2020/2021年冬衢州大棚柑桔冻害调查及防冻技术研究

刘春荣，应志伟，王登亮，徐声法，吴雪珍，郑雪良，汪 晨

(1 衢州市农业林业科学研究院，浙江衢州，324000；2 浙江省开化县志伟家庭农场，浙江开化，324305；3 浙江省开化县池淮镇人民政府，浙江开化，324305；4 衢州市气象服务中心，浙江衢州，324000)

衢州市是浙江省柑桔生产大市，现有柑桔面积22 374 hm2，其中主栽品种“椪柑”面积10 621 hm2。为了避开冬季低温冻害的影响，衢州市露地栽培的“椪柑”“胡柚”等中晚熟柑桔品种果实在11月中下旬采收，果实含酸量较高，影响风味，需贮藏至翌年1—4月上市销售[1]。果树设施栽培是指通过温室、塑料大棚或其他设施，改变或控制果树生长发育的环境因子，实现优质高产的人工调节栽培方法[2]。近几年来，衢州市实施柑桔产业转型提升工程，开展“椪柑”“胡柚”钢架塑料大棚完熟栽培[3]，同时引进品质优良、市场前景较好的“沃柑”“鸡尾葡萄柚”“春见”“大雅柑”“红美人”(爱媛28号)等品种进行塑料大棚栽培试验，每公顷产值(18～100.5)万元，实现了高产优质高效，全市大棚设施栽培柑桔面积发展到600 hm2[4-5]。以往的南方果树设施栽培研究多集中于适栽树种品种的选择、品质变化、大棚栽培配套技术、温光湿度调控、熟期调节等方面，关于极端低温寒潮对大棚栽培柑桔的影响及防冻技术的研究较少[6-7]。衢州市大棚设施栽培柑桔绝大部分采用的是钢架连栋塑料大棚，且都在棚顶部和侧面覆盖单层薄膜，保温效果有限，在极端低温冰冻条件下大棚内柑桔发生冻害的风险仍然较大。据衢州市气象资料，2020年12月底和2021年1月上中旬出现-5 ℃以下的极端低温冰冻天气，笔者对衢州塑料大棚栽培柑桔冻害情况进行了调查，并进行了大棚栽培柑桔防冻试验，以期为以后大棚栽培柑桔冬季防冻提供参考。

1 材料与方法

1.1 冻害调查

2021年1月中旬和3月中下旬，赴柯城区石梁镇、九华乡、华墅乡，衢江区全旺镇、高家镇，龙游县团石乡，江山市四都镇，常山县青石镇和同弓乡，开化县池淮镇，调查大棚栽培柑桔的冻害情况，并了解记载立地条件、树势、栽培方式、棚内位置等对冻害的影响。冻害分级指数标准参照文献[8]设置，详见表1。

1.2 防冻试验

1.2.1 试验园情况 试验园位于开化县池淮镇航头村，地势平坦，土壤为黄壤，有机质含量24.3 g/kg，pH值5.9。柑桔品种为“红美人”，株行距2.5 m×2.6 m(2016年春季定植“满头红”“春香”“沃柑”“椪柑”“媛小春”“大分”“鸡尾葡萄柚”1年生枳砧嫁接苗，2018年春季以这7个品种为中间砧高接“红美人”)，树势强健。供试连栋钢架塑料大棚3个，总面积6 816 m2，2012年10月建设，2019年9月换新棚膜。棚肩高4 m，顶高5.2 m，顶部和四周覆盖0.15 mm厚PO无滴膜。

1.2.2 试验处理 在2020年12月31日至2021年1月2日连续3 d低温时，大棚内烧木炭加温。据2021年1月7日观察，供试“红美人”树体没有受到明显冻害。1月8—11日设置不同防冻处理：T1.露地栽培；T2.单膜覆盖，即连栋钢架塑料大棚仅覆盖一层0.15 mm厚PO无滴膜；T3.双膜覆盖，即在单膜覆盖大棚内再加覆一层薄膜(将钢管固定在连栋大棚的立柱上，高2.8～3.0 m，每栋要3根横梁，上覆薄膜)；T4.单膜覆盖+烧木炭加温，即在单膜覆盖大棚内，按75个/hm2放置木炭炉，单个炉每次加3 kg木炭，快燃尽后添加新炭；T5.单膜覆盖+烧酒精加温，即在单膜覆盖大棚内，按75个/hm2放置酒精炉(直径11 cm，高35 cm)，单个炉加酒精0.9 kg/h；T6.单膜覆盖+烧干柴火加温，即在单膜覆盖大棚内四周及中央5个点用砖砌柴火灶(直径100 cm，高50 cm)各1个，在柴火灶上方盖一块薄铁皮，每小时加50 kg松枝+杂木枝；T7.单膜覆盖+柴油加热器加温，即在单膜覆盖大棚内使用功率为100 kW的柴油加热器加热，设定2 ℃启动加温；T8.双膜覆盖+熏烟，即在T3处理基础上，按75堆/hm2，在行间以干稻草、湿杂草和土块按体积比4∶4∶2混堆(每堆干稻草量0.4 m3)后进行熏烟，每堆1 m3左右，杂草为临时就近收集。

1.2.3 调查内容与方法 将温度记录仪放置在各处理园地中间植株的上部，每隔10 min不间断记录气温。记录各处理的木炭、柴油、酒精、柴火用量以及人工用量。在2021年3月26—28日观察冻害情况，判断冻害级数。对综合成本和防冻效果做出评估。

2 结果与分析

2.1 冻害发生情况

根据衢州市气象站资料，从2020年12月29日开始影响衢州的强冷空气，造成连续3 d极端最低气温达-5～-7 ℃。2021年1月6日夜里至1月7日出现雨雪天气，伴5～7级阵风，气温明显下降。1月8—10日以多云到晴天气为主，受冷空气影响，最低气温降至-5～-7 ℃，山区-7～-9 ℃，高海拔地区-10 ℃以下，有严重冰冻。

全市大棚栽培的柑桔品种主要有“椪柑”“红美人”“沃柑”“春香”“春见”“满头红”“鸡尾葡萄柚”等。在2020年底至2021年1月上中旬的雨雪冰冻灾害天气中，各县(市、区)大棚柑桔发生不同程度的冻害，果实受冻率100%，所有果实全部失去食用价值。1月12—15日现场取样观察，大部分果实外观正常，果实颜色、光泽度正常，而剥开后果肉细胞组织已冻坏，汁少渣多，出现异味。全市大棚挂树柑桔果实约0.8万t冻坏，造成损失3.2亿元左右。大棚栽培柑桔平均枝叶受冻率53.6%，而露地栽培柑桔平均枝叶受冻率94.5%。不同品种的冻害程度有异(见表2)。综合分析，在单膜覆盖大棚栽培条件下，“满头红”“甘平”冻害轻微，“沃柑”“红美人”冻害轻，“春香”“春见”“大雅柑”冻害中等，“鸡尾葡萄柚”冻害较重；露地栽培冻害重的品种，单膜覆盖大棚栽培冻害也重；露地栽培冻害轻的品种，单膜覆盖大棚栽培冻害也轻；同一品种，单膜覆盖大棚栽培的冻害比露地栽培的轻。说明，单膜覆盖大棚栽培有提高柑桔抗冻性的效果。

大棚中间的柑桔树受冻轻，大棚边缘的受冻重。这与张望舒等[9]在枇杷大棚栽培的观察结果一致。大棚薄膜有破损的柑桔受冻重，而大棚薄膜完整关闭严密的受冻轻。大棚配有遮阳网的柑桔受冻轻，其中，外遮阳大棚防冻效果优于内遮阳大棚[10]。建在库区大水体区域、岗地台地、东南向缓坡、坡地的上中段等的大棚或建有防风林的大棚栽培柑桔冻害轻，而建在低洼地、风口、坡地下段以及没有配套建设防风林的大棚栽培柑桔受冻重。树龄低、树势弱、抽发晚秋梢多的柑桔树受冻重。立地条件、栽培管理技术等因素影响大棚栽培柑桔冻害发生的规律与露地栽培相同[8，11]。

无论是露地栽培还是大棚栽培的柑桔，这次冻害均较严重。主要原因是在短短14 d内出现两次较大寒流冰冻天气，加重了冻害等级。此外，也有2020年12月和2021年1月平均气温偏高的因素。其中，2020年12月平均气温7.9 ℃，较常年同期偏高0.6 ℃；2021年1月平均气温6.5 ℃，较常年同期偏高0.8 ℃。在寒潮前气温偏高，会削弱柑桔抗冻性；在寒潮后气温偏高，会加重冻害等级。

2.2 不同防冻措施的升温效果

从1月8日16：00至1月11日13：00，各处理的实时气温变化见图1。可见，与T1(露地)相比较，T2—T8都有提高棚内气温的效果，且T3—T8提高棚内气温的效果又比T2(单膜覆盖)要好。1月8—10日白天气温急剧上升，尤其以大棚栽培的各处理上升幅度更大。

从最低气温来看，T1—T8各处理分别为-9.8、-7.5、-5.4、-1.6、-2.1、-0.8、-0.1和-3.1 ℃，从高到低排序为T7>T6>T4>T5>T8>T3>T2>T1。T7(单膜覆盖+柴油加热器)的升温效果最好，其最低气温为-0.1 ℃；T6、T4和T5都有较好的升温效果，最低气温都在-2.5 ℃以上；单膜覆盖(T2)的气温相比露地(T1)升高2.3 ℃，双膜覆盖(T3)又比单膜覆盖(T2)高2.1 ℃，双膜覆盖+熏烟(T8)的又比仅双膜覆盖(T3)的高2.3 ℃。

从平均气温(1月8日16：00至1月11日13：00每3 h数据平均)来看，T1—T8分别为1.7、6.7、8.9、9.7、9.0、10.2、10.3、10.1 ℃，从高到低为T7>T6>T8>T4>T5>T3>T2>T1。其中，单膜覆盖比露地高5 ℃，双膜覆盖又比单膜覆盖高2.2 ℃，双膜覆盖+熏烟又比仅双膜覆盖高2.2 ℃(见表3)。

2.3 不同防冻措施的防冻效果

试验结果看出，露地(T1)“红美人”树体受到严重冻害，4～5级冻害占86.7%；单膜覆盖(T2)的冻害较严重，4～5级冻害占54.6%，比T1少32.1个百分点；双膜覆盖(T3)的冻害中等偏轻，无4～5级冻害，以2级冻害为主。采用加温处理(T4—T8)的冻害明显减轻，尤其是T7、T6、T4处理70%以上树体没有受到冻害(0级)，只有少部分发生1级轻微冻害；其次为T5处理，0级和1级冻害大致各占一半；再次为T8，少部分树未发生冻害，1级冻害占75.9%(见表4)。

表4 衢州市不同措施防冻“红美人”柑桔的冻害情况 %

2.4 不同防冻措施的成本

在2021年1月8—11日塑料大棚加温保温过程中，平均加温处理时间为27 h。T3为在连栋大棚内再做简易钢架加盖一层薄膜，每公顷的钢管和薄膜成本是48 000元，人工成本13 500元，小计61 500.00元。T4每公顷共烧木炭2 730 kg，木炭4.6元/kg，人工成本10 327.5元，小计22 855.50元。T5每公顷共烧酒精2 041.5 kg，酒精9元/kg，人工成本8 748元，小计27 121.50元。T6每公顷共烧柴火30 375 kg，柴火0.42元/kg，人工成本12 757.5元，小计25 515.00元。T7每公顷共烧柴油7 386 L，柴油6元/L，人工成本3 078元，柴油加热器的购置费30 000元(3 000元/台，每公顷10台)，小计77 394.00元。T8每公顷大棚内再做简易钢架加盖一层薄膜成本61 500元，熏烟成本12 150元，小计73 650.00 元。每公顷大棚加温成本从高到低为T7>T8>T3>T5>T6>T4。每公顷大棚27 h加温成本，T7、T8、T3都超过60 000元，而T4、T6、T5的成本在22 500～28 500元内。

3 小结与讨论

在浙江衢州露地-7 ℃甚至更低的气温条件下，连栋钢架单膜塑料大棚栽培的柑桔树体冻害为0～4级，比露地栽培的略轻，但挂树果实全部冻坏。加温保温试验结果表明，各加温处理对提高低温冰冻天气下(2021年1月8—11日)棚内气温都有效果，最低气温升高2.3～9.7 ℃，平均气温升高5.0～8.6 ℃。T1“红美人”受冻最重，3级冻害占13.3%，4～5级冻害占86.7%；T2受冻次之，3级冻害占45.4%，4～5级冻害占54.6%；T3受冻再次之，2级冻害占75.8%，3级冻害占24.2%；T4—T8受冻轻，受冻多为0～1级，枝叶没受冻或受冻轻微；T7受冻最轻，其中0级冻害占79.3%，1级冻害占24.8%。每公顷大棚加温保温成本从高到低为T7>T8>T3>T5>T6>T4，分别为77 394.00元、73 650.00元、61 500.00元、27 121.50元、25 515.00元、22 855.50元。

由于本试验的“红美人”果实在2020年12月底已采摘完毕，各保温加温处理对挂树果实的保护效果无从观测。根据彭良志等[12]的研究结果，-2 ℃以下的低温霜冻持续4 h以上会使柑桔果实结冰而冻坏。本试验中，大棚内采用柴油加热器加热、烧柴火加热和烧木炭加热的最低气温分别为-0.1、-0.8和-1.6 ℃，烧酒精加热的最低气温为-2.1 ℃且在-2 ℃以下的低温持续时间仅0.5 h。可推测在2020年底至2021年1月上中旬的寒潮低温条件下，这些措施均可使大棚栽培柑桔果实安全越冬。

在冻害来临时，葡萄单膜覆盖大棚设施再加覆塑料薄膜能提高棚内气温1.5～2.0 ℃[13]。本试验表明，连栋大棚加覆一层膜，可使棚内最低气温提高2.1 ℃。双膜覆盖+熏烟的升温防冻效果较好，但由于柑桔大棚设施建造时一般没有考虑要再加覆一层膜，没有预留加覆薄膜的构造，临时加覆薄膜需要专业人员对大棚设施内加装钢管、再加覆薄膜，寒潮过后在晴天又要将加覆的薄膜撤除，费时费力。因此，单膜覆盖柑桔大棚设施在寒潮来临前再加覆一层膜，在生产上难以推广应用。调查发现，大棚破损后没有及时修补或换膜，影响加温保温的效果，这与杨治元等[14]的研究结果一致。

由于加温措施都是在密闭的环境下进行，操作时要注意人身安全，防止缺氧中毒情况发生。加酒精不能明火添加，需用铁板将火苗扣上熄灭再添加。新膜的保温性能要明显好于旧膜。现有钢架连栋塑料大棚的薄膜之间的连膜闭合性差，自然保温效果差，建议对钢架连栋塑料大棚进行结构改造，提高大棚的保温性能和防冻效果。