乌兰布和沙区酿酒葡萄赤霞珠初霜冻临界温度指标试验研究

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摘 要：以酿酒葡萄赤霞珠秋梢为试验材料，利用MSX-2F人工模拟霜箱系统模拟自然霜降过程，通过测定秋梢叶片温度，观测植株受冻情况及叶片过冷却点和结冰点温度，确定葡萄秋梢受冻的临界温度。研究结果表明： 赤霞珠秋梢叶片全部冻死的最低温度为-6℃；叶片的过冷却点主要分布在-4.5～-3.5℃之间；赤霞珠秋梢轻霜冻温度指标为-2℃，重霜冻温度指标为-4℃。

关键词：乌兰布和沙区；赤霞珠；临界温度；初霜冻

中图分类号：S613 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160632212

引言

酿酒葡萄霜冻指标的研究大多是在调查的基础上获取受冻资料，以定性的方式对发生霜冻的气温、持续时间等进行粗略分析和描述。张东风、牛锦凤、徐伟、王文举等人通过低温冰箱设置一定的低温处理后分析不同葡萄枝条电导率、 丙二醛、可溶性糖、脯氨酸、超氧化物歧化酶等生理生化指标的变化，最终得出不同葡萄品种抗寒性。

1 材料和方法

1.1 试验材料

材料为乌兰布和沙区葡萄种植基地腾晟百葡园的赤霞珠，葡萄植株生长势良好，树龄为2a生。于2015年9月中旬随机取粗细、部位等生长情况一致的1年生枝条，直径约1cm。

1.2 试验仪器

采用中国农业科学院开发的以PID调节方式控温的MSX-2F型模拟霜箱系统。该模拟霜箱系统能够按照预先设定的温度变化模拟霜冻降温过程。

1.3 研究方法

1.3.1 温度梯度设置

通过对2005―2014年共10a磴口气象站秋季降温过程进行分析，计算出12次典型降温过程，利用平移法进行降温梯度设置。试验共设置0℃、-1℃、-2℃、-3℃、-4℃、-5℃和-6℃共7个温度梯度（图1）。

图1 各降温模拟过程的温度设定

1.3.2 过冷却点、结冰点的测定

每个温度梯度设置10次重复，每次重复的枝条留有4片大小长势一致的叶子。取赤霞珠枝条置人工模拟霜箱内，将热电偶温度传感器探头夹在叶片中部，温度传感器与TC-40数据采集记录软件相连，计算机每10s扫描一次，自动连续记录数据、分析叶片表面温度变化，绘制温度变化曲线。

由温度曲线可确定过冷却点和结冰点。当温度降到0℃以下时，叶片胞间水并不马上结冰，而是保持过冷却状态。温度继续缓慢下降，到某时刻，组织内发生胞间结冰而释放潜热，温度突然升高，温度变化曲线出现峰值跳跃，该峰的起点温度就是过冷却点（T1），回升到一定温度后，冰晶核形成，温度不再上升，晶体增长，放热与吸热处于平衡状态，此时温度即结冰点（T2）。

1.3.3 叶片冻害调查

低温处理后，取出试验材料室内土培，24h后进行冻害调查。将受冻率小于40%定义为轻度受冻，40%～70%之间为中度受冻，大于70%的为重度受冻，受冻率=（受冻叶片数量/叶片总数）×100%。

1.3.4 数据统计

数据采用Excel进行处理。

2 结果与分析

2.1 叶片受冻分析

表1统计结果显示：在-6℃降温模拟过程中，赤霞珠叶片全部冻死；-5℃降温模拟过程中，叶片冻伤率为5%，死亡率为95%；-4℃降温模拟过程中，叶片冻伤率为38%，死亡率为60%；-3℃降温模拟过程中，叶片冻伤率为58%，死亡率为23%；-2℃降温模拟过程中，叶片冻伤率为38%；-1℃降温模拟过程中，叶片全部未受冻。从-3℃开始，叶片发生不可逆转性冻害，颜色逐渐褐变。

2.2 过冷却点和结冰点温度分析

在-6℃降温模拟过程中，有80%的赤霞珠秋梢监测到过冷却点和结冰点，剩余未监测到的可能是由于植株与探头接触不良或叶片含水率较低所致。

由表2可见，赤霞珠葡萄秋梢叶片的过冷却点范围为-5.3～-3.0℃，平均过冷却点温度为-4.0℃；结冰点范围为-4.7～-2.3℃，平均结冰点温度为-2.9℃。

图3的叶片过冷却点频率统计表明，86%的赤霞珠秋梢叶片过冷却点分布在-4.5～-3.5℃之间。

3 结论与讨论

3.1 结论

本文通过对7个最低温度-6～-1℃降温过程模拟，观察赤霞珠秋梢叶片的受冻情况，监测整个过程植株的温度及其变化情况。得出以下结论：

赤霞珠秋梢叶片全部冻死的最低温度为-6℃。叶片的过冷却点范围为-5.3～-3.0℃，平均过冷却点温度为-4.0℃；结冰点范围为-4.7～-2.3℃，平均结冰点温度为-2.9℃。试验中，温度降到一定程度时，叶片温度发生跃升开始结冰，至重新降到开始跃升的温度（过冷却点）时，叶片均受冻而褐变，表明过冷却点是组织结冰的危害临界温度，而结冰是叶片遭受霜冻的主要原因，褐变则是受害的外部直观表现。

86%的赤霞珠秋梢叶片的过冷却点分布在-4.5～-3.5℃之间。

赤霞珠秋梢叶片轻霜冻温度指标为-2℃，重霜冻温度指标为-4℃。

3.2 讨论

已有的关于葡萄霜冻指标的研究，多集中在终霜冻对葡萄嫩梢及花器官不同发育阶段的影响，且多以大田调查统计为主。而在初霜冻对葡萄秋梢影响方面研究的甚少，本文为真实反映霜冻对作物组织损伤的真实过程，采用MSX-2F型人工模拟霜箱系统监测不同降温过程对赤霞珠秋梢叶片冻害程度，以及通过分析叶温变化规律，确定作物受冻的临界温度。

由于本试验所用气象数据均来自于磴口县气象站，不能够完全代表葡萄基地的实际情况，因此需要将本站数据与葡萄园自动站数据作相关比较，找出内在关联。

霜冻害是一个十分复杂的生理现象，而且霜冻害发生时受气候条件、地形及管理水平等多种因素综合影响，因此，该试验结果还需要与大田霜冻发生的实际情况进行对比，从而确定符合当地实情的霜冻灾害的临界温度。

参考文献

[1] 段晓凤，张磊， 李红英，等. 酿酒葡萄霜冻研究进展[J].山西农业科学， 2014，42（10 ）：1148-1151.