喬玉強　曹承富　杜世州　陳金華　李瑋　張向前　趙竹　肖揚書

摘 要：為了實現(xiàn)淮北地區(qū)小麥生長發(fā)育進(jìn)程與光、溫、水等生態(tài)資源的協(xié)調(diào)同步發(fā)展，解決淮北砂姜黑土地區(qū)小麥生產(chǎn)的適播期干旱、土壤適耕性差等造成的播種、出苗困難等問題，在系統(tǒng)分析近年來影響小麥生長的氣象因素變化趨勢的基礎(chǔ)上，通過多年多點小麥品種適應(yīng)性研究，探明了弱冬性小麥品種在淮北地區(qū)種植的增產(chǎn)潛力與推廣應(yīng)用前景，提出了淮北砂姜黑土地區(qū)應(yīng)進(jìn)一步擴大弱冬性小麥品種的種植面積，以期為該區(qū)域小麥的持續(xù)豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：小麥；砂姜黑土；氣候變化；種植制度；品種布局；調(diào)整策略

中圖分類號：S512.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 論文編號：2014-0646

0 引言

安徽淮北地區(qū)位于北緯33°附近，是安徽省小麥生產(chǎn)潛力區(qū)，常年小麥種植面積166.7萬hm2左右，在安徽省糧食生產(chǎn)及國家糧食安全中具有舉足輕重的地位。砂姜黑土是淮北地區(qū)主要的土壤類型，面積約164萬hm2。砂姜黑土“旱、澇、僵、瘦”的不良屬性嚴(yán)重制約著小麥的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[1]，加之該區(qū)受到南北過渡性氣候的影響，干旱、洪澇、凍害、冷害等自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響了小麥的持續(xù)豐產(chǎn)和高產(chǎn)潛力的發(fā)揮[2]。針對砂姜黑土特性及淮北地區(qū)過渡性氣候的特點，選用適宜的小麥品種類型，對提高淮北地區(qū)小麥的生產(chǎn)水平、保障國家糧食安全具有重要的科技支撐作用。

安徽省小麥生產(chǎn)水平已進(jìn)入高產(chǎn)階段，自然條件及極端氣候頻發(fā)的現(xiàn)狀對小麥品種的選用提出了更高的要求，需要進(jìn)一步加強品種的選育、示范、布局以及技術(shù)配套等工作力度，發(fā)揮優(yōu)良品種的增產(chǎn)增收作用[3]。馬傳喜[4]通過對安徽省的氣候、土壤條件的變化及不同地區(qū)小麥品種變化規(guī)律，將淮北地區(qū)列為中強筋小麥產(chǎn)區(qū)。趙廣才[5]認(rèn)為安徽淮北地區(qū)是南方冬麥區(qū)和北方冬麥區(qū)的過渡地帶，品種選用應(yīng)兼有半冬性、弱春性和春性品種；邱友鳳[6]在分析淮北地區(qū)小麥品種布局更新?lián)Q代過程及近年來小麥區(qū)試結(jié)果后認(rèn)為，淮北地區(qū)小麥品種的選用應(yīng)以半冬性品種為主。前人的研究多注重品種的品質(zhì)類型或為生產(chǎn)實踐的總結(jié)，但通過對多年氣象資料及試驗數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合生產(chǎn)實踐的研究卻鮮有報道。為此，筆者通過系統(tǒng)分析影響小麥生長的主要氣象因素的變化趨勢、種植制度的變化及不同類型小麥品種的產(chǎn)量潛力，闡明了淮北地區(qū)小麥品種調(diào)整的可行性和必要性，以期為充分發(fā)揮淮北地區(qū)自然資源優(yōu)勢和弱冬性小麥品種的增產(chǎn)潛力提供依據(jù)，為淮北地區(qū)小麥的持續(xù)豐產(chǎn)和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

本研究所用氣象數(shù)據(jù)來源于氣象部門地面氣象觀測站，資料范圍包括沿淮淮北23個縣，年限為1981—2013年。品種適應(yīng)性試驗在安徽省農(nóng)科院作物所蒙城試驗示范基地進(jìn)行，試驗地土壤為砂姜黑土，地力水平中等，試驗地秸稈全量粉碎還田，土壤每2年深松1次。利用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及圖表制作。

2 淮北地區(qū)氣候變化趨勢分析

安徽省淮北地區(qū)包括30個市（縣、區(qū)），耕地面積214.39萬hm2，約占全省耕地面積的50%，土壤質(zhì)地以砂姜黑土和潮土為主，是安徽省小麥主產(chǎn)區(qū)，年平均溫度14.3～15.2℃，小麥生長季節(jié)大于0℃積溫2200℃左右，能滿足冬性、半冬性及春性類型小麥品種對熱量的需求；年均降雨量850～1000 mm，小麥生長季節(jié)（10月至翌年5月）平均降水350～400 mm，正常年份可滿足小麥產(chǎn)量形成對水分的需求；小麥生育期內(nèi)日照1373～1436 h，各種氣候因素對農(nóng)作物產(chǎn)量均有顯著的影響[7]。安徽省統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)表明，20世紀(jì)60年代以來，全省糧食總產(chǎn)、單產(chǎn)都呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，但自20世紀(jì)90年代以來年際間波動（氣候產(chǎn)量）不斷增大，尤其是近幾年氣候產(chǎn)量多為負(fù)值，表明氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的負(fù)面影響已經(jīng)顯現(xiàn)。

2.1 小麥適播期內(nèi)降水量呈減少趨勢

淮北地區(qū)過渡性氣候特征決定了該區(qū)域降水具有明顯的時空分布規(guī)律。據(jù)安徽省氣象科學(xué)研究所提供的沿淮淮北23個氣象站點1981—2013年度9、10月的旬降水量分析（見圖1），呈現(xiàn)9月中下旬降水量增多、10月降水明顯減少的趨勢，2004—2013年度9月中、下旬平均降水量分別為28.21 mm和28.13 mm，較1981—2003年度同期平均分別增加76.46%和46.06%，2004—2013年度10月上、中、下旬平均降水量分別為3.40 mm、5.58 mm和10.88 mm，較1981—2003年度同期平均分別下降85.86%、78.21%和17.86%。目前，淮北地區(qū)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施依然較為薄弱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以雨養(yǎng)旱作為主。砂姜黑土易旱易澇，降水量的這種變化趨勢，說明淮北地區(qū)小麥傳統(tǒng)適播期內(nèi)極易出現(xiàn)干旱，影響小麥的正常播種。這就要求生產(chǎn)上必須充分利用9月的有效降水，在前茬作物收獲后趁墑適時播種，實現(xiàn)小麥一播全苗。

2.2 冬前積溫呈現(xiàn)增高趨勢

正常情況下，冬小麥播種至出苗所需大于0℃積溫110～120℃，冬前主莖生長1片葉需大于0℃積溫65～70℃[8]。伴隨全球氣候變暖，冬小麥生長期內(nèi)增溫尤其越冬前增溫最為明顯。據(jù)淮北地區(qū)23個氣象站點數(shù)據(jù)分析，1981—2003年度間10月1日—12月20日大于0℃積溫平均為865.75℃，2004—2013年度同期大于0℃積溫平均為942.82℃，近10年來，冬前大于0℃積溫增加了77.07℃，增幅8.90%，增加的積溫可以多生長1片主莖葉。小麥的適期播種，應(yīng)在當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件下，以小麥能形成冬前壯苗，并將小麥在越冬期間穗分化進(jìn)程控制在二棱期以內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。為有效減輕由于早播帶來的冬前旺長可能導(dǎo)致的冬、春季凍害風(fēng)險，實現(xiàn)壯苗安全越冬，生產(chǎn)上宜選用抗寒能力較強的弱冬性小麥品種。

2.3 冬季低溫日數(shù)減少，極端最低氣溫升高

淮北地區(qū)是安徽省農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害最重地區(qū)，在氣候變暖的背景下，極端氣候災(zāi)害有增加的趨勢，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性增加[9]。與冬前大于0℃積溫增加趨勢一致，安徽省冬季低溫日數(shù)減少、極端最低氣溫升高。冬季極端最低氣溫和平均最低氣溫增暖速率達(dá)到0.76℃/10 a和0.55℃/10 a。1961—2007年度全省日最低氣溫低于-5℃天數(shù)顯著減少，平均減少速率為3.1天/10年，淮北低溫日數(shù)減少更加顯著，減少速率達(dá)到4.6～5.9 d/10 a（見圖3）。安徽省氣象災(zāi)害影響由大至小分別為：暴雨洪澇>旱災(zāi)>風(fēng)雹災(zāi)>低溫雨雪冰凍災(zāi)，但凍害危害仍然很重，尤其在特定年份，如2008年凍害受災(zāi)比重達(dá)52%[3]。2013年4月低溫冷害也使得淮北地區(qū)偏春性小麥品種幾乎絕收。為了規(guī)避冬春凍害風(fēng)險，小麥生產(chǎn)上必須選用具有較強的抗冬季凍害和春季低溫冷害能力的品種。

2.4 淮北地區(qū)種植制度現(xiàn)狀分析

淮北地區(qū)是安徽省小麥的主產(chǎn)區(qū)和高產(chǎn)區(qū)，常年小麥播種面積166.7萬hm2左右，約占全省的65%。20世紀(jì)90年代以前，該地區(qū)甘薯、棉花等晚茬作物種植面積較大，小麥播期偏遲；加之機械化程度不高，小麥?zhǔn)斋@持續(xù)時間較長，常常因收獲不及時遭遇連陰雨天氣導(dǎo)致小麥穗發(fā)芽。為了應(yīng)對晚播及穗發(fā)芽給小麥生產(chǎn)帶來的影響，這一階段小麥生產(chǎn)上主要以春性品種為主，半冬性和冬性品種為輔[7]。

近年來，淮北地區(qū)玉米種植面積逐年擴大，2010年淮北地區(qū)玉米種植面積達(dá)72.24萬hm2，較1981年擴大了6.54倍，同期甘薯、棉花的種植面積分別為8.78萬hm2、0.59萬hm2，較1981年下降了84.8%和95.9%（見圖4）。玉米收獲期在9月中、下旬，如按傳統(tǒng)播期10月中旬種植小麥，則會造成20～30天左右的溫光資源浪費，同時玉米收獲后裸露的地表加快了土壤水分的蒸發(fā)，給小麥的播種帶來困難。小麥適當(dāng)提前播種，可以充分利用冬前溫光水等自然資源，為小麥一播全苗、培育冬前壯苗奠定基礎(chǔ)。弱冬性小麥品種最適宜播種溫度16～18℃，與淮北地區(qū)10月上旬氣溫基本吻合。

2.5 不同類型小麥品種適應(yīng)性研究

2.5.1 產(chǎn)量潛力 2006—2012年度的品種篩選試驗數(shù)據(jù)表明，參試的45個品種有‘煙農(nóng)19、‘淮麥29、‘許科1號、‘洛麥23、‘徐麥856、‘皖麥52、‘周麥18 7個產(chǎn)量達(dá)到或超過9750 kg/hm2，有22個品種產(chǎn)量達(dá)9000～9750 kg/hm2。產(chǎn)量達(dá)到9000 kg/hm2以上的高產(chǎn)小麥品種均為弱冬性、半冬性小麥品種。因此擴大安徽淮北地區(qū)弱冬性小麥品種的種植比例，提高小麥的單產(chǎn)潛力，對確保安徽小麥總產(chǎn)的增加和穩(wěn)定具有重要意義。

2.5.2 抗凍能力 2013年4月，處于孕穗期的淮北小麥遭受嚴(yán)重凍害，田間調(diào)查結(jié)果表明，在太和、蒙城試驗點弱冬性和半冬性小麥的異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率明顯低于半冬性品種，不同品種類型間異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率差異達(dá)顯著水平。弱冬性品種‘煙農(nóng)19的異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率較半冬性品種‘皖麥52低99.63%、92.08%和91.73%。即早播選用弱冬性小麥品種可以明顯降低小麥穗部的凍害程度，有利于產(chǎn)量的提高。

2.5.3 播期彈性 通過對目前淮北地區(qū)種植面積較大的弱冬性小麥品種‘煙農(nóng)19的超晚播高產(chǎn)配套技術(shù)研究表明，11月21日播種（較當(dāng)?shù)剡m宜播期晚35天左右）條件下，通過增加播量（基本苗450萬株/hm2）、氮肥基追并舉、孕穗期追施、基追比5：5等措施配套仍可獲得7846.5 kg/hm2的產(chǎn)量水平[10]。10月30日播種條件下，弱冬性品種‘濟麥22和半冬性品種‘周麥22產(chǎn)量水平可以達(dá)到7654.9 kg/hm2和7350.0 kg/hm2[11-12]。說明弱冬性或半冬性品種在當(dāng)前氣候條件下，具有較好的播期彈性，即使晚播條件下，只要栽培措施配套適當(dāng)，仍可獲得理想的產(chǎn)量。

2.6 擴大弱冬性小麥品種種植的可行性

2.6.1 弱冬性小麥品種可滿足淮北地區(qū)氣候變化對播期的要求 淮北地區(qū)23個氣象站點1981—2013年度10月上旬平均氣溫為18.7℃，滿足弱冬性小麥品種適宜播種時期日均溫度18℃左右的要求[13]，半冬性、春性品種的適宜播種時期為日均溫度分別要求14～16℃、12～14℃左右。玉米等前茬作物收獲后如不及時播種，會使裸露的地表水分揮發(fā)加劇，加之10月降雨急劇減少，給小麥播種帶來困難。選用弱冬性小麥品種可以充分利用冬前溫光水資源，提高小麥單產(chǎn)潛力。品種篩選試驗結(jié)果表明，淮北地區(qū)不同類型小麥品種成熟期均在6月上旬，不同類型品種間差異僅3～5天。為了避免玉米授粉期遭受高溫?zé)岷Φ挠绊懀幢钡貐^(qū)玉米的安全種植期應(yīng)在6月中旬。因此選用弱冬性小麥品種既可充分利用冬前的溫光熱等自然資源，又不會影響后茬種植。

2.6.2 弱冬性小麥品種具有產(chǎn)量潛力高、早播風(fēng)險小、遲播減產(chǎn)少的特性 與春性品種相比，淮北地區(qū)種植弱冬性品種具有明顯優(yōu)勢：一是產(chǎn)量潛力大。一般而言，弱冬性品種的產(chǎn)量水平比春性品種高，穗、粒、重三因素協(xié)調(diào)，尤其在重災(zāi)之年更能發(fā)揮品種的穩(wěn)產(chǎn)作用；二是播期彈性大。弱冬性品種具有早播無風(fēng)險，晚播少減產(chǎn)的特點，能充分利用冬前溫、光資源，發(fā)揮分蘗力強的優(yōu)勢，形成冬前多蘗壯苗越冬，為高產(chǎn)奠定穗數(shù)基礎(chǔ)。據(jù)2009年蒙城試驗結(jié)果表明，選用弱冬性品種‘煙農(nóng)19，在11月21日播種，輔助相應(yīng)的栽培措施，產(chǎn)量仍可達(dá)到7846.5 kg/hm2[10]；三是抗災(zāi)能力強。弱冬性品種可以解決沿淮淮北地區(qū)頻繁出現(xiàn)的小麥播種期間干旱和冬春季凍害問題；四是分蘗成穗能力強?；幢钡貐^(qū)土壤以砂姜黑土為主，該類型土壤物理屬性差，適耕期短，嚴(yán)重影響整地播種質(zhì)量，常因整地質(zhì)量差導(dǎo)致缺苗斷壟，弱冬性品種因其具有較強的分蘗成穗能力，易獲得較多的穗數(shù)，可在一定程度上彌補因缺苗斷壟對產(chǎn)量的影響。

2.6.3 沿淮淮北地區(qū)耕作制度可以滿足弱冬性小麥播期的需要 目前淮北旱茬麥區(qū)夏季作物90%以上為玉米、大豆、芝麻、花生，這些作物騰茬較早，在9月中下旬就能成熟收獲。按照弱冬性小麥品種最適宜播種溫度16～18℃，其在沿淮淮北最適宜播期在10月5—10日。因此目前種植制度下前茬作物不會影響弱冬性小麥的播期要求。

3 結(jié)論

針對淮北地區(qū)旱茬麥前作多以大豆、玉米、花生、芝麻等早秋作物（9月下旬至10月初成熟）為主的種植制度、10月降雨明顯減少的自然條件變化，為應(yīng)對小麥冬前旺長，預(yù)防凍害和倒春寒，降低自然災(zāi)害風(fēng)險，采取擴大弱冬性品種的比例，10月上旬趁墑適期播種，使苗期有充足時間發(fā)生主莖大分蘗，以形成冬前大蘗壯苗越冬，增加分蘗成穗數(shù)。同時又能控制主莖在越冬前后幼穗分化至二棱期，完成春化發(fā)育階段，轉(zhuǎn)入光照階段，使光照階段得以延長。延長了幼穗發(fā)育時間，增加小穗、小花數(shù)量，延長小花發(fā)育時間，提高小花結(jié)實率和單穗結(jié)實粒數(shù)。實現(xiàn)淮北地區(qū)小麥生育進(jìn)程與光、溫、水生態(tài)資源協(xié)調(diào)同步。但需要注意因品種布局調(diào)整帶來的播量及病蟲草害變化等問題。

4 討論

近年來，隨著小麥生產(chǎn)投入的增加和農(nóng)業(yè)科技水平的提高，小麥產(chǎn)量水平逐漸提升，與此同時，不斷變化的氣象條件和種植制度對淮北地區(qū)小麥品種的選用亦提出了新的要求。20世紀(jì)90年代以后，氣候適播期在逐漸向后推遲，陳英慧等[15]建議半冬性小麥品種適播期應(yīng)在傳統(tǒng)播期基礎(chǔ)上向后推遲近一周播種；李德等[16]也認(rèn)為冬小麥適播期較傳統(tǒng)播期推遲7～8天，有利于防止冬前旺長、實現(xiàn)壯苗越冬。小麥品種選用具有較強的區(qū)域性，不同生態(tài)區(qū)的品種選擇差異較大[6]。據(jù)報道，與安徽淮北生態(tài)條件相似的山東南部、江蘇北部及河南中東部地區(qū)選用抗倒性突出、耐病性較好、春季發(fā)育相對較慢，耐倒春寒能力強的半冬性中晚熟品種為主[17]。現(xiàn)有研究提出的淮北地區(qū)選用半冬性品種并推遲播種的避災(zāi)栽培措施[16，18]，主要基于氣象資料、種植制度的變化。本研究在分析制約淮北地區(qū)小麥生產(chǎn)的主要氣象因素和種植制度變化的基礎(chǔ)上，結(jié)合砂姜黑土易旱易澇、適耕期短等不良屬性及弱冬性小麥品種在淮北砂姜黑土地區(qū)的產(chǎn)量潛力和適應(yīng)性研究，提出了與上述不同的實現(xiàn)小麥高產(chǎn)的技術(shù)途徑，即選用弱冬性品種、在適期范圍內(nèi)適當(dāng)早播的高產(chǎn)應(yīng)變策略，促進(jìn)了小麥生育進(jìn)程與光、溫、水生態(tài)資源同步，使砂姜黑土地區(qū)小麥生產(chǎn)潛力得到充分發(fā)揮，并在生產(chǎn)實踐中得到驗證，實現(xiàn)了該區(qū)域生產(chǎn)實踐上多年多點小麥單產(chǎn)超9750 kg/hm2的超高產(chǎn)記錄。生產(chǎn)上要根據(jù)具體品種的特性， 確定適宜的播種量， 同時加強田間管理，降低春季凍害的影響。

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