基于新疆红枣和核桃生理特性变化的越冬冻害气象指标研究

Low temperature freezing disaster was one of the three disasters affecting the yield and quality of local special fruit tress in Xinjiang. It is very stringent to make the research of monitoring index and effective anti-freezing measure of fruit tree disaster. The monitoring experiment was carried out in the inside and outside of the orchard by automatic weather station and the microclimate observation system. Based on investigating the historical situation of fruit freezing disaster and making the database of the minimum temperature during the winter, the freezing characteristics was analyzed such as the type, frequency and boundary temperature to find the key affecting factors. The artifical simulation experiment of different low temperature treatment was carried out to make the research of physiological characteristics of fruit during the process of freezing disaster. Combing meteorology facture with plant physiology to analyze the anti-freezing process of fruit, and make the levels of freezing disaster. On the basis of these, the monitoring index would be suggested, which could be the theory basis of building the monitoring and pre-warning system of freezing disaster, and of abating or controlling the extent of freezing disaster. It was very important to make service to the sustained and healthy fruit industry in Xinjiang.

低温冻害是影响新疆特色林果品质与产量的主要灾害，仅2008年上半年，由低温冻害造成的受冻面积占当年总种植面积56%，建立果树气象监测预警指标对于有效防范低温冻害具有重要应用价值。本项目针对红枣和核桃2种新疆主要特色林果越冬冻害气象监测指标开展研究。利用林果小气候观测系统和自动气象站开展果园内、外与果树越冬冻害实时监测；通过灾害调查及历史灾情资料分析，建立最低气温数据库，分析灾害天气过程，研究冻害类型、持续时间、最低气温和降温强度、降水等，确定关键气象影响因子；采用低温培养箱开展不同品种、不同树龄、不同低温和不同低温持续时间果树越冬冻害模拟试验，研究冻害发生过程中果树细胞膜透性、可溶性碳水化合物、叶绿素荧光参数等生理特性的变化，进行冻害分级，确定果树发生越冬冻害的半致死温度，结合关键气象影响因子研究提供越冬冻害综合监测指标，为新疆特色林果业的持续健康安全生产服务。

低温冻害是影响新疆特色林果业持续健康高效发展的三大灾害之一，在进行核桃、红枣果园实时观测的基础上，对果树越冬冻害气象条件、冻害过程中形态生理特征的变化、冻害气象综合监测指标进行了研究，确定了越冬冻害气象关键影响因子，进行了冻害分级，构建了红枣、核桃发生越冬冻害的综合监测指标，为有效防冻措施的提出及冻害监测预警系统的建立提供了理论依据。.红枣和薄皮核桃是阿克苏地区著名的特色林果，建立了该区50年（1961-2013年）来冬季各月最低气温数据库，确定了低温及低温持续时间是影响果树冻害发生的关键气象因子，-20℃可作为阿克苏地区果树发生冻害的界限温度。根据天气过程可将冻害分为低温干冷型、低温湿冷型、持续低温型、骤然降温型、骤然升温型。.开展了不同品种、不同低温（5个胁迫温度）、不同低温持续时间（3个）果树枝条冻害低温模拟试验，揭示了冻害发生过程中抗冻能力的变化。红枣果树在-21℃到-24℃之间、核桃果树在-18℃到-21℃之间枝条形态、生理特征发生显著变化，质膜透性显著增加、可溶性糖含量显著上升，基础荧光Fo值上升幅度、PSII原初光能转化效率Fv/Fm 值下降幅度均达到最高点，细胞和枝条明显受损；不同品种红枣、核桃果树的半致死温度分别在-23℃左右、-22℃左右。.建立了冻害关键气象影响因子果园内、外与气象台站之间的相关关系，气象站日最低气温比果园内、外分别偏高1.5℃、2.7℃，冬季极端低温偏高1.4℃、2.7℃，但极端低温出现时间基本一致。果园内外日平均气温、日最低气温与气象站温度变化存在显著相关（P<0.01），通过气象站气温变化反映果园内外实际气温差异比较可行。.红枣越冬冻害等级指标：最低气温≦-21℃并持续2天以上，枣树枝条可能会出现轻度冻害；最低气温≦-23℃并持续4天可能出现中度冻害；最低气温≦-24℃并持续6天，树干可能出现重度冻害。核桃越冬冻害等级指标：最低气温≦-20℃并持续3天以上，核桃枝条可能会出现轻度冻害；当最低气温≦-22℃并持续5天可能出现中度冻害；最低气温≦-24℃并持续7天，树干可能出现重度冻害。