两种措施对华北高寒区晚茬花球甘蓝霜冻的防护效果

摘    要：伴随着市场供应期的延长，华北高寒区晚茬青花菜与花椰菜两种花球甘蓝栽培面临着低温霜冻环境的胁迫。笔者监测了华北高寒区秋季间霜期气象因素变化，林带风障防护、无纺布覆被防护与未防护（CK）下的花球甘蓝光合指标、霜冻害指数以及产量等特征。结果表明，华北坝上高寒区秋季间霜期受霜冻胁迫的花球甘蓝叶片净光合速率（Pn）有降低趋势；对花球甘蓝叶片SPAD值降低不显著；对光能转化效率（Fv/Fm）产生了胁迫效应，其中花椰菜较青花菜更为敏感，但Fv/Fm总体维持0.78以上水平。花椰菜霜冻害指数较青花菜高，抗寒性差；其林带风障与无纺布覆被防护的产量较未防护（CK）提高13.86%与19.98%；青花菜林带风障防护较未防护产量提高了6.48%。无纺布覆被增加了成本，净产值较未防护处理提高了27.66%，成本收益率达3.75%。因此，花球甘蓝中的青花菜与花椰菜对华北高寒区秋季间霜期低温环境有较强的生态适应性，无纺布覆被是防控菜田霜冻危害的实用技术。

关键词：花球甘蓝；霜冻胁迫；无纺布覆被；林带风障防护；华北高寒区

中图分类号：S635 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）11-105-07

Effects of frost protection measures on cabbages with curd in cold region of North China

YAN Baoyue1， SONG Jinhui2， LIU Jinke3， ZHANG Lifeng1， ZHANG Jizong1

（1. College of Agronomy， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， Hebei， China; 2. College of Agriculture and Forestry Science and Technology， Hebei Northern University， Zhangjiakou 075000， Hebei， China; 3. Zhangbei Meteorological Bureau， Zhangjiakou 076450， Hebei， China）

Abstract： With the extension of market supply period， two cabbages with curd （late-planted broccoli and cauliflower） in the high cold region of North China would be threatened by frost. Meteorological factors were monitored during the autumn frosts period in the high cold regions of North China， meanwhile photosynthetic characteristics， freeze injury index， yield and quality of these two kinds of vegetable were also investigated under three treatments including windbreaks， cover of non-textile and no-protection（CK） in this region. The results showed that when the cabbages with curd were injured by frost， the photosynthetic rate （Pn） of leaves showed a decreasing trend， but the SPAD values of leaves did not decrease significantly. There was a stress effect on the efficiency of light energy conversion efficiency （Fv/Fm）， with cauliflower more sensitive than broccoli， but the values of Fv/Fm remained above 0.78 generally. The freeze injury index of cauliflower was higher than that of broccoli， because of its poor cold tolerance. The yields of windbreaks treatment and cover of non-textile treatment were 13.86% and 19.98% higher than that of no-protection treatment for the cauliflower， respectively. The yield of windbreaks treatment was 6.48% higher than that of no-protection treatment for the broccoli. Although the cover of non-textile treatment increased the cost， the net output value increased by 27.66% compared with no-protection treatment， with a cost-benefit rate of 3.75%. Therefore， broccoli and cauliflower have good ecological adaptability to the low temperature environment during the autumn frost period in the cold regions of North China， and the cover of non-textile can be one kind of practical technologies to prevent the damage of frost in vegetable production.

Key words： Cabbages with curd; Frost stress; Cover of non-textile; Windbreak; Cold region of North China

华北高寒区强光、低温的农业环境，依其紧邻大中城市的区位与交通便捷的路网，被成功开发为生产冷凉蔬菜的优势区域；进一步通过满足温热带夏秋淡季需求而表现出独占性的市场优势[1]。花球甘蓝为喜凉耐霜型蔬菜，最适生长温度为10～25 ℃，花球形成的最适温度为15～18 ℃；抗寒品种幼苗期能耐受-8 ℃短暂低温[2]，花球期气温低至5 ℃生长缓慢且能耐受短期霜冻[3-4]；夏秋季节适于在华北高寒区生产，并成为该区域的主导蔬菜品类。为延长市场供应期，大棚栽培提早上市[5]、错期播种拉平峰值[6]等技术创新发挥了明显作用。然而花球甘蓝的延后上市，在华北高寒区面临着低温、霜冻气候的威胁。花球甘蓝秋季间霜期[7]的生态适应性，以及抗霜措施的效果成为迫切需要明确的问题。

设置风障能显著降低山樱、日本厚朴和广玉兰的冻害指数[8-9]，营造防护林带能长期有效地保护茶园、橘园免受寒害[10-11]。塑料薄膜覆盖可提高葡萄、软籽石榴越冬期地温，提高莲雾叶片SOD活性，从而增强抗寒性[12-14]。而无纺布作为新型覆盖材料能较好地替代塑料膜，实现在晚熟柑橘越冬时的保温作用，同时具有良好的透气效果[15]。然而上述防寒措施在秋茬露地蔬菜，特别是在高寒区花球甘蓝蔬菜上的研究较少见诸报道。

笔者以晚栽花球甘蓝中的花椰菜与青花菜为研究对象，通过监测秋季间霜期气象因素变化，遮风与覆被措施下的花球甘蓝生长、光合以及产量、质量等园艺性状特征，明确花球甘蓝延后生产的可行性与保障条件，为有效利用华北高寒区晚秋地气资源、稳定提高蔬菜种植收益提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

田间试验在位于河北省张家口市张北县的河北农业大学张北试验站进行。试验区属于华北高寒气候带，海拔1420 m，年均温度为3.9 ℃，无霜期135 d，常年初霜期为9月12日，持续稳定霜日为10月11日；秋季间霜期≥0 ℃积温264.6 ℃，≥10 ℃积温168.2 ℃。区域年降水量382.5 mm；年日照时数2 907.9 h，光合有效辐射2 896.8 MJ·m-2[16-18]。试验地土壤为壤质草甸栗钙土，pH值7.32。

1.2 材料

供试材料为花球甘蓝蔬菜的两个类型：青花菜（Brasica oleracea L. var. italica Planch.）品种为耐寒优秀，由日本坂田种苗公司培育；花椰菜（Brasica oleracea L. var. botrytis L.）品种为富贵80，由福州比尔种苗有限公司培育。

1.3 试验设计

试验开展于2022年。青花菜6月16日穴盘育苗，7月15日田间定植；花椰菜6月11日穴盘育苗，7月11日田间定植，均为一垄双行膜下滴灌栽培方式。在2022年初霜（8月27日）后的9月15日（天气预报后几日有霜冻）设置田间试验。利用林带作为风障防护处理（防护林带长500 m，宽20 m）、覆盖白色无纺布作为覆被防护处理（覆盖时间为9月15日至9月30日，覆盖面积为3000 m2），以远离林带且不覆盖作为未防护处理（CK）。于9月29－30日，在霜冻条件下，监测花椰菜在林带风障防护措施、无纺布冠层覆盖防护措施与无防护措施3个处理和青花菜在林带风障防护措施、无防护措施2个处理下霜冻对两种蔬菜的植株光合指标、花球生产质量、病虫危害程度等园艺性状的影响特征。

1.4 测定方法

1.4.1 光合指标测定 在各处理中，选择植株大小、长势一致的青花菜和花椰菜各5株，每株标定朝向一致的完全展开叶，作为监测光合指标的叶片。青花菜植株标定从内向外第5、第6片叶（内位叶）和第11、第12片叶（中位叶），花椰菜标定第4、第5片叶（内位叶）和第8、第9片叶（中位叶）。监测叶片分别为风障内位叶（Wi）、风障中位叶（Wm）、覆盖内位叶（Ci）、覆盖中位叶（Cm）、未防护内位叶（CKi）、未防护中位叶（CKm）。

在晴朗无风时，采用LI-6400XT便携式光合仪，设定LED红蓝光源的光照度为1900 μmol·m-2·s-1，于7：00—17：00每隔2 h测定1次叶片瞬时净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr），同时记录环境大气CO2浓度（Ci）、温度（Ta）等。

采用Hansatech公司的Pocket PEA植物效率分析仪，测定青花菜与花椰菜标定叶片的叶绿素荧光参数。叶片暗适应15 min后，用3500 μmol·m-2·s-1的饱和光照度诱导，测定PSII的原初光能转化效率（Fv/Fm）。

按照王利立等[19]的方法，将当日测得的叶片净光合速率和蒸腾速率分别做累计处理，得到日光合量（DPC）和日蒸腾量（DTC）。

日光合量（DPC）=Δt/2×∑（Pni+Pni+1）；Pni、Pni+1分别为相邻两次测定的叶片净光合速率。

日蒸腾量（DTC）=Δt/2×∑（Tri+Tri+1）；Tri、Tri+1分别为相邻两次测定的叶片蒸腾速率。

使用SPAD-502便携式叶绿素分析仪测定青花菜与花椰菜标定叶片的叶绿素相对含量（SPAD），测定时间为10：00，每片叶测量3次。

1.4.2 霜冻危害程度测定 借鉴病情指数概念，按9级标准调查与评估青花菜、花椰菜霜冻害程度[20]。

霜冻害指数/%= [ ∑（各级霜冻害叶数×相对级数的代表值）/（总叶数×最高级数的代表值）]×100。

1.4.3 园艺性状测定 按照市场商品规格，青花菜花球球径10～12 cm，单球质量450～550 g；花椰菜花球球径15～20 cm，单球质量1000～1500 g作为采收与计产标准。2022年最后一次采收时间为9月30日。