一種提高植物防霜機防霜效果的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高植物防霜機防霜效果的方法，屬于植物保護領(lǐng)域。通過設(shè)計防霜機不同時間尺度啟閉時機以提高防霜效果，以發(fā)生晚霜的茶園為例，具體為：在茶樹萌芽前不同天數(shù)、降霜前和日出后不同時間，分別設(shè)定開始啟用和啟閉防霜機的處理，測定其對茶樹生長、冠層溫度和防霜范圍的影響；在茶樹萌芽前7-20天開始啟用防霜機，使新梢長度、芽密度和百芽質(zhì)量增加；在啟用防霜機當(dāng)日降霜前1-2小時內(nèi)啟動防霜機；在日出后1-2小時后關(guān)閉防霜機。本發(fā)明大大提高了防霜面積和防霜效果，可應(yīng)用于植物防霜機的操作指導(dǎo)。
【專利說明】一種提高植物防霜機防霜效果的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物保護領(lǐng)域，具體涉及植物的防霜控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]早春晚霜凍害頻發(fā)致使名優(yōu)茶大幅減產(chǎn)、品質(zhì)下降，造成茶葉生產(chǎn)的巨大經(jīng)濟損失。國外開發(fā)了基于氣流擾動的防霜裝備與技術(shù)，如日本的高架防霜機、美國的塔式風(fēng)機、澳大利亞的直升飛機和烏拉圭的吸排式防霜風(fēng)筒。國內(nèi)胡永光等自主研制了茶園防霜機及其控制系統(tǒng)，并進行防霜效果的性能測試。但以上防霜裝備的運行，均是采用作物臨界低溫上下限進行簡單控制。Snyder提出風(fēng)速可作為判定防霜機是否啟動的條件之一，即當(dāng)風(fēng)速大于2.5m/s時，由于逆溫消失而關(guān)閉系統(tǒng)。RibeiiO等基于能量平衡評價防霜機啟動后的溫升效果，根據(jù)逆溫強度確定系統(tǒng)啟閉時機，當(dāng)?shù)孛?.5m高處的溫度低于臨界溫度即可啟動。另一些研究則通過預(yù)測最低氣溫、露點溫度或者冠層/葉片溫度等，確定霜凍的發(fā)生，從而啟動防霜措施。但這些方法均需要大量的歷史和實時氣象資料，實現(xiàn)難度大，且無法確定具體的啟閉時刻。胡永光提出基于臨界低溫的逆溫差控制策略，使防霜機節(jié)能運行，并認為在逆溫消失(反逆溫)融霜階段，應(yīng)以氣溫和時段為限制條件，控制其延時關(guān)閉，以緩解霜凍融解過程，避免霜凍害進一步加劇。但該研究未給出具體的控制參數(shù)，缺乏試驗的驗證。 [0003]現(xiàn)行防霜實踐中，均是在茶樹萌芽期才開始啟用防霜機，但此前茶樹葉片若遭遇霜凍，葉綠體受損，會對后期茶芽的生長發(fā)育造成影響。而茶樹萌芽期前約14天，其植株含水率開始增加，耐凍性逐漸降低。因此，在長時間尺度上，需確定防霜機啟用的合理時機。另一方面，在晚霜發(fā)生時，若提前啟動防霜機，會增加使用成本，若在降霜后啟動，則會存在凍害的風(fēng)險；霜夜次日凌晨逆溫消失后，由于日出后溫度快速回升，可能對茶樹造成應(yīng)激傷害。所以，在霜夜短時間尺度上，仍需確定合理的啟閉時機。前期試驗研究發(fā)現(xiàn)，防霜機提前啟動時機的不同，也會使其防霜作用范圍有所不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種提高植物防霜機防霜效果的方法，一方面使新梢長度、芽密度和百芽質(zhì)量得到增加，避免防霜過程中造成的對植物的傷害；另一方面，使同一防霜設(shè)備的防霜作用范圍得到增加，提高防霜效果。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明利用在不同時間尺度下啟用和啟閉防霜機對茶樹冠層溫度、光合作用以及生長性狀等的影響，從而確定防霜機的運行和關(guān)閉時機，具體技術(shù)方案如下:
[0006]一種提高植物防霜機防霜效果的方法，其特征在于通過設(shè)計防霜機不同時間尺度的啟閉以提高防霜效果，具體為:
[0007]步驟一，確定啟用防霜機在哪一天:在植物萌芽前N天內(nèi)且有霜降的那天開始啟用防霜機，為的是使新梢長度、芽密度和百芽質(zhì)量增加；N為整數(shù)，且0〈N〈20 ；
[0008]步驟二，確定防霜機在啟用的那一天的具體開啟時間:在降霜前M小時內(nèi)啟動防霜機，0〈M〈2 ；
[0009]步驟三，確定防霜機關(guān)閉時間:防霜機保持開啟開狀態(tài)直至第二天日出后Q小時后關(guān)閉防霜機，0〈Q〈2。
[0010]所述的植物為茶樹、蘋果樹、櫻桃樹、梨樹、桃樹、桔子樹或花椒樹中的任一種。
[0011]當(dāng)所述的植物為茶樹時，所述N的最優(yōu)值為7，M的最優(yōu)值為1，Q的最優(yōu)值為I。
[0012]本發(fā)明的工作原理:茶園的晚霜凍害主要由輻射逆溫引起，隨著地面強烈輻射冷卻而形成。茶園中土壤和茶樹白天吸收大量的太陽短波輻射，在晚間熱量以長波形式不斷向天空放射。在晴朗、無風(fēng)、無云或少云的夜晚，地面及茶樹因強烈的有效輻射而很快冷卻，使得貼近地面的氣層也隨之降溫，由于靠近地面的氣層比遠離地面的氣層降溫更快，于是形成空氣溫度場上高下低的逆溫現(xiàn)象。2013年3月20~21日的茶園近地氣溫場變化動態(tài)，在距離地面12m高度范圍內(nèi)，氣溫隨高度增加反而下降，逆溫層上下方的最大溫差可達
4.9°C。因此，利用上述逆溫溫度場分布特征，通過防霜機擾動近地逆溫層空氣，將上方暖空氣強制對流至茶樹冠層，可有效提高其溫度，從而避免或減輕霜害。在6:00~7:00時段，即日出0.5小時后，各高度趨于相同氣溫，逆溫消失，形成反逆溫。冠層處溫度在日出后1.0小時內(nèi)迅速增高約7V。結(jié)冰的植株在氣溫緩慢回升時，對細胞的影響不會太大；但若氣溫驟然回升，冰晶迅速解凍，細胞壁易于快速回復(fù)，而原生質(zhì)來不及吸水膨脹，結(jié)果可能撕裂損傷。為此，在防霜實踐中常將煙熏作業(yè)延停至日出后1.5~2.0小時，或?qū)娝鳂I(yè)延停至日出后濕球溫度高于其臨界凍害溫度以上。同樣地，日出后延停防霜機，繼續(xù)擾動近地逆溫層空氣，將上方冷空氣強制對流至茶樹冠層，可以延緩其溫度的快速回升，從而防止發(fā)生二次的解凍傷害。
[0013]本發(fā)明具有有益效果。本發(fā)明通過設(shè)定在植物萌芽前合適的有霜那天，開始啟用防霜機，使新梢長度、芽密`度和百芽質(zhì)量均得到增加；通過設(shè)定防霜機在降霜前的具體啟動時間，使防霜作用半徑大大增加；通過設(shè)定防霜機在日出后一定的時間內(nèi)延停，可平均減緩冠層溫升45.76%，并減葉片光合強度的降幅，從而最終增強防霜效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明各啟動時機的茶樹冠層溫度變化圖；
[0015]圖2為本發(fā)明短時間尺度啟動的防霜作用半徑對比圖；
[0016]圖3為本發(fā)明各延停時機的茶樹冠層溫度變化圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細說明。
[0018]以茶園的茶樹防霜為例。
[0019]實施設(shè)備條件:本試驗于2013年2~3月在江蘇省丹陽市邁春茶場，即北緯32° 01' 37"、東經(jīng)119° 40' 17"、海拔高度18m、屬丘陵平地上進行。供試茶樹品種為龍井43，樹齡約7年。使用日本Fulta公司的DFC1030-3K型防霜機，其技術(shù)參數(shù)見表1。其它測試儀器和和設(shè)備有:杭州澤大公司的ZDR-3WIS型溫度自動記錄儀，測量精度±0.10C,測量范圍-50~100°C;美國Nielsen-Kellerman公司的NK4000型便攜式風(fēng)速計，風(fēng)速測量精度±0.lm/s,測量范圍0.4~40m/s ;美國Spectrum公司的WatchDog2900ET型氣象站，測量參數(shù)包括空氣溫濕度、輻射、風(fēng)速風(fēng)向和雨量；美國L1-COR公司的L1-6400XT型便攜式光合測定儀；卷尺等。
[0020]表1試驗用防霜機技術(shù)參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種提高植物防霜機防霜效果的方法，其特征在于通過設(shè)計防霜機不同時間尺度的啟閉時機以提高防霜效果，具體為: 步驟一，確定啟用防霜機在哪一天:在植物萌芽前N天內(nèi)且有霜降的那天開始啟用防霜機，為的是使新梢長度、芽密度和百芽質(zhì)量增加；N為整數(shù)，且0〈N〈20 ； 步驟二，確定防霜機在啟用的那一天的具體開啟時間:在降霜前M小時內(nèi)啟動防霜機；0〈M〈2 ； 步驟三，確定防霜機關(guān)閉時間:防霜機保持開啟開狀態(tài)直至第二天日出后Q小時后關(guān)閉防霜機，0〈Q〈2。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高植物防霜機防霜效果的方法，其特征在于:所述的植物為茶樹、蘋果樹、櫻桃樹、梨樹、桃樹、桔子樹或花椒樹中的任一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高植物防霜機防霜效果的方法，其特征在于:當(dāng)所述的植物為茶樹時，所述N的最優(yōu)值為7，`M的最優(yōu)值為1，Q的最優(yōu)值為I。
【文檔編號】A01G13/08GK103688810SQ201310700227
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】胡永光, 朱霄嵐, 趙夢龍, 李萍萍 申請人:江蘇大學(xué)