黄玖君,吉春容,李大武,冯浩,邓新建
(1.库尔勒市气象局,新疆 库尔勒 841000;2.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆 乌鲁木齐 830002;3.且末县红枣管理中心,新疆 且末 841900;4.且末县气象局,新疆 且末 841900)
且末红枣冬季冻害成因分析
黄玖君1,吉春容2,李大武3,冯浩4,邓新建4
(1.库尔勒市气象局,新疆 库尔勒 841000;2.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,新疆 乌鲁木齐 830002;3.且末县红枣管理中心,新疆 且末 841900;4.且末县气象局,新疆 且末 841900)
根据且末气象站1971—2012年冬季逐日气象资料和近年来枣树冻害灾情调查资料,分析了枣树冻害成因及冬季气象条件变化对枣树安全越冬的影响,开展防御措施对比观测,探讨科学的越冬防护措施。结果表明:枣树冻害发生与持续低温、积雪日数、树龄、树种、管理措施密切相关;冬季气候变暖对枣树安全越冬有利,但休眠前气温偏高易导致枣树冬前抗寒能力锻炼不足,对安全越冬不利;防护措施观测显示,根颈培土增温效果明显,降雪时包扎增温效果不佳;枣树越冬保护应因地制宜采用树干涂白、秋翻冬灌、培土、包扎等综合防护措施。
红枣;冬季冻害;成因分析;防御措施
枣树原产于我国黄河中下游地区,栽培历史悠久,有耐干旱、耐盐碱等特性,具有生态林和经济效益双重价值,在全国分布广阔。新疆种枣也有悠久的历史,以南疆盆地最为突出。且末地处塔里木盆地东南缘,光热资源丰富、干旱少雨、温差较大,是枣树的适宜种植区,生产的红枣果实饱满、肉质细腻、含糖量高、口味浓郁,受到消费者喜爱。且末县从2002年起大面积推广种植红枣,引进以灰枣、冬枣、赞皇枣为主的内地优良品种,截止2013年,全县红枣种植面积0.95万hm2,挂果面积已达0.8万hm2,年产鲜枣2.1×104t,人均增收6 400元,红枣已成为且末县农民除棉花以外主要的增收渠道。随着全球气候和新疆区域气候的变暖[1-3],冬季异常极端天气气候事件时常发生。据统计,近10 a来,2001/2002年冬季低温造成新定植的533 hm2幼苗冻死、2007/2008年枣树冻害最严重,冻害面积4 059 hm2,其中严重冻害就达1 291 hm2。2010/2011年冬季的持续严寒天气也都对该地区枣树安全越冬带来严峻挑战。可见,冬季冻害已成为且末红枣产业可持续发展的主要气象灾害之一。如何应对极端天气对红枣安全越冬带来的影响,采取怎样的防御措施来避免果树冻害,成为摆在我们面前的一项重要课题。近年来,红枣冻害发生的气象成因研究较多,如张亚新等[4]对阿克苏地区枣树冻害类型及主要气象因子的影响进行了研究,而对于本地区红枣冻害成因、越冬气象条件分析和防御措施综合研究尚不多见。本文通过开展枣树冻害调查、分析冻害的程度、特征及发生原因,研究冻害因子的变化对红枣安全越冬的影响,总结果农和技术人员的防冻经验,结合防御措施对比观测结果,探索防御冻害的有效措施,为低温灾害防御和气象灾害预警提供科学依据。
1.1 资料来源
气象资料为且末县1971年12月—2013年2月日平均气温、逐日最低气温、负积温、积雪气象资料,其中1971年代表1971—1972年冬季,以12月—次年2月为冬季,依此类推。以且末气象站2012年12月23日—2013年2月7日、2013年12月27日—2014年1月28日期间的观测资料分析防御效果。红枣冻害资料来自且末县红枣管理中心和且末气象站。
1.2 研究方法
1.2.1 变化特征分析
采用线性回归方法分析红枣冬前及越冬期气象条件的趋势变化特征。
1.2.2 对比观测方法
选取实验地点,对枣树常规防冻害措施包扎、根颈培土进行对比观测(表1)。
1.2.3 仪器与观测方法
观测仪器使用经过检定的干球温度表、曲管地温表,仪器安装符合地面气象观测规范。不同材质、不同高度、不同厚度的均选4个点,对比观测期间每日上午09时进行人工定时观测一次。
近10 a来,且末县红枣共发生过两次明显冻害,一是2001/2002年冬季,一是2007/2008年冬季。2002年冻害轻,面积小,2008年冻害重,面积较大,这里着重分析2008年红枣冻害情况。一般来说,3 a以上生的枣树抗寒能力较强,定植1~3 a的新植枣树抗寒能力较差[5]。但由表2、表3可见,出现极端严寒天气时,除新定植幼苗、各树龄当年生的枝条易受冻害外,5~6 a树龄的枣树也出现了皮层开裂的情况,这可能与栽培方式、管理措施有关。
3.1 气候因素
气候因素是引发枣树冻害的最主要原因。相关研究表明[4],红枣冻害类型主要有冬季严寒型、初冬气温骤降型、休眠期温度起伏型。
2001/2002年冬季极端最低气温-19.2℃(表4),虽没达到枣树受冻的临界温度,但由于2001年11月29日入冬,入冬期较历年偏晚12 d,仅次于42 a来历史最晚的年份1980年的11月30日,入冬后第6 d,12月5—8日就遭遇降雪强降温天气过程,过程降温达10℃,最低气温也下降了10℃。2002年1月14—24日再次出现持续11 d的阴雪天气,最低气温降至-19.2℃,大于1 cm积雪长达15 d,≤-10℃低温持续了11 d。因前期气温较高,枣树水分蒸发较多,枝条抽干,枣树冬前抗寒性锻炼不足,入冬后即遇到强降温且多次出现降雪,低温和积雪持续时间长,昼融夜冻是造成2001/2002冬枣树冻害的主要原因。
2001/2002年冬季的冻害情况来看,即使没达到枣树冻害的临界温度-23℃[4],当气温达到-18℃以下,≤-10℃日数持续7~10 d,且伴有明显降雪天气过程,幼树就有可能受到冻害。这与于强[5]等分析果树冻害的观点是一致的。
2008年1月18—26日,且末出现连阴雪天气,降水量5.4 mm,积雪4 cm,大于1 cm积雪日数持续26 d,是历史同期之最,气温急剧下降,该站出现50年一遇的低温,日平均气温下降了12℃,最低气温下降到-27.3℃(表4),是1954年以来历史最低值,低于-20℃的日数长达20 d,达到历史同期极大值,出现的连阴雪天气加重了灾情的发生。
由上可见,这两次冻害都伴随连阴降雪和持续低温,因此除极端低温外,明显降雪是造成果树冻害的另一重要因素。
3.2 品种因素
灾情调查发现,不同品种的枣树出现冻害有一定差异,赞皇枣、骏枣抗寒能力较强,灰枣次之,冬枣抗寒性最差。
3.3 树龄因素
树龄越长,越不易发生冻害,新定植的枣树易发生冻害,遇到极端低温各树龄当年生的枝条均易受到冻害。
3.4 管理因素
因片面追求经济效益,过度施用肥料,导致冬季苗木生长过旺等管理措施不当的枣树遇到持续低温易遭受冻害。
4.1 休眠前期气象条件分析
根据且末县气象局观测,枣树休眠期一般在10月中旬开始,对且末县10—11月气温分析表明,10、11月多年平均值分别10.0℃、1.4℃,进入21世纪后升温最明显,升温幅度达0.8℃。近52 a来,10—11月平均气温呈显著的线性增暖趋势,增温率分别为0.24℃/10 a、0.33℃/10 a,均通过0.01的显著水平检验。由此可以看出,2001年以来,枣树在进入休眠期间,都处在较高的温度环境中,枣树冬前抗寒锻炼能力明显不足,如突遇气温骤降,出现冻害可能性较大。
4.2 冬季平均气温
且末地区冬季气温多年平均值为-5.4℃,20世纪70年代平均值为-6.0℃,近10 a为-5.1℃,接近多年平均值,比70年代高出0.9℃,90年代为冬季最暖期。进入21世纪以来,气温呈波动下降趋势。由图1可见,近42 a来,冬季气温呈明显变暖趋势,气候倾向率为0.34℃/10 a,并通过0.01的显著水平检验。其中12、2月偏暖趋势明显,1月气温呈微弱偏冷趋势但不显著,1月气温波动最明显,因此对红枣安全越冬影响最大。2000年以后,有4 a冬季气温低于多年平均值,尤其是2007/2008年冬季平均气温达到-8.4℃,较历年偏低3.1℃,偏低幅度位居历史第2位,仅次于1977/1978年冬季的-8.7℃。
4.3 逐日最低气温
且末地区冬季最低温度平均值为-19.5℃,70年代最低-20.3℃,90年代最高-18.7℃,21世纪第一个10 a-19.8℃。对1971—2012年越冬期间日最低气温进行了分析,结果表明12月、1月、2月最低气温多年平均值分别为-16.8℃、-19.0℃、-15.7℃,年极端最低一般出现在1月。由图2可知,最低气温呈微弱升高趋势,但未通过0.05的可信度检验。由此可见最低气温趋势变化对枣树安全越冬影响不大。
且末1971—2012年冬季极端最低气温为-27.3℃,出现在2008年,为最冷年,该年且末红枣出现了严重冻害。年极端最低气温最大值-15.4℃,出现在2004年,为42 a来最暖冬季。
4.4 冬季≤-10℃负积温
≤-10℃负积温是一个重要的农业气候生态指标,一个地区≤-10℃负积温的高低,直接影响到当地林业、果树的安全越冬。本文把冬季≤-10℃负积温作为影响枣树越冬的指标之一。图3表明,≤-10℃的负积温最大值出现在1984/1985年冬季,为-596.9℃,其次是1977/1978、2007/2008年冬季,≤-10℃负积温越多出现冻害概率越高。42 a中有5 a≤-10℃负积温为0,分别是1985/1986、1989/1990、1999/2000、2003/2004、2006/2007年冬季,这几年中果树均能安全越冬。进入21世纪以来,≤-10℃负积温又呈现出增多趋势,需引起注意。
4.5 积雪日数
明显降雪且积雪持续时间长会加剧果树冻害,因此把≥1 cm积雪日数作为枣树冻害的另一因子。从历年积雪日数情况来看,且末平原属于无稳定积雪地区,大多数年份降雪少,持续时间短,年际变化较大。≥1 cm积雪平均持续日数仅4.1 d,最少0天,最多26 d,出现在1977/1978、2007/2008年冬季,20世纪90年代末到21世纪头10 a,积雪持续日数有增多的趋势但并不显著,但仍需防范极端天气带来的影响。
从图4可见,在无降雪天气情况下,采取棉毡包扎和未采取措施的温度差异不大,但出现降雪天气或空气湿度较大时反而偏低。如2012年12月19—21日,且末出现降雪,降水量0.5 mm,在这期间,包扎措施比未进行包扎的偏低0.7℃。1月19—20日,且末出现降雪,降水量0.1 mm,包扎温度比未包扎偏低0.5℃左右,由此可见培土增温效果最好。不同培土高度来看,培土高度越高根颈增温越明显。
由表4可见,单从增温情况来看,包扎增温效果显著,且日变化幅度不大,较未采取措施的高出7.0℃,棉毡包扎平均偏高7.4℃。从不同包扎材料来看,棉毡增温效果最好,布条次之,塑料效果最差。对不同厚度棉毡观测来看,包一层棉毡比包两层效果要好,尤其是在降雪及雪后湿度大时表现明显,造成此结果的原因可能是湿度大,厚棉毡吸收水分后反而造成温度偏低。对同一包扎材料不同高度20、40、60 cm观测发现,红枣果园垄下20 cm处温度低于上层温度,这有可能是套作作物对太阳辐射存在阻挡作用,形成局地小气候,作物下层温度变化不明显,温度低于作物上层,这也是出现极端严寒天气时枣树根颈最易发生冻害的原因。
次年2013年春季调查幼树不同防御方式下枣树的萌芽和生长状况,发现两种措施成活率均达到98%,枝干上部萌芽株率达到90%,枣头生长状况良好,这是由于2012/2013年冬季极端最低气温-19.0℃,低温持续时间短,又无明显积雪,枣树未出现冻害,因此无法判断两种防护措施对下年枣树萌芽和开花情况的影响。
结合前人研究[4-7]、枣农经验和本地调查观测结果提出以下预防措施:
(1)加强树体后期管理。在枣树生长后期喷施叶面肥,促使枝条木质化,提高抗寒能力。但要注意少施速效氮肥,以免苗木生长过旺。适量施磷钾肥,补充钙、锰、锌微肥,培育壮树。
(2)及时秋翻冬灌。要根据当时的气象条件决定灌水时间和灌水量,一般来讲且末枣树冬灌工作必须在10月下旬前结束。在越冬前进行冬灌,过早不利于蓄水防冻,过晚气温过低,土壤冻结,水分难下渗,地表冻结后,易造成树皮冻裂。
(3)树干涂白。当气温降至0℃时,在树干、骨干枝及分杈处进行涂白,可以防虫防病,减轻冻害。由于且末枣大球蚧危害比较严重,涂白时宜将石硫合剂和生石灰混合涂刷。
(4)根颈培土。根颈培土高度不少于30 cm,以提高根颈温度,但要注意封根时土壤比较湿润就不要封土,以半干半湿为宜。同时要注意春季土壤开始化冻后要及时清除,尤其要清除1 a生枣树的培土,防止埋土造成芽体发霉。
(5)枣树防寒包扎。入冬前要对幼龄枣树进行防寒包扎,一般情况下,防寒包扎采用棉毡,且包扎不宜太厚。对幼龄枣树包扎,主要防止冬季田鼠和田兔危害。出现明显降雪且气温较低时最好不要采用棉毡包扎。
(6)及时清理积雪。如雪量大,积雪超过1 cm,应及时清扫树盘周围积雪,提高地温。同时要将枝杈上的积雪扫除,防止雪融结冻冻坏树皮。
(1)且末冬季气温呈明显变暖趋势,其中12月、2月偏暖趋势明显,1月呈微弱偏冷趋势,总体来说冬季气候变暖对枣树安全越冬比较有利。但由于秋季至前冬气温偏高,枣树冬前抗寒能力锻炼不足,突遇低温产生冻害可能性较大。
(2)且末极端最低气温一般出现在1月,近42 a来极端最低气温呈微弱升高趋势,但不显著,年极端最低气温-27.3℃,出现在2007/2008年冬季。近年来极端低温天气事件频发需引起注意。
(3)枣树根颈最易发生冻害,且根颈冻害对枣树影响最大。从防御措施上来看,培土增温效果好于包扎,尤其是下雪时包扎效果较差,可能下雪时空气湿度比较大,棉毡被打湿后。影响了温度,因此一般来说不建议采取包扎措施。但培土也需要注意,开春土壤开始化冻时要及时清理,避免发生锈病。不管采取何种防御措施,都需要因地制宜地合理选择。
(4)做好强降温、大雪等极端气候事件的预报预警,增强果农“以防为主,壮树抗冻”的栽培意识,做到提前预防,最好采取综合防治措施。
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Analysis of Freezing Injury on Jujube in Qiemo in Winter
HUANG Jiujun1,JI Chunrong2,LI Dawu3,FENG Hao4,DENG Xingjian4
(1.Korla Meteorological Bureau,Korla 841900,China;2.Institute of Desert Meteorology,CMA,Urumqi 841900,China;3.Qiemo Management Center of Jujube,Qiemo 841900,China;4.Qiemo Meteorological Bureau,Qiemo 841900,China;)
The daily meteorological data during 1971-2012 from meteorological station of Qiemo and investigation data about freezing injury of jujube in recently years were used to analyze the causes of freezing injury and the effect of meteorological factors on jujube,and to compare the scientific protection measures for jujube safely passing through winter.The results showed that,the occurrence of freeze injury of jujube are closely related to continuous low temperature,snowfall,tree age,tree species,and management measures.The climate warming in winter was beneficial for safe hibernation of jujube,however relative high temperature before dormancy could easily result in insufficient ability of jujube to resist coldness before winter,which led to disadvantage for safe hibernation;The observation of protective measures showed that,the warming effect of crown molding was good,whereas the warming effect of dressing in snow was the worst.Comprehensive protection measures(include whitewashing,autumn turning and winter irrigation,molding,and dressing)should be adjust for Jujube to adapt to the local conditions and pass through winter safely.
jujube;freeze injury in winter;cause of freeze injury;defense measure
S426,S665.1
A
1002-0799(2015)01-0063-06
黄玖君,吉春容,李大武,等.且末红枣冬季冻害成因分析[J].沙漠与绿洲气象,2015,9(1):63-68.
10.3969/j.issn.1002-0799.2015.01.011
2014-04-11;
2014-07-17
中央级科研院所基本科研业务费(IDM201201),国家自然资金(41375122)和巴州科学技术研究(含星火)计划项目(201306)共同资助。
黄玖君(1975-),女,高级工程师,从事气象服务,天气预报及农业气象工作。E-mail:xjscmy@126.com