豫南地區氣候條件變化對大麥品質及生長發育的影響

郜戰寧 王樹杰 楊正生 馮 輝 劉付領 薛正剛

（駐馬店市農業科學院，河南駐馬店463000）

豫南地區氣候條件變化對大麥品質及生長發育的影響

郜戰寧 王樹杰 楊正生 馮 輝 劉付領 薛正剛

（駐馬店市農業科學院，河南駐馬店463000）

通過對大麥生育期間當地月平均氣溫，月積累降水量及月積累日照時數的調查觀測，綜合分析當地氣侯條件的變化對大麥品質及生長發育產生的影響，為今后篩選出綜合性狀優良的大麥新品種，提高品種適應性提供依據。

大麥；氣溫；降水量；日照時數；品質；生長發育；影響

河南省作為我國大麥主產區之一，大麥生產已有悠久的歷史。作為我國啤酒大麥主要生產基地之一，河南省的啤酒大麥生產已初步邁上了產業化的道路。近幾年，隨著一些新品種的育成及推廣，大麥品質水平不斷提高。特別是開展大麥產業體系建設以來，駐馬店市大麥綜合試驗站先后育成駐大麥5號、駐大麥6號、駐大麥7號等大麥新品種。目前，豫南地區雖然形成了大麥生產基地，但受各種制約因素限制，發展空間仍然很小。為促進畜禽養殖業和啤酒釀造工業的不斷發展，滿足農業種植結構不斷調整的需求［2］，探討該區氣候條件對大麥生長發育的影響，本研究特提出豫南地區溫度、光照和水份等生態因子的變化及其對大麥生長發育的影響，以便篩選出適合在該地區種植的高產優質大麥新品種，為今后河南省大麥產業的發展提供科學依據。

1 材料與方法

本實驗參試品種（系）5個，分別為駐大麥3號，駐大麥5號，駐大麥7號，駐99024和駐20057－9。試驗小區長6 m，寬2.5 m，9行區，行距25㎝，區間距30 cm，3次重復，隨機排列，試驗區兩邊各留保護行0.5 m。

本試驗設在駐馬店市農業科學院大麥試驗站，前茬為大豆，試驗地四周均有排水溝，其南北兩側均有小路，西面為防護林帶，東面則與小麥相鄰。試驗地采取統一機械耕作，統一機播化肥，統一（同一日期）播種。試驗地基肥按N∶P∶K為1∶1∶1的比例統一施肥。2011年10月25日播種，12月中旬化學除草一遍，第二年3月上旬中耕保墑一次，4月上旬化學噴藥防病治蟲一次，5月20日統一收獲。

2 結果與分析

2.1 豫南地區氣候條件對大麥品質的影響

豫南地區屬亞熱帶向暖溫帶過渡地帶，一年四季區分明顯，熱量資源豐富，光照比較充足，屬于大陸性季風氣候［3］。

啤酒大麥的品質不僅與遺傳有關，而且與種植過程中的群體密度、施肥、澆水等栽培技術有關，其對自然條件的要求主要歸因于海拔、溫度、日照、降水、土壤等條件［1］。大量資料研究表明，籽粒蛋白質含量對栽培措施和環境的反應十分敏感［4］。氣候條件，施氮量、倒伏程度、籽粒灌漿程度等因素對其影響也是不容忽視的［5，6］。根據有關遺傳力測算的資料，大麥籽粒的遺傳因素約占20％，環境對大麥籽粒蛋白質含量的影響高達80％［7］。據研究，0℃以上天數的日照時數越長，日平均氣溫越高，大麥生育期則相對越短［1］。大麥籽粒蛋白質含量和千粒重兩個性狀除與品種自身的遺傳背景有關外，還與當地的氣候條件有很大關系［1］。以往研究表明，大麥籽粒蛋白質含量與大氣濕度及降雨量呈負相關，與溫度及光照呈正相關。大麥生育期間空氣相對濕度大，降雨量多，則大麥籽粒蛋白質含量低，而光照時間長，溫度高，晝夜溫差大則有利于蛋白質的積累，使大麥籽粒蛋白質含量增多［1］。

2.1.1 參試品種的主要品質性狀。蛋白質含量是檢驗啤酒大麥品質的一項重要指標，啤酒大麥要求蛋白質含量以8％～12％為宜，含量過高，影響啤酒的口感風味和品質，含量過低，則相對發酵不良［1，8］。啤酒大麥不僅對籽粒蛋白質含量要求嚴格，而且對千粒重也有一定的要求。一般要求二棱啤酒大麥籽粒千粒重達到42 g以上，而六棱啤酒大麥籽粒千粒重應達40 g以上，大麥種子要求水分含量小于等于13％，發芽率在90％以上。還要求大麥籽粒均勻一致，過篩率高［1，8］。從表1結果可以看出：5個參試品種（品系）水分含量均小于13％，過篩率，發芽率及發芽勢均達到國家標準。其中駐99024、駐20057－9、駐大麥3號、駐大麥5號和駐大麥7號等5個啤酒大麥品種（品系）千粒重和蛋白質含量均達到國家一級標準。

表1 參試品種（品系）的主要品質性狀

2.1.2 大麥生育期間月平均氣溫的變化。從氣象觀測資料（圖1）可以看出，當地大麥生育期間氣溫變化大致呈高－低－高的趨勢，當地月平均氣溫從10月份大麥播種時的18℃左右，隨后降低，直到1月份氣溫降到最低，而后又開始逐漸上升，到4、5月份大麥成熟時達到高峰。與常年相比，今年月平均氣溫的變化存在一定的特殊性，2月至4月份，月平均氣溫上升趨勢明顯，4月份升至最高為23℃，隨后略有下降，到5月大麥成熟時月平均氣溫仍低于4月份。觀測表明，在大麥生育期間，尤其是4、5月份，大麥正處于灌漿期，呈現氣溫不穩定的現象，這對啤酒大麥后期生育，特別是品質（蛋白質含量）造成了一定影響。

圖1 大麥生育期降月平均氣溫的變化

2.1.3 大麥生育期間月積累降水量的變化。從圖2可以看出：當年月積累降雨量的變化為10月到11月（大麥播種后）為上升趨勢，11月達到最高為132.5 mm，11月到2月為下降趨勢，2月降到最低，僅為3.1 mm，而后開始上升，3月到4月又略有下降，4月到5月（大麥中后期）一直處于上升階段。常年月積累降雨量的變化趨勢為10月大麥播種時降雨偏多，而后開始下降，12月降至最低，而后呈上升趨勢，5月升至最高峰為84.3 mm。觀測表明，在大麥生育期間，特別是生育后期（3月到5月份），氣溫逐漸升高，降雨量也逐漸增多，而此時大麥正處于灌漿期，高溫高濕不僅影響產量，還嚴重影響大麥品質，使其產量下降，粒色變暗，外觀品質降低。

圖2 大麥生育期間月降水量的變化

2.1.4 大麥生育期間月積累日照時數的變化。氣象觀測資料表明：大麥生育期間，當地月積累日照時數（見圖3），與常年相比，2011年從10月份播種時至2012年2月份，日照時數較常年偏少，2月日照時數開始增加，3月繼續增加，4月份日照時數較常年偏少，5月份最多。調查結果表明，本年度日照時數相對較少，與常年相比少了101.6 h，較上一季大麥生長季少289.4 h，光照不太充足，不僅影響大麥籽粒外觀色澤，使大麥熟相變差，還影響籽粒蛋白質含量。

5個參試品種（品系）籽粒蛋白質含量均達到國家一級標準，這與本年度光照條件有很大關系，5個參試品種其蛋白質含量相對偏低，與本年度光照條件相對不足有關。相關研究表明，大麥籽粒蛋白質含量與全生育期的日照時數呈正相關［27］。此外，光照不足，植株光合利用率低，影響植株源庫之間的光合產物供應，使大麥籽粒灌漿受限，導致籽粒千粒重降低。因此，5個參試品種（系）中除了駐大麥7號千粒重較高以外，其余幾個品種籽粒千粒重均未達到國家優級標準，這與當地日照時數較低有關。

總之，5個參試品種（品系）在豫南地區的各項品質性狀指標能達到國家一級標準，說明這些品種（品系）能適應豫南地區的生態條件，而參試品種（品系）的各項品質性狀未達到國家優級標準，說明當地氣候條件對參試品種（品系）的品質產生了一定影響。

圖3 大麥生育期間月積累日照時數的變化

表2 當年及常年氣象資料

2.2 當地氣候條件變化對大麥生長發育的影響

由表2可知：本年度，大麥生育期間，積溫較常年多，多了596.3℃，降雨量常年367.7 mm，本年度為335.3 mm，較常年少32.4 mm，日照時數1 110.6 h，與常年1 212.2 h相比少101.6 h，月平均氣溫明顯高于常年，常年月平均氣溫為9.76℃，本年度月平均氣溫為12.20℃，高出常年2.44℃。

10、11月份大麥播種后氣溫略高于常年，有利于大麥的苗期生長，但11月份降雨遠遠高于常年，造成了低洼的地方積水，抑制了根系的發育，不利于大麥分蘗。2011年12月至2012年2月份氣溫普遍較常年稍低，抑制了播種群體大的麥苗旺長，使大麥的返青拔節期推遲。越冬期的持續低溫及較少的降雨造成大麥越冬期生長量不足，但對部分春性大麥品種起到抑制和控旺長的作用。2月至3月中旬的少雨，抑制了春季無效分蘗，促進大麥多成穗、成大穗，為中后期大麥成穗多奠定了基礎；4、5月份的降水量遠遠低于常年，常年降雨量為142.5 mm，而今年降雨量為83.1 mm，雨水偏少，光照不足，影響大麥的孕穗和中后期的灌漿。5月份月平均氣溫較常年低，對大麥的灌漿成熟造成了一定的影響，使大麥灌漿速度慢，灌漿不充分，中后期部分大麥根系活力差，早衰較為明顯，且倒伏較多，籽粒不飽滿。

3 結論與討論

3.1 關于氣候條件對大麥品質的影響

豫南地區本年度大麥生育期間，特別是生育后期（3月到5月份），氣溫逐漸升高，降雨量也逐漸增多，而此時大麥正處于灌漿期，高溫高濕對大麥后期生育造成一定影響。

大麥生育期間，當地月積累日照時數（見圖3）最高出現在5月份，為215.2 h，最低在11月份，為75.6 h。試驗結果表明，本年度日照時數相對較少，光照不太充足，不僅影響大麥籽粒外觀色澤，使大麥熟相變差，還影響籽粒蛋白質含量。

在品質表現中，5個參試品種（品系）水分含量均小于13％，過篩率，發芽率及發芽勢均達到國家標準。駐99024、駐20057－9、駐大麥3號、駐大麥5號和駐大麥7號5個啤酒大麥品種千粒重及蛋白質含量均達到國家一級標準，這與當地氣候條件有關；根據當地的自然氣候條件，在大麥生育中后期，溫度逐漸升高，降雨量也逐漸增多，光照相應較少，而此時大麥正處于灌漿期，有利于籽粒蛋白質含量的積累，幾個參試品種（品系）蛋白質含量均能達到國家標準。該結果與劉建華［1］指出：“大麥籽粒蛋白質含量與抽穗至成熟期的積溫呈正相關，與抽穗至成熟期的降雨量呈負相關，與全生育期的日照時數呈正相關”相一致。與胡單［9］研究的：“大麥籽粒蛋白質含量與開花成熟期日平均氣溫和平均日照時數呈正相關”相一致。與靳正忠［4］研究的：“大麥籽粒蛋白質含量與生育后期的日平均氣溫、月平均日照呈顯著正相關，與月降雨量及大氣濕度呈顯著負相關”相一致［1］。與吳曉明等［10］研究的：“大麥籽粒在光照時間長、輻射強度大、降雨量少、相對濕度低的條件下生長，其蛋白質含量高，相反，則蛋白質含量低”相一致。

3.2 關于氣候條件對大麥生長發育的影響

氣象觀測表明：在大麥生育期內，氣溫隨著生育期的推移總體呈上升趨勢［1］，降水及日照也有所上升。氣象因子對大麥生長發育的影響主要表現在：大麥播種后降溫早，冬季大麥生長量較小，群體較少，且弱苗量大，根生長量少。后期降水量少，大麥返青拔節兩極分化不明顯，使小分蘗成穗，導致大麥成穗偏多；4、5月份光照不足，使大麥灌漿期延長，成熟期推遲。

［1］劉建華.隴中丘陵溝壑區不同啤酒大麥品種生態適應性研究［C］.甘肅農業大學碩士學位論文，2006：1－36

［2］郜戰寧，段翠平，王樹杰，等.不同大麥品種在豫南地區的性狀表現研究［J］.大麥與谷類科學，2011（1）：21－23

［3］王樹杰，翟德昌，朱統泉，等.駐馬店市大麥生產現狀、存在問題及發展對策［J］.大麥科學，2003（4）：8－11

［4］靳正忠，齊軍倉，曹連莆，等.啤酒大麥籽粒蛋白質含量基因型與環境效應的研究進展［J］.大麥科學，2004（2）：9－13

［5］張秋英，陳劍鋒，葉月華.不同施肥量對大麥苗產量和品質的影響［J］.大麥科學，2008（4）：1－3

［6］王禮焦，徐大勇.啤酒大麥品種資源釀造品質特性鑒定結果及評價［J］.大麥科學，1999（3）：14－18

［7］孫軍利，董桂民，楊萬勇.環境條件對啤酒大麥品質的影響［J］.大麥科學，2003（2）：29－30

［8］劉志萍.啤麥－啤飼兼用型大麥綜合指標評價及利用［C］.內蒙古農業大學碩士學位論文，2005：11

［9］胡單.啤酒大麥冠層溫度分異現象及其生理特性的研究［C］.西北農林科技大學碩士學位論文，2008：1－10

［10］吳曉明，陳錦新，吳桂玉.啤酒大麥品種的蛋白質含量和環境變異研究［J］.大麥科學，2004（1）：27－29

2013－02－22

郜戰寧（1979－），女，助理研究員，主要從事大麥育種及栽培技術研究。