双膜覆盖对葡萄安全越冬的影响分析

徐红雁

(新疆昌吉州气象局，新疆 昌吉 831100)

引言

葡萄是世界上栽培历史悠久、经济价值较高的果树之一。新疆是中国最早的葡萄之乡，种植面积达16666.67hm2。新疆夏季炎热，热量充足，降水量较少，日温差较大，是较好的葡萄种植产区。而昌吉州区域范围又有着得天独厚的自然条件，玛纳斯县六户地镇地处中温带，属典型温带大陆干旱半干旱气候，昼夜温差大，有效积温高，日照时间长，无霜期达180d左右，极为适宜葡萄种植，非常有利于葡萄色素沉着，且病虫害少，为天然绿色食品，是葡萄的黄金产区。

近年来许多学者对葡萄的栽培技术、种植区域及气象条件，以及葡萄安全越冬方法等方面进行了大量研究。邓恩征[1]在我国北方葡萄覆盖防寒越冬研究进展时发现，北方冬季寒冷干燥，为了葡萄安全越冬与省工，多采用覆土防寒。陈淑丽[2]等分析覆盖防寒措施对葡萄越冬温度、含水量及萌芽率的影响发现，棉被为理想的防寒材料，可以在生产上大面积推广。张帅[7]在葡萄越冬埋土与否对生长和结果的影响时发现，越冬埋土与不埋土，翌年生长结果有明显差异。郭邵杰、李铭[8]等使用不同保温覆盖材料对葡萄安全越冬得到较好的效果。但随着新的栽培方式的改变，以及近5a，尤其2016年12月—2017年2月新疆葡萄种植受冬季冻害比较严重，冻害轻者葡萄枝干冻死，冻害重者大量葡萄根系受冻死亡导致5a绝收或减产。所以，葡萄种植需更好的安全越冬方法日益受到极大关注。

目前，新疆的北疆地区为了确保葡萄安全越冬，多采用地膜覆盖技术，尤其以双膜覆盖技术保温效果最好。本文对新疆玛纳斯县六户地镇葡萄双膜覆盖越冬进行分析，为葡萄安全越冬提供可靠的气象科学依据，减少冻害带来的经济损失，为农户增收创造更多效益。

1 资料来源与分析方法

六户地镇试验田地处新疆玛纳斯县古尔班通古特沙漠南缘，位于E86°8′17″，N44°39′11″，属典型温带大陆干旱半干旱气候，昼夜温差大，适宜种植棉花、葡萄、小麦、玉米等多种作物。

试验时间为2019年11月—2020年2月，按照气象学中1月为极冷月和冬季最冷日进行资料统计，本文选取冬季3504个样本进行分析，计算不同时段外界温度和双膜内温度的变化，并进行统计检验。

2 试验结果与分析

2.1 冬季膜内外0cm地温变化

由图1显示，冬季膜内0cm地温比膜外0cm地温偏高。外界日平均气温在-21.0～-4.1℃，气温变化较大。膜外0cm地温在-6.1～-2.4℃，膜内0cm地温在-3.1～2.1℃，膜内外0cm地温存在一定差异，膜内0cm地温增幅在1.0～6.0℃，平均增温2.9℃。

从图1还可以看到，膜外0cm地温达到冻害温度-5℃以下有25d(2019年11月28—30日、12月2—6日、12月8日，2020年1月2日、1月6—13日、1月22—24日、1月26—29日)，而膜内0cm地温全部维持在-3.1℃以上，有效避免了葡萄0cm地面层根系受冻害。

2.2 膜内外极冷日地温动态

查阅近5a莫索湾垦区地面资料，最冷月(1月)平均气温在-21.3～-15.9℃，而最低气温在-25.0～-19.0℃，达到气温-15.0℃以下葡萄越冬埋土防寒要求[10]。

通过数据采集样本发现，2020年1月11日是冷月(1月)最冷日，日平均气温-21.0℃，最低气温-25.2℃，膜外0cm地温达到了采集样本的最低值-6.1℃，低于根系耐冻害温度[11]，膜内0cm平均地温-2.7℃，见表1。

表1 试验田2020年1月11日气温及膜内外0cm地温时序变化

从24h时序变化图看，气温日较差8.4℃，膜外0cm地温日较差1.9℃，膜内0cm地温日较差0.5℃。空气温度最低值出现在夜间，而膜内外0cm最低地温出现时间却在白天，说明膜内外0cm地温受空气温度影响在时间上有所延后；膜外日较差>膜内日较差，说明膜内0cm地温较膜外0cm地温变化更为恒定，很大程度上起到保温效果，尤其在最冷月最冷日使葡萄近地面根系不受冻害。

2.3 冬季膜内外浅层地温动态

从表2可以看到，膜内外各层地温变化均不同，地表温度偏低，变化幅度较大，冬季膜外各层地温几乎全部在0℃以下，各层地温随着深度增加呈逐渐上升趋势。

表2 冬季双膜内外各层地温日变化

膜内各层地温比膜外各层地温偏高。数据统计发现，冬季膜内0cm到达0℃以下时间比膜外推迟10d，膜内5cm到达0℃以下时间比膜外推迟19d，膜内10cm到达0℃以下时间比膜外推迟44d，膜内15cm到达0℃以下时间比膜外推迟71d，膜内20cm到达0℃以下时间比膜外推迟54d，且在-1.0℃以内变化不大。这说明，膜内各层地温受外界气温变化较膜外各层地温变化小，在冬季膜外各层地温降低时，膜内各层地温在一定程度上起到延迟作用，也就是说，在冬季双膜起到了保温的效果。

刘志良[12]指出，葡萄安全越冬对温度的要求有2点：葡萄非埋土防寒越冬设施内，地面最高温度5.1℃，最低温度-2.9℃。本次试验结果膜内地面最高温度2.1℃，最低温度-3.1℃。根系仅能耐受-4℃的低温。通过试验分析，冬季膜内0～20cm各地温层温度变化如图3所示。

膜内根系0～20cm处各层地温-3.1～4.8℃，全部达到安全越冬要求。

通过试验还发现，随着冬季时间的延长，膜内各层地温到达0℃以下，降温幅度开始缓慢，0cm地温波动变化较大，15cm温度>20cm温度>10cm温度>5cm温度>0cm温度，15cm温度最高，各地温层变化不规律，或是土壤水分、质地的影响，在此不作叙述。

通过膜内外各层温度对比如图4所示。

膜内各层温度均比膜外各层温度高。随着冬季时间的延长，各层温差均呈出波动式下降趋势，波动范围在1.0～6.0℃；0cm温差最大，波动范围1.0～6.0℃；20cm温差最小，波动范围2.0～4.9℃。由此表明，冬季双膜覆盖，对根系各层均有效果，各层地表保温效果最为明显。

3 结论

通过对试验田进行膜内外采集数据分析，得到以下结论。

在冬季，膜内外0cm地温都随着外界气温的变化而变化，膜内0cm地温变化较膜外0cm地温变化缓慢。气温下降时，膜内外0cm地温温差略大；气温上升，膜内外0cm地温温差减小。膜内0cm地温增加明显，双膜覆盖在一定程度上对葡萄根系起到保温的效果。

在冬季，白天膜外0cm地温比夜间膜外0cm地温变化大，夜间膜内外0cm地温较为稳定，膜内0cm地温较膜外地温更为稳定，说明膜内恒温效果好。

冬季膜内外各层地温变化均不同，地表温度偏低，变化幅度较大。冬季膜外各层地温几乎全部在0℃以下，各层地温随着深度的增加呈逐渐上升趋势。膜内各层地温受外界气温的变化较膜外变化小，而在膜外各层地温降低的时候，膜内各层地温却在一定程度上起到延迟的作用，对葡萄根系有了很好的保护作用。

随着时间的延长，膜内各层地温到达0℃以下，各层温差均呈波动式下降趋势。降温幅度开始缓慢，0cm地温波动变化较大，15cm温度>20cm温度>10cm温度>5cm温度>0cm温度，15cm温度最高。说明双膜覆盖葡萄深层根系的保温效果更好且稳定。

冬季双膜覆盖，对葡萄根系各层均有效果，地表保温效果最为明显。葡萄根系在膜外20cm处受冻，在膜内根系20cm处却仍保持在0℃以上54d，说明双膜覆盖对葡萄根系的增温效果明显。