熏烟法使果园上空形成烟雾层,能提升园内温度2 ℃左右,要群防群治,大范围形成烟雾层,可有效提高防治效果。2)喷防冻剂或营养液。喷施苹果树专用的防冻剂或0.1%的流体硼+0.3%磷酸二氢钾+芸苔素内酯或其他营养液,来提高植物对低温的抗性。

4 灾后补救

1)推迟疏花疏果。苹果园受冻后要停止疏花和疏果,待幼果坐定以后,再根据果园的坐果量及其分布等情况一次定果,留发育良好且果型端正的,疏畸形、弱小的受害果。定果时应充分利用晚花、边花、腋花坐果,确保坐果量。2)喷施营养液。受冻后要及时喷施0.1%的流体硼+0.3%磷酸二氢钾+芸苔素内酯或0.1%尿素+0.1%流体硼0.3%磷酸二氢钾+白糖,以补充树体的营养,促进花结构和功能恢复,提高授粉率和坐果率。3)辅助授粉。花期开展人工授粉或者蜜蜂授粉等辅助授粉措施,吸引传粉昆虫,提高授粉率,可有效促进坐果。4)加强肥水管理。利用节水灌溉设施灌溉施肥,补充营养。树体喷施0.1%尿素、0.2～0.3%硼砂或0.3%磷酸二氢钾等叶面肥,提高光合作用效率,提高单果质量。5)防控病虫害。树体受冻后抗性变弱,极易感染病虫害,可在树上及时喷3%的多抗霉素800～1 000倍液或4%的农抗120水剂300～400倍液以防治霉心病、腐烂病、花腐病等病害。