農業氣象學上把作物遭遇0℃以下低溫所造成的危害稱作凍害,而把0℃以上的低溫對作物的危害稱作低溫冷害。小麥凍害是我國黃淮冬麥區小麥生產的主要氣象災害之一。近年來,全球氣候變暖對區域氣候產生了重大影響,對作物的生長發育造成一定影響,河南作為南北氣候過渡帶,對氣候變化反應較為敏感。隨著小麥種植春性品種增強,加之氣溫冷暖驟變,導致每年都有不同程度的小麥凍害發生,且發生頻繁、危害嚴重,嚴重影響和制約小麥生產。
小麥的冬季凍害,通過調節播種期基本可以得到控制,即使遇到暖冬年份偶爾產生冬季凍害,也可以通過加強中后期管理而得到有效緩解。而春季凍害一旦發生,則由于發生面積大,危害嚴重,在管理上回旋余地小,導致嚴重減產,所以預防春季凍害是春季麥田管理的重要任務之一。
摘 要:春季小麥凍害的受害特點主要是減少分蘗成穗率,降低小麥產量。分析小麥凍害的氣象條件,研究其發生機理,提出相應的預防和補救措施。
關鍵詞:小麥;春季凍害;發生機理;預防
一、孟津縣農業氣候概況
孟津地處豫西丘陵地區,冬小麥是主要糧食作物,種植面積38.9萬畝,占耕地面積的71%。從2月中旬開始,日平均氣溫穩定通過0℃,冬小麥心葉開始伸長,標志著進入返青期,3月23日前后進入拔節期。孟津觀測站1970~2000年30年氣象資料顯示,2月中旬至3月下旬,日平均氣溫在2.1℃~11.3℃之間,最低日平均氣溫-9.1℃,極端最低氣溫-11.3℃,終霜日為3月22日。因此,2月中旬至3月中下旬這段時間冬小麥最易發生春季凍害,也是春季管理的關鍵階段。
二、春季凍害發生的氣象條件
1.以輻射型降溫為主的凍害
此種類型凍害是在降溫前或降溫初期出現大風天氣,大風過后,地面受冷高壓控制,天氣干冷、晴朗,相對濕度較小,維持在14%~40%之間,風力二級左右,無霜或者霜很小。由于地面輻射冷卻加強,使地面溫度的降溫幅度大于氣溫。根據孟津縣農業局調查資料顯示,2004年3月6~7日凍害造成全縣6.5萬畝小麥出現1~2級凍害,另有1.5萬畝左右的洼地小麥凍害達到3級以上,單株分蘗成穗數減少0.2個,減產幅度達14.2%;2005年3月3~5日的降溫造成全縣約8.9萬畝洼地小麥出現2~3級凍害,平均葉片凍死1.4片,個別早春新生小分蘗也被凍死,當年小麥減產約10.4萬公斤,減產幅度達30%以上。
2.平流型降溫造成的小麥凍害
此種類型的凍害是由冷空氣南下,引起氣溫驟降至0℃以下或接近0℃,如果冷空氣較強,日平均氣溫24h降溫幅度達8℃,48h降溫達10℃,即達寒潮標準造成的。查閱2009年3月2~3日資料,在2日夜里開始降溫,2日白天至3日夜里氣溫均在0℃以下,同時伴有3級以上偏北風,濕度大,直至3日上午9時后風力逐步減小,氣溫回升。在其后的調查中顯示,孟津縣平樂鎮劉坡村、朝陽鎮閻凹村和小浪底寺院坡村等地處邙嶺北坡的和高崗地塊,1~2級以上小麥凍害面積達3.5萬畝,上部葉片和小分蘗多數失綠、干枯。
分析:平流型降溫的降溫幅度、對小麥造成的凍害程度與冷平流的強弱及其持續時間密切相關。地面溫度的降幅小于氣溫,受降溫時段的影響,氣溫和地面溫度的日差較小,日平均氣溫與日最低氣溫相差也較小。此次降溫由于冷平流不強,溫度降幅不大,小麥凍害較輕,對小麥產量影響不大。
3.混合型降溫造成的小麥凍害
此種類型的凍害是前期氣溫偏高,降溫前或初期有雨雪出現,雨雪過后,天氣轉晴,氣溫、地溫驟降,引發寒潮,小麥凍害發生。近些年,孟津縣由降溫造成的小麥凍害以2005年3月11~13日最為嚴重,據調查,西部鄉鎮的旱地普遍發生3級以上的凍害,嚴重的主莖幼穗被凍死,出現了只長葉片,后期不能抽穗的“空桿”小麥。西部丘陵地區種植的弱春性品種如鄭麥9023、中育8號受害最嚴重,半冬性品種豫麥47受害較輕。
分析:混合型降溫造成的小麥凍害與前期氣溫、冷平流、地面輻射有關。前期氣溫愈高、冷平流愈強、持續時間愈長、后期的天氣條件愈有利于輻射的加強,小麥凍害就愈嚴重。此類混合型降溫是輻射型降溫疊加于平流型降溫之上,兼有二者特點,對小麥的危害較單純的輻射型和平流型更為嚴重,也更為普遍,目前發生的小麥凍害多屬此類。
三、小麥春季凍害的發生機理
小麥春季凍害是晚霜凍或急劇降溫對小麥植株生長發育造成的破壞性影響,除了以氣象條件作為主導因素外,還與植株自身的抗寒能力有密切關系。
對于小麥自身而言,其抗寒性與階段發育密切相關,處于春化階段的麥苗其抗寒性最強,這就是冬季麥苗持續處于0℃以下低溫不致枯萎的原因所在。春季返青以后,春化階段結束,幼穗開始伸長,植株代謝強度有所提高,酶的活性增強,器官生長加快,葉綠素含量相應增加,其抗寒能力明顯降低,一遇0℃以下低溫就會形成凍害,可見春季麥苗比冬季更怕冷。一旦麥苗通過光照階段,抗寒性則進一步解除,所以早春乍暖還寒,仲春寒暖多變,直至終霜期之前,春季凍害皆有可能發生。
四、小麥春季凍害的特點
1.不同類型的降溫造成的凍害特點
輻射型降溫造成的小麥凍害具有明顯的地域性,凡與輻射冷卻有關的因素對它的強度都有影響。輻射型降溫造成的小麥凍害通常是局部的、小范圍的,且具有明顯的地域特點。多次觀測表明,通風的地域不利于冷空氣的堆積,小麥不易受凍,谷地、洼地、盆地重于崗地,背風地塊重于通風地塊,沙質土壤重于粘質土壤,同一地塊地心重于地頭、地邊,地面有樹木覆蓋的麥苗也明顯凍害較輕。
平流型降溫造成的小麥凍害是大范圍的,地區間小氣候差異小,持續時間較長,一般持續2~4天左右。與輻射型相反,那些地勢較高、迎風坡面的地塊受害重于洼地、背風坡地。
混合型降溫造成的小麥凍害兼有二者特點,持續時間長,凍害的范圍大、危害重,盆地和谷地易于積聚冷空氣,受害重于崗地和坡地,受凍害小麥一般減產5%~30%,重者減產50%以上。
2.小麥植株的受害特點
小麥冬季凍害常表現出明顯的春性品種重于冬性品種的特點,而春季凍害這個特點則隨著春化階段完成的時間推移逐步淡化,光照階段完成以后,無論冬性品種或春性品種,其抗寒性則逐漸趨于一致,均可一樣形成凍害,就同一株麥苗而言,其上部新生葉片首先受害發生干枯,隨著凍害嚴重程度的增加,繼而小分蘗、大分蘗、主莖幼穗依次受害,直至整株枯死。
五、小麥春季凍害的預防和補救
小麥春季凍害的預防,除選用抗寒品種、培育壯苗增強抗凍能力外,在管理措施上,根據氣象部門所做的寒潮降溫預報,在寒潮到來之前突擊澆水,增加地面熱,改善田間小氣候,能夠有效地預防小麥凍害發生。柴草熏煙是我國農民常用的預防霜凍措施,但會造成大氣污染。目前使用較多的是化學煙幕劑,價格便宜,效果良好,煙幕覆蓋區葉面溫度可提高1℃~2℃。經在會盟鎮馬莊村進行數次試驗,以20%瀝青、5%柴油、42%鋸末、33%硝酸銨配制成簡易“防霜彈”,施用時間以葉面溫度1℃時為好,并由村或組統一組織燃放,以保證煙幕質量。
麥田遭受春季凍害后,不要輕易放棄,即使主莖幼穗凍死,只要分蘗節存活,及時進行澆水追肥、中耕除草,加強管理,仍然可以獲得較好的收成。
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(作者單位:孟津縣氣象局)