霜冻是一种较为常见的农业气象灾害，随着全球温室效应的持续加强，春季气温回升加速，果树发芽期提前，霜冻危害越来越范围广、频率高、强度大。及时有效进行果园防霜冻作业，可避免果树花芽冻伤，保障果树正常生长，预防果树、果实病变等问题。根据冷暖气流的相互作用，霜冻形成主要有平流和辐射两类（图1）。

平流霜冻是由北方强冷空气入侵酿成的霜冻，常见于长江以北的早春和晚秋，以及华南和西南的冬季。辐射霜冻是在晴朗无风的夜晚，地面因强烈辐射散热而出现低温，又称“晴霜”或“静霜”。最常见的是由北方强冷空气入侵，气温急降，风停后夜间晴朗，辐射散热强烈，气温再度下降造成平流辐射混合霜冻。一旦发生混合霜冻，往往降温剧烈，空气干冷，很容易造成果树花芽冻死枯萎。

苹果不同花期冻害表现为：花蕾期>盛花期>幼果期。具体临界温度花蕾期为‒2.0 ~‒3.8℃；盛花期为‒1.5 ~‒2.5℃；幼果期为‒0.2~‒1.8℃。果园霜冻预防主要是利用物理方法提升果树周围温度，改善果园小气候，包括熏烟、加热和扰流等增温技术。

1.熏烟增温。熏烟增温设备较简易，是一种最简单易行的方法，主要设备为自制熏烟桶、烟雾发生器等（图2）。

传统熏烟增温方式有地窖式、堆垛式和便携式等。寒潮来临前1h，在果园周围或上风向点燃湿柴草、枝叶等，少见明火多见烟，以暗火浓烟最好，使烟雾弥漫整个果园，驱散冷空气，提升果园温度，放烟时间一般每亩果园平均放4~5个草堆，持续5 h以上。采用新型智能防霜冻烟雾发生器（每组有2个发烟筒和1个智能控制器）进行防寒熏烟，每组产品可连续发烟120 min以上，防御面积在3亩左右，大面积群防效果可达4~5亩。

2.加热增温。加热增温是使用防冻蜡烛或铁皮柴油加热炉进行明火加温防寒（图3），通过提高果树周围空气温度来防止霜冻的形成，人工和燃料成本较高。

防冻蜡烛是将石蜡浇注于铁桶，每桶重约5~5.3 kg，可持续燃烧8~12 h，保护20~25 m²果树免受霜冻，每亩需25~30个。加热炉采用电镀锌钢制造，重量约18 kg，底部为40 L 油箱，燃料一般为柴油或煤油，燃烧时间长150~300 h，每亩建议用6~10个。

3.扰流增温。扰流增温是基于霜冻夜出现的果树冠层温度低而上方温度较高的“逆温”现象，通过扰动气流使冷热空气混合，提高果树冠层温度，达到防霜目的。主要设备有防霜风机、无人机等。防霜风机由电动机或柴油机作为动力源，经齿轮箱、传动轴带动叶片转动产生扰动气流（图4），注意有风时不起作用。

防霜风机根据安装方式可分为固定式和移动式，根据叶片数量可分为双叶风机、三叶风机和多叶风机（图5）。固定式防霜风机安装于果园特定位置，主要由风机、加热器和控制系统组成。风机轴高10 m左右，叶片直径2 m以上，有的叶片配护罩，起到增压效果，每台风机有效保护面积为7~10亩。移动式防霜风机常搭载在车辆或拖拉机上，机架底部配备柴油机，叶片直径2 m以下，机动性高，适应性强，可根据需要进行转场，但要考虑场地通行性。

直升机防霜冻是通过螺旋桨旋转实现“上热下冷”空气混合，可以在相对较短的时间内覆盖较大区域，作业效率高。无人机防霜作业频次为每5 min 左右通过一次被保护区域，需要地勤人员配合实时观测地面温度，作业成本较高（图6）。

4.灌溉增温。灌溉增温是将水浇在果树花叶上，在低于冰点0℃以下温度会形成层冰，冰层可防止花叶快速冷却，同时水从液态到冰的相变过程会放热，使温度保持在冰点，又称“冰衣保温”。灌溉增温包括高位架空喷灌和低位树下喷灌2种方式（图7）。

高位架空喷灌作业中，为了补偿因辐射、蒸发和对流而造成的热能损失，须不断浇水以促进重新冻结，从而产生足够的热量来避免霜冻影响。风速在2.5~4.5 m/s之间时，架空喷灌有效性将降低，需要增加施水量，待冰层全部融化后停止灌溉。架空灌溉在无风时，可对环境温度≥‒5.5 ℃的果树进行防霜冻保护；在有微风时，可对环境温度≥‒3.5 ℃果树进行防霜冻保护。但系统需水量大，苹果园霜冻期间每亩需水量约3600 L/h。低位树下喷灌系统喷头位置较低，仅覆盖树冠下部和树下土壤，范围较小。树下喷灌可以加速土壤与空气的热量传递，多数系统使用低喷量喷头，工作压力为0.3~0.5 Mpa。用水量少，效率较低，不适用于成年果树防霜冻作业。

5.综合防霜。综合采用“风雾增温+冰衣保温+药剂抗寒”三位一体的防霜冻技术（图8），包括风力喷雾机、塔架、水泵、控制系统和配套水电源系统等。每次可实现100 s覆盖65亩以上果园，可在40~60 min内形成弥雾环境，可持续作业7 h以上。