延庆地区2007年春杏树冻花芽的气候原因及预防措施

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延庆地区2007年春
杏树冻花芽的气候原因及预防措施

摘要：
在我国北方，杏树开花时气温回升较快，昼夜温差幅度大。特别是经常受到冷空气的袭击，大风伴随降温。这种寒流低温天气的出现，容易造成冻害。在延庆县果树生产中往年出现冻花现象较多，冻果也有过几次，严重的冻花芽现象还很少见。
2007年春季，杏树萌芽至盛花期，对延庆川区分南山带和北山带、妫川腹地的杏树花芽质量进行调查，发现个别地区杏花芽受冻严重，已不能萌发，通过对温度和栽培地域地理环境的调查分析，分析结果表明：气象条件是造成杏树冻害的直接因素，作为主导因素的低温与其它气象因子相互作用，在不同情况下对果树会产生不同程度的低温危害。非节律性变温，极端气温过低、低温持续时间长、昼夜温差大、气温回升快，强风等都会加重低温危害，为此提出预防措施，以期对杏树今后的发展起到指导作用。

关键词：杏树、花期、低温危害、原因对策
引言：
仁用杏树是延庆果树支柱产业之一，截至去年延庆杏树栽培总面积已达10万亩，每年总产量达2700吨，经济收入达1672万元。2007年3月3日夜间到4日上午，延庆有强雨加雪天气，雨雪后大风降温，当时树上形成一层冰挂。由于前期高温，此时个别地区杏花芽已开始活动，突然的降温，使空气温度变化起伏较大，致使延庆个别地区正处萌动的杏花芽受到不同程度的冻害，给杏树生产带来重大损失。冻花芽具体表现为用手指一戳既落，剥开后，芽体干枯变褐，已没有萌发能力。针对此问题，为了今后能有效预防低温晚霜冻害，我们首次启用了，分布在延庆的部分自动气象站记录的气象数据，结合所对应的具有代表性的延庆川区果树带进行了杏冻化芽调查。两者有机结合进行诊断分析。
一、调查方法和资料收集
1、气象资料的收集和方法：
          分别选取杏树分布的不同气候区，收集自动气象站记录的2007年2月到3月上旬的平均逐侯最高气温、最低气温、平均日较差等气象数据。具体有：位于北山果林带的张山营、辛庄堡气象站；位于南山果林带的八达岭气象站；位于妫川腹盆地的延庆、永宁气象站。
2、杏树冻花芽的调查情况和数据：
调查时间是2007年4月10—17日，杏树物候期为萌芽至盛花期，在延庆川区按照不同果树栽植带、不同乡镇、不同果园，不同地势及树体的不同高度调查花芽冻害情况，调查品种为龙王帽仁用杏，树龄在6-11年。调查结果如下：
（1）同一株树不同位置的花芽冻害情况调查
2007年4月10日旧县镇三里庄杏园、香营乡新庄堡杏园、张山营镇玉皇庙杏园中，采取随机抽样方法，在每个果园选五株树调查，同时对每株树根据树体高度，按花芽距地面不同位置，并在每株树不同高度处选100个花芽进行调查，调查结果如表1：
杏树表1         同一株树不同位置的花芽冻害情况调查表        
           项目
受冻芽数
花芽位置        调查地点        受冻总芽数（个）        受冻比例（%）
        三里庄        新庄堡        玉皇庙               
50cm处        98        64        0        162        81
150cm处        97        48        63        208        69.3
200cm处        85        32        31        148        49.3
表1中可以看出：杏花芽距地面高度不同受冻成度各异，其中，花芽距地面越近冻害越重，反之就轻。距地面50cm的花芽平均受冻比例为81%，距地面150cm的花芽平均受冻比例为69.3%，距地面200cm的花芽平均受冻比例为49.3%。。
（2）不同果树带冻害程度调查
我们在每个果树带中选择四个村调查花芽冻害情况，在每个果园随机选取5株树，并在每株树上按不同高度数200—400个花芽，调查其受冻比例。详情请看表2。


杏树表2                 不同果树带花芽冻害情况调查表
项目

地点
       村名        总花芽数        受冻芽数（个）        受冻比例（%）        树龄
(年)
北山果林带        玉皇庙        300        81        27        5
        三里庄        400        223        55.8        12
        新庄堡        400        196        49        15
        平均                167        43.9       
妫川腹地        王家山        200        180        90        6
        八里店        200        197        98.5        4
        吴坊营        400        232        58        5
        平均                203        82.2       
南山果林带        大浮坨        300        39        13        11
        新宝庄        300        2        0.7        11
        平均                21        6.9       
（3）不同地势冻害情况的调查
新庄堡杏园地处延庆县川区的北山果树带，面积有2000亩，果园面积大，地势复杂，按不同地势即：山前坡地、山前坑地、山前平地，在每块地随机选择5株树，每株树按照不同高度数300—400个花芽，调查的平均结果如表3。
杏树表3         同一果园不同地势花芽冻害情况统计表
地点        总花芽数
（个）        受冻芽数
（个）        受冻比例（%）        树龄(年)
新庄堡
（北山根）        300        1        0.3        15
新庄堡
（山庄南坑地）        400        179        44.8        5
新庄堡
（白河干渠南）        400        379        94.8        9
二、延庆地区2007年春导致杏树冻花芽因素
2007年4月10日—17日通过对延庆具有代表性地区部分杏树调查，部分杏树花芽芽体干枯变褐，已没有萌发能力为遭受冻害所致（见杏树表一、杏树表二、杏树表三 ）。根据调查纠其原因主要为气象因素所致。
1、暖冬气候导致部分杏树花芽提前萌动
以延庆气象站2007年冬季（2006年12月—2007年2月）单站资料显示，本年度冬季平均气温-4.2℃，比历年同期平均值偏高2.3℃；12月平均气温-5.5℃，比历年同期平均值偏高0.7℃；1月平均气温-7.2℃，比历年同期平均值偏高1.3℃；2月平均气温0℃，比历年同期平均值偏高4.9℃。
2007年2月中旬中期到3月初气温持续偏高，从2月17日—3月3日连续15天，位于北山带的刘斌堡平均最高气温为8.0℃；位于盆地腹地的延庆站为8.4℃；而延庆南山带气温较低，位于南山带的八达岭站此阶段平均最高气温仅为5.8℃。（作2月17日-3月3日最高气温、最低气温、平均气温折线图）
杏树在越冬后日最高气温连续三天大于10℃花芽就开始萌动，从上图最高气温可以看出2月19—21日位于延庆盆地腹地的延庆站连续三天日最高气温在11.3℃—14.5℃，三天最高气温平均分别为13.2℃；位于北山带的刘斌堡这三天的日最高气温在9.7—13.9℃，三天最高平均气温为12.1℃。位于南山带的八达岭虽然2月19—21日升温明显，但由于位于阴坡温度相对其他地区较低，日最高气温在8.4—12.2℃，三天最高平均气温为10.3℃。可以看出腹地延庆达到杏树花芽萌动临界温度；北山带刘斌堡基本达到花芽萌动临界温度；南山带八达岭未达到花芽萌动临界温度。
2月17日——3月3日气温持续偏高，2月19—21日部分地区气温达到杏树花芽萌动临界温度，之后的连续10天气温仍较高。从上图可以看出，2月22日—3月3日延庆日最高气温均在4.8℃—11.5℃之间，10天中有8天大于6℃；张山营在4.9℃—13.1 ℃之间，10天中有9天大于6℃；永宁在4.1℃—11.9℃之间，10天中有4天大于6℃；刘斌堡在3.9℃—12.3℃之间，10天中有6天大于6℃；八达岭在1.9—9.9℃，10天中有2天大于6℃，并且有6天低于4℃。萌动后持续气温偏高对北山带和盆地腹地花芽萌发起到促进作用，对南山带花芽萌动贡献不大。
2、初春雪后降温造成部分花芽受冻
2007年3月3-4日受南下较强冷空气影响，延庆境内普遍出现强降水天气过程，降水表现为雨-雨加雪-雪，过程降水量37.1毫米，积雪深达17CM，雪后出现大风降温天气。从上图可看出，3月5日开始气温极剧下降5—7日盆地腹地的延庆站-17.6℃、刘斌堡-16.5℃、八达岭-14.8℃。
（1）杏树冻花芽低温危害的原因和机理
果树遭到低温袭击后，低温气流直接伤害细胞的正常结构和功能，特别是细胞膜系首先遭受损伤，代谢过程发生紊乱，生理活动出现反常，体内水分平衡失调，甚至细胞结冰，危害加剧，果树形态结构表现异常，局部组织受伤，甚至整株死亡。
植物细胞组织受伤的两种情况，一是细胞外的间隙结冰，此时植物组织不一定死亡。二是细胞内结冰，这时细胞原生质的胶体结构发生不可逆的转变，使细胞致死，这种死亡的原因，一方面是原生质结冰时对胶体结构起了机械的破坏作用，另一方面是细胞本身发生脱水，脱水后的细胞因干旱而受害。
（2）温度对杏树花芽的影响
2.1.1部分果树达到萌动临界温度
杏树的生长发育与环境条件密切相关，特别是温度的变化对杏树的生长起着重要作用。早春气温的变化很不稳定，初春时节，天气变暖，气温回升，当春季连续三天气温高于10℃时，杏花芽即可开始萌动。由（气象表1）可以明显看出位于妫川腹地的延庆、永宁及北山果林带的张山营等地，从2月19日开始就突破临界温度，即已萌动。解除休眠期。
2.1.2部分果树达到花蕾孕育临界温度
从表3中可以看到：同一果园，不同地势，受晚霜危害的程度有明显的不同，其中山前坡地（北山根）花芽受冻比例最轻仅0.3%，山前坑地（山庄南坑地），花芽受冻比例为44.8%，山前平地（白河干渠南）花芽受冻比例最大为94.8%，几乎绝产。
根据气表2气表3资料显示，2月17日—3月3日气温较高，日平均气温均在0℃以上，2月19—21日花芽解除休眠开始萌动后，持续气温偏高加速花芽发育，降低了萌动期抵抗低温冻害的能力。此发育期即使外部变化还不明显，但内部生理机制已开始活动。天气变暖后，晚霜到来温度又急剧下降，活动的杏花芽，抵抗环境变化的能力弱，遇上低温，冻害的发生是必然的。

2.1.3低温过程、晚霜冻出现个例分析
2007年3月3日夜间到4日上午，受来自中西伯利亚强冷空气东移南下和暖湿气流的共同影响，延庆地区出现强降水天气，3日上午雨，午后转成雨夹雪4日完全转为大雪，4日晚有积雪结冰，此次降水过程降水量为38.9毫米，积雪深度达到17厘米，皆是20年来同期最大值。并且雪后出现大风天气，导致大风降温，5日夜晚最低气温分别是：延庆-17.6℃、刘斌堡-16.5℃、永宁-18.1℃菊花基地-15.3℃，降温幅度18.0℃、16.6℃、18.2℃、15.4℃。突然的强降温且低温持续时间长（3月4、5、6、7、8日，连续5天）使已解除休眠的的杏树，遇强低温后，细胞结冻，原生质脱水，作物内部细胞受到了损伤。
3月8日气温迅速回升：延庆7.7℃、刘斌堡3.6℃、永宁3.9℃菊花基地3.8℃，张山营5.5℃。急剧的增温使细胞间隙中的水分迅速蒸发，细胞本身发生脱水，使得芽体逐渐干枯变褐，用手一戳即落。
由此看来该次低温过程造成冻花原因是（1）气温骤降，降温幅度大，低温时间长，回升快（一夜间从零下十几度升到零上几度）气温跳跃式变化。见下表（2）解除休眠期，花芽初萌动对低温的忍受能力较弱。因此次杏花芽的冻害程度较严重。（3）在速融速冻过程中，质壁分离，破坏原生质，严重的可致死。
2.2局地小气候对杏树花芽的影响
2.2.1、不同地区对杏树花芽的冻害程度不同
从表2中可以看到：晚霜对延庆县川区不同果树带造成的冻害程度不同，妫川腹地果树带受冻害最重，花芽受冻比例为82.2%，其次是北山果树带花芽受冻比例为43.9%，冻害最轻的是南山果树带，花芽受冻比例仅为6.9%。
根据延庆盆地的气候特征，以妫氺河为最低线中心，向南北两侧海拔渐增，这就造成：①冷空气在延庆川区易堆积，而不宜流动，形成低温区，由此看出，腹地延庆，永宁的 最低温度达-18.1℃，且低温持续时间长（5天）。致使妫川腹地果树带杏花芽受冻害最重。②南山果树带地处八达岭地区大的地形中，它是一阴坡，山顶约800m，因此南山果树带是山顶冷空气下泄必经而不是停留之地，杏花芽冻害成度最轻。③北山果树带处于背风向阳的上坡上，冷空气由西北袭来越海坨山后下沉增温形成暖区，杏花芽冻害程度较妫川腹地果树带轻但又比南山果树带重。
2.2.2、阳坡和阴坡冻害轻、沟谷槽地冻害重
原因是阳坡雨加雪后，阳光日晒，温度高，树上的雪迅速融化，没有形成树挂，无冻融交替，所以阳坡冻害轻。阴坡较冷，雨加雪后，雪未融化，雪后大风把树上的雪迅速吹落，没有在树上存留，因而冻害也相对较轻。辛庄堡杏园白河北干渠南有一阴坡，冻害极轻，原因在此。
沟谷槽地处，一般空气闭塞，通风情况较差，温度受自由大气影响较小。白天受热后热量积聚在中间，不易发散增温强烈；夜间四周冷空气下沉，谷底的暖空气被抬升所以低部降温强烈，常形成下冷上暖的穆层结。冷空气易集聚下沉，正所畏：“风打山梁霜打洼”，“雪降高山霜打洼”即沟、谷、槽地的气温日较差大，沟、谷、槽地、由于夜晚冷空气，往往形成“冷下沉湖”，增强穆层。湿度的变化与上述的相似，也是低洼地的绝对湿度日振幅大，高坡地的日振幅小。风的变化，由于山谷风等局地环流的影响，风向变化很大。冻害非常严重，即霜打低洼处。

2.2.3、同一果园地势不同杏花芽冻害成度不同（局地特殊性对气候的影响）
下垫面特性的差异往往造成气温在铅直方向和水平方向有很大的变化，形成完全不同的局地小气候。通过调查发现，新庄堡杏园按地势分三个冻害层次（如下图），山前坡地（北山根）花芽受冻比例最轻仅0.3%，山前坑地（山庄南坑地），花芽受冻比例为44.8%，山前平地（白河干渠南）花芽受冻比例最大为94.8%。
（1）北部坡上冻害轻，是因为该区正处于背风向阳，冷空气由西北袭来越海坨山后下沉增温形成暖区。
（2）中部沟槽地冻害重，即霜打低洼处。
（3）下部大渠南边平地冻害最重，该地区属于妫川腹地果树带，冷空气易堆积，而不宜流动，形成低温区，致使杏花芽受冻害最重。

新庄堡杏园冻害示意图
2.2.4花芽的位置不同受冻的程度不同
通过表1可以看出，花芽距地面高度不同受冻程度各异。其中花芽距地面越近冻害越重，反之则轻。即1.5m以上部位（200CM处：49.3%）花芽冻害轻，1.5m以下部位花芽冻害重（50CM处：81%）。一方面据气象原理，霜打低洼处，冷空气密度大比重重，而空气是流体从高空下来往低处流动，一旦到达最低处就赖在那里不动了。所以杏树越高处的花芽冻害轻，低处的花芽冻害重。另一方面由于重力和风的作用，雪水下流，在树下部的枝条上产生冰馏，次日气温升高，有冻融交替作用，形成树挂。因而树下部花芽冻害重。
3、结论及预防措施
3.1结论：
通过调查数据分析，和对地理环境，早春气象的分析，对延庆2007年部分地区程度轻重不同的冻花芽现象进行分析。总结如下：
3.1.1、气象条件是造成杏树冻害的直接因素
作为主导因素的低温与其它气象因子相互作用，在不同情况下对果树会产生不同程度的低温危害。今年早春气温高，促使杏花芽过早打破休眠，杏芽提前萌动，然后是非节律性变温，气温波动振幅大。突然的降温，极端气温过低、低温持续时间长、温差变化大、气温回升过快，强风等是使活动的杏花芽受冻害的主要原因。
3.1.2、立地条件是造成杏树冻害加重的原因
沟谷槽地，风口处，低洼地，杏花芽易受冻害，书中早有记录，“风打山梁霜打洼”。“雹打线霜打片”冷空气容易集聚的低洼地段和受冻后气温回升快的地段霜冻比较严重。一般山谷、盆地、洼地重；平地、山腰、山顶轻。这说明发展杏树与环境，地理之密切，特别是在大气候中的局地小气候，也就是微域气候对杏树萌芽，开花结果的影响。
2007年3月3日-3月4日的雨加雪天气和2月份高温天气的出现，对低洼，风口沟槽的杏花芽产生冻害。冻融交替使已经打破休眠的杏花芽产生冻害，这是今年延庆仁用杏生产史上的重要事件。
3.2、预防措施：
1、选用抗寒品种
选用抗寒品种，花期较晚的品种，以适应低温环境和避开霜期。
2、选择适宜园址
背风向阳或半阴坡，地势平缓水肥条件好，不可选谷地、盆地、低洼、沟槽地建园，这些地方由于早春冷空气对流和下沉容易产生平流霜冻和沉积霜冻。
3、加强管理
冬前灌水、熏烟防冻，低温发生后的补救措施。雪后及时摇动树体枝干，振落积雪，使雪水不在树枝上存留；适当延迟花期，喷防冻剂，地下覆盖，树干涂白等综合措施，适当减轻冻害。
杏树冻花芽现象，在过去未引起重视，这种自然灾害与地理环境，气象因素，局地小气候，树体生理的变化都有重要关系，冻花芽是综合原因造成的。今后需加以研究，研究和掌握环境条件对杏树生长和结果的影响，对指导生产和管理杏树，有重大意义。
            延庆县果品服务中心 房荣年 杨春清  延庆县气象局 贾怀禄 张建华



参考文献：注明年限、出版社、引用页码
1、        杏树调查资料由延庆县果品服务中心提供
2、        《大扁杏—甜仁杏栽培与利用》 王树杞主编
3、《果树栽培学总论》  郗荣庭             编著
4、《杏》        王玉柱  常杰  普崇连  吕增仁   编著
           5、《杏树高产栽培》     普崇连           编著

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