湖北省小麥適宜播期的葉齡積溫法確定

韋寧波+劉易科+佟漢文+陳泠+張宇慶+朱展望+高春保

摘要：為探明氣候變暖背景下湖北省各地小麥適宜播期，同時為鄂北地區(qū)小麥畝產千斤提供理論支撐，本研究對2008～2012年湖北省鄖西等10個地區(qū)的氣象數據進行了分析，依據在前期研究基礎上提出的湖北省小麥主導品種鄭麥9023的葉熱間距，運用葉齡積溫法推算得出鄖西等10個地區(qū)的小麥適宜播期。生產上各地可根據此次研究結果，結合當地氣象預報、土壤墑情以及小麥品種特性等適當調整小麥播期，確保小麥壯苗越冬、高產穩(wěn)產。

關鍵詞：小麥；適宜播期；葉齡；積溫；葉熱間距

中圖分類號：S512.104.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）19-4529-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.19.005

Determination of the Optimal Wheat Sowing Dates in Hubei Province

Using Accumulated Thermal Time Requirements for Wheat

Leaves Appearance Method

WEI Ning-bo1，2，LIU Yi-ke1，TONG Han-wen1，CHEN Ling1，ZHANG Yu-qing1，

ZHU Zhan-wang1，GAO Chun-bao，GAO Chun-bao1

（1. Institute of Food Crops， Hubei Academy of Agricultural Sciences/Hubei Engineering and Technology Research Center of Wheat/Wheat Disease Biology Research Station on Central China， Ministry of Agriculture， Wuhan 430064， China；

2. Agronomy College， Yangtze University， Jingzhou 434025， Hubei， China）

Abstract：To determine the optimal wheat sowing date in Hubei province under the background of global climate warming， the meteorological data of ten sites in Hubei province from 2008 to 2012 were analyzed. Based on the meteorological data of last five years with phyllochron intervals calculated in previous study， the optimal wheat sowing dates of ten sites in Hubei province were determined calculated by accumulated thermal time requirements for wheat leaves appearance method. In reality， the sowing dates could be adjusted by local meteorological forecast， soil conditions and the characteristics of wheat varieties based on the our results to ensure the safety of wheat production with high yield.

Key words： wheat； optimal sowing date； leaf age； accumulated thermal time； Phyllochron

小麥是湖北主要糧食作物之一，其播種面積和總產量在全省的糧食作物中僅次于水稻?！笆晃濉逼陂g，湖北省小麥年收獲面積為79.49萬～109.63萬hm2，年均面積97.70萬hm2；小麥年總產243.20萬～353.20萬t，年均總產320.08萬t；小麥平均公頃產量年際間變化為3 060.00～3 430.50 kg，五年平均公頃產量3 268.20 kg[1]。目前，湖北省小麥種植面積穩(wěn)定在106.7萬hm2左右。2013年夏收，湖北省小麥面積達109.48萬hm2，平均單產3 732.0 kg/hm2，超過了1997年歷史最高水平3 499.5 kg/hm2，總產達到408.65萬t。

適時播種對小麥的生育期有重要影響，進而影響到小麥的產量和品質。小麥適期播種不僅可以保證生產安全，還可通過其生長發(fā)育習性與當地氣候條件優(yōu)化配合以實現高產、優(yōu)質和高效。研究表明，在相同的栽培措施下，播種期推遲或提前，對小麥的產量構成、子粒品質都有不同程度的影響[2，3]。湖北省處于南北氣候的過渡地帶，地形復雜，各麥區(qū)氣候條件差異較大，小麥適宜播種期也有明顯差異。在品種利用方面，經過幾次品種更新?lián)Q代，以鄭麥9023為代表的弱春性品種成為了當前湖北省當家品種，這些品種的生長發(fā)育特性與歷史品種存在一定差別。受全球氣候變暖的影響[4，5]，小麥生育期間有效積溫也發(fā)生了明顯的變化。上述因素使得依據各地氣候條件進行小麥適宜播期的調整尤為迫切和重要。

目前，確定小麥適宜播期的常用方法有以下幾種：即溫度法，根據小麥分蘗時的適宜溫度以及當地氣候資料確定小麥分蘗的適宜時間，進而推算出小麥的適宜播期；日期法，根據小麥從播種至成壯苗所需要的天數確定適宜播期；利用活動積溫確定播期，根據作物從種子吸水萌動至成熟日連續(xù)累加的溫度以及當地氣候資料，推算出作物的適宜播期；葉齡積溫法[6]，即參照具體品種冬前壯苗標準所要求的葉片數，用小麥每出一片葉所需有效積溫與冬前壯苗葉片數的乘積加上出苗所需有效積溫，即可得到從播種到形成冬前壯苗時所需的有效積溫，進而根據當地氣象資料反推出小麥的適宜播期[7，8]。相比其他方法，葉齡積溫法具有高效、準確、耗費資源少的特點，解決了多變氣候條件下小麥適宜播期難以確定的問題，近年來應用較為廣泛[9]。

本研究對位于湖北省主要麥區(qū)的鄖西等10個地區(qū)2008～2012年小麥播種至越冬時的氣象數據進行分析，依據前期研究獲得的小麥葉片發(fā)育的有效積溫需求結果和湖北省小麥壯苗越冬葉齡指標，采用葉齡積溫法對當前湖北省小麥適宜播期進行研究，以期為科學應對氣候變暖，確保湖北省小麥安全生產及實現高產優(yōu)質提供依據。

1 材料與方法

1.1 試點分布

湖北省地處長江中游，位于東經108°30′—116°10′，北緯29°05′—33°20′，南北緯度相差4°15′，東西經度相差7°40′。現湖北省共劃分有六大麥區(qū)[10]，以北緯31°左右為界分為鄂北片、鄂南片，其中所選試點老河口、棗陽、鐘祥位于鄂中丘陵和鄂北崗地麥區(qū)（Ⅰ），麻城位于鄂東北丘陵低山麥區(qū)（Ⅱ），鄖西位于鄂西北山地麥區(qū)（Ⅲ），荊州、武漢位于江漢平原麥區(qū)（Ⅳ），黃石位于鄂東南丘陵低山麥區(qū)（Ⅴ），恩施、宜昌位于鄂西南丘陵低山麥區(qū)（Ⅵ）（圖1）。

1.2 有效積溫計算

氣象數據來源于中國氣象科學數據共享服務網，其中涵括所選試點1951～2007年10～12月月平均氣溫、所選試點2008～2012年10月1日至12月25日的逐日平均氣溫，部分試點由于氣象站建設較晚，無法獲取到1951年的氣象數據，則選取所能得到的最早期氣象數據。各試點2008～2012年有效積溫平均值計算是由0 ℃及以上日平均氣溫的累加再經過平均處理得出。

1.3 湖北省小麥冬前葉齡指標

敖立萬等[10]研究認為，鄂恩1號越冬期為6～7葉，且冬前保證3個左右分蘗為宜。李巧云等[11]認為，河南省弱春性小麥冬前應處于6葉1心期才是獲得高產以及能安全越冬的保證。根據小麥葉蘗同伸規(guī)律，小麥主莖6葉1心時，其第一個分蘗有4片葉，第二個分蘗有3片葉，這樣能夠保證除主莖外另有1～2個分蘗成穗，從而保證單位面積有效穗數。另一方面，湖北省種植的多為弱春性或半冬性品種，正常情況下整個生育期多為10～12片葉，通常在8片葉左右時拔節(jié)。這樣，冬至前后小麥發(fā)育到6葉1心，就能夠防止年前拔節(jié)，從而安全越冬。對于鄂南片，冬季日平均氣溫較北部高，冬季小麥不停止生長，越冬期小麥還能發(fā)育1片葉左右，因此鄂南片小麥冬前的葉齡指標就應該比鄂北片少1片葉左右。本研究綜合前人研究結果并根據常年對湖北省小麥生產的調研結果，確定鄂北地區(qū)（鄖西、老河口、麻城、鐘祥、棗陽）小麥冬至葉齡為6.5片葉，鄂南地區(qū)（恩施、宜昌、荊州、武漢、黃石）為5.5片葉較為適宜。

1.4 數據分析

對氣溫變化趨勢的分析方法參照陳正洪[12]所提及的方法，利用一次線性方程代表氣溫的變化趨勢，一次線性方程回歸系數即表示氣溫傾向率。原始數據整理和圖表繪制使用Microsoft Excel 2010軟件，統(tǒng)計分析采用SAS 9.1。

2 結果與分析

2.1 平均氣溫變化

由于湖北省近年來氣候多變，因此選取各試點1951～2012年10～12月的平均氣溫進行分析以得出全球氣候變暖背景下湖北省各地小麥苗期氣溫變化規(guī)律。10個試點1951～2012年10～12月平均氣溫變化如表1所示。由表1可見，所有試點1951～2012年10、11月的平均氣溫都有升高的趨勢，僅有鄖西的12月平均氣溫處于下降趨勢。1951～2012年10個試點10、11和12月的平均氣溫分別增加1.37 ℃、1.44 ℃和1.12 ℃，平均每10年分別上升0.22 ℃、0.24 ℃和0.18 ℃。

為更詳細地分析氣溫變化趨勢，從中選取荊州試點為例。該試點10月的平均氣溫有極顯著的升高趨勢，11月和12月的平均氣溫都具有顯著的升高趨勢。

2.2 小麥適宜播種期的確定

2.2.1 小麥冬前積溫需求 為保證越冬前小麥苗壯而不旺、有足夠的分蘗，合適的積溫是不可缺少的。多數研究表明小麥葉齡指數和有效積溫呈直線相關[13-17]。因此，根據越冬前小麥葉齡發(fā)育的積溫需求以及當地的氣象數據就可以推算出湖北省小麥的適宜播期。根據對小麥品種鄭麥9023主莖葉片發(fā)育的積溫需求的研究數據，統(tǒng)計得出如表2所示結果。

鄭麥9023的葉熱間距平均值為99.5 ℃/葉，即平均每生長一片葉需要有效積溫99.5 ℃。實際生產中，密度對其影響較小，可忽略不計。由于播期不同導致的每片葉生長所需有效積溫會略有不同。參照小麥冬前壯苗的葉齡指標，可以得出小麥冬前有效積溫需求，即鄂北為646.75 ℃、鄂南為547.25 ℃。

2.2.2 小麥適宜播期的確定 小麥適宜播期以鄂北地區(qū)有效積溫達到646.75 ℃、鄂南地區(qū)有效積溫達到547.25 ℃的日期而確定，統(tǒng)計各地市2008～2012年10月1日至12月25日的有效積溫平均值情況如圖2示。其中鄂北地區(qū)最早能達到646.75 ℃附近的日期為10月16日（鄖西），最遲的為10月23日（鐘祥）；鄂南地區(qū)最早能達到547.25 ℃附近的日期為10月30日（恩施），最遲的為11月2日（宜昌）。

由于日平均氣溫在年際間有波動，再綜合分析前人研究方法[14]，認為應該將各地所得結果適當放寬2～3 d。最終整理得各地的小麥適宜播期如表3。

結合圖1可知，各麥區(qū)小麥適宜播期如下：鄂中丘陵和鄂北崗地麥區(qū)為10月17～27日，鄂東北丘陵低山麥區(qū)為10月19～26日，鄂西北山地麥區(qū)為10月12～19日，江漢平原麥區(qū)為10月27日至11月3日，鄂東南丘陵低山麥區(qū)為10月28日至11月4日，鄂西南丘陵低山麥區(qū)為10月27日至11月6日。

3 討論

小麥適時播種，一是為了保證越冬前有足夠的分蘗（3個左右），俗話說：“年前三個叉，倉里裝不下”；二是保證年前麥苗壯而不旺、安全越冬；三是防止小麥年前拔節(jié)，免遭凍害[10]。根據2008～2012年湖北省10個地區(qū)的氣象數據分析，得出各地的小麥適宜播期，可給實際生產提供理論指導。

湖北省小麥高產創(chuàng)建活動和全省小麥生產調研結果表明此次研究結果與生產上高產小麥栽培播期較為符合，本研究也為湖北省小麥高產創(chuàng)建活動的播期確定找到了理論依據。

在全球氣候變暖的背景下，湖北省冬季氣候呈明顯的增暖趨勢，各種極端天氣頻繁出現，在小麥生產上應該給予足夠的重視。同時，對于湖北省南北巨大的氣候條件差異以及多變的氣候，各地應該根據當地當年農業(yè)氣象部門的氣象數據和預報在已給出的適宜播期基礎上進行調整。

不同地區(qū)的土壤類型、推廣種植的小麥品種的特性等都會對小麥適宜播期的確定帶來影響。本研究由于受研究材料和地點的限制，只能在前人研究基礎上對有限的氣候數據進行分析，得出各地小麥理論適宜播期。因此，還需要對不同類型的品種、不同播種條件下小麥適宜播期進行深入研究。

參考文獻：

[1] 高春保，劉易科，佟漢文，等.湖北省“十一五”小麥生產概況分析及“十二五”發(fā)展思路[J].湖北農業(yè)科學，2010，49（11）：2704-2705.

[2] 雷鈞杰，宋 敏.播種期與播種密度對小麥產量和品質影響的研究進展[J].新疆農業(yè)科學，2007，44（增刊3）：138-141.

[3] 劉艷陽.不同播期對小麥安全優(yōu)質高產特性的影響[D].江蘇揚州：揚州大學，2003.

[4] 黃榮輝，周連童.我國重大氣候災害特征、形成機理和預測研究[J].自然災害學報，2002，11（1）：1-9.

[5] 李克南，楊曉光，慕臣英，等.全球氣候變暖對中國種植制度可能影響 Ⅷ.氣候變化對中國冬小麥冬春性品種種植界限的影響[J].中國農業(yè)科學，2013，46（8）：1583-1594.

[6] 楊選成，張 杰.陜西關中灌區(qū)小麥適宜播期的確定方法[J].現代農業(yè)科技，2010（16）：115-116.

[7] 崔讀昌.我國秋播小麥適宜播期的確定方法[J].農業(yè)科技通訊，1984（8）：5-6.

[8] BOOTSMA A，SUZUKI M，李興普，等.依據氣溫確定冬小麥最適播期范圍[J].國外農學——麥類作物，1987（6）：33-34.

[9] 李 德，張學賢，楊太明.氣候變暖背景下宿州冬小麥適播期的確定[J].中國農業(yè)氣象，2012，33（2）：254-258.

[10] 敖立萬.湖北小麥[M].武漢：湖北科學技術出版社，2002.

[11] 李巧云，尹 鈞，劉萬代，等.河南省弱春性小麥冬前壯苗葉齡指標的確定[J].河南農業(yè)科學，2010（10）：19-22.

[12] 陳正洪.湖北省60年代以來平均氣溫變化趨勢初探[J].長江流域資源與環(huán)境，1998，7（4）：341-346.

[13] 黃義德，姚維傳.作物栽培學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2002.

[14] 毛振強，宇振榮，劉 洪.冬小麥及其葉片發(fā)育積溫需求研究[J].中國農業(yè)大學學報，2002，7（5）：14-19.

[15] MIGLIETTA F. Simulation of wheat ontogenesis. Ⅰ. Appearance of mainstem leaves in the field[J]. Climate Research， 1991， 1：145-150.

[16] ISHAG H M， MOHAMED B A， ISHAG K H M. Leaf development of spring wheat cultivars in an irrigated heat-stressed environment[J]. Field Crops Research， 1998， 58：167-175.

[17] JAMIESON P D， BROOKING I R， PORTER J R， et al. Prediction of leaf appearance in wheat： a question of temperature[J]. Field Crops Research， 1995， 41：35-44.

湖北省小麥高產創(chuàng)建活動和全省小麥生產調研結果表明此次研究結果與生產上高產小麥栽培播期較為符合，本研究也為湖北省小麥高產創(chuàng)建活動的播期確定找到了理論依據。

在全球氣候變暖的背景下，湖北省冬季氣候呈明顯的增暖趨勢，各種極端天氣頻繁出現，在小麥生產上應該給予足夠的重視。同時，對于湖北省南北巨大的氣候條件差異以及多變的氣候，各地應該根據當地當年農業(yè)氣象部門的氣象數據和預報在已給出的適宜播期基礎上進行調整。

不同地區(qū)的土壤類型、推廣種植的小麥品種的特性等都會對小麥適宜播期的確定帶來影響。本研究由于受研究材料和地點的限制，只能在前人研究基礎上對有限的氣候數據進行分析，得出各地小麥理論適宜播期。因此，還需要對不同類型的品種、不同播種條件下小麥適宜播期進行深入研究。

參考文獻：

[1] 高春保，劉易科，佟漢文，等.湖北省“十一五”小麥生產概況分析及“十二五”發(fā)展思路[J].湖北農業(yè)科學，2010，49（11）：2704-2705.

[2] 雷鈞杰，宋 敏.播種期與播種密度對小麥產量和品質影響的研究進展[J].新疆農業(yè)科學，2007，44（增刊3）：138-141.

[3] 劉艷陽.不同播期對小麥安全優(yōu)質高產特性的影響[D].江蘇揚州：揚州大學，2003.

[4] 黃榮輝，周連童.我國重大氣候災害特征、形成機理和預測研究[J].自然災害學報，2002，11（1）：1-9.

[5] 李克南，楊曉光，慕臣英，等.全球氣候變暖對中國種植制度可能影響 Ⅷ.氣候變化對中國冬小麥冬春性品種種植界限的影響[J].中國農業(yè)科學，2013，46（8）：1583-1594.

[6] 楊選成，張 杰.陜西關中灌區(qū)小麥適宜播期的確定方法[J].現代農業(yè)科技，2010（16）：115-116.

[7] 崔讀昌.我國秋播小麥適宜播期的確定方法[J].農業(yè)科技通訊，1984（8）：5-6.

[8] BOOTSMA A，SUZUKI M，李興普，等.依據氣溫確定冬小麥最適播期范圍[J].國外農學——麥類作物，1987（6）：33-34.

[9] 李 德，張學賢，楊太明.氣候變暖背景下宿州冬小麥適播期的確定[J].中國農業(yè)氣象，2012，33（2）：254-258.

[10] 敖立萬.湖北小麥[M].武漢：湖北科學技術出版社，2002.

[11] 李巧云，尹 鈞，劉萬代，等.河南省弱春性小麥冬前壯苗葉齡指標的確定[J].河南農業(yè)科學，2010（10）：19-22.

[12] 陳正洪.湖北省60年代以來平均氣溫變化趨勢初探[J].長江流域資源與環(huán)境，1998，7（4）：341-346.

[13] 黃義德，姚維傳.作物栽培學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2002.

[14] 毛振強，宇振榮，劉 洪.冬小麥及其葉片發(fā)育積溫需求研究[J].中國農業(yè)大學學報，2002，7（5）：14-19.

[15] MIGLIETTA F. Simulation of wheat ontogenesis. Ⅰ. Appearance of mainstem leaves in the field[J]. Climate Research， 1991， 1：145-150.

[16] ISHAG H M， MOHAMED B A， ISHAG K H M. Leaf development of spring wheat cultivars in an irrigated heat-stressed environment[J]. Field Crops Research， 1998， 58：167-175.

[17] JAMIESON P D， BROOKING I R， PORTER J R， et al. Prediction of leaf appearance in wheat： a question of temperature[J]. Field Crops Research， 1995， 41：35-44.

湖北省小麥高產創(chuàng)建活動和全省小麥生產調研結果表明此次研究結果與生產上高產小麥栽培播期較為符合，本研究也為湖北省小麥高產創(chuàng)建活動的播期確定找到了理論依據。

在全球氣候變暖的背景下，湖北省冬季氣候呈明顯的增暖趨勢，各種極端天氣頻繁出現，在小麥生產上應該給予足夠的重視。同時，對于湖北省南北巨大的氣候條件差異以及多變的氣候，各地應該根據當地當年農業(yè)氣象部門的氣象數據和預報在已給出的適宜播期基礎上進行調整。

不同地區(qū)的土壤類型、推廣種植的小麥品種的特性等都會對小麥適宜播期的確定帶來影響。本研究由于受研究材料和地點的限制，只能在前人研究基礎上對有限的氣候數據進行分析，得出各地小麥理論適宜播期。因此，還需要對不同類型的品種、不同播種條件下小麥適宜播期進行深入研究。

參考文獻：

[1] 高春保，劉易科，佟漢文，等.湖北省“十一五”小麥生產概況分析及“十二五”發(fā)展思路[J].湖北農業(yè)科學，2010，49（11）：2704-2705.

[2] 雷鈞杰，宋 敏.播種期與播種密度對小麥產量和品質影響的研究進展[J].新疆農業(yè)科學，2007，44（增刊3）：138-141.

[3] 劉艷陽.不同播期對小麥安全優(yōu)質高產特性的影響[D].江蘇揚州：揚州大學，2003.

[4] 黃榮輝，周連童.我國重大氣候災害特征、形成機理和預測研究[J].自然災害學報，2002，11（1）：1-9.

[5] 李克南，楊曉光，慕臣英，等.全球氣候變暖對中國種植制度可能影響 Ⅷ.氣候變化對中國冬小麥冬春性品種種植界限的影響[J].中國農業(yè)科學，2013，46（8）：1583-1594.

[6] 楊選成，張 杰.陜西關中灌區(qū)小麥適宜播期的確定方法[J].現代農業(yè)科技，2010（16）：115-116.

[7] 崔讀昌.我國秋播小麥適宜播期的確定方法[J].農業(yè)科技通訊，1984（8）：5-6.

[8] BOOTSMA A，SUZUKI M，李興普，等.依據氣溫確定冬小麥最適播期范圍[J].國外農學——麥類作物，1987（6）：33-34.

[9] 李 德，張學賢，楊太明.氣候變暖背景下宿州冬小麥適播期的確定[J].中國農業(yè)氣象，2012，33（2）：254-258.

[10] 敖立萬.湖北小麥[M].武漢：湖北科學技術出版社，2002.

[11] 李巧云，尹 鈞，劉萬代，等.河南省弱春性小麥冬前壯苗葉齡指標的確定[J].河南農業(yè)科學，2010（10）：19-22.

[12] 陳正洪.湖北省60年代以來平均氣溫變化趨勢初探[J].長江流域資源與環(huán)境，1998，7（4）：341-346.

[13] 黃義德，姚維傳.作物栽培學[M].北京：中國農業(yè)出版社，2002.

[14] 毛振強，宇振榮，劉 洪.冬小麥及其葉片發(fā)育積溫需求研究[J].中國農業(yè)大學學報，2002，7（5）：14-19.

[15] MIGLIETTA F. Simulation of wheat ontogenesis. Ⅰ. Appearance of mainstem leaves in the field[J]. Climate Research， 1991， 1：145-150.

[16] ISHAG H M， MOHAMED B A， ISHAG K H M. Leaf development of spring wheat cultivars in an irrigated heat-stressed environment[J]. Field Crops Research， 1998， 58：167-175.

[17] JAMIESON P D， BROOKING I R， PORTER J R， et al. Prediction of leaf appearance in wheat： a question of temperature[J]. Field Crops Research， 1995， 41：35-44.