固原市冬季氣候條件對冬小麥越冬的影響分析及防御對策

常耀軍　王桂芳

摘要 為探索冬季氣候因素對冬小麥安全越冬影響及冬小麥越冬死苗的原因，尋求保苗措施和防御對策，對固原市近30年冬小麥觀測調(diào)查資料和多個冬小麥品種死苗原因進(jìn)行對比分析，探索冬小麥越冬氣象條件和越冬死苗的主要原因，并提出一些可行性防御措施。

關(guān)鍵詞 冬季氣候；冬小麥越冬；影響；防御對策；寧夏固原

中圖分類號 S162.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）03-0177-02

Abstract To explore the effect of winter climate factors on winter wheat overwintering and the causes of winter wheat seedling death，seek survival measures and countermeasures at the same time，we analyzed the survey data of winter wheat and seedling death reasons of several winter wheat varieties in Guyuan City during recent 30 years.So that the meteorological conditions and main reasons of winter wheat seedling death during overwintering were explored. Then some countermeasures were put forward.

Key words winter climate；winter wheat overwintering；effect；countermeasure；Guyuan Ningxia

冬小麥?zhǔn)枪淘兄饕Z食作物之一。長期以來，由于多變的氣候因素的影響，加之優(yōu)良的耕作栽培措施跟不上，往往導(dǎo)致越冬保苗率低、死苗嚴(yán)重，給冬小麥生產(chǎn)造成極大損失。通過多年的觀測調(diào)查分析研究，對固原市冬小麥越冬死苗原因進(jìn)行了初步探討分析，并提出了相應(yīng)的栽培措施和田間管理防御措施，對本地區(qū)冬小麥種植生產(chǎn)過程中越冬保苗具有一定的指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1 冬小麥種植情況及影響安全越冬的不利因素

固原市地處黃土高原邊緣，屬干旱、半干旱區(qū)，全年氣候冷涼多變，冬季低溫寒冷，少積雪覆蓋。由于氣候差異，冬小麥種植區(qū)主要分布在固原市中南部和東部地區(qū)，即六盤山兩側(cè)陰濕區(qū)的隆德縣、涇源縣和東部的彭陽縣，西吉縣、原州區(qū)均有種植，但面積小。冬小麥在9月下旬至10月上旬播種，11月下旬初進(jìn)入越冬期，翌年3月中旬返青，越冬休眠期約110 d，6月下旬至7月中旬成熟收獲，全生育期280～300 d，屬北方晚熟冬麥區(qū)。據(jù)調(diào)查，全市每年播種面積33 333.3～66 666.7 hm2，是寧夏主要冬小麥產(chǎn)區(qū)之一。近年來，由于注重利用高品種，適當(dāng)增加土地投入，提高栽培技術(shù)水平，冬小麥產(chǎn)量有了較大幅度的提高，初步改變了品種老化、產(chǎn)量較低的局面。但在品種使用上，過多重視高產(chǎn)品種的使用，忽視了品種的抗逆性，對越冬保苗這個長期困擾冬小麥生產(chǎn)的關(guān)鍵問題沒有引起足夠的重視，如遇播前缺墑、冬季低溫持續(xù)干旱、返青期春寒降雪的特殊氣候年，將出現(xiàn)大面積、大范圍嚴(yán)重的越冬死苗，給冬小麥生產(chǎn)造成極大的損失。如1994年春，寧南冬麥產(chǎn)區(qū)普遍出現(xiàn)不同程度的越冬死苗。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全市越冬死苗面積約23 333.3 hm2，占35%，彭陽縣冬小麥死苗最為嚴(yán)重，受害面積高達(dá)11 800.0 hm2，翻拆面積6 266.7 hm2，分別占冬小麥播種面積的40.0%和20.9%。

2 越冬死苗的類型和氣候特點(diǎn)

從大面積越冬調(diào)查資料看，造成冬小麥死苗的氣象因素主要為缺墑干旱低溫、春雪低溫返凍幾種氣候類型。

以固原開城鎮(zhèn)小馬莊點(diǎn)1989—1990年、1990—1991年、1992—1993年正常越冬年度的各主要?dú)庀笠仄骄蹬c越冬死苗嚴(yán)重的1991—1992年、1993—1994年2年度相應(yīng)的氣象要素相比較，可明顯看出，越冬殘苗主要有缺墑干旱低溫和春寒降雪返凍2種類型（表1）。

2.1 缺墑干旱低溫型死苗

秋季干旱土壤缺墑，播前0～20 cm土壤水分在12%以下，播后至翌年3月中旬返青持續(xù)干旱低溫，其特點(diǎn)是秋旱為主的波及冬、春2季，且冬季嚴(yán)寒低溫[1]。典型代表年份是1991—1992年，該年度9月0～20 cm土壤水分為8.7%，僅為常年土壤平均含水量的55.9%，9月播種后到翌年3月中旬返青前降水74.2 mm，為常年平均值的44.3%，越冬期負(fù)積溫-565 ℃，比常年低96 ℃，如從11月20日冬小麥進(jìn)入越冬到翌年3月上旬開始返青計(jì)，相當(dāng)于越冬期日平均氣溫比常年約低-0.9 ℃。冬小麥主要表現(xiàn)為出苗不齊，幼苗生長弱，分蘗少或無分蘗，冬前保苗率僅48.6%，越冬期持續(xù)干旱低溫，造成固原全市1992年冬麥大面積死苗，翻拆補(bǔ)種。

2.2 春雪低溫返凍型死苗

2月中下旬氣溫回升較快，土壤處于凍融交替狀態(tài)，冬小麥分蘗節(jié)開始萌動，到3月上旬土壤0～10 cm基本解凍，冬小麥很快進(jìn)入返青初期，出現(xiàn)20 mm左右降雪過程并伴隨氣溫急劇下降，滲入土壤0～10 cm的雪水和地上冰雪重新封凍，且持續(xù)到3月中旬再次出現(xiàn)降溫天氣，使返青初期的冬小麥在長時(shí)間處于嚴(yán)寒凍害和根系缺氧條件下受害死亡[2]，當(dāng)?shù)厝罕姲堰@種死苗稱為“春雪咬死”。其典型代表年份是1994年春2月下旬至3月上旬降雪17.9 mm，是常年平均降雪量（6.5 mm）的1.8倍，3月10—20日旬平均氣溫0.4 ℃，比歷年偏低1.1 ℃，并出現(xiàn)近10年少見的極端最低達(dá)-14.1 ℃嚴(yán)寒天氣，旬積溫僅4.0 ℃左右，低于常年同期平均值42.3 ℃。造成死苗的主要原因是冬小麥返青初期抗寒能力降低，根際以下土層尚未完全解凍，雪水滲入冬小麥根際后，形成根際積水，在低溫嚴(yán)寒條件下，解凍土壤重新封凍，根系分蘗節(jié)細(xì)胞組織遭受凍害，無氧呼吸[3-4]使能量代謝惡化，貯量耗盡根系腐爛變黑，窒息而死。從陽山坡氣溫較高，春季積雪較少死苗率低，川臺、塬積雪較多，陰坡地氣溫低死苗率較高的情況下，足以說明2月下旬至3月上旬降雪低溫是造成死苗的主要?dú)庀笠蛩刂弧?

3 品種特性及抗逆能力對越冬的影響

固原市冬麥區(qū)秋播后降溫快，冬季氣候寒冷，負(fù)積溫 -500 ℃以上，1月平均氣溫-8.0 ℃，冬季積雪稀少，土地裸露，缺乏雪層覆蓋。冬小麥從11月中旬停止生長進(jìn)入越冬期到翌年3月中旬返青，長達(dá)110 d左右，春季氣溫極不穩(wěn)定，易出現(xiàn)寒流返凍天氣，具有抗逆能力較強(qiáng)的強(qiáng)冬性品種才能安全越冬；冬性品種視不同年份越冬性差異很大，從1994年彭陽縣姚河冬小麥試驗(yàn)點(diǎn)資料分析表明，不同類型和不同來源的品種均不同程度的出現(xiàn)越冬死苗問題，但品種間越冬能力差異很大（表2）。

在相同條件下，越冬率差異主要是由品種特性決定的，從調(diào)查情況看，地方品種和甘肅慶陽、西峰等地引進(jìn)的品種越冬率均在85%以上；從北京、太原、忻州等地引進(jìn)的品種，越冬率在70%以上；從天水、平?jīng)觥⑿陆r(nóng)科院、濟(jì)南引進(jìn)的品種，越冬率30%～50%；甘肅臨洮、陜西咸陽引進(jìn)的品種（系）冬前麥苗生長過旺、發(fā)育較快，抗寒能力差，返青前全部凍死，很難越冬。

從正常越冬的1989—1990年、1990—1991年、1992—1993年不同類型的品種越冬率看，陜西咸陽、甘肅臨洮等地引進(jìn)的品種越冬性差，難以越冬。山東濟(jì)南、新疆農(nóng)科院、甘肅天水等地引進(jìn)的品種越冬較低，通過調(diào)節(jié)播期，加強(qiáng)管理，可作為育種材料進(jìn)行間接利用。北京、太原、忻州、慶陽、西峰、平?jīng)觥㈤L武等地引進(jìn)的品種都能安全越冬，通過引種試驗(yàn)繁殖可以直接利用。

4 冬小麥越冬低溫凍害的機(jī)理分析

從缺墑干旱低溫型死苗和春雪低溫返凍型死苗的生物學(xué)原理分析，當(dāng)外界氣溫下降至0 ℃以下時(shí)，小麥組織內(nèi)因保護(hù)物質(zhì)的存在，細(xì)胞液不會立即結(jié)冰，當(dāng)溫度繼續(xù)下降后，造成細(xì)胞原生質(zhì)脫水，在胞間或在原生質(zhì)體與細(xì)胞壁之間結(jié)冰，則發(fā)生冰質(zhì)壁分離，水分以過冷卻形式存在。持續(xù)劇烈降溫，反復(fù)凍融或伴隨大風(fēng)、干旱等，引起細(xì)胞的一系列損傷或死亡。缺墑干旱低溫是造成冬小麥體內(nèi)細(xì)胞過度脫水遭受干害死亡，春雪低溫返凍型死苗是造成根系缺氧或細(xì)胞間結(jié)冰體積增大機(jī)械損傷死亡。在冬小麥植株的不同部位，以次生根抗凍能力最弱，莖生長點(diǎn)和老葉次之，功能葉片較強(qiáng)，尤以功能葉片葉鞘最強(qiáng)。莖生長點(diǎn)受傷害導(dǎo)致分蘗死亡，但其他莖仍可生長。根系死亡則嚴(yán)重影響整個麥苗的返青生長，但仍有可能長出新根恢復(fù)生長。如果分蘗節(jié)一旦死亡，即使還有部分新葉、新鞘存活，但由于與土壤水分養(yǎng)分的聯(lián)系切斷，整個植株隨即死亡。因此，國內(nèi)外大多以小麥分蘗節(jié)臨界致死溫度（LD50）作為小麥凍害的生理指標(biāo)，同時(shí)也是品種抗凍能力的標(biāo)志。

5 結(jié)論

（1）據(jù)研究，負(fù)積溫在-400 ℃以上的地區(qū)，對冬小麥安全越冬就會造成不利影響，固原冬麥區(qū)負(fù)積溫在-400～800 ℃之間，冬小麥越冬期長，冬季干旱、氣候嚴(yán)寒、旱象出現(xiàn)頻率高，易出現(xiàn)秋冬春連旱，嚴(yán)寒和干旱構(gòu)成了固原冬麥區(qū)兩大災(zāi)害性氣象因素，是造成冬小麥越冬死苗的主要?dú)庀鬄?zāi)害。

（2）固原冬麥區(qū)春季氣候變化極不穩(wěn)定，氣溫升降急驟，變幅較大，尤以小麥返青初期氣溫回升較快，土表10 cm以內(nèi)已解凍，冬小麥分蘗節(jié)開始萌動，抗寒能力減弱，如出現(xiàn)20 mm左右連續(xù)降雪過程，下滲雪水積于冬小麥根際，氣溫下降使地上冰雪覆蓋，地表返凍，冬小麥在積水、低溫甚至凍結(jié)的環(huán)境下，分蘗節(jié)活力減弱，根際腐爛變黑死亡，春寒降雪是造成春季死苗的又一氣象災(zāi)害。

（3）從嚴(yán)寒低溫、干旱、春寒降雪造成冬小麥死苗的氣象因素發(fā)生頻率來看，低溫嚴(yán)寒年變幅較小，其次是干旱、春雪低溫年變幅最大。從品種使用上，首先必須利用抗寒性強(qiáng)的強(qiáng)冬性或冬性品種，適時(shí)播種，提高播種質(zhì)量，培育冬前壯苗增強(qiáng)冬小麥抗寒能力，保證在正常年份安全越冬。

6 防御對策

6.1 選用抗旱品種，培肥地力，加強(qiáng)冬小麥越冬期管理

水澆地充分利用灌溉條件適時(shí)冬灌，改善土壤水分狀況，采用冬季保墑措施，盡量減少冬季干旱死苗。增施農(nóng)家肥，培肥地力，改善土壤結(jié)構(gòu)，深耕改土提高土壤理化性狀和下層含水量，促進(jìn)根系下扎，改善冬小麥根際環(huán)境，改善土壤變溫效應(yīng)，以抵御春寒降雪給返青初期冬小麥根際造成積水缺氧的不良環(huán)境，防止分蘗節(jié)窒息死亡。

6.2 創(chuàng)造小麥適合的越冬條件，合理布局冬小麥的生產(chǎn)分布

從小麥凍害產(chǎn)生的原因來看，凍害的發(fā)生是由于越冬的氣候生態(tài)條件超出了小麥的抗寒能力而引起的。就各個易遭受凍害的麥區(qū)而言，創(chuàng)造小麥適合的越冬條件，合理布局冬小麥的生產(chǎn)分布，注重冬小麥品性是否與栽培地越冬生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)，改善農(nóng)田小氣候，使微觀生存環(huán)境的生態(tài)條件適應(yīng)小麥安全越冬的要求，提高小麥本身的抗寒性，使之能耐受不利的生態(tài)條件。

總之，造成冬小麥凍害死亡的原因是多方面的，不僅決定于氣候條件，更與品種和栽培措施有很大關(guān)系。因此，減輕或防御凍害的發(fā)生應(yīng)綜合應(yīng)用各種措施，避免不利條件的發(fā)生給小麥越冬帶來凍害。

7 參考文獻(xiàn)

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