龐鈺潔,陳文海,滕明益,吳明江,楊堤益,沈曉媛,金戴根,王喻韜
(1 浙江省海寧市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)服務(wù)站,浙江海寧,314400;2 浙江省海寧市氣象局,浙江海寧,314400;3 浙江省海寧市尖山新區(qū)(黃灣鎮(zhèn))農(nóng)業(yè)農(nóng)村辦公室,浙江海寧,314415)
浙江省海寧市種植柑桔的歷史已有50余年。截至2020年底,全市柑桔種植面積共800 hm2,占全市果園總面積的25.4%,主要分布在黃灣鎮(zhèn),主栽品種為特早熟和早熟溫州蜜柑。在錢(qián)塘江水體和山體的共同作用下,黃灣鎮(zhèn)部分地區(qū)可形成溫暖小氣候,有利于柑桔生長(zhǎng)[1].隨著全球變暖,海寧市柑桔種植面積逐年擴(kuò)大,但極端低溫冰凍天氣仍存在,并對(duì)柑桔生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。2020年12月末至2021年1月,海寧市出現(xiàn)4次極端低溫天氣,有2 d的最低氣溫達(dá)-9.4 ℃,使得全市柑桔受到不同程度的凍害。因此,本研究通過(guò)調(diào)查分析此次海寧柑桔凍害的發(fā)生特點(diǎn)、損失情況及氣象條件特征,提出預(yù)防凍害和凍后復(fù)產(chǎn)的技術(shù)措施,為當(dāng)?shù)馗探郛a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和防凍減災(zāi)提供參考。
1.1 研究地概況海寧市地處長(zhǎng)江三角洲杭嘉湖平原,地形狹長(zhǎng),全市地勢(shì)平坦,自西南向東北傾斜,地跨北緯30°15′~30°35′,東經(jīng)120°18′~120°52′,常年平均氣溫15.9 ℃,年均降水量1 187 mm,年平均日照時(shí)數(shù)2 002.9 h,無(wú)霜期233.5 d,屬北亞熱帶海洋性濕潤(rùn)氣候。目前海寧市種植柑桔800 hm2,總產(chǎn)量3.12 萬(wàn)t。
1.2 氣象資料收集與凍害情況調(diào)查氣象資料來(lái)源于周王廟國(guó)家氣象觀測(cè)站。
凍害調(diào)查于2021年2—3月進(jìn)行,調(diào)查對(duì)象為海寧市主栽的10個(gè)柑桔品種,選取樹(shù)齡、長(zhǎng)勢(shì)一致的柑桔樹(shù),調(diào)查地點(diǎn)選取柑桔主產(chǎn)區(qū)黃灣鎮(zhèn)和零星產(chǎn)區(qū)袁花鎮(zhèn)、長(zhǎng)安鎮(zhèn)、周王廟鎮(zhèn)和斜橋鎮(zhèn)(各鎮(zhèn)柑桔生產(chǎn)基本情況詳見(jiàn)表1)。凍害等級(jí)評(píng)估參考沈兆敏[2]對(duì)柑桔凍害的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表2),通過(guò)計(jì)算凍害率和凍害指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)柑桔凍害狀況。凍害率=(調(diào)查受凍株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100%。凍害指數(shù)=[∑(凍害等級(jí)×該級(jí)受凍株數(shù))/(凍害最高級(jí)代表值×調(diào)查總株數(shù))]×100。
表1 海寧市柑桔主產(chǎn)區(qū)和零星產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)基本情況
表2 柑桔凍害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[2]
1.3 數(shù)據(jù)分析采用Excel 2013軟件記錄和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.1 凍害基本情況在2020/2021年冬季低溫冰凍天氣過(guò)后,海寧市柑桔凍害嚴(yán)重,受災(zāi)面積超過(guò)533 hm2,普遍發(fā)生中度到重度凍害(凍害級(jí)別2~5級(jí)),尤其是露地柑桔凍害嚴(yán)重。露地栽培主栽溫州蜜柑的成年桔園,立地條件為平地的多數(shù)發(fā)生3~4級(jí)凍害,需1~3年才能恢復(fù)產(chǎn)量;立地條件為山坡的柑桔發(fā)生0~2級(jí)凍害,對(duì)當(dāng)年樹(shù)勢(shì)和結(jié)果稍有影響。設(shè)施栽培的“紅美人”雜柑基本無(wú)凍害,當(dāng)年樹(shù)勢(shì)和結(jié)果不受影響。露地栽培的新品種柑桔(“三紅蜜柚”“紅美人”和葡萄柚)發(fā)生4~5級(jí)凍害,部分樹(shù)凍死,未凍死的樹(shù)勢(shì)也受?chē)?yán)重影響,需2~3年才能恢復(fù)產(chǎn)量。在當(dāng)?shù)馗探墼耘鄽v史中,1991年12月連續(xù)2 d低于-9 ℃,使得1992年秋季柑桔減產(chǎn)70%,1993年基本恢復(fù)產(chǎn)量。由此可見(jiàn),海寧市冬季極端低溫極易造成柑桔產(chǎn)業(yè)的巨大損失,須引起重視。
黃灣鎮(zhèn)凍害情況:露地栽培條件下,“德森”“宮川”溫州蜜柑總體中度凍害,正值盛果期的植株主要表現(xiàn)2~3級(jí)凍害;“大葉尾張”品種無(wú)影響;“大分”品種凍害程度輕(0~1級(jí));衢州椪柑凍害達(dá)到4~5級(jí),部分植株整株凍死?!凹t美人”雜柑,在坡地露地栽培的凍害輕,凍害級(jí)別0~3級(jí),果實(shí)嚴(yán)重枯水、無(wú)食用價(jià)值;在平地露地栽培的凍害嚴(yán)重,大量枝梢凍死,凍害級(jí)別4~5級(jí);在平地設(shè)施栽培的樹(shù)體輕微受凍,部分果實(shí)枯水、食用價(jià)值受影響?!按合恪薄案势健逼贩N均為坡地露地種植,“春香”凍害級(jí)別0~2級(jí),少數(shù)秋梢凍死;“甘平”凍害稍重,表現(xiàn)為大量落葉和秋梢凍死,2~4級(jí)凍害。冷冰塢區(qū)域凍害程度比較嚴(yán)重,“馬蹄型”地形[1,3]周?chē)狡碌氐臏刂菝鄹虨?~3級(jí)凍害,而中間低谷平地的溫州蜜柑普遍出現(xiàn)3~4級(jí)凍害。
袁花鎮(zhèn)凍害情況:“紅美人”多數(shù)為設(shè)施栽培,總體無(wú)影響,少量植株凍害級(jí)別1級(jí);部分果實(shí)枯水,食用價(jià)值受影響?!按嗝劢鸶獭痹O(shè)施栽培的凍害級(jí)別2~4級(jí),秋梢凍死。
長(zhǎng)安鎮(zhèn)凍害情況:“三紅蜜柚”和葡萄柚為1~2年生幼樹(shù)和高接1年樹(shù),總體重度凍害,葉片全部?jī)鏊?,大量枝梢凍死,凍害?jí)別為4~5級(jí)。
周王廟鎮(zhèn)凍害情況:“三紅蜜柚”總體重度凍害,7年生年樹(shù)出現(xiàn)4級(jí)凍害的達(dá)80%以上;果實(shí)套袋,留果量少,無(wú)影響。葡萄柚重度凍害,凍害級(jí)別4~5級(jí),1年生幼樹(shù)全部?jī)鏊溃?年生樹(shù)約一半凍死;果實(shí)套袋,部分枯水,食用價(jià)值受影響?!疤鸾坭帧敝囟葍龊?,3年生樹(shù)全部?jī)鏊馈?/p>
斜橋鎮(zhèn)凍害情況:“紅美人”為露地當(dāng)年新栽幼樹(shù),總體重度凍害,樹(shù)冠未覆蓋,葉片全部?jī)鏊?,大量枝梢凍死,凍害?jí)別4~5級(jí)。
2.2 凍害氣象條件特征低溫發(fā)生特點(diǎn):2020/2021年冬季海寧市遭遇的冷空氣影響頻繁、強(qiáng)度強(qiáng),出現(xiàn)4次低溫冰凍天氣:12月29日至1月3日、1月7—14日、1月17—19日、1月29—30日(見(jiàn)圖1和圖2)。在溫度條件上,極端最低氣溫低和低溫天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)是引起凍害的兩大主要因素。1月極端最低氣溫-9.4 ℃,在1日和9日兩次出現(xiàn),為1991年以來(lái)最低,且低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);2日和10日的最低氣溫分別為-7.4和-8.2 ℃。12月30日至1月2日和1月7—10日分別連續(xù)4 d日平均氣溫低于0 ℃,其中最長(zhǎng)連續(xù)37 h(12-29T24—12-31T12)氣溫低于0 ℃,最長(zhǎng)連續(xù)22 h(01-07T13—01-08T10)氣溫低于-3 ℃,最長(zhǎng)連續(xù)14 h(12-31T19—01-01T8)氣溫低于-5 ℃,出現(xiàn)2次連續(xù)10 h(12-31T22—01-01T7、01-08T22—01-09T7)氣溫低于-7 ℃,出現(xiàn)2次連續(xù)2 h(01-01T6—01-01T7、01-09T2—01-09T3)氣溫低于-9 ℃。
圖1 2020年12月28日至2021年1月31日海寧市日最高氣溫、日最低氣溫和日平均氣溫
圖2 2020年12月29日至2021年1月30日海寧市4次低溫冰凍天氣過(guò)程每小時(shí)氣溫
其他相關(guān)氣象條件特點(diǎn):在光照條件上,海寧市2021年1月日照時(shí)數(shù)為156.3 h,比常年多43.4 h。在降水條件上,2020年12月31日至1月21日連續(xù)22 d為零降水,2021年1月總降水量?jī)H17.5 mm,比常年少54.0 mm。因此,此期形成了典型的連晴干燥天氣。結(jié)合溫度條件,符合引起柑桔凍害的晴凍型(急凍型或輻射型)和干凍型天氣[4]。日照時(shí)間長(zhǎng)使得白天升溫快,晝夜溫差大(1月有13 d晝夜溫差超過(guò)15 ℃),柑桔凍害的嚴(yán)重程度隨夜間極端最低氣溫的下降而加重;前3次低溫冰凍天氣發(fā)生時(shí)正處于連續(xù)零降水時(shí)期,土壤過(guò)分干燥也削弱了柑桔的抗凍能力。
2.3 凍害發(fā)生特點(diǎn)凍害程度與立地、管理措施的關(guān)系:由表3可知,黃灣村金友合作社的“紅美人”柑桔凍害指數(shù)最低,其次是尖山村勤利路東側(cè),說(shuō)明露地栽培桔園立地條件和防護(hù)林對(duì)凍害程度影響最大,坡地建園和種植防護(hù)林通過(guò)減小風(fēng)速形成局部小氣候環(huán)境,能有效減少柑桔凍害。尖山村小山圩合作社于12月31日至1月4日進(jìn)行大量灌水、1月12日摘除枯葉,與未灌溉的錢(qián)江村1組嚴(yán)子苗、石井村林氏合作社、三聯(lián)村潘氏和凍后灌溉的三聯(lián)村張建華(1月13日灌溉、1月26日摘除枯葉)相比,“紅美人”柑桔凍害指數(shù)較低,表明凍前充分灌水、凍后摘除枯葉可減輕凍害。此次柑桔凍害由晴凍型和干凍型天氣引起,柑桔枝、葉水分蒸騰劇烈,及時(shí)補(bǔ)給水分供根系吸收有助于緩解凍害,及時(shí)摘除嚴(yán)重受凍的葉片可減少失水保護(hù)枝干,同時(shí)有利于內(nèi)膛、下部輕度受凍的葉片復(fù)原。錢(qián)江村1組嚴(yán)子苗、石井村林氏合作社、三聯(lián)村潘氏的“紅美人”柑桔僅采取樹(shù)冠蓋遮陽(yáng)網(wǎng)或樹(shù)干涂白的防護(hù)措施,樹(shù)體幾乎全部?jī)鏊?,表明?020/2021年凍害天氣下,樹(shù)冠蓋遮陽(yáng)網(wǎng)和樹(shù)干涂白無(wú)明顯防凍效果。
表3 不同立地和管理措施露地栽培“紅美人”柑桔凍害發(fā)生情況
凍害程度與設(shè)施條件的關(guān)系:由表4可知,采用大棚設(shè)施栽培后,凍害指數(shù)均較低。其中,采用雙膜標(biāo)準(zhǔn)單體大棚種植的“紅美人”柑桔未受凍,在極端最低氣溫-9.4 ℃發(fā)生時(shí)測(cè)得棚內(nèi)氣溫為-2 ℃,防凍效果最好;單膜簡(jiǎn)易連棟大棚的防凍效果次之;單膜標(biāo)準(zhǔn)單體大棚在設(shè)施栽培中的防凍效果最差。表明,采用大棚設(shè)施栽培,可基本保障“紅美人”柑桔在浙北地區(qū)安全越冬。
表4 不同設(shè)施栽培“紅美人”柑桔凍害發(fā)生情況
凍害程度與品種的關(guān)系:對(duì)相同立地條件、相同設(shè)施條件和相同管理措施的不同柑桔品種進(jìn)行凍害程度比較。發(fā)現(xiàn),在錢(qián)江村1組的3個(gè)品種中,椪柑抗凍能力明顯弱于“宮川”溫州蜜柑,“宮川”又稍弱于“大分”溫州蜜柑?!按蠓帧睘樘卦缡炱贩N,9月上旬成熟,10月中旬完熟,成熟采收期比“宮川”提前1個(gè)半月,有利于恢復(fù)樹(shù)勢(shì)、貯藏養(yǎng)分以備越冬。尖山村小山圩合作社采取同樣的灌溉措施和防凍措施,“紅美人”雜柑凍害程度比“宮川”嚴(yán)重,表明“紅美人”抗凍性較弱,與柯甫志等[5]觀點(diǎn)一致。在黃灣村金友合作社的相同條件下,“春香”和“紅美人”抗凍能力相近,“甘平”抗凍能力明顯弱于前兩者。石井村林氏合作社的“甜桔柚”“三紅蜜柚”和葡萄柚凍害指數(shù)均較高,表明柚類(lèi)品種在浙北地區(qū)平地露地栽培,存在不能安全越冬的風(fēng)險(xiǎn)。彭墩村綠舟種植園采用單膜標(biāo)準(zhǔn)單體大棚栽培,“脆蜜金柑”凍害指數(shù)比“紅美人”高,表明“脆蜜金柑”抗凍性更弱(見(jiàn)表5)??傮w上,溫州蜜柑更抗凍,這與前人研究結(jié)果(溫州蜜柑可承受的極限低溫為-9 ℃,甜橙為-6.5 ℃,檸檬和葡萄柚僅為-3 ℃[6])相符。
表5 相同條件下不同品種柑桔凍害發(fā)生情況
凍害程度與樹(shù)齡的關(guān)系:不同樹(shù)齡的柑桔凍害程度不同,15年生“宮川”的凍害指數(shù)比20年生“宮川”高,1年生“紅美人”凍害指數(shù)比3年生“紅美人”高,表現(xiàn)為樹(shù)齡越小抗凍能力越弱,凍害程度越嚴(yán)重(見(jiàn)表6)。這與盧夢(mèng)玲等[7,8]結(jié)果一致。
表6 不同樹(shù)齡柑桔凍害發(fā)生情況
柑桔作為海寧市三大主栽水果種類(lèi)之一,是農(nóng)民增收致富的重要途徑。海寧市是柑桔栽培的不適宜區(qū)[1],“三年一小凍,十年一大凍”的周期性極端低溫是阻礙柑桔產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。本研究認(rèn)為,出現(xiàn)-9.4 ℃的極端最低氣溫是2021年1月柑桔凍害發(fā)生的直接原因,低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大和干旱少雨共同加重凍害程度。海寧露地栽培柑桔,必須選擇能形成溫暖小氣候的有利地形[1],栽培早熟柑桔品種。
露地栽培時(shí)采用覆蓋、包裹、涂白等常規(guī)防凍措施[7]較為普遍。本研究中應(yīng)用樹(shù)冠蓋遮陽(yáng)網(wǎng)和樹(shù)干涂白的“紅美人”柑桔幾乎全部?jī)鏊?,防凍效果較差。分析其原因,一般認(rèn)為“紅美人”的抗凍極限溫度為-7 ℃,當(dāng)?shù)陀诖藴囟鹊臉O端低溫出現(xiàn)時(shí),露地園采用覆蓋、包裹、涂白等常規(guī)防凍措施并不能確?!凹t美人”安全越冬。生產(chǎn)中,可選擇抗凍性強(qiáng)的柑桔品種,如溫州蜜柑(抗凍極限溫度為-9 ℃),但不能從根本上解決海寧露地栽培柑桔面臨的凍害問(wèn)題。
設(shè)施栽培是柑桔生產(chǎn)抵御凍害的有效方式,本研究發(fā)現(xiàn),單層薄膜覆蓋的單體大棚可保障樹(shù)體較高存活率,雙層薄膜覆蓋或連棟大棚保溫效果更佳。因此,海寧市發(fā)展柑桔產(chǎn)業(yè)宜采用設(shè)施栽培,并選擇抗凍性較強(qiáng)的雜柑類(lèi)早熟品種(如“紅美人”),在凍害發(fā)生前采收完畢,可確保樹(shù)體安全越冬。
4.1 凍害預(yù)防科學(xué)建園、適地適樹(shù):海寧市處于我國(guó)柑桔栽培北緣地帶,冬季極端低溫是發(fā)展柑桔產(chǎn)業(yè)的一大障礙。建園時(shí)要避免在山谷、低洼處及風(fēng)口位置種植柑桔,應(yīng)選擇有利的地形和水域小氣候。海寧市冬季盛行偏北風(fēng),朝南的緩坡在山體的屏障作用下,冷平流和風(fēng)速將有所減弱;在錢(qián)塘江水體的調(diào)節(jié)作用下,冬季靠近江邊3 km范圍內(nèi)陸面最低氣溫將提高0.5~1.0 ℃,可以為柑桔越冬提供有利條件[1]。柑桔品種布局也要因地制宜,選擇抗凍性較強(qiáng)的砧木和品種;露地栽培首先考慮早熟品種,規(guī)避果實(shí)遭受凍害的風(fēng)險(xiǎn)。
設(shè)防護(hù)林:在果園周?chē)蛟陲L(fēng)口位置種植防護(hù)林可以有效阻擋冷空氣入侵,使風(fēng)速降低25%~50%,減緩氣溫下降[9]。防護(hù)林樹(shù)種應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境、生長(zhǎng)快、樹(shù)體高、抗風(fēng)力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、與柑桔無(wú)共同危險(xiǎn)性病蟲(chóng)害的樹(shù)木。柑桔園的防護(hù)林帶間的距離以100 m左右為宜[6]。
設(shè)施栽培:利用設(shè)施大棚栽培柑桔可有效降低凍害風(fēng)險(xiǎn),連棟大棚比單體大棚保溫性能更好,雙層薄膜覆蓋比單層薄膜覆蓋保溫性能更好。霜凍來(lái)臨前進(jìn)行全封閉塑料薄膜覆蓋,低溫冰凍天氣來(lái)臨前可采用雙層薄膜覆蓋,在近頂棚處掛加溫?zé)艋蚴褂闷渌瘹庠O(shè)備增溫。
樹(shù)體保護(hù):采用覆蓋、包裹、涂白等措施進(jìn)行樹(shù)體保護(hù),在桔樹(shù)受凍臨界溫度時(shí)有防凍作用。一是用稻草、秸稈、雜草等覆蓋,或用塑料薄膜覆蓋地面和包扎桔樹(shù)。對(duì)柑桔幼樹(shù)、苗圃等可用稻草包裹全株,或用草簾、編織袋、薄膜搭棚覆蓋保溫。氣溫回升時(shí),應(yīng)及時(shí)解除覆蓋物。二是樹(shù)干涂白,既能防凍也能防病蟲(chóng)害,涂白劑配方為生石灰4 kg+石硫合劑0.8 kg+動(dòng)物油0.5 kg+水15~17.5 kg。
加強(qiáng)栽培管理:一是通過(guò)抹芽和摘心控制夏梢生長(zhǎng),使秋梢在8月中下旬至9月上旬抽出,此類(lèi)秋梢較為充實(shí)、不易受凍,此外,及時(shí)抹除晚秋梢和細(xì)弱枝。二是合理負(fù)載,通過(guò)分批次疏果控制合適的葉果比(如溫州蜜柑25~30,“紅美人”70~90),保證樹(shù)體有充足的越冬營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備。三是柑桔果實(shí)達(dá)到完熟時(shí)應(yīng)盡快采收,同時(shí)施好采果肥,加快樹(shù)勢(shì)恢復(fù),增強(qiáng)抗凍能力。
凍前灌水保溫:冰凍天氣發(fā)生前長(zhǎng)時(shí)間未降雨,應(yīng)利用大量灌水來(lái)提高土壤含水量,提高地溫,能有效減少果園溫度下降幅度,從而減少凍害。晴凍型天氣白天氣溫回升快,葉片水分蒸騰強(qiáng)烈,加大水分供應(yīng)可減輕凍害程度。
大棚白天防高溫,晚上防強(qiáng)輻射降溫:大棚栽培遇晴朗天氣,早晨氣溫高于15 ℃時(shí)應(yīng)打開(kāi)邊膜,傍晚時(shí)再蓋上邊膜。單膜大棚在晴天無(wú)風(fēng)的晚上會(huì)發(fā)生強(qiáng)輻射降溫,出現(xiàn)棚內(nèi)溫度降到比露地更低的情況,要高度重視,可采取設(shè)備加溫、生煙劑生煙等措施。有內(nèi)外遮陽(yáng)設(shè)施的大棚,傍晚蓋上遮陽(yáng)網(wǎng),也能緩解輻射降溫。
4.2 凍后恢復(fù)盡早摘除枯萎葉片:對(duì)葉片受凍萎蔫不能復(fù)原或枯焦未落的,應(yīng)盡早摘除,減少樹(shù)體水分蒸騰,防止枝梢失水枯死。晴凍型天氣白天氣溫高,蒸騰強(qiáng)烈,若不及時(shí)摘除凍死葉片,枝梢失水嚴(yán)重,夜間降溫后抗凍能力下降,加劇凍害。
薄肥勤施:葉片未全部受凍的桔樹(shù),可以噴施葉面肥,有利于恢復(fù)樹(shù)勢(shì),提高抗凍能力。每隔10~15 d噴肥一次,可用0.1%蔗糖+0.136%赤·吲乙·蕓苔可濕性粉劑(德國(guó)阿格福萊農(nóng)林環(huán)境生物技術(shù)股份有限公司)5 000倍液+0.3%尿素+0.1%磷酸二氫鉀。春季氣溫回升后樹(shù)體大量萌發(fā)新梢,養(yǎng)分消耗大,應(yīng)于2—3月施1%以下速效氮肥不少于3次。
合理修剪:柑桔萌芽前進(jìn)行第一次修剪,剪去肉眼可辨識(shí)的受凍枝條。氣溫回升后進(jìn)行第二次修剪,在受凍枝梢重新萌芽處回縮修剪。修剪以輕剪為主,盡量保留樹(shù)冠內(nèi)部和下部的枝梢。凍害嚴(yán)重的植株需露骨更新,可在新梢抽生后在大枝或主干存活部位重剪或截干。
病蟲(chóng)害防治:將植株剪(鋸)口削成平滑斜口,用75%酒精或0.1%高錳酸鉀液消毒傷口,再涂抹波爾多液或石硫合劑等保護(hù)劑。此外,柑桔受凍修剪后會(huì)萌發(fā)大量枝梢嫩葉,應(yīng)注意防治病蟲(chóng)害。