江清霞

摘要 詳細(xì)分析了臨潁縣2012～2013年度小麥全生育期間的氣象條件對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響，重點(diǎn)探討了影響有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重的不利氣象因素，評(píng)價(jià)了冬春連旱、春季劇烈變溫、低溫、晚霜凍和后期高溫、干熱風(fēng)、強(qiáng)降水對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，為指導(dǎo)小麥生產(chǎn)趨利避害、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 小麥；減產(chǎn)；原因分析；臨潁縣

中圖分類號(hào) S512 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）03-00872-03

2012年10月13日前后播種，2013年5月30日前后成熟。全生育期230 d左右，期間≥0 ℃積溫2 129.2 ℃·d左右，降水258.3 mm左右，日照時(shí)數(shù)1 127.3 h左右。2013年度臨潁縣小麥整個(gè)生育期間氣候異常，不利因素較多，造成小麥大幅度減產(chǎn)。根據(jù)農(nóng)業(yè)、氣象部門聯(lián)合對(duì)全縣5個(gè)主要栽培品種進(jìn)行的全程跟蹤、實(shí)地考查、最終考種分析結(jié)果，同2012年相比，全縣平均有效穗數(shù)降低42.2萬(wàn)穗/hm2，穗粒數(shù)平均減少2.7粒，千粒重降低8.73 g，平均單產(chǎn)減產(chǎn)1 693.51 kg/hm2（即減產(chǎn)22%），總產(chǎn)減產(chǎn)69 015.21萬(wàn)t（即減產(chǎn)2.24%），屬于嚴(yán)重減產(chǎn)年份。筆者在此詳細(xì)分析了臨潁縣2012～2013年度小麥全生育期間的氣象條件對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成的影響，探討2013年度該縣小麥減產(chǎn)的原因。

1 小麥各生育期氣象條件分析

1.1 播種-越冬期 播前1個(gè)月無(wú)有效降水，底墑差，大部分地塊造墑播種。2012年10月中下旬氣溫偏高，積溫344.4 ℃·d，同比偏多31.3 ℃·d，小麥出苗較快，基本苗足。11和12月份氣溫偏低，≥0 ℃積溫較上年同期偏少57.3 ℃·d；累計(jì)降水量（指10月中旬～12月底）35.1 mm，較歷年同期偏少52.9 mm。冬前積溫偏少，輕度的干旱對(duì)爭(zhēng)取多分蘗略有不利影響，但使麥苗地上葉片生長(zhǎng)速度較慢，發(fā)育進(jìn)程緩，利于麥苗地上部分和地下部分協(xié)調(diào)生長(zhǎng)和葉片糖分的積累，沒(méi)有莖葉徒長(zhǎng)現(xiàn)象，麥田沒(méi)有旺長(zhǎng)現(xiàn)象，利于增強(qiáng)葉片的抗寒性和抗旱性，確保壯苗越冬。

1.2 越冬期

2012年12月22日溫度穩(wěn)定下降至0 ℃以下，小麥開(kāi)始越冬，比上年早14 d，2013年2月11日溫度穩(wěn)定上升至0 ℃以上，小麥開(kāi)始萌動(dòng)，比常年晚4 d。越冬期積溫34.9 ℃·d，比上年和歷年均明顯偏少。負(fù)積溫54.9 ℃·d，比上年偏多31.6 ℃·d。越冬期內(nèi)低于0 ℃的天數(shù)有23 d，比上年偏多5 d。

冬季降溫早、越冬期時(shí)間長(zhǎng)、氣溫低，對(duì)抑制病原菌很有利。越冬期內(nèi)小麥根莖葉蘗生長(zhǎng)極其緩慢，但由于小麥冬前個(gè)體較壯，苗齡較小，加上冬前溫度呈逐漸降低趨勢(shì)，小麥經(jīng)過(guò)了充分的春化鍛煉，故凍害較輕，僅有部分地塊的1～2片葉的葉尖有輕微凍害現(xiàn)象。

1.3 返青期 早春溫度回升晚，冷暖變幅較小，整體呈攀升趨勢(shì)，全縣小麥整體返青速度快。

2013年2月12日后氣溫開(kāi)始回升，16日后氣溫穩(wěn)定在3 ℃以上，小麥開(kāi)始進(jìn)入返青期，比上年晚5～7 d。但2月21日～3月1日日平均氣溫穩(wěn)定回升，基本維持在4～8 ℃，利于小麥返青生長(zhǎng)，小麥新葉很快長(zhǎng)出，部分麥田分蘗也很快長(zhǎng)出，小麥整體返青速度快。

1.4 拔節(jié)期

3月份積溫315.3 ℃·d左右，比上年偏多72.2 ℃·d。3月1～3日平均氣溫僅有6.0 ℃，小麥起身較晚，但4～9日回升明顯，平均溫度15.6 ℃，8、9日分別竄升至20.0和19.1 ℃，10～15日大幅回落后（降溫幅度達(dá)8.3 ℃，15日極端最低氣溫降至-0.4 ℃），16～19日氣溫再次反彈，平均氣溫升至11.8 ℃。由于3月上中旬氣溫整體呈偏高趨勢(shì)，3月16日小麥開(kāi)始拔節(jié)且拔節(jié)迅速，比常年早5～7 d。據(jù)研究，小麥穗數(shù)主要與返青至拔節(jié)階段生長(zhǎng)時(shí)間、積溫多少有關(guān)；冬小麥返青早、拔節(jié)期晚的年份，由于返青期至拔節(jié)階段生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)、積溫多可促使中等分蘗生長(zhǎng)發(fā)育，提高其成穗率，達(dá)到穗數(shù)高限，甚至極限穗數(shù)，反之成穗率低[1-3]。2013年返青期晚、拔節(jié)期早，返青至拔節(jié)階段生長(zhǎng)時(shí)間短，小麥分蘗的“平頂高峰”持續(xù)時(shí)間短且不明顯，加之干旱的影響，使較小的分蘗不能成穗，造成2013年有效穗數(shù)偏少，但主莖及大分蘗成穗，使麥田穗層整齊且大穗多。3月下旬溫度的降低，在一定程度上延緩了整個(gè)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，多數(shù)麥田的小分蘗死亡速度慢，造成苗腳不利落。

3月份日照時(shí)數(shù)146.1 h，較常年偏少18.4 h，特別是下旬僅有31.0 h，較常年偏少26.7 h。拔節(jié)期寡照，植株光合效率低，小花分化營(yíng)養(yǎng)狀況不良，影響穗粒數(shù)增加。

3月份出現(xiàn)了幾次劇烈的降溫，對(duì)小麥幼穗分化不利，加之干旱、寡照，部分麥田出現(xiàn)小花不孕現(xiàn)象。

1.5 孕穗-抽穗期

拔節(jié)-抽穗期是小麥一生生長(zhǎng)最旺盛時(shí)期，也是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，需要強(qiáng)光、充足的水和適度的溫度（一般需水量約為100～120 mm）。2013年該期降水異常偏少，僅23.6 mm，較正常需求偏少90～100 mm；期間氣溫總體較適宜，日平均氣溫11.0 ℃，同比常年偏高0.3 ℃，但變幅大，出現(xiàn)了2次明顯降溫、低溫過(guò)程。干旱少雨，劇烈變溫、低溫等多重作用影響，使全縣小麥抽穗早、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（4月8日開(kāi)始始穗，4月16日齊穗，比上年早6～7 d），呈現(xiàn)整體不均衡但區(qū)域性集中態(tài)勢(shì)，大部分麥田幼穗分化受到影響。

4月19～20日，冰粒和小雨齊下，過(guò)程降水量22.0 mm，持續(xù)的旱情得到了明顯緩解，但伴隨著降雨，出現(xiàn)了晚霜凍害。

1.6 揚(yáng)花、授粉期 4月底5月初溫度適宜，光照充足，有利于小麥揚(yáng)花授粉、籽粒形成。

2013年大田小麥4月24日開(kāi)始揚(yáng)花，30日結(jié)束。4月24～30日基本維持晴好天氣，日平均溫度20.0 ℃，日平均日照時(shí)數(shù)8 h以上，日平均風(fēng)力0.9～1.5 m/s，平均相對(duì)濕度60%～77%，加之墑情適宜（4月19～20日出現(xiàn)了22 mm的降水），氣象條件對(duì)小麥揚(yáng)花授粉較為適宜，使小麥揚(yáng)花期集中，授粉好，籽粒退化少，結(jié)實(shí)率高。

1.7 灌漿期

5月份氣溫整體偏高，先是出現(xiàn)了2次階段性高溫、低濕并熱風(fēng)天氣，植株發(fā)生生理干旱，灌漿受阻，灌漿時(shí)間縮短；下旬又遭遇強(qiáng)降水襲擊，土壤水分處于過(guò)飽和狀態(tài)，根系缺氧，加速了植株死亡，使灌漿受阻或停止；灌漿末期（小高峰形成期），連續(xù)出現(xiàn)3 d陰雨寡照天氣，灌漿小高峰難于形成，諸多不利因素導(dǎo)致2013年千粒重嚴(yán)重下降，同時(shí)平均日較差偏低（日較差為10.4 ℃，較近5年偏低1.1 ℃），秕粒多，色澤也不好，產(chǎn)量和品質(zhì)均下降。

2 小麥減產(chǎn)氣象原因分析

2.1 長(zhǎng)期干旱

2013年度小麥整個(gè)生育期大部分時(shí)間水分不足，從播種到灌漿始終受到干旱的困擾。全生育期降水量258.3 mm，較正常需水缺100～200 mm。播前1個(gè)月至齊穗期累計(jì)降水量?jī)H77.6 mm，創(chuàng)同期有資料以來(lái)最少值（圖1）。播前蓄墑水少、氣溫高，加之秋作物收獲后土壤裸露等，土壤水分蒸發(fā)加劇，耕層墑不足，特別是口墑?shì)^差，大部分灌溉造墑播種，部分欠墑播種、播后澆水，少部分播后等雨等墑，造成小麥播期拉長(zhǎng)、不集中，出苗不齊，有缺壟斷行現(xiàn)象。播后至翌年4月18日連續(xù)187 d降水量?jī)H77.4 mm，較歷年同期偏少81.4 mm，且降水過(guò)程分散、量小，僅2月2～5日降水量大于10 mm，其余大多在5 mm左右（圖2），長(zhǎng)期干旱少雨影響了小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)。特別是對(duì)黃沙土質(zhì)麥田，影響更明顯。據(jù)北徐自動(dòng)土壤水分觀測(cè)站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示，自2012年10月至越冬前，0～10 cm土壤相對(duì)濕度大部分時(shí)段不足55%，部分時(shí)段不足50%。冬前干旱，分蘗節(jié)處于干土層中，影響分蘗的正常發(fā)生和次生根的正常生長(zhǎng)，造成分蘗缺位、高位分蘗多、三葉以上大蘗偏少，次生根量較少、入土較淺，影響有效穗數(shù)提高。據(jù)冬前小麥衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果分析和大田調(diào)查，一類苗比例為66.8%（約27 223 hm2），二類苗比例為32.4%（約13 204 hm2），三類苗比例為0.8%（約326 hm2），一類苗較上年同期偏少20.0%。拔節(jié)-孕穗期是小麥生長(zhǎng)最旺盛時(shí)期，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)并進(jìn)，對(duì)水分需求量大，也最敏感，此期缺水對(duì)產(chǎn)量影響很大。一般耕層需要土壤相對(duì)濕度保持在70%～80%。而2013年該期降水量（3月1日～4月18日）僅23.6 mm，較正常需求偏少60～80 mm，據(jù)大田實(shí)測(cè)墑情顯示，3月8日～4月18日耕層壤土相對(duì)濕度58%～64%、黃沙土49%～56%、黏土68%～72%，水分不足使小穗分化速度加快，導(dǎo)致花粉、子房發(fā)育不良，小花大量退化，并導(dǎo)致結(jié)實(shí)率下降。

2.2 春季氣溫變化劇烈，出現(xiàn)了冷、霜凍害

2013年春季極端最低溫度并不太低，3月份極端最低氣溫-3.7 ℃、4月份-0.2 ℃，雖然4月份較常年偏低明顯，但從近10年來(lái)看，有6年極端最低氣溫均在-0.2 ℃以下，也屬正常。不過(guò)春季受強(qiáng)冷暖氣團(tuán)頻繁交匯的影響，氣溫變化劇烈，出現(xiàn)了多次極端冷暖異常天氣交替現(xiàn)象。先是連續(xù)幾天氣溫異常偏高（如3月8日最高氣溫達(dá)31.1 ℃，創(chuàng)歷史極值），使小麥發(fā)育進(jìn)程加快，突然大幅降溫、低溫，使小麥遭受冷、霜凍害。最典型的分別是2月28日～3月3日、3月9～11日、3月18～21日（時(shí)值小麥幼穗發(fā)育到藥隔形成期）、4月6～7日（時(shí)值小麥幼穗發(fā)育到四分體形成期）和4月19～21日5次（表1）。最高溫度降溫幅度大多在10 ℃以上，2月28日～3月3日那次降溫過(guò)程，最低氣溫降至-3.7 ℃，時(shí)值部分小麥幼穗分化至二棱期，低溫使小穗遭受一定的凍害，結(jié)實(shí)率下降；4月6～7日，幼穗分化至四分體形成期，對(duì)低溫最敏感，據(jù)研究，此期的冷害指標(biāo)是5 ℃[4-5]。2013年該期最低氣溫2.6 ℃，氣溫≤5 ℃的時(shí)間持續(xù)近7 h，導(dǎo)致花粉發(fā)育不好；4月19～21日，日平均氣溫下降10～14 ℃，21日凌晨極端最低氣溫降至-0.2 ℃，達(dá)到了霜凍害指標(biāo)。3～4月份，時(shí)值小麥幼穗分化期、抗寒能力最弱，對(duì)外部環(huán)境變化敏感，多次極端冷暖異常天氣影響了小麥正常生長(zhǎng)發(fā)育，造成小穗發(fā)育異常，小花大量退化、小麥花藥敗育、穎殼開(kāi)張，導(dǎo)致小麥普遍出現(xiàn)缺粒、缺位、穗頂部或基部不育現(xiàn)象，結(jié)實(shí)率下降。據(jù)調(diào)查，全縣凍害輕的田塊凍穗率在1%左右，嚴(yán)重凍害田塊凍穗率達(dá)50%～80%，多數(shù)在5%～15%。4月20～23日出現(xiàn)了雨雪天氣，造成有些品種頂端小穗結(jié)實(shí)性差。春季變溫、低溫是造成2013年穗粒數(shù)減少的主要原因。

3 結(jié)論

（1）影響有效穗數(shù)的主要因素是冬春連旱、春季劇烈變溫、低溫，造成冬前分蘗缺位、大蘗偏少，春季較小的分蘗不能成穗。

（2）影響穗粒數(shù)的主要因素是春季劇烈變溫、晚霜凍、寡照及干旱等多重不利因素綜合作用，造成小穗發(fā)育異常，小花大量退化、導(dǎo)致小麥普遍出現(xiàn)缺粒、缺位、穗頂部或基部不育現(xiàn)象，結(jié)實(shí)率下降。

（3）影響千粒重的主要因素是灌漿期高溫、干熱風(fēng)及后期的強(qiáng)降水。高溫、低濕并熱風(fēng)天氣促進(jìn)莖葉早衰，大大縮短了灌漿時(shí)間，籽粒干物質(zhì)積累降低，影響小麥灌漿和粒重增加。強(qiáng)降水加速了植株死亡，造成青枯逼熟，千粒重下降、籽粒色澤也不好，量和質(zhì)均下降。

（4）有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重是決定小麥產(chǎn)量高低的三要素，在其各自形成的重要時(shí)期，由于不利的天氣、氣候條件，均受到了不同程度的影響。長(zhǎng)期干旱、春季劇烈變溫、晚霜凍害、后期高溫、強(qiáng)降水等不良的氣象條件是造成2013年小麥大幅減產(chǎn)的主要原因，其中灌漿期惡劣的氣候條件是小麥減產(chǎn)的主因。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院.小麥栽培理論與技術(shù)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979.

[2] 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院.河南小麥栽培學(xué)[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002.

[3] 王健林，太華杰.中國(guó)糧食總產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析與豐歉評(píng)估[J].氣象，1998，24（12）：7-12.

[4] 馮玉香，何維勛.冬小麥拔節(jié)后霜凍害與葉溫的關(guān)系[J].作物學(xué)報(bào)，2000，26（6）：707-712.

[5] 王春乙，郭建平.農(nóng)作物低溫冷害綜合防御技術(shù)研究[M].北京：氣象出版社，2007.

[6] 趙廣玉，許化民.小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)配套栽培技術(shù)[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2008.

[7] 農(nóng)業(yè)部小麥專家指導(dǎo)組.小麥高產(chǎn)創(chuàng)建示范技術(shù)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2008.

[8] 河南省氣象局.河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)服務(wù)手冊(cè) 農(nóng)作物分冊(cè)（試用版）[K].河南省氣象局，2009.