早春极端低温天气下桃树生理特征变化_吴杨焕.pdf

2023 03植物保护ZHIWUBAOHU摘要：桃树在新疆各地均有种植，但近年来新疆在早春时节常遇倒春寒，有时温度低于0，若在果树盛花期遇到长时间低温冷害，将对果树当年产量造成不可逆的损失，即使后期桃树坐果也会造成严重畸形果现象。本文通过对第六师五家渠主要桃产区2021年发生的低温冷害情况进行全面调查，分析低温冷害后果树生长、果实产量和品质在不同栽培条件下的差异，为春季极端低温天气出现时，如何规避对桃树冻害产生的影响提供科学参考。关键词：低温冷害；桃树；品质；产量桃树在新疆各地均有种植。北疆桃树种植受天气原因易发生低温冷害，从而影响桃树产量与品质。五家渠市位于天山山脉博格达峰北麓，准噶尔盆地南部，属中温带大陆性气候，年均气温67，最高气温4042，最低气温-40-38，冬季低温很低，在冬季若采取有效保温措施，桃树可以越冬而不受影响，但由于近年来五家渠春季极端低温天气频发，对桃树春季坐果造成了严重损害，若能准确了解春季低温冷害对桃树产量和品质的影响，可为六师五家渠垦区桃树应对低温冷害提供参考依据。春季低温冻害在新疆一般发生在春末时节，而此时的果树正处于萌芽进入花期的关键时期，若此阶段出现低温霜冻将会对开花的果树造成不可挽回的损失，并且随着春季低温冷害发生时间的延后，对园艺作物造成的伤害越不可挽回1。果树花期冻害后，会出现落花落果现象2。即使可以坐果，也易导致畸形果发生3。2021年春季北疆地区大面积发生低温冷害，为准确摸清桃树受害情况，本文以持续跟踪调查的方式，对第六师垦区主要桃树产区发生低温冷害后，采取不同措施的桃树坐果、品质及产量情况进行调查与分析，以期为春季极端低温天气出现时，如何及时规避冻害对桃树产生的影响提供科学参考。1材料与方法1.1试验概况调查时间为2021年4月25日至2021年7月25日。调查地点为新疆生产建设兵团第六师一五团2连（北纬442357，东经87812）、一五团6连（北纬442824，东经87249）、芳草湖农场18连金果蕾合作社（北纬443628，东经86411）。其中，一五团2连未做任何防寒措施（记为105-1），一五团6连采用覆盖草帘和夜间放烟熏蒸的措施（记为105-6），芳草湖农场18连则采取覆盖棚膜的措施（记为F18）。一五团2连种植株距2.0 m，行距3.0 m，种植密度1 650 棵/hm2，共计46.67 hm2；一五团6连株距2.0 m，行距3.0 m，种植密度1 650 棵/hm2，共计80 hm2；芳草湖农场18连株距1.5 m，行距2.0 m，种植密度3 300 棵/hm2，共计8 hm2。1.2试验材料调查桃树品种：中农蟠桃。1.3调查方法1.3.1温度调查本研究主要截取4月22日午间至4月30日午间的气象资料，使用2017年安装于新疆生产建设兵团一五团的WatchDog Data Logger（Spectrum Technologies，Inc，USA）进行气温数据的采集（每30 min自动测定1次），并将此时段每天的温度按-5 0、0 5、5 10 和 10 分别统计对应持续时间。1.3.2冻害情况调查早春极端低温天气下桃树生理特征变化*吴杨焕，门雪杰，周进，陈芳*，杨启航，帕如克 阿尼瓦尔（新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所，新疆五家渠831301）收稿日期：20220815*基金项目：新疆兵团第六师科技计划项目“蟠桃新品种引进与示范”（2111）；新疆兵团第六师科技计划项目“桃子座果率提升技术引进和研究”（2026）。*通讯作者：陈芳（1975-），女，硕士研究生，副研究员，研究方向为植物病虫害防治。E-mail：。322023 03ZHIWUBAOHU植物保护1.3.2.1花器褐变率的调查于2021年4月26日在各调查地点桃园区东、西、南、北四个方向（非边行）及中心区域分别随机选取连续3株桃树，每株桃树的东、南、西、北四个方向分别再选取1个枝条，对该枝条的花器变化情况进行观察记载，若花器有明显水渍状并发生褐变，则计为受冻，未变色计为正常4。花器褐变率（%）=受冻花数/总花数 100%（1）1.3.2.2花器电导率的调查于2021年4月26日在各调查地点桃园区东、西、南、北四个方向（非边行）及中心区域分别随机选取连续3株桃树，每株桃树的东、南、西、北四个方向分别再选取1个枝条做好标记，插入盛满水的瓶中带回实验室。首先在试管内加入10 mL蒸馏水，使用DDS-11A 电导仪测量蒸馏水的电导率，再称取0.5 g花剪碎置于其中，振荡30 min并静置 30 min后再测一次初电导率。最后将其置于30 水浴10 min，冷却后测最终电导率。花器电导率=（初电导-蒸馏水电导）/（终电导-蒸馏水电导）100%5（2）1.3.3新枝生长调查于2021年4月26日至7月25日在各调查地点桃园区东、西、南、北四个方向（非边行）及中心区域分别随机选取1株桃树，每株桃树的东、南、西、北四个方向分别再选取1个枝条，使用卷尺对枝条长度进行测量记录，每隔15 d测量1次。1.3.4品质和产量的调查1.3.4.1果实品质指标测定在果实采收期（7月25日），每个桃园采样10个大小均一的果实，对果实纵径、横径、总糖含量、总酸含量、VC含量、硬度进行测定。果实纵、横径使用数显游标卡尺（ABSOLUTE Digimatic 500-196-20）进行测定；总糖、总酸含量参照Jia的方法6测定，并计算出糖酸比；可溶性固形物使用手持式折光仪（WYT-J）进行测定；维生素C含量采用 2，6-二氯靛酚比色法测定7；果实硬度使用硬度计进行测定。1.3.4.2桃园产量的测定2021年7月25日，分别在一五团2连、一五团6连和芳草湖18连桃园内，随机划0.1 hm2地块，按棋盘法选5个点，每个点选2株，将桃果全部摘下，挑出畸形果，然后随机挑选10个大小均一的桃果，使用电子天秤（MeilenMTSD）称量单果重量。最后以测定的单果重与各点的种植密度的乘积为桃园的理论产量，实际产量以种植户实收测定为准。1.4数据分析数据统计与分析利用SPSS 19.0软件，整理及作图使用Microsoft Excel 2010软件。2结果与分析2.1春季低温时温度情况春季正值果树生长关键时期，果树开始发芽、开花，4月20日前后为桃树盛花期，此时期授粉质量是实现果树高产的基础。2021年4月22日至26日，气温变化起伏大，受强冷空气的影响六师区域普遍出现-5.6 -2.3 的低温天气，4月25日和4月26日凌晨，最低气温降至-4 -1，且持续时间为4.0 h和1.5 h左右。4月27日后温度持续升高，未见有低于0 温度天气出现，且于4月30日时温度最高达36。2.2春季低温对桃树花期授粉率和花器褐变率的影响如图1所示，2021年春季极端低温对桃树授粉影响较大，在低温未来临前，105-1、105-6、F18桃树授粉率均高于90.00%，分别为95.70%、95.95%和93.68%，且无显著性差异（P 0.05）。因防寒措施的不同，三个调查点的花器花朵受4月25日低温影响，呈现显著性差异（p 0.05）。F18因桃树在冷棚中种植，受害程度最低，仅表现为花朵褐变严重，花朵褐变率和花器褐变率分别为64.10%和8.13%；105-1因未做任何防寒措施，致使花器褐变率达到82.00%，花朵褐变率为9.10%，105-6即使采用了覆盖草帘和使用烟熏的措施，但花器褐变率仍高达74.93%，花朵褐变率为8.13%。受低温影响，原授粉桃花受损严重，如图1-D所示，花器中子房和柱头顶部呈现干枯状态，花苞也呈现失水状态，此种情况无法逆转。2.3低温对不同区域桃树花器官电导率的影响低温胁迫下，植株易脱水，质膜部分钙离子会被钠离子替代，因此膜透性增加，故相对电导率升高，因此可以通过花器电导率反映出低温对桃花的影响程度8，其数值大小往往与受损程度成正比。从105-1、105-6、F18 3个调查点的花器电导率测试结果（如图2所示）可知，当气温 0 后，若不采取合理的防寒措施，将会对细胞膜产生不同程度的损害。花 器 电 导 率 分 别 为 32.674%、24.44%和332023 03植物保护ZHIWUBAOHU11.573%，说明及时采取合理的抗寒措施可有效降低桃花受冻害的风险。105-1105-6F18地点4035302520151050低温后花器电导率（%）abc图2不同调查地点极端低温后花器电导率2.4春季低温对桃树新生枝条生长的影响桃树的新梢生长与温度呈现正相关性，随着温度回升，桃树新梢生长变化如图3如示，新梢长度随着时间变化呈现线性增长的趋势，F18、105-6和105-1的新梢增长速率分别为0.49、0.27和0.25；同时F18的新梢生长拐点在5月26日，而105-6和105-1则为6月10日，且在5月26日前F18的桃树新梢生长速度明显高于105-6和105-1，这是由于地温回升速度在一定程度上影响了桃树树势生长9，在春季低温来临时及时覆盖棚膜，在一定程度上对树体周围土壤起到了保温作用，因此在低温后能得到迅速回升，桃树新梢在温度回升后迅速生长，而覆盖草帘或不进行防寒措施无法达到迅速提升地温的效果。4/265/115/266/106/257/107/25日期（月/日）9080706050403020100新梢长度（cm）105-6105-1F18线性（105-6）线性（105-1）线性（F18）105-6：y=0.278 1x-123 70105-1：y=0.249 5x-110 95F18：y=0.491 6x-219 46图3低温后桃树新梢生长变化2.5春季低温对果实品质的影响A1009080706050403020100授粉率（%）105-1 105-6F184月20日4月26日aabbca105-1105-6F1810090807060504030201004月20日4月26日aabB花朵褐变率（%）D4月20日4月26日1009080706050403020100C105-1 105-6 F18abc花器褐变率（%）图1桃树授粉率和褐变情况注：图1-A为授粉率变化情况，图1-B为花朵褐变率情况，图1-C为花器褐变率情况，图1-D为花朵花器受冻后发生褐变342023 03ZHIWUBAOHU植物保护温度对于果实品质也有显著的影响10，如表1所示，经过春季低温影响后，因采用不同防寒措施，果实品质除VC含量外，果实纵径、横径、硬度、总糖、总酸含量和可溶性固形物上均有显著性差异（p 0.05）。不同防寒措施下，F18果实各项品质指标均显著优于105-1和105-6，而105-1的纵径、横径、总糖含量、糖酸比和可溶性固形物的含量显著低于105-6，但在总酸含量和硬度却呈现相反的关系，说明在一定程度上105-1果实成熟度不佳。因此，若在春季低温来临时，不采取任何的防寒措施，果实成熟期会延后，果实品质也会有所下降。2.6春季低温对桃树产量的影响由表2可以看出，105-1、105-6和F18因春季低温霜冻虽然采取的不同防寒措施，但产量仍然有较大程度的减少，其理论产量分别为2 241 kg/hm2、3076 kg/hm2和18 817 kg/hm2，实际产量分别为1 356kg/hm2、1 875 kg/hm2和18 153 kg/hm2，F18无论是理论产量或实际产量均显著高于105-1和105-6，但105-1和105-6产量差异不显著。由于盛花期受到低温影响，致使授粉率降低，同时也对畸形果率有显著影响，105-6和105-1畸形果率远高于F18，说明在桃树盛花期时，低温不仅严重阻碍果树产量形成，若防寒措施不及时、不恰当，即使果树能够恢复一部分产量，也会有较多的畸形果出现，不利于果园形成较好的经济效益。3讨论3.1早春低温对果树产量的影响气 象 因 素 对 果 树 的 生 长 发 育 是 比 较 复 杂的11，桃树先开花后展叶，盛花期时需要积累足够的养分以供展叶需要。春季果树盛花期时遇极低温（0）的情况实属罕见，但若对低温情况产生误判，或是采取不恰当的防寒措施，将会对桃园产量造成不可挽回的损失。105-6虽然采取了覆盖草帘和使用烟熏的措施，相比105-1不采取防寒措施，在低温过后气温回升时，果树新梢生长速率明显较高，但F18因及时覆盖棚膜，因此新梢生长速度也最快，这与前人的研究结果一致12。同时，使用烟熏的方式进行防寒，也是为了进一步减弱地温的损失13，这也是105-6即使采用了防守措施但果树生长发育与105-1差异不显著的原因之一。低温影响下，果树会改变自身细胞渗透压以抵消低温带来的影响，温度越低其电导率越高，对细胞的损伤程度越大14，而在低温影响下，105-1和105-6的花器电导率远高于F18，这也与前人的研究基本一致15。最后，由于盛花期受到低温冷害累计5.5 h，达到重霜冻标准16，致使桃花授粉率降低，即使坐果，后期畸形果率也较高，因此105-1和105-6产量低，畸形果率高。3.2早春低温对桃树品质的影响早春果树盛花期时遇低温霜冻将会显著影响果实单果重、可溶性固形物含量，F18果实各项品质指标均显著优于105-1和105-6，而105-1果实的表1不同防寒措施桃树果实品质差异调查点105-1105-6F18测定指标纵径（mm）20.07 0.48b19.93 0.38b21.36 0.80a横径（cm）16.63 0.48b16.49 0.39b17.93 0.81a硬度（g/kg）0.37 0.02a0.32 0.01b0.27 0.01cVC含量（g/g）4.09 0.06a4.10 0.05a4.10 0.03a总糖（mg/g）54.01 1.23b54.69 0.69b58.81 1.00a总酸含量（mg/g）5.26 0.14a4.77 0.13b4.28 0.11c糖酸比10.28 0.37c11.47 0.27b13.75 0.47a可溶性固形物（%）11.02 0.33c12.31 0.14b13.39 0.5a注：表中不同小写字母表示差异达到0.05显著水平（多重比较法），下同表2不同防寒措施桃树产量调查点105-1105-6F18种植密度（株/hm2）1 6501 6503 300单株结果数（个）10.00 2.11c13.75 1.94b35.70 1.03a单果重（g）135.97 6.42b135.49 8.42b159.65 15.38a单株重（g）1 358.3 286.2c1 864.1 302b5 702 600.5a产量（kg/hm2）2 241 472b3 076 498b18 817 1 982a畸形果率（%）44.18 12.83a36.73 12.38a13.75 4.47b实际产量（kg/hm2）1 3561 87518 153352023 03植物保护ZHIWUBAOHU纵径、横径、总糖含量、糖酸比和可溶性固形物的含量显著低于105-6，与前人的研究结果基本一致17。这是由于开花期的最低气温对单果重的形成起到非常重要的作用，另外果实硬度以及果形指数与膨大期的最高温度相关，可溶性固形物含量与昼夜温差相关18，而春季低温霜冻后，105-1和105-6部分未开放的花受冻害较轻，后期温度回升后可进行坐果，但较F18受冻害不严重能顺利坐果的情况，其实际物候期延后。随着时间延后，坐果期和果实膨大期的温度必然不同，这也是F18果实品质要优于105-1和105-6的主要原因。4结论早春盛花时期的霜冻给桃产业带来不可逆的损失，如果不能及时采取合理有效的预防措施，会使授粉率降低90%以上，即使在后期可以恢复部分产量，但也会造成畸形果率高、物候期延后的后果。因此首先要对盛花期时的低温霜冻有清醒的认知，可通过采取搭拱棚、覆盖棚膜及草帘等措施，有效预防低温霜冻对桃树的影响。参考文献1马翠云.梨花器官冻害生理机理的研究D.南京农业大学，2013.2王静，张晓煜，杨洋，等.宁夏梨树霜冻指标试验研究J.中国农学通报，2014（28）：122-127.3王静，张晓煜，杨洋，等.宁夏杏、李子花期幼果期霜冻指标试验研究J.中国农学通报，2015，31（1）：93-98.4杨春祥.早熟油桃抗寒性的研究D.山东农业大学，2005.5王耀辉.不同植物生长调节剂对大樱桃防冻效果的影响研究J.中国园艺文摘，2017，33（7）：38-39+68.6Jia H J，Hirano K，Okamoto G.Effect of fertilizer levels ontree growth and fruit quality of“Hakuho”peaches（Prunus persica）J.J Japan Soc Hort 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2022年地膜科学使用回收试点工作实施方案，要求切实做好全程技术指导服务，提升种植户科学使用和回收地膜的意识，加快构建废旧地膜污染治理长效机制，有效提高地膜科学使用回收水平，促进农业高质量绿色发展与乡村生态振兴。（兵团网）36