雷延鵬 孫智輝 宗廷國(guó) 劉志超 曹雪梅

摘要：通過(guò)對(duì)洛川蘋(píng)果花期防凍試驗(yàn)效果進(jìn)行綜合分析，提出了黃土高原地區(qū)在輻射降溫天氣影響下經(jīng)濟(jì)有效的防霜措施。結(jié)果表明，噴施防凍劑和煙霧防霜使得蘋(píng)果坐果率提高了一倍，效果明顯，成本低，是值得全面推廣的措施?？諝鈹_動(dòng)防霜，在安裝風(fēng)機(jī)前應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)乜諝鉁囟冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保氣象條件適宜。噴水防霜和熱風(fēng)機(jī)防霜，需要電力保障和充足的水儲(chǔ)備，在黃土高原地區(qū)不適宜大面積推廣，在經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的小地塊可適當(dāng)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：蘋(píng)果花期;防凍試驗(yàn);洛川

中圖分類號(hào)：S666.1;S426? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）01-0081-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.01.019? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Analysis on the Effects of Anti-freezing Test During Luochuan Apple Flowering Period

LEI Yan-peng1，SUN Zhi-hui1，ZONG Ting-guo2，LIU Zhi-chao1，CAO Xue-mei1

（1.Meteorological Bureau of Yanan，Yanan 716000，Shaanxi，China;2.Meteorological Bureau of Luochuan，Luochuan 727400，Shaanxi，China）

Abstract： Based on the comprehensive analysis on the anti-freezing test effect during Luochuan apple flowering period， a cost-effective anti-frosting measure under the influence of radiation cooling weather in the Loess Plateau was proposed. The conclusions show that spraying antifreeze and smoke anti-frost make the fruit setting rate doubled， the effect is very obvious， and the cost is low， which is a measure worthy of comprehensive promotion. The air is disturbed and frostproof. Before installing the fan， the local air temperature should be observed to ensure the meteorological conditions are appropriate. Water spray and frost protection and hot air blower anti-frost need electric power guarantee and sufficient water reserve， which is not suitable for large-scale promotion in the Loess Plateau region， and can be suitably applied in small plots with high economic value.

Key words： apple flowering; anti-freezing? test; Luochuan county

2018年清明時(shí)節(jié)，中國(guó)北方果品產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生低溫凍害，其中甘肅、寧夏、陜西、山西的果樹(shù)受害最為嚴(yán)重，新疆、河北、河南、山東、遼寧凍害較輕。清明凍害危害重的原因有四：一是降溫之前氣溫高，果樹(shù)物候期比常年提前一周左右。二是降溫急速，降幅大。2018年4月6日、7日凌晨，西北強(qiáng)冷空氣急速南下，氣溫驟降，降幅8～18 ℃。三是低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。有害低溫延續(xù)時(shí)間達(dá)6 h左右。四是大風(fēng)、雨、雪、冰雹、降溫齊頭并進(jìn)[1]。

陜西省洛川縣位于黃土高原腹地，蘋(píng)果是當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)，霜凍也是蘋(píng)果生產(chǎn)中主要?dú)庀鬄?zāi)害之一[2]。在這次降溫過(guò)程中影響巨大，全縣有3.27萬(wàn)hm2蘋(píng)果受凍，據(jù)果業(yè)部門(mén)調(diào)查分析，與上一年相比，2018年預(yù)計(jì)減產(chǎn)21.2萬(wàn)t，減產(chǎn)率23.5%。2018年4月7日凌晨，在洛川蘋(píng)果氣象試驗(yàn)站進(jìn)行了多種防霜試驗(yàn)，對(duì)這次試驗(yàn)進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，分析經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以期為以后的防霜工作提供依據(jù)。

1? 試驗(yàn)期間溫度變化和蘋(píng)果物候

根據(jù)洛川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站觀測(cè)數(shù)據(jù)，2018年4月5日以后，洛川出現(xiàn)了較強(qiáng)的刮風(fēng)降溫天氣，過(guò)程中2 min平均風(fēng)速為6.8 m/s，最大達(dá)到13.9 m/s，到4月6日20：00后，風(fēng)速逐漸減小，4月7日5：00-7：00，風(fēng)速為0，8：00風(fēng)速為0.1m/s。

溫度變化受冷空氣影響，4月6日最高氣溫只有8.2 ℃，23：00以后溫度快速下降，7日2：30開(kāi)始溫度降至-2 ℃以下，至凌晨6：30-7：00之間溫度降至最低，達(dá)到-5.9 ℃，之后溫度快速升高，8：00以后溫度升至-2 ℃以上，溫度低于-2 ℃持續(xù)時(shí)間達(dá)到5.5 h。這次蘋(píng)果花期凍害天氣過(guò)程溫度低（有記錄以來(lái)蘋(píng)果花期最低溫度）、低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)速小，是一次典型的輻射降溫天氣過(guò)程，是一次難得的可進(jìn)行各種方法防凍試驗(yàn)的過(guò)程，從凍害調(diào)查來(lái)看，地勢(shì)地洼處凍害更加嚴(yán)重，地勢(shì)高通風(fēng)好的地塊凍害相對(duì)輕。

4月7日，試驗(yàn)站蘋(píng)果進(jìn)入盛花期，是近年來(lái)凍害影響期間惟一的一次處于盛花期的凍害過(guò)程。這次降溫也是近年來(lái)蘋(píng)果花期溫度最低、影響最為嚴(yán)重的一次凍害過(guò)程[2，3]。

2? 防霜效果分析

在距風(fēng)機(jī)15 m處安裝小氣候梯度觀測(cè)塔3個(gè)，觀測(cè)2、4、6、8、10 m高度溫度、濕度和風(fēng)速，在噴水試驗(yàn)區(qū)安裝溫度觀測(cè)儀器一套。觀測(cè)儀器為：AV-14TH溫度傳感器（測(cè)量溫度量程-45～65 ℃，精度±0.1 ℃）;AV-30WS型風(fēng)速風(fēng)向傳感器（北京雨根科技有限公司，量程0～60 m/s，精度±0.5 m/s）。在其他試驗(yàn)區(qū)安裝溫度觀測(cè)記錄儀（HOBO Pro Temp Logger），距地高度為1.5 m，每隔10 min記錄一次數(shù)據(jù)。在距試驗(yàn)站約300 m的地方建有洛川國(guó)家基準(zhǔn)氣候站。根據(jù)溫度變化，在夜間2：00，溫度降至-1.7 ℃，開(kāi)始啟動(dòng)防霜，至凌晨6：00因煙霧燃盡，停止防霜。

2.1? 空氣擾動(dòng)防霜

空氣擾動(dòng)防霜設(shè)備為DFC1030-3K型防霜風(fēng)機(jī)10臺(tái)，風(fēng)扇扇頁(yè)直徑100 cm，電機(jī)功率2.48 kW。試驗(yàn)期間，通過(guò)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使上下層空氣充分融合，使得溫度提升，風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間，平均提升2、4 m高度處溫度0.5 ℃。但是由于試驗(yàn)地地形原因，逆溫不明顯，10 m與2 m處溫差只有0.6 ℃，也可以說(shuō)基本沒(méi)有逆溫，使空氣擾動(dòng)防霜不能產(chǎn)生效果。

空氣擾動(dòng)防霜依靠的近地層逆溫，洛川2次霜凍過(guò)程夜間近地層逆溫強(qiáng)度分析，平均達(dá)到2 ℃以上，最大值可達(dá)4 ℃[4]。如果按平均值2 ℃分析，當(dāng)近地層溫度達(dá)到-5.9 ℃時(shí)，10 m高度溫度也接近-4 ℃，溫度也遠(yuǎn)低于蘋(píng)果花凍害指標(biāo)，按最大值4 ℃計(jì)算，10 m高度溫度接近-2 ℃，也低于蘋(píng)果花凍害指標(biāo)，空氣擾動(dòng)方法作用就很小，所以地面溫度、逆溫在什么條件下空氣擾動(dòng)防霜能產(chǎn)生作用，以及運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短均需要今后試驗(yàn)確定。

每個(gè)風(fēng)機(jī)每小時(shí)耗電2.48 kW·h，共運(yùn)行4 h。10臺(tái)風(fēng)機(jī)總耗電100 kW·h，電費(fèi)0.51元/（kW·h），電費(fèi)為51元?？諝鈹_動(dòng)防霜運(yùn)行成本低，但一次性建設(shè)成本高。對(duì)照區(qū)蘋(píng)果花和空氣擾動(dòng)試驗(yàn)區(qū)蘋(píng)果花分別見(jiàn)圖1和圖2。

2.2? 暖風(fēng)機(jī)防霜

暖風(fēng)機(jī)選用國(guó)產(chǎn)永備燃油熱風(fēng)機(jī)， 型號(hào)為T(mén)ORNADO115，輸出熱量為115 kW/h，輸出風(fēng)量為5 000 m3/h，平均油耗10.6 L/h，油箱容積55 L。燃油熱風(fēng)機(jī)是一種依靠燃油制熱的環(huán)境風(fēng)加熱設(shè)備，產(chǎn)品為整體式成套設(shè)備，不需加裝室外機(jī)或其他輔助設(shè)備，加滿柴油，接通電源即可正常工作。具有風(fēng)量大、出風(fēng)急促、出風(fēng)溫度高、可根據(jù)設(shè)定溫度自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)等優(yōu)點(diǎn)。多用于廠房倉(cāng)庫(kù)、畜牧養(yǎng)殖育苗采暖等室內(nèi)，用于野外蘋(píng)果花防凍試驗(yàn)還是首次，在廠家設(shè)計(jì)和使用時(shí)沒(méi)有考慮柴油的保溫抗凍問(wèn)題，輸油管裸露在外，試驗(yàn)時(shí)加了0號(hào)柴油，致使機(jī)器運(yùn)行較短時(shí)間后柴油凝固，自動(dòng)熄火，試驗(yàn)中止。

2.3? 煙霧防霜

在果園北側(cè)用樹(shù)枝、鋸末和霜凍煙霧發(fā)生器做成煙堆兩個(gè)，持續(xù)燃燒3 h。熏煙期間，溫度在-2.8～-3.4 ℃變化，煙霧的產(chǎn)生量不固定，時(shí)多時(shí)少，加之很輕，隨風(fēng)飄走，當(dāng)煙霧濃時(shí)溫度就高，反之溫度低，效果最好時(shí)比對(duì)照區(qū)溫度提高了1.7 ℃。在煙霧籠罩的地方，果樹(shù)坐果率明顯高于對(duì)照區(qū)。根據(jù)在洛川阿寺村、蘆家河的對(duì)比調(diào)查，富士花序受凍率為65%、75%，而熏煙區(qū)受凍率為33%，通過(guò)熏煙將凍害程度降低了50%或以上。蘆家河距試驗(yàn)地只有1 km，阿寺村較遠(yuǎn)，約13 km。當(dāng)日最低氣溫來(lái)看，阿寺村與試驗(yàn)地溫度基本相同，處在同一影響區(qū)。熏煙防凍效果非常明顯（圖3）。

煙霧防霜時(shí)，耗費(fèi)了霜凍煙霧發(fā)生器6個(gè)，以及樹(shù)枝和鋸末。煙霧發(fā)生器成本不足1 500元，樹(shù)枝和鋸末就地取材，不計(jì)算成本。煙霧防霜成本也很低。保護(hù)了面積約2 000 m2，坐果率提高了1倍，估算可增加收入15 000元。

2.4? 防凍劑試驗(yàn)

在洛川縣槐柏鎮(zhèn)貝郊村一戶果園進(jìn)行防凍劑防凍試驗(yàn)，果園面積1.2 hm2，噴防凍劑一箱6桶，每桶2.5 L?；卑劓?zhèn)4月7日最低氣溫-2.9 ℃。今年共計(jì)套袋8.4萬(wàn)，較去年減少30%。與周?chē)r(nóng)戶對(duì)比，坐果率提高了一倍。防凍劑的效果與該地溫度偏高有關(guān)，槐柏鎮(zhèn)氣溫-2.9 ℃，是當(dāng)日洛川縣溫度最高的地方，說(shuō)明在該溫度條件下，利用防凍劑防霜是可行的。

每桶防凍劑的價(jià)格是80元，6桶共計(jì)投入480元。按照坐果率提高一倍來(lái)計(jì)算，多坐果4.2萬(wàn)個(gè)蘋(píng)果，可多產(chǎn)出10 000 kg，按照每6元/kg估算，可多產(chǎn)出6萬(wàn)元。成本約1.8元/kg，成本支出1.8萬(wàn)元，可多收入4.2萬(wàn)元。投入產(chǎn)出比高。

2.5? 噴水試驗(yàn)

采用間斷性噴水試驗(yàn)，共有3組噴頭，每組持續(xù)噴水15 min，噴水持續(xù)到凌晨5：00，樹(shù)體上掛滿冰，花朵被冰包圍（圖4、圖5）。在噴水時(shí)，由于水的凝結(jié)釋放潛熱，可使氣溫短暫小幅提升，但停止噴水后溫度又很快下降。如4：00-4：20噴水時(shí)，空氣溫度提升了0.2 ℃，停止噴水后，溫度在10 min內(nèi)下降了0.5 ℃。噴水還造成了溫度上升緩慢，清晨太陽(yáng)出來(lái)后，溫度開(kāi)始回升，未噴水區(qū)7 h以后溫度上升快，在1 h內(nèi)溫度由-5.9 ℃升至-1.5 ℃，噴水區(qū)在1 h內(nèi)溫度只上升了2 ℃，9 h后溫度達(dá)到-1.5℃，比未噴水區(qū)慢了一倍。

噴水防霜試驗(yàn)最終結(jié)果是失敗的，果園受凍最嚴(yán)重，蘋(píng)果基本絕收。原因是噴水開(kāi)始時(shí)間遲、結(jié)束時(shí)間早，中間沒(méi)有持續(xù)噴水，造成了低溫持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，凍害更加嚴(yán)重的局面[5]。如果沒(méi)有進(jìn)行防霜試驗(yàn)，在-5.9 ℃的情況下，對(duì)比其他地方調(diào)查結(jié)果，花序凍害率也能達(dá)到重度凍害程度[2，3]。噴水防霜試驗(yàn)失敗造成的損失不大，每667 m2地?fù)p失不足千元。

3? 小結(jié)

2018年4月7日，在陜西洛川出現(xiàn)一次典型的輻射降溫天氣過(guò)程，試驗(yàn)站最低溫度達(dá)到-5.9 ℃，當(dāng)時(shí)蘋(píng)果已處于盛花期，是近年來(lái)凍害影響期間惟一的一次處于盛花期，也是溫度最低、影響最為嚴(yán)重的凍害過(guò)程。試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，噴施防凍劑在-3 ℃的溫度條件下，產(chǎn)生了明顯的效果。煙霧防霜提高了溫度，最高時(shí)達(dá)到1.7 ℃，在-5.9 ℃的溫度條件下，坐果率提高了1倍，效果非常明顯。在輻射降溫天氣影響條件下，煙霧防霜成本低，是非常有效的措施。但煙霧防霜過(guò)程中出煙量的大小、需多少煙堆、風(fēng)速的影響等因素均不好掌握，今后需加大試驗(yàn)力度，總結(jié)出一套可參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)站特殊的地形，導(dǎo)致近地面空氣基本無(wú)逆溫，制約了空氣擾動(dòng)防霜效果。因此，在安裝風(fēng)機(jī)前，應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)乜諝鉁囟冗M(jìn)行觀測(cè)，確保氣象條件適宜。噴水防霜和熱風(fēng)機(jī)防霜，需要電力保障和充足的水儲(chǔ)備，在黃土高原地區(qū)不適宜推廣。霜凍的預(yù)防是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)，本次試驗(yàn)采用的單一方法，但霜凍的防御需綜合應(yīng)用多種方法，有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

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