北疆氣候變化對冬春小麥產量的影響

何亮

摘要：北疆地區以種植冬、春小麥為主。氣候變暖后小麥干物質與株高沒有發生過大變化，穗部干物質的實際分配比例、千粒質量以及穗粒數等均呈現下降趨勢。由此表明，氣候變暖會使小麥功能葉片提前衰老，光合產物將無法大量輸送到穗部，春、冬小麥的產量將會降低。希望該次研究能為調整北疆地區冬春小麥種植技術提供借鑒。

關鍵詞：氣候變化;冬春小麥;產量;影響;北疆

何 亮. 北疆氣候變化對冬春小麥產量的影響[J]. 農業工程技術，2020，40（23）：94+96.

本文通過試驗研究了北疆氣溫變化對小麥產量造成的影響。試驗一共設置不增溫、夜間12 h增溫和全天24 h增溫3個階段。田間裝置主要包括增溫系統和支架，把遠紅外加熱管安裝在三腳架上邊，并通過對支架高度進行調整，保證增溫管與小麥冠層高度間保持35-45 cm的距離。每個小區域的面積為12 m3，隨機設計區組，通常需要重復3次，相鄰的小區域間應該保持0.5 m的距離。每個小區域中設有2個增溫管，增溫處理應該在小麥起身到收獲階段。具體試驗情況見下文。

一、北疆地區冬、春小麥種植情況

1、北疆地區的基本情況

北疆地區屬于溫帶大陸性氣候，被定期研究地區的年平均氣溫為5.5℃，1月份的平均氣溫為-18.9℃，最低氣溫可達到-37.3℃，7月份的平均氣溫為22.6℃，最高溫度可達到39℃。年平均濕度為60%，從4月下旬開始進入無霜期，到10月上旬為止，年均無霜期為153天。試驗區前茬種植的是春小麥，土層0-20 cm位置有機質的實際含量是15.156 g/kg，速效鉀的含量是352 g/kg，速效磷的含量是7.2 g/kg，總氮的含量是0.934 g/kg，pH值是8.7。

2、北疆地區冬、春小麥種植情況

新疆小麥的種植面積占據糧食作物總種植面積的40%-60%，小麥生產影響著新疆地區的糧食安全。塔城市春季氣溫表現出上升趨勢，而且開春期越來越早，因此春小麥適合早種，這樣小麥乳熟期以及灌漿期都會延長，有利于增產。薛麗華等人[1]統計分析最近幾年的氣象觀測資料發現冬小麥適合晚播種，這樣可以使小麥產量提升。

二、氣溫變化對冬、春小麥產量造成的影響

1、氣溫變化對小麥株高造成的影響

氣溫變化不會對小麥株高造成太大影響。在孕穗期以及抽穗期，夜間12 h增溫會使小麥株高降低;全天24 h增溫會使小麥株高增加，但沒有明顯作用。其他時期不管是夜間12 h增溫處理，還是全天24 h增溫處理，株高差異都不是非常明顯。

2、氣溫變化對小麥綠葉面積造成的影響

氣溫變化會對小麥綠葉面積造成一定影響，但不同時期影響程度不同。與不增溫進行比較，小麥開花之前全天24 h增溫和夜間12 h增溫都會使小麥綠葉面積增加;孕穗期全天24 h增溫，小麥綠葉面積增加較為明顯;抽穗期夜間12 h增溫，小麥綠葉面積會快速增加;開花時期全天24 h增溫和夜間12 h增溫，小麥綠葉面積的增加無明顯差異。由此表明，增溫處理后小麥綠葉面積低于不增溫處理，其中24 h增溫處理降低較為明顯。

從整體分析，小麥孕穗期到成熟期，不論哪種處理方式，小麥綠葉面積都是先升后降，抽穗期進行增溫處理可以使小麥綠葉面積達到最大，灌漿期不增溫處理小麥綠葉面積最大。因此，雖然增溫能夠使小麥葉片早期快速發育，但小麥開花后期葉片功能將會減退。

3、氣溫變化對小麥干物質的分配與積累造成的影響

春、冬小麥在成熟以后干物質的積累量在各個處理期間差異并不明顯，但與不增溫進行比較，全天24 h升溫處理，小麥穗部積累的干物質總量明顯降低，小麥葉片中積累的干物質量明顯升高;夜間24 h升溫處理，小麥所有器官中積累的干物質總量沒有明顯變化。

增溫會影響小麥干物質的實際分配比：對小麥葉片當中的干物質實際分配比造成的影響不顯著;對小麥莖鞘中的干物質的實際分配比有增加的影響;對小麥穗部干物質的實際分配比有降低的影響，其中全天24 h升溫處理效應非常明顯。由此可知，升溫可以使干物質分配到各個營養器官，而光合作用卻無法向收獲器官輸送產物。

4、氣溫變化對小麥光合特性的影響

小麥在灌漿期間，氣孔導度以及葉凈光合速率等一直表現為下降趨勢;胞間濃度表現出上升趨勢;蒸騰速度先上升再下降。由此可知，增溫會影響到上述4個指標發生變化[2]。

5、氣溫變化對小麥構成以及產量造成的影響

氣溫變化對小麥構成以及產量的影響結果詳見表1。增溫和不增溫進行比較，雖然增溫會使小麥的千粒質量以及穗粒數降低，但是卻沒有較為明顯的差異;全天24 h增溫處理和夜間12 h增溫處理會使小麥穗粒數減少;全天24 h增溫處理會使小麥產量降低1.7%;夜間12 h增溫處理會使小麥產量降低18.9%，其中夜間12 h增溫處理與不增溫處理間存在較大差異。因此，夜間增溫致使小麥產量降低的主要原因是穗粒數降低。

三、討論

此次研究主要運用紅外增溫系統模擬田間增溫，研究結果表明，全天24 h增溫處理以及夜間12 h增溫處理可以使麥田耕層增加5 cm，還能使植株冠層與地表溫度有所提升。增溫面積高達4 m3，與原位觀察、土壤樣品采集和田間植株等地相關需求相符。在對增溫過程進行模擬時，系統運行功率沒有任何變化，增溫情況在小麥生育時期比較穩定，能夠滿足田間增溫試驗需求。

株高會對小麥產量造成嚴重影響。株高較大則光能接貨力會非常高，同時冠層的透光率會增加，下層葉片獲得的光照率也會增加，進而加快光合作用。因此，光合產物的轉運以及積累都會增加，從而促使小麥產量提高。試驗表明，增溫會影響小麥株高，但影響不大。馬一峰等人研究表示，夜間增溫會使小麥株高降低，因為夜間增溫縮短了小麥生育期。研究結果間存在的此種差異多數是因為試驗材料不同[3]。

小麥葉片面積會影響作物冠層的生長速度以及光能利用率，溫度對小麥葉面積影響非常大，日平均溫度和小麥葉面積間關系可運用線性函數表示。研究發現，增溫后小麥開花前的葉面積會提高，而開花后小麥葉面積會降低。所以，增溫會使小麥功能葉片提前衰老，影響小麥干物質積累，進而使小麥產量降低。

此次試驗發現，增溫致使小麥減產是因為群體數量發生改變。夜間增溫處理能夠使小麥呼吸消耗增加，阻止植株生長，株高降低，穗部干物質分配比以及積累量都減少，對穗部發育造成嚴重影響，有效穗數變少，進而降低小麥產量。全天增溫處理雖然也會增加小麥的呼吸消耗，但能夠使小麥加快分蘗，穗數有效增加;然而在后期不斷升溫的過程中，小麥功能葉片會快速衰老，葉面積快速降低，光合產物無法快速輸送到穗部，所以小麥產量會相應降低。本次研究結果和前人的研究一致。

四、結語

綜上所述，升溫對小麥干物質以及株高的影響并不大，但對于穗部干物質、穗粒數、千粒質量等會造成較大影響。希望北疆地區的研究人員將此作為依據，合理地對小麥栽培技術進行改良，提升小麥產量，促進當地經濟快速發展。

參考文獻

[1] 薛麗華，王 銅，李 磊，等. 北疆超晚冬播小麥高產生育規律及干物質積累研究[J]. 干旱地區農業研究，2019，37（6）：153-159+165.

[2] 張長清，趙俊峰. 淺談冬小麥冬前麥苗發黃的原因及防治技術措施[J]. 種業導刊，2019（12）：30.

[3] 董優芳. 冬小麥合理栽培管理技術[J]. 河南農業，2019（31）：40.