楊曉菲，張樹軍，宋 寬

(1.渭南師范學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)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(jīng)成為了威脅人類社會(huì)的最為嚴(yán)重的全球環(huán)境問題之一，給社會(huì)、生活和生態(tài)環(huán)境等方面帶來了巨大威脅，也產(chǎn)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(jìn)程的加快，導(dǎo)致二氧化碳濃度升高，全球氣候正在經(jīng)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(shí)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(shì)[2]。

近年來，國內(nèi)外就農(nóng)作物受到高溫、降雨量等的影響進(jìn)行了許多的研究，在農(nóng)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(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量的劇烈下降[3]。不同的作物對(duì)待高溫的耐受性也不盡相同，當(dāng)溫度超過該作物的高溫臨界值時(shí)，產(chǎn)量就會(huì)出現(xiàn)變化；當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，作物就會(huì)出現(xiàn)大量的死亡，導(dǎo)致產(chǎn)量損失達(dá)到最大[4]。有研究指出小麥在其高溫敏感期內(nèi)，平均溫度大于24℃，當(dāng)日最高溫度大于34℃時(shí)，葉片會(huì)出現(xiàn)衰老并導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低[5]。

我國是一個(gè)農(nóng)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(shí)間都受到氣候變化的影響，農(nóng)作物的長勢(shì)和產(chǎn)量都隨之發(fā)生變化，相應(yīng)的農(nóng)作物生產(chǎn)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(nóng)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(chǎn)形勢(shì)對(duì)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(duì)華陰市多個(gè)冬小麥品種產(chǎn)量的影響，了解其對(duì)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(duì)小麥產(chǎn)量提升提供合理化的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)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(yàn)地位于北緯34.57°、東經(jīng)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(yàn)。氣象數(shù)據(jù)資料來源于華陰市氣象站。

1.2 試驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)共選取了6個(gè)小麥試驗(yàn)小組，每組18個(gè)小麥品種，其中共同對(duì)照品種為周麥18，輔助對(duì)照品種為百農(nóng)207，設(shè)置三組重復(fù)試驗(yàn)。對(duì)每個(gè)小麥品種的品種種植區(qū)間進(jìn)行編號(hào)，小區(qū)號(hào)是以試驗(yàn)類別編號(hào)+試驗(yàn)組別編號(hào)+試驗(yàn)重復(fù)編號(hào)+品種編碼組成，如：HC109,HC代表為第三試驗(yàn)組，第一位阿拉伯?dāng)?shù)字1代表為重復(fù)一,09代表產(chǎn)品編號(hào)為第九個(gè)品種。試驗(yàn)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(duì)華陰市的溫度變化、小麥產(chǎn)量及性狀分別進(jìn)行處理，分析并建立氣溫與小麥各時(shí)段的相關(guān)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(duì)小麥的播種、發(fā)育、籽粒充實(shí)、產(chǎn)量都有著直接的關(guān)聯(lián)，在一定的適宜溫度范圍內(nèi)，小麥的產(chǎn)量會(huì)隨著溫度的升高而增加；但當(dāng)達(dá)到臨界值后，產(chǎn)量反而會(huì)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(yù)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(shì)，期間出現(xiàn)72次零下的氣溫，其中有14次更是達(dá)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(guān)鍵期降水適時(shí)，有利冬前分蘗以及后期產(chǎn)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(duì)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(nèi)，因此對(duì)小麥安全越冬和降低病蟲害越冬基數(shù)有利。拔節(jié)到揚(yáng)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(zhuǎn)化迅速，對(duì)產(chǎn)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(chǎn)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(dǎo)致冬春連旱嚴(yán)重發(fā)生，春季分蘗下降，穗長變小，結(jié)實(shí)粒數(shù)降低，對(duì)后期產(chǎn)量形成造成影響。入冬早，返青晚，分蘗時(shí)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(jìn)入越冬期，越冬時(shí)間較近十年提早7～15 d，分蘗時(shí)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(shí)間較常年偏晚4～7 d。3月初，氣溫迅速回升，生育進(jìn)程加快，拔節(jié)期接近常年。返青晚，拔節(jié)正常，春季分蘗時(shí)間縮短，造成麥田分蘗狀況略差于常年，明顯差于豐產(chǎn)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(duì)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(duì)黃淮各區(qū)域冬小麥主要研究的三個(gè)時(shí)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(jìn)入越冬期，小麥的溫度下限會(huì)在零下13～15℃之間，當(dāng)達(dá)到溫度下限會(huì)對(duì)小麥造成嚴(yán)重的凍害。在3～4月進(jìn)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(nèi)，有利于播種和出苗；在小麥進(jìn)入越冬期，華陰市的平均氣溫并未達(dá)到零下且其最低溫度并未達(dá)到小麥的溫度下限這使得小麥在進(jìn)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(jìn)入抽穗期時(shí)其平均溫度在3月并未達(dá)到其最適溫度但在四月達(dá)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(shí)段小麥生長對(duì)氣溫的需求，這可能會(huì)對(duì)小麥的產(chǎn)量產(chǎn)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(xué)種地來彌補(bǔ)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(shí)段的小麥成長溫度需求。

2.3 小麥產(chǎn)量結(jié)果與性狀分析

記錄并整理6個(gè)試驗(yàn)田并三個(gè)重復(fù)的產(chǎn)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(diǎn)區(qū)第三組18個(gè)小麥品種試驗(yàn)為例(表2)，進(jìn)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(yàn)第三組田間種植

表3 18個(gè)小麥試驗(yàn)品種田間性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

結(jié)合表3、圖2和圖3分析試驗(yàn)第三組十八個(gè)小麥品種產(chǎn)量如下：創(chuàng)麥58號(hào)的小區(qū)產(chǎn)量為9.27 kg，折后667m2產(chǎn)量為463.5 kg，產(chǎn)量位居第一位，明顯高于其他小麥品種產(chǎn)量；其次是存麥633，其小區(qū)產(chǎn)量為9.23 kg，折后667 m2產(chǎn)量達(dá)到461.3 kg；對(duì)照組周麥18的小區(qū)產(chǎn)量為8.67 kg，折后667 m2產(chǎn)量為433.5 kg；輔助對(duì)照組百農(nóng)207的小區(qū)產(chǎn)量為8.55 kg，折后667 m2產(chǎn)量達(dá)到427.1 kg。與其它小麥產(chǎn)量相比，創(chuàng)麥58號(hào)比對(duì)照品種667 m2產(chǎn)量增產(chǎn)了6.92%，增產(chǎn)百分比位于試驗(yàn)田第三組十八個(gè)品種第一位，存麥633比對(duì)照組667 m2產(chǎn)量增產(chǎn)了6.41%，位居本組第二。

圖2 2018-2019黃淮南片小麥試驗(yàn)田第三組小麥品種小區(qū)產(chǎn)量

圖3 2018-2019 黃淮南片小麥試驗(yàn)田第三組小麥品種折合產(chǎn)量

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

表4 2018-2019六組試驗(yàn)田產(chǎn)量及增產(chǎn)對(duì)照

圖4 六組小麥增產(chǎn)百分比

通過圖4得出在六組97個(gè)小麥品種中增產(chǎn)最多的是第二組的厚德麥981，以折合667 m2產(chǎn)量480.5 kg，增產(chǎn)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(chǎn)量為479.1 kg，增產(chǎn)9.86%。而淮麥1403、西農(nóng)625與第二名產(chǎn)量差距不明顯,這幾個(gè)品種的產(chǎn)量及增產(chǎn)百分比明顯高于其他的品種。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)田土壤屬于黃綿土有機(jī)質(zhì)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(duì)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(zhuǎn)化，彌補(bǔ)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(qiáng)、抗病性和抗倒伏性強(qiáng)、麥穗緊湊、穎殼緊致的早熟或晚熟品種[9,10]。該實(shí)驗(yàn)從各個(gè)小麥品種的田間試驗(yàn)性狀表現(xiàn)及產(chǎn)量等方面綜合來看：厚德麥985在98個(gè)小麥試驗(yàn)品種中其綜合能力表現(xiàn)出極為明顯的優(yōu)勢(shì)，因此適合在華陰地區(qū)進(jìn)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(shí)間提前，2月份溫度明顯下降，對(duì)豐存德麥的產(chǎn)量有了影響，其也是較好的品種，完全可以通過調(diào)整栽培技術(shù)和肥水管理技術(shù)來減少氣候帶來的影響，達(dá)到增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。同時(shí)還有淮麥1403和西農(nóng)625小麥品種基于對(duì)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(duì)小麥產(chǎn)量提升提供合理化的參考依據(jù)。