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Overview of Research on Impact of Low Temperature Disasters on Crops and Prevention Measures
WANGLilong, LIXin, LIUWei, LIShuqi, LIUJia, DUANXiaofeng
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (4) : 88-93.
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Overview of Research on Impact of Low Temperature Disasters on Crops and Prevention Measures
Under the background of global climate change, extreme low temperature events occur frequently, which seriously restricts the sustainable development of agriculture. In order to systematically sort out the harm and prevention and control technology of low temperature disasters, based on a large number of literatures, this paper expounds the concept and classification characteristics of cold damage, freezing damage and frost, summarizes the impact mechanism of different types of low temperature disasters on crops, and discusses the targeted prevention and control measures. The results showed that there were significant differences in disaster temperature, occurrence season, affected area and hazard object among cold damage (>0 ℃), freezing damage(<0 ℃) and frost (≤ 0 ℃); cold damage mainly led to physiological dysfunction of crops (such as photosynthetic inhibition and metabolic disorder), freezing damage caused cell freezing and tissue necrosis, and frost caused cell membrane rupture and water imbalance, all of which significantly reduced the yield and quality of crops; breeding cold resistant varieties, optimizing field management (such as mulching, irrigation, smoking), and strengthening the monitoring and early warning system can effectively reduce the loss of low temperature disasters. In the future, it is necessary to strengthen the research on the evolution trend of low temperature disasters and the mechanism of crop cold resistance, and improve the comprehensive prevention and control system in combination with molecular breeding, intelligent agriculture and other technologies, so as to provide support for food security.
low temperature disaster / cold damage / freezing damage / frost / crops / influence mechanism / prevention and control measures
| [1] |
麻吉亮, 孔维升, 朱铁辉. 农业灾害的特征、影响以及防灾减灾抗灾机制——基于文献综述视角[J]. 中国农业大学学报(社会科学版), 2020, 37(5):122-129.
|
| [2] |
高懋芳, 邱建军, 刘三超, 等. 我国低温冷冻害的发生规律分析[J]. 中国生态农业学报, 2008(5):1167-1172.
|
| [3] |
刘子奇, 路瑶, 李艳. 中国大范围持续性极端低温事件年代际变化及其大气环流成因[J]. 高原气象, 2022, 41(3):558-571.
|
| [4] |
李光玉, 刘天宇, 吕军, 等. 低温冷害与霜冻灾害成因分析及防御对策[J]. 农业灾害研究, 2022, 12(9):194-196.
|
| [5] |
李明远. 瓜类蔬菜的冷害与冻害及其应对策略[J]. 蔬菜, 2021(1):81-83.
|
| [6] |
许英, 陈建华, 朱爱国, 等. 低温胁迫下植物响应机理的研究进展[J]. 中国麻业科学, 2015, 37(1):40-49.
|
| [7] |
王培娟, 唐俊贤, 金志凤, 等. 中国茶树春霜冻害研究进展[J]. 应用气象学报, 2021, 32(2):129-145.
|
| [8] |
徐淑华, 吴有华. 分析低温冷害对农作物影响及预防措施[J]. 安徽农学通报, 2008(20):120,143.
|
| [9] |
姚嫚, 张琪, 杨再强, 等. 吉林水稻关键生育期延迟型/障碍型冷害时空变化[J]. 中国农业气象, 2022, 43(1):50-60.
|
| [10] |
朱明大. 延迟性低温冷害对复播大豆的影响[J]. 新疆气象, 1986,(9):30.
|
| [11] |
王品, 魏星, 张朝, 等. 气候变暖背景下水稻低温冷害和高温热害的研究进展[J]. 资源科学, 2014, 36(11):2316-2326.
|
| [12] |
卢庆善. 低温冷害类型及作物减产原因[J]. 新农业, 1980(Z1):4-5.
|
| [13] |
王勇. 小麦越冬期冻害成因及防御措施[J]. 现代农业科技, 2014(4):68,70.
|
| [14] |
毛瑞芳. 平陆县小麦早春冻害的发生原因和补救措施[J]. 农业技术与装备, 2020(7):143-144.
|
| [15] |
陶泽兴, 戴君虎. 中国常见木本植物春季展叶物候及叶冻害变化[J]. 地理科学进展, 2023, 42(4):766-781.
植物遭受冻害将导致细胞脱水、光合能力降低，造成巨大的生态和经济损失。过去40年，气候增暖一方面降低了霜冻事件的发生频率和强度，另一方面使植物春季物候期提前，延长了植物叶和花暴露在严酷低温环境的时间。准确评估植物冻害变化需综合考虑气候增暖的双重效应。目前，国内尚未有研究对植物在中国不同气候分区的冻害进行系统分析。论文基于中国物候观测网的物候观测记录，计算了过去40年4种常见木本植物(榆树、刺槐、垂柳、白蜡)叶的春季冻害程度，揭示了冻害变化的时空格局，同时探究了春季最大冻害发生时间的变化及其与物候的关系。研究发现：① 各物种展叶始期主要呈提前趋势，约60%的区域提前趋势显著(P<0.05)且幅度超过1 d/a。② 各物种在72.22%~83.03%的区域最大冻害发生时间提前，这与其更早的展叶始期密切相关。其中，各物种在温带地区最大冻害时间提前最多(8.3 d)，其次为暖温带、亚热带、高原气候和寒温带地区。③ 榆树、刺槐和垂柳叶的春季冻害较大，最大冻害主要出现在50°N以北及青藏高原西侧部分地区。相比之下，白蜡由于展叶始期较晚且叶的抗冻性较强，其受到的冻害相对较小。榆树、刺槐和垂柳的年平均冻害程度显著增大(P<0.05)，而白蜡的冻害程度变化整体不明显。就不同气候分区而言，榆树和垂柳在温带地区冻害增加的比例最大，刺槐在高原气候区冻害增加的比例近10%，在寒温带、温带和暖温带区的冻害增加的比例均在3%~6%之间，白蜡仅在暖温带地区的冻害有所增加。研究结果可为准确评估植物冻害风险、制定具有区域差异的气候变化响应和适应策略提供参考。
|
| [16] |
陈晶晶, 王英哲, 金艳, 等. 不同紫花苜蓿杂交组合对冻害胁迫的生理响应[J]. 草业科学, 2018, 35(5):1138-1144.
|
| [17] |
蒋景龙, 李丽, 赵桦, 等. 低温胁迫对三种柑橘叶片抗性生理特性影响[J]. 广西植物, 2016, 36(2):208-215,144.
|
| [18] |
房玉林, 王振平, 孟江飞, 等. 葡萄霜冻防灾减灾技术[J]. 果树实用技术与信息, 2023(4):8-11.
|
| [19] |
朱凤霞. 霜冻的类型及防御对策[J]. 现代农业科技, 2016(20):209-213.
|
| [20] |
崔读昌. 关于冻害、寒害、冷害和霜冻[J]. 中国农业气象, 1999(1):58-59.
|
| [21] |
娄伟平, 吴利红, 姚益平, 等. 茶树春季低温冷害和霜冻灾害的区别[J]. 中国茶叶, 2020, 42(10):42-45.
|
| [22] |
赖铭, 陈佳, 张军, 等. 植物低温胁迫响应机制及提高抗冷性研究进展[J/OL]. 分子植物育种,1-11[2025-07-07]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/46.1068.S.20230130.1626.005.html.
|
| [23] |
王亚男, 范思静. 低温胁迫对水稻幼苗叶片生理生化特性的影响[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(5):8-9,13.
|
| [24] |
郑芊彤, 杨再强, 王明田, 等. 低温胁迫对三七光合特性的影响[J]. 北方园艺, 2020(4):121-128.
|
| [25] |
吉浩. 石榴冻害发生原因及预防补救措施[J]. 果树实用技术与信息, 2024(7):34-35.
|
| [26] |
赵永飞, 何子顺, 卜令龙, 等. 暴雪对山东冠县不同品种梨树冻害的影响[J]. 北方果树, 2024(5):15-17.
|
| [27] |
李杨, 徐华, 黄莎, 等. 贵州油菜低温冻害损伤机制及减灾技术[J]. 农技服务, 2024, 41(6):48-50.
|
| [28] |
许彦平, 万信, 贾建英, 等. 北京7号桃树(Prunus armeniaca)盛花期霜冻害指标试验研究[J]. 干旱区资源与环境, 2019, 33(11):195-200.
|
| [29] |
华璐, 于晓菲, 王啟光, 等. 冻融作用对植物生理生态的影响[J]. 土壤与作物, 2020, 9(1):13-21.
|
| [30] |
罗小妹, 王耀辉, 丁春元, 等. 甘肃天水甜樱桃花期低温冻害情况调查[J]. 中国果树, 2017(3):92-95,100.
|
| [31] |
党宏忠, 冯金超, 董瑞香, 等. 晚霜冻害对黄土区苹果树水分利用能力的影响[J]. 林业科学研究, 2019, 32(4):137-143.
|
| [32] |
吕佳佳, 朱海霞, 宫丽娟, 等. 1971—2016年寒地大豆霜冻害时空演变特征及对产量影响[J]. 大豆科学, 2020, 39(2):260-268.
|
| [33] |
刘东, 何禹衡, 张亮亮, 等. 不同条件下冻融循环过程对土壤结构的影响研究[J]. 东北农业大学学报, 2023, 54(7):58-72.
|
| [34] |
张新民, 高雅玉, 李泽霞, 等. 不同休闲期农田管理措施下季节性冻融对土壤团聚体的影响[J]. 灌溉排水学报, 2022, 41(12):65-74.
|
| [35] |
位明明, 李维国, 高新生, 等. 中国热带作物抗寒育种研究进展与展望[J]. 热带作物学报, 2015, 36(4):821-828.
|
| [36] |
李卓夫, 付连双, 王晓楠, 等. 高寒地区冬小麦抗寒育种研究进展[J]. 东北农业大学学报, 2010, 41(8):141-147.
|
| [37] |
符少萍, 李瑞梅, 冀乙萌, 等. 植物抗寒分子育种研究进展[J]. 广东农业科学, 2011, 38(7):53-56.
|
| [38] |
刘忠, 邓俭英, 唐其展, 等. 植物抗冷性研究进展[J]. 广西农业科学, 2006(6):667-670.
|
| [39] |
王鹏良, 徐洋, 吕智鹏, 等. 假俭草杂种F1抗寒性遗传分析[J]. 草业学报, 2011, 20(2):290-294.
本研究选用抗寒性存在差异的假俭草品种E142和E022为亲本配制杂交组合,获得了杂种F<sub>1</sub>群体;利用电解质渗透法对F<sub>1</sub>群体及其亲本进行抗寒性鉴定,利用植物主基因+多基因遗传分离分析方法分析假俭草抗寒性遗传特征。结果表明,1) 杂种F<sub>1</sub>群体不同单株间的抗寒变异较大,变异范围为－9.63～－1.45℃,变异系数为-29.27%。2)F<sub>1</sub>群体的抗寒性呈连续的混合正态分布,符合植物主基因+多基因遗传模型。3)假俭草的抗寒性状最适遗传模型为B-1,即抗寒性状受2对主基因加性－显性－上位性控制,主基因的遗传率为91.28%。本研究明确了假俭草抗寒性状的遗传规律,为假俭草抗寒育种提供了科学依据,也为假俭草抗寒育种创造了材料。
|
| [40] |
孙志红. 巴州地区葡萄冻害发生原因及预防措施[J]. 北方园艺, 2018(14):206-208.
|
| [41] |
孙方, 李奎亮, 杨平. 小麦倒春寒冻害发生特点及预防措施[J]. 种业导刊, 2018(4):26-28.
|
| [42] |
李慧民, 易首全, 孙芝梅. 喀什地区果树低温冻害预防及补救措施[J]. 新疆林业, 2023(3):18-19.
|
| [43] |
王克瀚, 张悦, 郑泽洋, 等. 修剪方法对不同冻害程度平欧杂种榛树生长结果的影响[J]. 中国果树, 2023(2):88-91.
|
| [44] |
贾海燕, 高明, 王会荣, 等. 霜冻的危害及预防措施[J]. 现代农业科技, 2011(22):306,312.
|
| [45] |
刘飞飞, 冯骦, 贾兆, 等. 晚霜冻对吴忠地区果树的为害及预防措施[J]. 现代园艺, 2021, 44(20):182-183,186.
|
| [46] |
文纯杰, 杨炬仁, 文武龙. 低温霜冻灾害棉田管理措施[J]. 农村科技, 2017(6):13-14.
|
| [47] |
孙铭谦, 曲原, 杨文艳, 等. 农业气象灾害监测预测技术研究进展[J]. 农村经济与科技, 2021, 32(20):25-27.
|
| [48] |
檀艳静, 张佳华, 姚凤梅, 等. 中国作物低温冷害监测与模拟预报研究进展[J]. 生态学杂志, 2013, 32(7):1920-1927.
低温冷害是影响中国粮食生产的重要灾害之一，气候变化使中国特别是东北地区的低温冷害时有发生，东北中部冷害每8年发生一次，开展作物低温冷害研究对于中国粮食安全具有重要意义。从冷害形成机理上可以分为延迟型冷害、障碍型冷害及混合型冷害3类，其冷害指标主要针对不同作物有所差别。基于站点的冷害监测小尺度，GIS等新技术提供的精确温度指标可进行区域监测。遥感技术通过监测下垫面温度（LST）和植被指数（如NDVI）可监测障碍型冷害。基于数理统计、气候模式和作物模型耦合、天气预报的发育期和产量预报的低温冷害预报方法已得到应用。作物模型可依据作物发育进程和产量损失等对冷害损失评估，同时与遥感信息等结合可进行区域灾害评估。最后讨论了中国低温冷害监测和预报新技术的发展方向。
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| [49] |
李时睿, 王治海, 金志凤, 等. 茶叶霜冻害精细化预警——以浙江省松阳县为例[J]. 生态学杂志, 2017, 36(10):2979-2987.
霜冻是茶叶生产最主要的气象灾害，严重危害茶产业的可持续发展。本文根据浙江省70个基本气象站、松阳县25个区域自动气象站的观测数据，以及最优化集成释用（OCF）精细化数值预报产品、30 m分辨率DEM数据，通过GIS技术、混合插值法，建立了基于地理信息的日最低气温空间推算模型，并采用日最低气温作为茶叶霜冻害预警指标，结合ZY3卫星遥感数据提取的茶树种植区分布图，开展了浙江省松阳县茶叶霜冻害精细化预警。结果表明：细网格日最低气温空间推算模型的绝对误差平均0.35 ℃，相对误差平均2.83%，推算精度高；茶叶霜冻害精细化预警时效8 d，空间分辨率30 m×30 m；2017年3月15日的茶树霜冻害预警效果良好，预估茶园受灾面积2340.0 hm<sup>2</sup>，占全县茶园面积的30.6%；其中，轻度霜冻害面积1939.4 hm<sup>2</sup>，中度霜冻害面积367.2 hm<sup>2</sup>，重度霜冻害面积34.9 hm<sup>2</sup>，分别占全县茶园面积的25.35%、4.80%和0.46%；实地调查结果与预估结果基本一致。
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| [50] |
陈书强, 杨丽敏, 赵海新, 等. 寒地水稻低温冷害防御技术研究进展[J]. 沈阳农业大学学报, 2012, 43(6):693-698.
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