0 引言
寒地葡萄栽培是指在全年绝对最低气温 － 17 ～－16 ℃等温线以北广大地区的葡萄栽培 。寒地葡萄栽培年绝对最低气温划分为两个区: 一是北方冬季覆盖栽培区，是 －17 ～ －16 ℃等温线至 －30 ℃等温线的区域; 二是最北特殊栽培区，是 －30 ℃等温线以北的区域。我国主要寒地葡萄栽培区域有东北中北部栽培区和西北栽培区，包括新疆、宁夏、甘肃、青海和内蒙古等产区，黄土高原栽培区，包括陕西和山西产区、渤海湾栽培区，包括辽宁、河北、京津和山东等产区。
寒地葡萄栽培的关键技术是葡萄植株的安全越冬。在北方栽培区通常采取的防寒措施是埋土，不同的最低温区域采用不同的埋土厚度和宽度。而在最北栽培区，首先必须选择栽种抗寒品种，再给予更厚更宽的埋土，才能使葡萄安全越冬。葡萄埋土越冬法具有就地取材、操作简单和防寒保温效果好等优点，但也存在着很大的劣势，如劳动强度大、时间紧和质量要求高等。随着葡萄种植规模扩大和农村劳动力转移，埋土作业 (通常称为埋藤) 的一系列问题逐渐显现，如雇工难、雇工费高、效率低、埋土质量差和枝蔓被折断等。虽然农机部门研制出了埋土效率高、质量好的埋土作业机械，但机械作业对葡萄的种植规范有一定的要求，如行距的大小和一致性、地块的大小等，这些要求制约了机械在现有的葡萄种植园中推广使用。与埋藤相伴的还有一项撤土作业，称为扒藤。扒藤也是一项消耗大量人力的作业，并且还易损伤枝蔓和芽眼，影响葡萄产量和品质。试验表明，仅此一项会降低产量 10% ～15% 。
由于寒地葡萄栽培埋土防寒存在问题，广大果农和有关农业科技人员试验探索了一些少用土、不用土的防寒新方法和新技术。如石生元 的复合物 (彩条布 20 cm 埋土 地膜) 覆盖防寒技术; 骆强伟等的非土覆盖物 (棉被 塑料膜) 防寒技术和李银芳等 的双层 (中空) 覆膜防寒技术等。这些新防寒措施与埋土相比，虽然在劳动强度上有所降低，但操作起来比较烦琐，作业效率不高，适用于小规模葡萄种植户。
1 非埋土防寒越冬技术
按照寒地葡萄栽培越冬对温度的要求，研发了一项适用区域广、防寒保温效果好、作业效率高和操作简单的非埋土防寒越冬技术———葡萄越冬保温设施(已申报专利)。设施由两部分组成: 一是硬质保温材料制成的基罩，二是由复合材料组成的调温套。防寒设施及使用状态如图 1 所示，基罩顺葡萄种植行紧扣在地上，并用销钉固定，调温套套在基罩上，并与之固定，不同地区配置相应的调温套。防寒设施的安装和撤除操作简单省力，并可多年使用。
图 1 防寒设施
2 试验
2. 1 试验材料
试验对象: 防寒保温设施 (基罩及调温套)、不同厚度的防寒埋土堆。
测温设备: Elitech 温度自动记录仪 (每 3 min 记录 1 次温度值)、数字测温计、地温计和温湿度计。
2. 2 试验设计
试验设在天津市静海区一葡萄种植园内，试验时间为 2017 年 12 月至 2018 年 3 月。试验设 4 个处理:
①防寒设施 (基罩) 覆盖葡萄植株; ②防寒设施(基罩 调温套) 覆盖葡萄植株; ③葡萄种植行间空地; ④不同埋土厚度 (30、20 和 10 cm) 外加农膜覆盖。
测试内容: 处理①，防寒设施内 (简称设施内)地面温度 ( TN ) 及深度分别为 5、10、15、20 和 25cm 地温 ( TND ); 处理②，与处理①一致; 处理③，行间空地 (简称设施外) 表面温度 ( TW ) 及深度分别为5、10、15、20 和25 cm 地温 ( TWD ); 处理④，30 cm 深地温。
2. 3 试验目标
试验研究防寒设施的防寒保温特性与适用性。
3 结果与分析
3. 1 防寒设施 (基罩) 的保温特性防寒设施 (基罩) 内陆面温度 ( TN ) 和行间空地表面温度 ( TW ) 温度曲线如图 2 所示。截取时间为 2018 年 1 月 11—25 日。
图 2 防寒设施 (基罩) 内、外温度变化对比
设施内最高温度 4. 6 ℃，最低温度 －9. 8 ℃，平均温度 －2 ℃，日最大温差 10. 7 ℃，平均温差 7 ℃。设施外最高温度 18 ℃，最低温度 －18. 1 ℃，平均温度 － 4. 5 ℃，日最大温差 31. 6 ℃，平均温差 20. 7℃。设施内、外最高温度出现日对应环境气温最高日，为7 ℃，设施内最低温度出现日对应环境气温最低日，为 － 15 ℃，与设施外温度相同。最低气温日出现在中雪后。
防寒设施 (基罩) 保温效果: 最高温度 4. 6 ℃，比设施外最高温度低 13. 7 ℃，比气温低 2. 4 ℃，最低温度 －9. 8 ℃，比设施外最低温度高 8. 3 ℃，比气温高 5. 2 ℃，日平均温差7 ℃，比设施外低16. 2 ℃，比环境低 3. 2 ℃。
3. 2 防寒设施 (基罩 调温套) 的保温特性防寒设施 (基罩 调温套) 内陆面温度 ( TN )和行间空地表面温度 ( TW ) 温度曲线如图 3 所示。截取时间为 2018 年 2 月 1—15 日。
图 3 防寒设施 (基罩 调温套) 内、外温度情况对比
设施内最高温度 5. 1 ℃，最低温度 －2. 9 ℃，平均温度 0. 4 ℃，日最大温差 5. 8 ℃，平均温差 4 ℃。设施外最高温度 21 ℃，最低温度 －20 ℃，平均温度－5. 4 ℃; 日最大温差 32. 7 ℃，平均温差 26. 6 ℃。设施内、外最高温度出现日对应环境气温最高日，为8 ℃; 设施内最低温度日对应最低气温日，为 － 11℃。
防寒设施 (基罩 调温套) 的保温效果: 最高温度5. 1 ℃，比设施外低15. 9 ℃，比气温低2. 9 ℃;最低温度 － 2. 9 ℃，比设施外高 17. 1 ℃，比气温高8. 1 ℃; 日平均温差为 4 ℃，比设施外低 16. 2 ℃，比环境低 6. 2 ℃。
加调温套后最高温度升高0. 5 ℃，最低温度升高6. 9 ℃，日平均温差减小 3 ℃。
3. 3 防寒设施外温度与环境气温的关系
环境气温 ( TQ ) 是指离地面 1. 5 m 高度上百叶箱中的空气温度，而防寒设施外温度 ( TW ) 是指地面温度。试验表明: 在晴好的气象条件下日地面最高温高于日最高气温，日地面最低温低于日最低气温;当气象条件为多云或阴时，日地面最高、最低温分别与日最高、最低气温相近 (如图 4 所示，2 月 1 日);在下雪及雪后，日地面最高温低于日最高气温，日地面最低温高于日最低气温。
图 4 防寒设施外温度与环境气温变化对比
3. 4 防寒设施内陆温与设施外地温
用地温计测取防寒设施内和设施外地表下 5、10、15、20 和 25 cm，5 个不同深度的温度。试验中，地温的读取都是在白天进行，设施内、外地温随深度变化情况如图 5 和图 6 所示。设施内的地温随深度变化基本呈直线状，最低温度位于地表处，而设施外呈凹曲状，最低温度会出现在地表至一定深度。这是因为设施内的地表温度变化幅度小、最低温度高，而设施外的地表温度变化幅度大、最低温度低。
图 5 防寒设施内陆温
图 6 防寒设施外地温
3. 5 不同埋土厚度 30 cm 深处地温
试验过程中用温度记录仪分别测取了 10、20 和30 cm 埋土厚 30 cm 深处的地温 ( TD )，如图 7 所示。截取时间为 2018 年 1 月 31 日至 3 月 1 日。由图 7 所示，有 3 条不同埋土厚度的地温曲线几近重合，30cm深处地温不随昼夜环境气温变化而波动，而是随着环境气象条件的变化而平滑小幅变化，环境气温为 －11 ～11 ℃，而 30 cm 深处的地温为 0 ～2 ℃。
图 7 不同埋土厚度 30 cm 深地温对比
4 结束语
寒地葡萄栽培安全越冬对温度的要求有两点。一是最低耐受温度，低于该温度，即受冻害，葡萄植株不同器官的最低耐受温度是不同的。欧亚种葡萄是我国葡萄栽培的主要种群，其成熟休眠的枝芽可耐受 －17 ～ －16 ℃的低温，而根系仅能耐受 －4 ℃的低温。
二是葡萄需冷量。葡萄的自然休眠需要在一定的低温条件下经历一段时间才能完成，所谓需冷量，就是葡萄经历0 ～7. 2 ℃低温的累计时数，低于0 ℃不计时，高于7. 2 ℃不仅不计时，甚至会减时。需冷量不足会导致开春发芽延迟、开花不齐和减产，甚至出现枯死。
试验表明新研制的葡萄非埋土防寒越冬设施基本达到了葡萄安全越冬及开春顺利发芽的温度要求。防寒设施内，地面最高温度 5. 1 ℃、最低温度 － 2. 9℃、平均温度0. 4 ℃、日平均温差4 ℃; 地下最低温度 －2 ℃。
寒地葡萄栽培区气象条件变化多端，还需对所设计防寒设施进行优化设计，尤其要对调温套材料及其参数要做进一步研究与试验，使其能适应不同地区的极端气象条件，从而使该项非埋土防寒技术能在广大的寒地葡萄栽培区推广使用，促进寒地葡萄产业的发展。
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