濉溪縣小麥生長期氣溫變化及應(yīng)對(duì)策略

張懷念 周景春 張存嶺 陳若禮

摘要 分析濉溪縣1962～2011年50個(gè)小麥生產(chǎn)周期逐日氣溫資料發(fā)現(xiàn)，抽穗前平均氣溫、返青—抽穗平均最高氣溫和全生育期平均最低氣溫明顯升高，氣候趨向偏暖，越冬期平均氣溫≥3 ℃天數(shù)明顯增多；11月～次年2月極端低溫升高，最低氣溫<0 ℃、≤-5 ℃、≤-8 ℃和≤-10 ℃，平均氣溫<3 ℃、<0 ℃和≤-5 ℃的天數(shù)明顯減少，負(fù)積溫升高；灌漿期平均氣溫<17 ℃、最高氣溫≥30 ℃的天數(shù)趨于減少。低溫、干熱風(fēng)氣象災(zāi)害頻率降低，有害生物危害偏重發(fā)生；小麥越冬期縮短，生長期延長，抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質(zhì)量提高。生產(chǎn)上應(yīng)適期播種，擴(kuò)種偏冬性品種，加強(qiáng)有害生物防治，平衡施肥。

關(guān)鍵詞 氣溫；變化；小麥生長期；應(yīng)對(duì)策略；濉溪縣

中圖分類號(hào) S161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）31-11012-04

全球氣候正呈現(xiàn)以變暖為主要特征的顯著變化。農(nóng)業(yè)是對(duì)氣候變化反映最為敏感的行業(yè)之一，圍繞氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)尤其是對(duì)糧食生產(chǎn)的影響，國內(nèi)外已做了大量的研究^[1-4]，氣候變暖對(duì)小麥生產(chǎn)的影響已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題之一。但結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，揭示臨界溫度變化對(duì)小麥生育階段和產(chǎn)量的影響研究較少。同時(shí)，各地氣候變化規(guī)律和變化幅度不同，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及作物生育期的影響也有所不同，對(duì)氣候變化的響應(yīng)也會(huì)不同。筆者分析了濉溪縣近50年10月1日～次年6月10日平均氣溫和最高氣溫、最低氣溫變化趨勢及其對(duì)小麥生長發(fā)育的影響，并提出應(yīng)對(duì)策略。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

安徽省濉溪縣位于黃淮平原南緣（33°17′～33°59′N、116°23′～116°59′E），南北長90 km，東西寬45 km。轄11個(gè)鎮(zhèn)和省級(jí)濉溪經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、濉溪蕪湖現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園。國土面積1 987 km2，人口107萬。土地面積19.87×104 hm2，耕地11.25×104 hm2。皆為平原，地勢平坦，地面高程23.5～32.4 m，自西北向東南緩傾，坡降萬分之一。土壤類型為砂姜黑土和潮土。耕作制度以冬小麥-夏大豆、冬小麥-夏玉米一年兩熟為主，復(fù)種指數(shù)184.0%。1961～2010年平均太陽輻射總量521.6 kJ/cm2，年平均氣溫14.9 ℃，≥0 ℃積溫5 497 ℃·d，≥10 ℃積溫4 975 ℃·d，日照時(shí)數(shù)2 284.1 h，降水量837.9 mm，蒸發(fā)量1 883.8 mm，無霜期213 d。

1.2 數(shù)據(jù)來源

1961年10月1日～2011年6月10日逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫來自濉溪縣氣象局（

33°55′33″N、116°45′28″E），屬國家基本農(nóng)業(yè)氣象站。小麥生產(chǎn)數(shù)據(jù)來自楊柳點(diǎn)和柳豐種業(yè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與方法

冬小麥為跨年度生長作物，文中以收獲年表示生產(chǎn)年度。生育階段設(shè)定為冬前10月1日～12月20日、越冬期12月21日～次年2月20日、返青—抽穗期2月21日～4月20日、抽穗—成熟期4月21日～6月10日。平均氣溫3 ℃終日、始日和≥0 ℃冬前積溫統(tǒng)計(jì)采用5日滑動(dòng)平均法，小麥越冬期取3 ℃終日、始日之間的天數(shù)。氣溫變化趨勢采用線性傾向估計(jì)法，突變特征采用MannKendall檢驗(yàn)方法。數(shù)據(jù)處理和圖表繪制利用Excel 2003軟件進(jìn)行，采用DPSv7.05軟件進(jìn)行相關(guān)分析、突變分析。

2 濉溪縣小麥生長期氣溫變化特征

2.1 小麥生長期氣溫年際變化

分析表明，隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，濉溪縣小麥生長期內(nèi)平均氣溫呈升高趨勢，其中冬前、越冬期和返青—抽穗的r值（0.356 0～0.560 1）通過0.05～0.01水平顯著性檢驗(yàn)，升溫趨勢明顯，分別提高0.23、0.38和0.44 ℃/10a；平均最高氣溫除抽穗—成熟期呈降低趨勢外，其他階段均呈升高趨勢，其中，返青—抽穗期r=0.318 1，升溫趨勢明顯，提高幅度為0.33 ℃/10a。不同生育階段平均最低氣溫均呈上升趨勢，r=0.421 3～0.691 0，升溫趨勢明顯，分別提高0.33、0.50、0.57和0.24 ℃/10a（表1）。升溫速率返青—抽穗期>越冬期>冬前，平均最低氣溫>平均氣溫>平均最高氣溫^[1]。全生育期平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫0.28、0.14、0.39 ℃/10a，氣溫變化不對(duì)稱^[2]。

以平均氣溫距平≥0.25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差作為當(dāng)?shù)氐呐瑯?biāo)準(zhǔn)，≤-0.25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為寒冬標(biāo)準(zhǔn)。以此標(biāo)準(zhǔn)劃分，1962～1986年25個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，出現(xiàn)15個(gè)寒冬年份、6個(gè)暖冬年份；1987～2011年出現(xiàn)4個(gè)寒冬年份、17個(gè)暖冬年份。

中國氣候?qū)W家將出現(xiàn)機(jī)率約為10年一遇的距平絕對(duì)值≥1.3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的事件定義為嚴(yán)重氣候異常。據(jù)此計(jì)算出濉溪縣1962～2011年氣溫前25個(gè)周期偏寒，后25個(gè)周期偏暖（表2）。周期平均溫度突變分析得出，UBk和UFk曲線交點(diǎn)出現(xiàn)

在1988年，且交點(diǎn)在臨界線之間，說明1988年是冷暖突變開始的時(shí)間（圖1）。

2.5 灌漿期氣溫變化

2.5.1 平均溫度<17 ℃。

日平均溫度17 ℃是小麥灌漿的起始溫度^[4]。濉溪縣50個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，5月1～31日平均氣溫<17 ℃的天數(shù)為4.0 d。隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，低溫天數(shù)趨于減少，但趨勢不明顯。1987～2011年25個(gè)生產(chǎn)周期平均為3.6 d，比1962～1986年平均減少0.8 d。

2.5.2 最高溫度≥30 ℃。

最高氣溫≥30 ℃對(duì)小麥灌漿不利。濉溪縣50個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，5月1～31日最高氣溫≥30 ℃的天數(shù)為7.2 d。隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，高溫天數(shù)趨于減少，但趨勢不明顯。1987～2011年平均為6.4 d，比1962～1986年減少1.7 d。

3 氣溫變化對(duì)小麥生長發(fā)育的影響

3.1 越冬期縮短，生長期延長

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)分析可知，濉溪縣50個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，平均氣溫穩(wěn)定降至3.0 ℃的始日為12月11日，穩(wěn)定回升至3 ℃的終日為2月18日，越冬期68.6 d。隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，始日明顯推遲（r=0.347 8），終日明顯提前（r=-0.531 6），越冬期明顯縮短（r=-0.637 8）^[5]，始日提前幅度為2.1 d/10a，終日推遲幅度為4.0 d/10a，越冬期縮短幅度為6.4 d/10a。1987～2011年平均越冬始期12月14日，終期2月13日，越冬期60.8 d；與1962～1986年平均相比，始日推遲5.8 d，終日提前10.0 d，越冬期縮短15.6 d。1987～2011年平均氣溫<3 ℃天數(shù)為52.7 d，比1962～1986年平均減少12.9 d，說明小麥生長期趨于延長。

3.2 氣象災(zāi)害頻率降低

凍害是農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的一種，即作物在0 ℃以下的低溫使作物體內(nèi)結(jié)冰，對(duì)作物造成的傷害。濉溪縣小麥凍害發(fā)生7年1遇。凍害致災(zāi)以極端溫度低、低溫持續(xù)時(shí)間長、土壤墑情差等為主因，日最低氣溫≤-10 ℃的天數(shù)是衡量凍害程度的重要指標(biāo)之一。由于氣候變暖，最低氣溫升高，低溫天數(shù)趨于減少，小麥遭遇凍害的頻率有所降低。

小麥幼穗分化至四分體形成期前后，要求日均溫10～15 ℃，若最低溫度<5～6 ℃就會(huì)受害^[6]。濉溪縣4月1～20日歷年平均日均溫12.3～16.1 ℃，最低氣溫6.9～10.6 ℃，一般不會(huì)發(fā)生低溫冷害。有些年份生育期提前或終霜期推遲，可能發(fā)生低溫冷害。由于氣候變暖，4月上中旬最低氣溫<6 ℃天數(shù)趨于減少，小麥遭遇低溫冷害的頻率降低。

干熱風(fēng)是一種高溫、低濕并伴有一定風(fēng)力的農(nóng)業(yè)災(zāi)害性天氣。干熱風(fēng)災(zāi)害主要?dú)庀笾笜?biāo)為日最高氣溫30 ℃以上，14：00相對(duì)濕度30%以下，14：00 10 m高度處的風(fēng)速2 m/s以上。濉溪縣是安徽省重干熱風(fēng)日較多的地區(qū)之一，年均干熱風(fēng)日數(shù)3.9 d^[7]。單就溫度而言，干熱風(fēng)危害有減少趨勢。

3.3 有害生物危害偏重發(fā)生

低溫往往限制某些有害生物的分布范圍，氣候變暖使這些有害生物的分布區(qū)可能擴(kuò)大；同時(shí)還使一些病蟲害的生長季節(jié)延長，繁殖代數(shù)增加，危害時(shí)間延長；也使農(nóng)田雜草出苗提前，生長期延長；另外，越冬期溫度升高，使越冬病蟲原體存活基數(shù)加大。近年來，濉溪縣的小麥病蟲害呈加重趨勢。蚜蟲、黏蟲、紅蜘蛛、吸漿蟲、蠐螬、螻蛄等危害逐漸加重；白粉病、銹病大面積發(fā)生，成為危害小麥的重要病害；紋枯病、根腐病開始大面積流行，迅速擴(kuò)展為危害較重的病害；赤霉病過去只是零星發(fā)生，但2010、2012年相繼大面積發(fā)生。

3.4 抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質(zhì)量提高

隨著氣候的變暖，農(nóng)作物的生育期也發(fā)生了明顯變化。返青—抽穗期氣溫升高導(dǎo)致小麥各生育期提前^[8]，灌漿期延長。同時(shí)濉溪縣5月平均氣溫<17 ℃的天數(shù)趨于減少，最高氣溫≥30 ℃的天數(shù)趨于減少，高溫和干熱風(fēng)危害趨于減少，對(duì)小麥灌漿有利，千粒質(zhì)量提高^[9]。濉溪縣1990年前后多年平均小麥千粒質(zhì)量為37.8 g，近年來已突破40.0 g。楊柳點(diǎn)1987～1992年63塊6 000 kg/hm2以上的高產(chǎn)田千粒質(zhì)量為38.2 g；2010～2013年濉溪縣農(nóng)科所區(qū)試點(diǎn)皖麥50平均千粒質(zhì)量41.4 g。楊柳點(diǎn)1985年10月24日播種的博愛74-22等8個(gè)半冬性品種，4月24～28日抽穗，4月30日～5月4日開花，6月3～7日成熟，灌漿期（開花—成熟）33～35 d，千粒質(zhì)量30.5～37.2 g，平均33.9 g；柳豐種業(yè)淮麥20等4個(gè)品種，2011年4月26日開花，6月5日成熟，灌漿期40 d，千粒質(zhì)量平均44.4 g；2013年10月11日播種的青農(nóng)2號(hào)，4月5日開始抽穗，4月10日始花，4月24日開始灌漿，6月1日成熟，實(shí)際灌漿期38 d，千粒質(zhì)量50.0 g。

4 應(yīng)對(duì)策略

4.1 適期播種，擴(kuò)種偏冬性品種

濉溪縣50個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，10月1日～12月20日0 ℃以上積溫為842.8 ℃·d。隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，趨于明顯升高，升高幅度為18.3（℃·d）/10a。

濉溪縣以種植弱冬性小麥品種為主，播種適宜溫度14～16 ℃，冬前積溫550～650 ℃·d。據(jù)歷史資料推算，小麥播種始期為10月10日。隨著生產(chǎn)周期的延續(xù)，播種始期趨于明顯推遲（r=0.369 7），推遲幅度為0.9 d。1987～2011年播種始期平均為10月12日，比1962～1986年平均推遲3 d。但9月下旬以后，降水量直線減少。推遲播種，會(huì)增加抗旱造墑的幾率和成本。在氣溫升高的背景下，仍應(yīng)寒露前開耬。為此，要加快耐寒品種的選育和推廣。

4.2 加強(qiáng)有害生物防治

小麥生育中后期（拔節(jié)—灌漿）是多種病蟲傳播、流行，并造成危害的關(guān)鍵時(shí)期，應(yīng)在搞好監(jiān)測的基礎(chǔ)上，科學(xué)確定防治指標(biāo)，嚴(yán)格掌握施藥時(shí)期、濃度，并盡可能使用低毒藥劑，減少農(nóng)藥污染。

4.3 平衡施肥

氣候變暖后，土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解加快。同時(shí)肥效對(duì)環(huán)境溫度的變化十分敏感，溫度增高1 ℃，速效氮釋放量增加約4%，釋放期縮短3.6 d。

平衡施肥是提高植株抗寒、抗旱、抗病能力和保障穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要措施，應(yīng)堅(jiān)持秸稈還田，穩(wěn)氮、穩(wěn)磷、增鉀補(bǔ)微，推行平衡配方施肥。

5 結(jié)論

（1）濉溪縣小麥生長期氣候變化與全球氣候變暖大背景既有一致性，又有當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)。研究表明，1962～2011年50個(gè)小麥生產(chǎn)周期內(nèi)，抽穗前平均氣溫、返青—抽穗平均最高氣溫和全生育期平均最低氣溫明顯升高，升溫速率返青—抽穗期>越冬期>冬前，平均最低氣溫>平均氣溫>平均最高氣溫，氣候趨向偏暖，越冬期平均氣溫≥3 ℃天數(shù)明顯增多；11月～次年2月極端低溫升高，最低氣溫<0 ℃、≤-5 ℃、≤-8 ℃和≤-10 ℃，平均氣溫<3 ℃、<0 ℃和≤-5 ℃的天數(shù)明顯減少，負(fù)積溫升高；灌漿期平均氣溫<17 ℃、最高氣溫≥30 ℃的天數(shù)趨于減少。

（2）氣候變暖背景下，低溫、干熱風(fēng)氣象災(zāi)害頻率降低，有害生物危害偏重發(fā)生；小麥越冬期縮短，生長期延長，抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質(zhì)量提高。

（3）濉溪縣小麥生產(chǎn)已進(jìn)入高產(chǎn)階段，防災(zāi)減災(zāi)尤為重要。在氣候變暖背景下，應(yīng)堅(jiān)持適期播種，擴(kuò)種偏冬性品種，加強(qiáng)有害生物防治，平衡施肥。

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