海陽(yáng)市冬小麥生長(zhǎng)期的氣候條件分析

馬劍鋒　孫振生　許云濤等

摘要應(yīng)用海陽(yáng)市近50年的氣溫、降水、日照等氣象資料和出現(xiàn)的氣象災(zāi)害記錄資料，分析了海陽(yáng)市冬小麥生長(zhǎng)期的氣候條件，指出了影響冬小麥生長(zhǎng)的干旱、連陰雨、冰雹、晚霜凍等不利氣象條件發(fā)生的頻率及出現(xiàn)的天氣形勢(shì)，并提出了相應(yīng)的防御措施。

關(guān)鍵詞冬小麥；生長(zhǎng)期；氣候條件；海陽(yáng)市

中圖分類號(hào)S512文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）07-212-03

Analysis of Climatic Conditions during the Haiyang Winter Wheat Growth Period

MA Jian-feng， SUN Zhen-sheng， XU Yun-tao et al

（Haiyang Meteorological Bureau， Haiyang， Shandong 265100）

AbstractBy using temperature， precipitation， sunshine and meteorological disaster records in Haiyang City in recent 50 years， the meteorological conditions of winter wheat in Haiyang City during growth period were analyzed. The weather situation and the frequency of adverse weather conditions， including drought， continuous rain， hail， late frost，etc. affecting the growth of winter wheat were pointed out， and corresponding defensive measures were put forward.

Key words Winter wheat； Growth period； Climate conditions， Haiyang City

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是在自然條件下進(jìn)行的再生產(chǎn)過(guò)程，農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的形成可以視為農(nóng)作物以土壤為基礎(chǔ)，以水肥和對(duì)環(huán)境的要求為條件，通過(guò)光合作用將太陽(yáng)潛能轉(zhuǎn)化為化學(xué)潛能的生命化學(xué)過(guò)程，光、熱、水等氣候條件是作物基本的生態(tài)環(huán)境[1]。

冬小麥屬喜凉作物，生長(zhǎng)在低溫、低濕的季節(jié)里，能夠充分地利用秋冬和春季的氣候條件。冬小麥?zhǔn)呛ｊ?yáng)市一年兩熟制的主要前茬作物，能提高復(fù)種指數(shù)，增加單位面積產(chǎn)量，每年均有較大面積的種植，播種面積占總耕地面積的50%～60%，是該市重要糧食作物之一。

海陽(yáng)市位于煙臺(tái)市的南部，南臨黃海，北接半島內(nèi)陸，該市冬小麥生長(zhǎng)期一般在9月下旬～次年6月，光、熱、水等氣候條件有利于冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，但干旱、連陰雨、冰雹、晚霜凍等不利氣象條件時(shí)有發(fā)生，給冬小麥生產(chǎn)帶來(lái)一定影響。筆者在此采用1961～2010年海陽(yáng)市的氣溫、降水、日照等氣象資料和出現(xiàn)的氣象災(zāi)害記錄資料，分析了海陽(yáng)市冬小麥生長(zhǎng)期的氣候條件，指出影響冬小麥生長(zhǎng)的不利氣象條件，并提出了相應(yīng)的防御措施。

1 冬小麥生長(zhǎng)期的氣候需求

1.1 熱量條件

1.1.1

播種期。由表1可知，冬小麥適宜播種的溫度指標(biāo)為日平均氣溫在16～18 ℃，即氣溫穩(wěn)定通過(guò)18 ℃和穩(wěn)定通過(guò)16 ℃終止日期之間是冬小麥適播期。達(dá)到冬前壯苗所需積溫，冬性品種為650～700 ℃·d，半冬性品種為550～700 ℃·d。海陽(yáng)市氣溫穩(wěn)定通過(guò)18 ℃平均終止日期為9月27日，穩(wěn)定通過(guò)16 ℃的終止日期在10月上旬末，此期播種冬前積溫平均為780～600 ℃·d，能滿足冬小麥冬前生長(zhǎng)的需求。

日平均氣溫穩(wěn)定通過(guò)12 ℃是冬小麥播種冬前形不成壯苗的限制溫度，海陽(yáng)市常年平均穩(wěn)定通過(guò)12 ℃的終止日期是10月23日，最早的10月10日，最晚的11月10日（表2），此日期后播種的小麥冬前形不成壯苗。

表1冬小麥各生長(zhǎng)期氣候條件需求

1.1.2

越冬期。海陽(yáng)市冬小麥越冬期一般始于12月10日、終于翌年2月28日，冬小麥在此期間停止生長(zhǎng)、休眠越冬。小麥經(jīng)過(guò)0～5和-5～0 ℃ 2個(gè)抗寒鍛煉階段，增加了小麥體內(nèi)糖含量，細(xì)胞原生質(zhì)濃度增大，增加了抗寒能力。海陽(yáng)市冬小麥第1個(gè)抗寒鍛煉是11月18日～12月10日，一般23 d，最多42 d，最少4 d；第2個(gè)抗寒鍛煉是12月11日～次年1月12日。海陽(yáng)市極端最低氣溫-16.3 ℃，北部山區(qū)可達(dá)-20.0 ℃，這對(duì)經(jīng)過(guò)抗寒鍛煉的小麥基本無(wú)害。

1.1.3

返青-成熟期。小麥自返青到成熟需≥0 ℃積溫1 340～1 460 ℃·d，海陽(yáng)市在此期間平均積溫僅有1 335.8 ℃·d，不足其需，能滿足其下限水平的年份占52%，滿足其上限水平的年份僅占18%。特別是小麥抽穗到成熟時(shí)，轉(zhuǎn)入生殖生長(zhǎng)為主，需≥0 ℃積溫750～850 ℃·d，此期間平均積溫僅有696.0 ℃·d，溫度條件略顯不足。當(dāng)氣溫穩(wěn)定通過(guò)20 ℃時(shí)為小麥適宜灌漿期，海陽(yáng)市穩(wěn)定通過(guò)20 ℃的初日是6月15日，最早5月31日，海陽(yáng)市小麥平均成熟日期為6月18～23日，小麥基本無(wú)適宜灌漿期，是制約海陽(yáng)小麥高產(chǎn)的主要原因。由于海陽(yáng)市南臨黃海，春季受海洋氣候的影響，氣溫回升較慢，特別是南部沿海地區(qū)更為明顯?？梢?jiàn)，除了春季和初夏積溫略顯不足外，小麥生育期內(nèi)的溫度條件較為有利，基本能滿足需求。

表2各界限溫度起始、終止日期

1.2 水分條件

海陽(yáng)市南臨黃海，受季風(fēng)環(huán)流的影響很大，降水季節(jié)變化非常明顯，每當(dāng)夏季西太平洋高壓向北伸展，當(dāng)?shù)厥芘瘽窨諝獾挠绊懀邓@著增多，秋季開(kāi)始西太平洋高壓南退，蒙古高壓增強(qiáng)，在干冷氣團(tuán)的控制下，雨雪稀少。因此海陽(yáng)市降水的時(shí)間分布規(guī)律是以年為周期的變化和季節(jié)的分布不均勻。在空間分布上，一般情況下是沿海多于內(nèi)陸，并隨地形而異。由于高空西風(fēng)帶和季風(fēng)的活動(dòng)情況每年均不一樣，因而歷年中降水量的大小也不同，降水量年際變化較大，1959～2010年海陽(yáng)市累年平均降水量為748.1 mm（表3），最大年降水量為1964年（1 661.0 mm），最小為1981年（390.7 mm）。年降水量相差懸殊，穩(wěn)定性差。

表31961～2010年海陽(yáng)市累年平均氣候資料

1.2.1

全生育期。小麥全生育期（10月1日～次年6月20日）需水量為4 650～5 250 m3/hm2，相當(dāng)于此期間大氣降水量465～525 mm，而海陽(yáng)市小麥全生育期均處在少雨的季節(jié)里，平均降水量252.5 mm，虧200～250 mm，其中最多降水量為402.6 mm，最少79.9 mm。

1.2.2

小麥播種期。小麥播種日期一般始于10月1日前后，近年來(lái)，由于氣候變化、氣溫變暖，小麥播種期推后，一般在10月上旬末～10月中旬播種。9月20日～10月20日小麥播種期內(nèi)，海陽(yáng)降水量平均37.3 mm、最多119.3 mm、最少1.0 mm，干旱年份占40%。由于降水變率大，干旱占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，不能滿足播種的要求。

1.2.3

關(guān)鍵需水期。小麥關(guān)鍵的需水期是從拔節(jié)到抽穗（4月19日～5月20日），需水量為1 350～1 515 m3/hm2，相當(dāng)于135～150 mm的降水量，海陽(yáng)市此時(shí)期平均降水量?jī)H有62.9 mm、最多235.7 mm、最少9.9 mm，50年內(nèi)只有3年達(dá)到需水量指標(biāo)，占6%，有94%年份需灌水保收。

小麥全生育期的需水量與海陽(yáng)市實(shí)際降水狀況分析，降水量遠(yuǎn)不能滿足正常生長(zhǎng)發(fā)育的實(shí)際需求。

1.3 日照條件

海陽(yáng)市年平均日照時(shí)數(shù)2 565.7 h（表3），日照百分率為58%。從圖1可以看出，在冬小麥生育期內(nèi)，各月日照時(shí)數(shù)和日照百分率基本能達(dá)到生長(zhǎng)的需求。當(dāng)小麥小穗分化時(shí)，便進(jìn)入光照階段，海陽(yáng)市種植的小麥品種基本上屬冬性生態(tài)型，對(duì)日照反應(yīng)敏感，每天需12 h以上的光照，需要經(jīng)歷30～40 d才能通過(guò)。海陽(yáng)市小麥一般自3月20日前后進(jìn)入光照階段，此時(shí)可照時(shí)間變動(dòng)在12.0～13.0 h，能夠滿足小麥光照階段的需求。小麥籽粒中的干物質(zhì)大部分是在開(kāi)花后積累的，僅有小部分是在開(kāi)花前貯存于莖桿中，開(kāi)花后運(yùn)送到籽粒中的，由此要求開(kāi)花后光照條件充裕、天氣晴好，此時(shí)正是海陽(yáng)市光照條件最好的5、6月份，晝長(zhǎng)夜短，光照充足，有利于小麥籽粒干物質(zhì)的積累，但有的年份此時(shí)霧日較多，影響了光照，從而也影響了小麥籽粒飽滿程度，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。

圖11961～2010年海陽(yáng)市10月～次年6月平均日照百分率

2 不利氣象條件發(fā)生的頻率及產(chǎn)生的天氣形勢(shì)

氣候變化有一定的自然周期性，以年為周期的氣候變化已被人們所掌握，然而氣候的異常變化干擾破壞了人們農(nóng)事生產(chǎn)、小麥產(chǎn)量的高低，仍擺脫不了天氣、氣候特別是異常氣候的影響。

2.1 干旱

小麥生產(chǎn)中干旱指標(biāo)的確定。小麥生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)的干旱是指自然狀態(tài)下，大氣降水不能滿足小麥植株正常的生理和生態(tài)需水時(shí)，而產(chǎn)生的一種自然災(zāi)害。為表達(dá)干旱程度，采用干旱指標(biāo)K=E0/P來(lái)表示需水與供水的矛盾。

式中，E0為彭曼公式計(jì)算的蒸發(fā)力[2]，E0=（Δ·H+r·Ea） /（Δ+r）；

Δ為飽和水汽壓曲線在T=Ta處的低斜率；

H為蒸發(fā)表面的凈輻射；

r為干濕表常數(shù)；

Ea為空氣干燥力；

P為同時(shí)期自然降水量。結(jié)合實(shí)際調(diào)查確定的干旱指標(biāo)如表4所示。

2.1.1

秋旱。

秋旱多發(fā)生在冬季風(fēng)較早到來(lái)的年份，由于西太平洋副熱帶高壓南撤時(shí)間早、速度快，汛期提前結(jié)束，當(dāng)?shù)厥艽箨懜邏嚎刂?，天氣晴好、空氣干燥，在地表失墑?yán)重的情況下產(chǎn)生，對(duì)小麥播種和冬前生長(zhǎng)帶來(lái)較大影響。輕者可導(dǎo)致小麥出苗后缺苗斷壟、幼苗參差不齊，重者可使小麥冬前分蘗不足，生成晚茬麥“地上一根針，地下一條根”的現(xiàn)象。秋旱發(fā)生的機(jī)率為24%，其中大旱、特大旱年份均占4%。

表41961～2010年小麥生育期的干旱指標(biāo)

2.1.2

春旱。

春旱是小麥生產(chǎn)中的重要?dú)庀鬄?zāi)害，它源于冬季，因受山東半島中部東西向山脈隆起帶的阻擋，當(dāng)?shù)乩淞鹘笛┥?，土壤底墑差。入春后，遇南下冷空氣偏?qiáng)年份，當(dāng)?shù)亟邓嘁躁囆詾橹?，雨量小且分布不均，北風(fēng)多，蒸發(fā)加劇。特別是小麥拔節(jié)后，植株需水量大增，土壤水分急劇下降。春旱不僅影響到小麥的正常生長(zhǎng)，且能導(dǎo)致成穗率減少，小花結(jié)實(shí)率降低。對(duì)水源匱乏的北部山區(qū)，重旱年份可使小麥減產(chǎn)3～5成。

春旱發(fā)生的機(jī)率為88%，其中大旱機(jī)率為26%，特大旱機(jī)率為22%，故當(dāng)?shù)赜小笆昃藕怠敝f(shuō)。

2.1.3

初夏旱。

初夏旱多發(fā)生在緯向環(huán)流和形勢(shì)下，西太平洋副熱帶高壓位置偏東、偏南，西南氣流弱少，氣旋、切變等主要降水系統(tǒng)多位于長(zhǎng)江及黃河流域，當(dāng)?shù)卦诖箨懜邏旱目刂葡?，天氣晴熱，常伴有輕干熱風(fēng)出現(xiàn)，對(duì)小麥揚(yáng)花灌漿影響較大。初夏旱發(fā)生的機(jī)率為64%，其中大旱機(jī)率為16%，特大旱為28%。

如1981年4月中旬～6月中旬降水量?jī)H29.8 mm，嚴(yán)重的干旱導(dǎo)致小麥單株穗粒數(shù)比常年平均減少4.6個(gè)，千粒重下降2.0 g，畝產(chǎn)減少40.5 kg，減產(chǎn)23%，對(duì)小麥產(chǎn)量影響極大。

2.2 初夏連陰雨

初夏連陰雨按連續(xù)降水≥5 d（允許中間1 d無(wú)雨）指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，發(fā)生在6月上半月和下半月的連陰雨平均各為三年一遇。前者發(fā)生在小麥灌漿時(shí)期，因光照少、空氣濕度大，對(duì)小麥灌漿帶來(lái)較大影響；后者發(fā)生在麥?zhǔn)掌陂g，對(duì)小麥?zhǔn)斋@、凉曬帶來(lái)嚴(yán)重影響，重者可導(dǎo)致小麥穗部生芽和霉?fàn)€，豐產(chǎn)不豐收，損失嚴(yán)重。如1990年6月10～30日連陰雨長(zhǎng)達(dá)20 d，降水115.0 mm，全市小麥均發(fā)生不同程度的生芽和霉?fàn)€。

初夏連陰雨多發(fā)生在西太平洋副熱帶高壓第一次北躍后，西風(fēng)脊強(qiáng)烈發(fā)展，與副高同位疊加，形成東高西低的形勢(shì)，進(jìn)入蒙古和東北地區(qū)的冷渦因阻塞位置少動(dòng)，從低渦中分裂冷空氣不斷南下，與活躍北上暖濕氣流在海陽(yáng)地區(qū)交綏，此形勢(shì)下產(chǎn)生的連陰雨時(shí)間長(zhǎng)、雨量大，給麥?zhǔn)諑?lái)一定影響。初夏連陰雨平均8年一遇。

2.3 低溫和冰雹

在小麥生產(chǎn)中造成危害的低溫多發(fā)生在4月下旬，平均10年一遇。此期正值小麥幼穗分化時(shí)期，因小麥體積顯著增大，耐寒能力大大降低。較強(qiáng)冷空氣過(guò)后，在冷高壓控制下，夜間輻射降溫產(chǎn)生晚霜凍，對(duì)低洼地區(qū)的麥田危害較重。

冰雹多發(fā)生在春末夏初，以冷渦降雹為主，降雹強(qiáng)度主要取決于冷渦強(qiáng)度及上冷下暖、上干下濕層的配置，降雹機(jī)率平均三年一遇，受災(zāi)666.7 hm2以上，絕產(chǎn)66.7 hm2以上的重災(zāi)年份，平均8～10年一遇。如1978年6月3日海陽(yáng)市受東北冷渦影響，西部5個(gè)鎮(zhèn)67個(gè)村降雹，冰雹大如核桃，小如黃豆，地面積雹厚度2 cm，1 161.3 hm2小麥?zhǔn)転?zāi)，絕產(chǎn)112.0 hm2，減產(chǎn)小麥80萬(wàn)kg。

2.4 海霧

海陽(yáng)地處黃海北岸，每年春季黃海海面上常維持一高壓，海水在此時(shí)正是北上的黑潮暖流，地面天氣圖上形成了東高西低的形勢(shì)，在東南微風(fēng)的作用下，暖流上空的暖濕空氣被帶上陸地，暖濕空氣遇冷后迅速冷卻，產(chǎn)生凝結(jié)，在南部沿海地區(qū)形成平流霧，而北部地區(qū)在海陽(yáng)招虎山山脈的阻擋下，不利于霧的形成。

5月中旬～6月上旬的海霧天氣，遮蔽了陽(yáng)光，防礙了小麥的同化作用，直接影響了小麥灌漿。同時(shí)，有海霧時(shí)空氣濕度特別大，小麥葉片、桔桿凝結(jié)水汽，容易引起銹病的發(fā)生，影響小麥正常的生長(zhǎng)發(fā)育。據(jù)統(tǒng)計(jì)，5月中旬～6月上旬海陽(yáng)市平均每年有4.4 d的大霧天氣，最多的年份為10 d。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

3 不利氣候條件下應(yīng)采取的對(duì)策

3.1 干旱

據(jù)海陽(yáng)市有關(guān)部門計(jì)算，高產(chǎn)水平小麥需水量差值折合需增加降水130.4～267.8 mm，可見(jiàn)干旱是制約海陽(yáng)市小麥高產(chǎn)的主要因素。另?yè)?jù)市農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，在全市小麥播種面積中，水澆面積尚不足60%，能澆2次水的占33%，能澆3次水的僅占15%，反映了海陽(yáng)市水源奇缺，靠自然降水維持小麥生產(chǎn)仍占相當(dāng)大的比例，故今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里，必須高度重視水利建設(shè)。當(dāng)前除充分發(fā)揮現(xiàn)有水源外，應(yīng)針對(duì)全市丘嶺山地多、地勢(shì)比降大、溝夼小河流多的實(shí)際，在雨季抓好防汛的同時(shí)，應(yīng)重視地上水的攔蓄，盡力擴(kuò)大水澆面積。

最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有水源的效益。對(duì)水源充足、在小麥生產(chǎn)中能澆3次水的地區(qū)，在小麥生長(zhǎng)關(guān)鍵需水期適時(shí)澆水。第一水應(yīng)視墑情變化，適時(shí)澆好小麥越冬水。小麥越冬水，一能穩(wěn)住地溫，延長(zhǎng)根部生長(zhǎng)期；二能緩和晝夜溫差，使根蘗減輕凍害；三能有利于早春地溫的回升，使小麥早返青、多分蘗，增產(chǎn)效果顯著。第二水應(yīng)放在起身拔節(jié)澆，并結(jié)合追肥，加強(qiáng)田間管理，以足夠的水分和養(yǎng)分促進(jìn)小麥加速生長(zhǎng)，對(duì)提高成穗率、爭(zhēng)取壯桿大穗有明顯成效，同時(shí)還能間接預(yù)防晚霜凍的危害。第三水應(yīng)視天氣和墑情變化適時(shí)澆好小麥揚(yáng)花灌漿水，既能為小麥灌漿打下水分基礎(chǔ)，又能預(yù)防高溫和干熱風(fēng)危害。若只能澆2次水，應(yīng)適時(shí)澆好越冬水和起身拔節(jié)水。若只能澆1次水，應(yīng)重點(diǎn)放在起身拔節(jié)時(shí)澆。對(duì)無(wú)水澆條件和旱地小麥，應(yīng)始終采取蓄水保墑措施，采用抗旱品種，大力推廣旱地小麥栽培技術(shù)，施足底肥，足墑播種，促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育。

3.2 晚霜凍

對(duì)晚霜凍的危害重點(diǎn)在預(yù)防。首先根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)對(duì)晚霜凍的預(yù)報(bào)，用煙霧法或澆水法減少晚霜凍的危害。煙霧防霜法是在霜凍來(lái)臨前，在低洼地區(qū)小麥集中區(qū)的

上風(fēng)方，夜間點(diǎn)燃雜草、麥糠等物品，利用煙霧減少霜凍危

害。澆水法是在霜凍來(lái)臨前1～2 d內(nèi)給麥田澆水，使土壤熱容量增大，減小溫差達(dá)到預(yù)防霜凍的目的。

3.3 初夏連陰雨

初夏連陰雨若發(fā)生在小麥灌漿期，由于光照少、空氣濕度大，加之適宜的溫度，有利于病蟲(chóng)害的發(fā)生蔓延，因而首先要加大對(duì)病蟲(chóng)害的防治力度，特別應(yīng)加強(qiáng)小麥銹病、白粉病、蚜蟲(chóng)等的防治，同時(shí)要適時(shí)進(jìn)行根外追肥，延長(zhǎng)小麥葉片功能。若連陰雨發(fā)生在麥?zhǔn)掌陂g，氣象預(yù)報(bào)要加大決策力度，在政府部門的領(lǐng)導(dǎo)下，盡力發(fā)揮機(jī)械作用，及時(shí)搶收搶曬，最大限度地避免小麥生芽和霉變。

4小結(jié)

（1）由于海陽(yáng)市南臨黃海，春季受海洋氣候的影響，氣溫回升較慢，特別是南部沿海地區(qū)更為明顯，小麥基本無(wú)適宜灌漿期，是制約海陽(yáng)小麥高產(chǎn)的主要原因。

（2）小麥全生育期均處在少雨的季節(jié)里，生長(zhǎng)期內(nèi)年平均降水量252.5 mm，虧200～250 mm，干旱是小麥生產(chǎn)的主要災(zāi)害。

參考文獻(xiàn)

[1]

程純樞，馮秀藻，高亮之，等.中國(guó)的氣候與農(nóng)業(yè)[M].北京：氣象出版社，1991：188-204.

[2] 朱炳海，王鵬飛，束家鑫.氣象學(xué)詞典[M].上海：上海辭書(shū)出版社，1984：907-908.