全 文 ：科尔沁草原人工草地紫花首蓓
冻害的气象条件分析 ’
宋学钮 郭桐林 孟昭林
(吉林省 白城地区农业气象试验站 ) (犯京市通县气象站 )
紫 花 首 着 ( M ed ia e g oS a t i vaL . )属
多年生豆科妆草 , 靠根在地下越冬 , 它不但
产量高 , 而且营养价值 、 适应性 、 适 口性均
居豆科牧草之首 , 因而它是建立高产优质人
工草地的理想草种 。
紫花首蓓喜欢温暖半干燥气候 , 根系十
分发达 , 抗旱性相当强 , 在年降水 量 3 0 一
80 0毫米的地区均能栽培 。 生育期所需 > o ℃
的活动积温为 90 0一 1 0 0 0度 一 日。 科尔沁草原
从 50 年代初开始种植紫花首蓓 , 但是发展一
直比较缓慢 。 其原因之一是越冬死亡现象比
较严重 。 据调查 , 公农一号紫花首蓓在一般
栽培条件下 , 冻害率可达 20 %以 _五, 在精耕
细作条件下降到 1 % 以下 。
1 9 8。年以来 , 我们对紫花首稽越冬问题
进行了研究 , 现据研究结果和调查材料 , 从
气象角度对其冻害条件及其防御措施作一探
讨 。
一 、 自然条件
该项研究在吉林省 白城地区农业气象试
验站和内蒙古图牧吉牧场试验站进行 , 野外
考察基本在科尔沁草原范围内 。 该地属大陆
性季风气候 , 气温较低 , 年均温 2 . 0一 5 . 0℃ ,
年极端最低气温 一 3 0一 38 ℃ , 极端最高气温
35 一 40 ℃ , 无霜期 1 20 一 16 。天 , 最大冻土深
度 24 3厘米 , 封冻期 长达 145 天 ( 白城 ) 。 10
月中、 下旬和翌年 3月中、 下旬土壤昼 化 夜
冻 。 全年降水量 3 0 一 50 0毫米 , 主要集中在
6一 8月 , 占年降水量的 60 % 以 上 , 土 壤 系
栗钙土 , 田间持水量 20 . 0一 24 . 0% , p H 值
7
.
0一 8 . 2 , 耕作层浅而膺薄 , 天然植被属羊
草杂类草草句草原型 。
在图妆吉牧场试验站对紫花首蓓进行冬
前灌水 、 不灌水 , 垄作 、 平作越冬处理 。 82
年n 月一翌年 5月逐 日进行不同土层深度 (0 、
5
、
10
、
15
、
20 厘米 ) 地温观测 , 每 10 天测定
一次土壤湿度 。 1 9 8 3年 5月 _上旬调查各 处 理
的返青情况 。 在 白城地区农气试验站进行 了
苗期冻害试验 , 8 3年 1月 , 将首蓓根带 土 挖
出 , 放在室内盆栽 , 待其萌动返青后进行不
同低温 、 不同降温时间处理 , 以探求苗期冻
害的温度指标 。
二 、 研究结果与分析
(一 ) 冻害症状 各处理均存在部分植株
不能返青的现象 。 调查表明多数枯株的根须
在地面至地下 5厘米处表层颜色由鲜黄 变 为
暗淡 , 木质部由白色变为浅黄色 , 严重者变
为黑色 。 冻害轻微的植株 , 表皮的颜色也有
所变化 。 主茎受冻后侧芽虽可萌发 , 但返青
迟 、 长势弱 。
(二 )冻害时间和死亡机制 紫花首稽冬
季处于休眠状态 , 抗寒能力很强 。 如白城地
区 1 9 8 0一 1 9 82年冬季最低气温都在 , 30 ℃ 以
下, 而且较少积雪 , 早春盆栽试验证明: 严
冬冻害率一般在 2一 5% 。 但当 3 、 4月份气温
回升到紫花首蓓生物学起点温度以上时 (解
除休眠后 ) , 根系吸水 , 酶开始活动 。 此时
期北方冷空气活动频繁 , 天气冷 暖 变 化剧
烈 。 根据白城地区 30 年间 3一 4月 日平均气温
资料统计 , 紫花首稽多年平均萌动 日期在 4
月初 , 而在 4 月上 、 中旬气温波 动 幅 度最
. 内聚图牧吉牧场试验站程渡同志参加 了部分观测工
一 l e 一
大 , 上旬 为2 . 8℃ , 中旬为 3 . 2℃ (图劝 。
在此时期 , 地表最低漏度达 一 14 . 2 ℃ , 录 高
温 变达 2 9 . 0 ℃ , 在剧烈变温条件 厂, 细胞间
隙水分冻融交替 , 破坏了紫花首 稽 的 生 一长
点 , 根茎变黑脱水死亡 。 有些冻 署 轻 的 植
株 , 侧芽虽 可继续萌发 , 但其 一长势弱 , 根系
吸水能力降低 , 较易发生生理干旱而枯死 ,
病菌乘虚而入 , 造成根茎腐烂 。 总之 , 从生
理上看 , 紫花首借解除休眠后 , 根颈 中的含
糖量在 4 月份降到冬春季节能最低点 〔` 」 ,在
表 1 紫花首洽冻害率
肇东 ! 公 农一号 和 阅 } 抗 早翩\一补一
1 9 8 0年
1 9 8 2年
0
.
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.
5
其原因是 1 0 8 2年 4 月初气温高 , 紫花首
蓓生 长点细胞酶和水分的活动被诱发 , 以后
温度波动幅度大 , 呈旬 、 一下旬旬极差均超过
3 3 ℃以上 , 且出现 了冻害的临界温度 , 因此
造成 82 年冻害较 80 年重 。
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图 工 历年 3 . 4月份 日平均气温 波动图 图 2 198 。和 工9 8 2年 4 月气温波动图
冻融交替激烈变温的影响下 , 极 易 遭 到 冻
害 。 因此 , 它是紫花首荷安全越 冬 的 关 键
期 。
(三 ) 造成冻害的因素 除与品种特
性 、 栽培技术 、 `土壤性质等有关外 , 主要取决
于气象条件 。
1
. 温度 低温是造成冻害的直接因素 。
解除休眠的紫花首猎植株刘一低温非常敏感 。
据观察 , 日平均气温稳定通过 2 ℃时其 生 长
点开始活动 , 对一龄植株 , 中等 抗 寒 性 品
种 , 这时遇到 一 8一 10 ℃低温 , 印可造 成 个
别植株冻死 , 如遇到 一 14一 1G ℃低温 , 即可造成冻害 。 据自城气象站 2 3年的资料分析 ,
4 月上 、 中旬地面最低温度在 一 10 ℃以 下 的
概率为 2 % , 可见早春首猎受冻害的几率趁
很大的 。
此外 , 冻害与温度的变化幅度有关 。 从
表 1 可以看 出紫花首稽的冻害率 80 年比 82 年
低 , _江各品种有相同的趋势 。 气象资料统计
表明 , 8艺年 4 月气温高于 80 年 4 月, 而 8 2年
4 月温度变幅较胡年 4 月平均大 5 . 5 ℃ 。
紫花营若苗期冻害指标的研究表明 , 受
冻部分死亡的温度为一 10 ℃左右 。
表一 2 萦花荀洽苗期冻害表
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死
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伤冻片叶
一冻一一未
冻害程度
注 : 持续时间为 1小时 。
据 白城物候资料 , 紫花首稽返青在 4 月
中 、 一抓旬 , 此时温度降到 一 1 0℃以下的 概率
只有 1 . 7% , 可见紫花首楷苗期受冻害 的 几
率 廷 }及小的 。
2
. 土壤含水量 尚地与佳地紫 花 首借
冻害率言很少( 差异 , 岗地冻害重 、 注地冻害
轻 。 根据 1哭 2年 n 月分别对灌水、 不灌水区
地温的观测 , 不灌水区 5厘米土层的 最 低温
度达一 9 . 2℃ , 日较差为 9 . 6 ℃ ; 而灌水区 5厘
米上层内最低温度为 一 4 . 4 ℃ , 日较 差 为 4 . 8
℃ ; 灌水区地温 日变化平缓 , 非灌水区变化
剧烈 ( 图 3 ) 。 因灌水区土壤湿度大 , 土壤
热容量大 , 在冻融交替季节能释放 (吸收 )
一 1 7 一
沪醒碧
1 1 月 4 日 5日
图 3首猎地不同墒情 1 0厘米地温变化 图
… …对照功沁 ·一一墒情月 肠 · · , , , ·
较多热量 , 且有缓冲地温、 降低土壤温度变
化幅度的作用 。 因此 , 土壤含水量的多少是
决定土壤缓解冻害强度的重要因素 。 另外 ,
土壤含水量大时 , 水分完全冻结后 , 土壤 孔
隙和裂缝少 , 对减少严冬季节冷空气直接侵
袭紫花管稽根部 , 降低冻害率具 有 明 显 作
用 。 冬前灌水试验表明 , 灌水区冻害率可降
到 6% 以 ` 厂。
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含水率 (% ,
图 4 土壤含水 率与冻害率的关系
3
. 收割期的旬平均气温与冻 害 率 不
同株龄的紫花首蓓 , 其 冻害率不同 , 随株龄
增加根系粗大 , 抗寒性增强 , 冻害率降低 。
例如西北 A紫花首稽 1龄的冻害率 10 %以上 ,
2龄的为 7% , 3龄以上的只有 2 % 。 因此播种
当年冻害率的高低是决定紫花首蓓能否生存
的关键 。 据观测资料分析 , 当年夏季播种 ,
生 一长正常的首稽 , 其收割期的旬平均温度与
冻害率具有如下线性关 系:
d = 1 3
.
8 十 1 . 7 6 T
式中 , d为冻害率 , T为收割期的 句 一平
均气温 , 上式 在 0 . 01 信度 一下显著 (图的 。
从图 5可见 , 当年夏季播种的紫花首猎 ,
图 5 播种当年收割期的旬平均气温与冻害率
以句平均气温降到 O℃以下收割为宜 。 不 同
收割期对紫花首蓓播种当年冻害率的影响 ,
是因为夏秋季节气温高 、 雨水多 , 正值紫花
首蓓进行光合作用旺盛阶段 , 过早收割必将
影响光合作用 , 减少有机质的积累 , 降低其
抗寒能力 。 对生长二年以 上紫花首稽收割期
的试验表明 , 最后一次收割至霜前 , 最好保
证有效积温 5 50 度旧 以上 , 以积累必 要 的
有机物质 , 增加抗寒能力 。 从白城气象资料
分析 , 庄霜前一个月左右为最后一次收割为
宜 。
综上所述 , 造成紫花首蓓越冬死亡的关
键气象因子 , 是持续一定时间的 低 温 和 剧
烈变温 。 土壤干旱等对紫花首蓓冻害的发生
及其程度也有重要作用 。 通过农业技术措施
可以调节地温变幅和土壤湿度 , 因此要引起
生产上十分重视 。
四 、 防止紫兹曹揩冻害的主盈措施
(
一今封冻前灌水 这是干旱 、 半干旱地
(下转 1 5页 )
一 1 8 一
各生育阶段特另 J是出苗和盛花期 l为水分 需
要 。
三 、 开发利用 自然资源是提高
旱地棉龙产量的主要途径
(一 )旱地棉花生育特点与自然资源的利
用 旱地棉花根冠比大 , 具有较深的主根和
发达的侧根 , 可以吸收不同层次的水肥 , 而
卫.能力很强 , 说明杭旱力强 , 适应性广 。 因
此 , 可以采用秋深耕以加厚耕作层 , 并通过
浅一深一浅的中耕办法促进根系下扎 , 充分
吸收下层水分 , 减轻地面干旱对根系需水的
影响 。
旱地棉花发育早 ,光能利用充分 。 由于棉
株棵小遮荫少 , 不仅前期 , 而且中 、 后期也
可以充分利用光热资源 , 因此 , 采取适当早
播延长光合时间 , 合理的群体充 分 利 用 光
能 、 地力 , 发挥资源优势的利用 。
旱地棉花生物学产量低 , 经济系数高 ,
容易形成早衰低产的劣势结构 , 因此 , 通过
培肥 , 保墒蓄墒措施 , 促进营养体生长 , 以
旺盛的营养生长促迸生殖生长的发达 , 提高
对光热资源的利用 。
旱地棉花易受春旱 、 伏旱威胁 , 因此 ,
要通过相应措施 , 特别是保与攀曾肥 , 提早发
育等实现稳产 。
(二 ) 旱地棉花增产的儿项关键技术
1
. 适时早播 通过适时早播可以 达 到
“ 以早争早刃 , “ 以早 争长 ” , “ 以早争
多 ” , “ 以 早争好 ” 的目的 , 可以充分利用
前期光热资源和少 量春雨以及秋蓄春保的墒
情达到全苗 , 确保株数 。 在早发基础上 , 使
其在伏旱之前形成较大的营养体和一定数量
的棉铃 , 为中、 后期产量形成奠定基础 。
2
. 适当密植扩大群体 旱地棉花 株矮
棵小 , 叶小枝短 , 光照充足 , 可以适当扩大
群体 , 提高光能利用 , 增加下部和内围成铃 。
3
. 增肥养地提高水肥效率 增施 有 机
肥 , 增强土壤保水保肥能力 , 提高天然降雨
和地下储水的利用率 , 增强棉株抗旱能力 。
4
. 耕作保墒减少蒸发耗水 根据 棉 田
水分运行规律 , 采取秋耕纳雨蓄墒 , 早春顶
凌耙糖保墒提墒 , 中耕减少蒸发等措施 。
5
. 地膜覆盖栽培 是解决前 期 低温干
旱 , 促进早发 , 实现壮苗早发的有效措施 ,
实践证明 , 覆盖结合培肥可以发挥覆盖栽培
的增产潜力 。
6
. 改变种植 方式 采 用 “ 起高种低 ”
的沟种法和 “ 种低覆高” 的起脊法等 , 地膜
覆盖栽培采用平覆沟种 , 起垅沟种等办法都
可提高水肥的利用率 , 既保全苗 ,又可高产 。
6
. 选育抗旱品种 选育具备发芽势强 ,
棉苗生 一长迅速而且早发 , 开花结铃集 中 , 耐
高温抗干旱 , 适于群体较大 , 光能利用率高
的抗病品种 。
(上接 18 页 )
区防止紫花首稽冻害的有效措施 。 封冻前灌
永 , 冻害率明显下降 , 而且 对 预 防翌年 春
旱 、 提早返青和提高产量都有积极作用 。
(二 ) 改变播种方法 从气象角度看 , 在
首蓓播种方法中 , 以沟播较好 , 这样雨季 一可
多积累一些水分 , 冬春季节 则 有 防 风 、 抗
旱 、 减少冻害的作用 。 封冻之前进行浅耕覆
上 , 对安全越冬 (春 ) 有明显效果 , 覆土厚
度以乞一 5厘米为宜 , 可以提高生长点的环境
温度和减少温度 日铰差 , 泥年不必去上即可
返青比较省工 。
根据我们的研究 , 在地表最 低 温 度 为
一
1 0
.
0 ℃ , 日较差为 4 0 . 0 ℃时 , 覆土 5厘米后
最低温度仅为 一 3 . 2℃ , 日较差只有 17 . 5 ℃ , 因
此 , 覆土对紫花首稽防御冻害有明显效果 。
参 考 文 献
〔 l )
〔 3 〕
许令妊等 , 儿种紫花首揩 营养物资 含 量 动 志 的
研究 , 中国草原 , 19 82 , 3 。
刘访文等 , 首猎当年 割草对越冬影 响的研究 , 青
何料 2 9 8 2 。 4 。
王 起等 , 白城马 场首楷越冬死囚的探讨 , 农垦 饲
料科技 1 , 8 1 . 2 .
一 1卜 5 一