楊曉菲，張樹軍，宋 寬

(1.渭南師范學院 環(huán)境與生命科學學院，陜西 渭南 714000；2.華陰市種子管理站，陜西 華陰 714200)

全球氣候變化已經成為了威脅人類社會的最為嚴重的全球環(huán)境問題之一，給社會、生活和生態(tài)環(huán)境等方面帶來了巨大威脅，也產生了一系列的亟待解決的問題。近百年來，隨著人類工業(yè)化進程的加快，導致二氧化碳濃度升高，全球氣候正在經歷一場以變暖為特征的變化[1]。近40 a來，我國平均氣溫以0.04℃·10 a-1的速度上升，以西北、華北、東北最為明顯，華北地區(qū)出現(xiàn)暖干化現(xiàn)象，同時降水量亦是以12.69 mm·10a-1的速度減少，這更是加劇了我國暖干化的趨勢[2]。

近年來，國內外就農作物受到高溫、降雨量等的影響進行了許多的研究，在農作物生長過程中的高溫敏感期間，一旦遭受短暫的極端高溫天氣，將會導致產量的劇烈下降[3]。不同的作物對待高溫的耐受性也不盡相同，當溫度超過該作物的高溫臨界值時，產量就會出現(xiàn)變化；當溫度繼續(xù)升高時，作物就會出現(xiàn)大量的死亡，導致產量損失達到最大[4]。有研究指出小麥在其高溫敏感期內，平均溫度大于24℃，當日最高溫度大于34℃時，葉片會出現(xiàn)衰老并導致作物產量降低[5]。

我國是一個農業(yè)大國，作物的生長發(fā)育各階段中溫度變化、水分含量、光照時間都受到氣候變化的影響，農作物的長勢和產量都隨之發(fā)生變化，相應的農作物生產力也發(fā)生變化。小麥作為全世界三大谷物之一，它亦是我國的最主要農作物之一，在我國的大部分地區(qū)都有廣泛的種植[6,7]。小麥亦是華陰市的主要糧食作物，近年來的播種面積穩(wěn)定在0.9萬hm2左右，小麥的生產形勢對華陰市的糧食安全有著極為重要的影響。因此有必要研究分析溫度變化對華陰市多個冬小麥品種產量的影響，了解其對作物生長發(fā)育階段的可能影響，為選擇適合華陰市本地氣候的小麥品種提供理論依據(jù)，對小麥產量提升提供合理化的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取種植于陜西省華陰市種子管理站的98種小麥品種，試驗地位于北緯34.57°、東經109.93°、海拔330 m的華陰市華西鎮(zhèn)慶華村，屬于黃淮南片水地小麥品種試驗。氣象數(shù)據(jù)資料來源于華陰市氣象站。

1.2 試驗方法

實驗共選取了6個小麥試驗小組，每組18個小麥品種，其中共同對照品種為周麥18，輔助對照品種為百農207，設置三組重復試驗。對每個小麥品種的品種種植區(qū)間進行編號，小區(qū)號是以試驗類別編號+試驗組別編號+試驗重復編號+品種編碼組成，如：HC109,HC代表為第三試驗組，第一位阿拉伯數(shù)字1代表為重復一,09代表產品編號為第九個品種。試驗田面積為，長度為6.67 m，寬度為2 m，每小區(qū)行數(shù)為8行，行距為22 cm。播種密度為20萬苗·667 m-2。利用圖表模式，對華陰市的溫度變化、小麥產量及性狀分別進行處理，分析并建立氣溫與小麥各時段的相關性并選取出適合華陰地區(qū)種植的小麥品種。

圖1 2018-2019年小麥全生育期間的平均溫度變化

2 小麥生育期的溫度變化

溫度對小麥的播種、發(fā)育、籽粒充實、產量都有著直接的關聯(lián)，在一定的適宜溫度范圍內，小麥的產量會隨著溫度的升高而增加；但當達到臨界值后，產量反而會隨著溫度升高而下降。小麥發(fā)芽的最適宜溫度為11～22℃,但在生長初期為了預防小麥年前旺長或拔節(jié),往往要求播種溫度低于20℃[8]。以華陰市為例,冬性品種以5 cm地溫在14～19℃為最適合。華陰地區(qū)以冬小麥為主,播種日期一般在10月12日左右。冬小麥從播種到出苗適宜溫度為14～16℃。

2.1 2018-2019年小麥生長期平均溫度變化分析

華陰市 2018-2019年小麥生長期的月平均氣溫(見圖1、表1)、平均最高氣溫、平均最低氣溫均呈上升趨勢，期間出現(xiàn)72次零下的氣溫，其中有14次更是達到了零下8度的最低氣溫。

表1 2018-2019年小麥全生育期間不同月份平均氣溫

有利氣象條件：關鍵期降水適時，有利冬前分蘗以及后期產量形成。2018年11月上旬降水偏多，墑情適宜，小麥分蘗情況良好；4-5月上旬，全市出現(xiàn)了4次明顯降水天氣，以小雨或小到中雨為主，降水舒緩，滲透量大，使前期旱情得到明顯緩解，對小麥孕穗、抽穗以及灌漿十分有利。越冬期低溫階段性發(fā)生，有利于降低病蟲害越冬基數(shù)。越冬期氣溫接近常年，期間于12月上旬中期至中旬中期、12月末至1月中旬初期以及2月上旬末-下旬初期出現(xiàn)了3段持續(xù)低溫，且極端最低氣溫均處于小麥安全越冬的溫度范圍內，因此對小麥安全越冬和降低病蟲害越冬基數(shù)有利。拔節(jié)到揚花期間光照充足，有利水地小麥生長。3月中旬至4月中旬，全市熱量、光照充足，水地麥田光、溫、水分條件匹配良好，苗情轉化迅速，對產量形成非常有利。

不利氣象條件：冬春連旱重度發(fā)生，不利于旱地小麥產量的形成。2018年11月中旬至2019年4月上旬，我市降水量較常年同期異常偏少。導致冬春連旱嚴重發(fā)生，春季分蘗下降，穗長變小，結實粒數(shù)降低，對后期產量形成造成影響。入冬早，返青晚，分蘗時間較常年縮短。2018年12月6-14日，全市出現(xiàn)持續(xù)低溫，冬小麥陸續(xù)進入越冬期，越冬時間較近十年提早7～15 d，分蘗時間縮短，不利冬前分蘗及大蘗形成。2月中旬，全市氣溫較常年同期明顯偏低，冬小麥返青時間較常年偏晚4～7 d。3月初，氣溫迅速回升，生育進程加快，拔節(jié)期接近常年。返青晚，拔節(jié)正常，春季分蘗時間縮短，造成麥田分蘗狀況略差于常年，明顯差于豐產年份。

2.2 2018-2019年華陰市小麥生長期最適溫度分析

小麥在不同生長期對溫度的變化也有著不同的要求，根據(jù)成林等《華北冬小麥-夏玉米兩熟區(qū)干旱特征分析》對黃淮各區(qū)域冬小麥主要研究的三個時段，為播種期(10 月上旬至10 月下旬)、拔節(jié)-抽穗期(3 月下旬至4 月下旬)、灌漿成熟期(5 月上旬至5 月下旬)[8]。黃淮地區(qū)冬小麥播種期10月最適溫度為14～16℃，生長期12月至1月進入越冬期，小麥的溫度下限會在零下13～15℃之間，當達到溫度下限會對小麥造成嚴重的凍害。在3～4月進入抽穗期最適溫度在16～22℃，溫度上限在31～32℃，溫度下限在9～10℃。從表1中可以分析出2019 年華陰市小麥播種期平均溫度在最適溫度范圍內，有利于播種和出苗；在小麥進入越冬期，華陰市的平均氣溫并未達到零下且其最低溫度并未達到小麥的溫度下限這使得小麥在進入越冬期并未遭到凍害，這有利于小麥的生長；在華陰市冬小麥進入抽穗期時其平均溫度在3月并未達到其最適溫度但在四月達到了最適溫度，在3月其平均低溫低于小麥的溫度下限，其未能滿足該時段小麥生長對氣溫的需求，這可能會對小麥的產量產生一些不好的影響，不過這又可以通過種植一些優(yōu)良品種和科學種地來彌補不足，華陰市的小麥平均最高溫度低于小麥抽穗期的溫度上限，亦是符合該時段的小麥成長溫度需求。

2.3 小麥產量結果與性狀分析

記錄并整理6個試驗田并三個重復的產量數(shù)據(jù)及性狀，以下表所示2018-2019年黃淮南片水地小麥試點區(qū)第三組18個小麥品種試驗為例(表2)，進行田間性狀表現(xiàn)記錄(表3)。

表2 2018-2019年國家小麥黃淮南片水地小麥品種試驗第三組田間種植

表3 18個小麥試驗品種田間性狀及產量表現(xiàn)

結合表3、圖2和圖3分析試驗第三組十八個小麥品種產量如下：創(chuàng)麥58號的小區(qū)產量為9.27 kg，折后667m2產量為463.5 kg，產量位居第一位，明顯高于其他小麥品種產量；其次是存麥633，其小區(qū)產量為9.23 kg，折后667 m2產量達到461.3 kg；對照組周麥18的小區(qū)產量為8.67 kg，折后667 m2產量為433.5 kg；輔助對照組百農207的小區(qū)產量為8.55 kg，折后667 m2產量達到427.1 kg。與其它小麥產量相比，創(chuàng)麥58號比對照品種667 m2產量增產了6.92%，增產百分比位于試驗田第三組十八個品種第一位，存麥633比對照組667 m2產量增產了6.41%，位居本組第二。

圖2 2018-2019黃淮南片小麥試驗田第三組小麥品種小區(qū)產量

圖3 2018-2019 黃淮南片小麥試驗田第三組小麥品種折合產量

同樣對其他五組小麥品種進行產量和以對照品種周麥18增產率分析，根據(jù)表4得知：①在第一組試驗賽德麥601的折合667 m2產量為472.5 kg，遠高于小組內其他品種產量,其與對照小麥周麥18相比增產9.45%；其次是鄭麥162折合667 m2產量為469.8 kg，增產8.85%。②第二組試驗厚德麥981以折合667 m2產量480.5 kg，增產10.51%穩(wěn)居第一；其次為航裕33折合667 m2產量為475.8 kg，增產9.43%。③第三組試驗創(chuàng)麥58號折后667 m2產量為463.5 kg，產量明顯高于小組中其他小麥品種，增產6.92%；其次是存麥633，折后667 m2產量461.3 kg，共同對照組周麥18小區(qū)產量為折后667 m2產量為433.5 kg，相比增產6.41%。④第四組試驗田中淮麥1403以折合667 m2產量477.5 kg，增產9.69%排在了小組第一位，接下來是西農733以474.5 kg的折合667 m2產量排在了第二位，其與對照組小麥周麥18相比增產9.01%。⑤第五組試驗田中以西農625為最高折合畝產，達到了479.1 kg，增產9.61%；接下來是豐德存麥22，其折合667 m2產量為478.5 kg，增產9.47%。⑥第六組試驗田中豐德存麥23的折合667 m2產量為479.1 kg，增產9.86%；其次是賽德麥8號以折合667 m2產量475.8 kg，增產9.10%居于第二。其中需要注意的是樂麥185，它的產量與對照組周麥18相比，增產為-1.22%。

表4 2018-2019六組試驗田產量及增產對照

圖4 六組小麥增產百分比

通過圖4得出在六組97個小麥品種中增產最多的是第二組的厚德麥981，以折合667 m2產量480.5 kg，增產10.51%穩(wěn)居榜首；其次是第六組的豐德存麥23，它的折合667 m2產量為479.1 kg，增產9.86%。而淮麥1403、西農625與第二名產量差距不明顯,這幾個品種的產量及增產百分比明顯高于其他的品種。

3 結論與討論

該試驗田土壤屬于黃綿土有機質含量低但土層軟綿，透水性和可耕性良好。代表著華陰地區(qū)的大部分土壤環(huán)境。2019年春季華陰市少雨低溫成為小麥種植環(huán)境極為不利的因素，但秋播以來全市熱量、水分條件匹配良好，光照充足，生育期無明顯旱情發(fā)生。播期氣象條件雖對播種和冬前分蘗造成不利影響，但返青后光、溫、墑情條件良好，苗情迅速轉化，彌補了冬前分蘗不足，總體氣象條件利大于弊。在分蘗不足的情況下我們更是要選擇種植分蘗力強、抗病性和抗倒伏性強、麥穗緊湊、穎殼緊致的早熟或晚熟品種[9,10]。該實驗從各個小麥品種的田間試驗性狀表現(xiàn)及產量等方面綜合來看：厚德麥985在98個小麥試驗品種中其綜合能力表現(xiàn)出極為明顯的優(yōu)勢，因此適合在華陰地區(qū)進行大面積的推廣。豐存德麥23的冬季抗寒性中等，耐倒春寒能力一般，而2020年越冬時間提前，2月份溫度明顯下降，對豐存德麥的產量有了影響，其也是較好的品種，完全可以通過調整栽培技術和肥水管理技術來減少氣候帶來的影響，達到增產穩(wěn)產的目的。同時還有淮麥1403和西農625小麥品種基于對照表現(xiàn)優(yōu)異，適合在華陰地區(qū)大面積推廣種植。研究為選擇適合華陰市本地氣候的小麥品種提供理論依據(jù)，對小麥產量提升提供合理化的參考依據(jù)。