渭南小麥冬前分蘗期氣候變化及應對分析

范濤 翟丙年

摘要 利用渭南市55年氣象資料，分析了小麥冬前分蘗期平均溫度、日照時數，降水量變化特征。結果表明多年來小麥冬前分蘗期降雨量變化趨勢不明顯，平均氣溫顯著上升，趨勢變化率為0.305℃/10 a;日照時數減少趨勢明顯，每10年減少12.6 h。針對小麥冬前分蘗期日照偏少導致小麥分蘗減少的情況提出了應對措施。

關鍵詞 小麥;冬前分蘗;氣候變化

中圖分類號：S162.53 文獻標識碼：A 文章編號：2095–3305（2021）05–0101–03

近年來，隨著全球氣候變暖，渭南市小氣候以特有的改變作出響應，并已經影響到農業生產。蔡劍等[1]通過研究得出，在氣候變暖的背景下，溫度、光照、降水和CO2濃度等因素復雜的變化對冬小麥生長發育會產生復雜的不確定性影響。在栽培技術模式化的前提下，形成小麥產量差異的主要原因是小麥生長期間的氣象要素的變化。小麥產量構成因素為穗數、穗粒數和千粒重，孫本普等[2]研究分析不同年份冬小麥的產量構成因素和產量之間的關系，認為穗數是構成產量的主導因素。張明益[3]通過試驗研究也得出要提高小麥產量，必須采取措施，促使小麥早分蘗、多分蘗，提高有效穗。因此，要想小麥豐產高產，就必須提高小麥有效穗數，關鍵在于提高分蘗數。渭南市是陜西省冬小麥主產區，多年來冬小麥穩定種植面積達28.7萬 hm2以上。由于渭南市地處陜西省東部，春季時間短，升溫快，冬小麥在返青后，很快進入拔節期，春季分蘗時間短，且分蘗很難成穗。渭南冬小麥穗數構成取決于冬前分蘗。通過統計渭南市小麥冬前分蘗期55年氣象資料，分析了小麥冬前分蘗期間氣候變化的影響情況，并提出了小麥豐產的應對措施[4]。

1 研究資料和方法

1.1 資料

根據渭南市氣象局農業氣象觀測站多年觀測資料統計得出，渭南市冬小麥播種時間為10月12日前后，出苗在10月20日前后，三葉期為10月30日，分蘗期集中在11月1日—12月20日。因此，采用渭南市氣象站（站號為57045）1971—2015年11月1日—12月20日日平均氣溫、日照時數、降水量等資料研究分析。

1.2 方法

1.2.1 氣候趨勢系數計算與檢驗 通過計算氣候趨勢系數，可以檢驗氣象要素隨時間變化的定量程度。氣候趨勢系數為n個時刻（年）的要素序列與自然為n個時刻（年）要素序列與自然數列1，2，3……，n的相關系數，見公式（1）：

（1）

公式（1）中，n為年數，xi是第i年要素，x為樣本均值， t=（n+1）/2。顯然，這個值為正（負）時表示該要素在計算的n年內有線性增（降）的趨勢。符合自由度為n-2的t分布，從而檢驗這種氣候趨勢是否有意義，還是一種隨機振動。

1.2.2 氣象要素氣候傾向率計算 氣象要素多年變化趨勢可以用該要素和對應的時間，利用回歸統計軟件，建立一元線性回歸方程：

xi=a+bti ?（i=1，2，3，…，n） ? ? ? ? ? （2）

公式（2）中，xi表示樣本量為n的某一個氣象要素，ti表示xi對應的時間，a為回歸常數，b為回歸系數。b的符號表示氣候變量的趨勢傾向幅度，當b>0（b<0）時，說明x隨著t的增加呈增多（減少）趨勢。b值反映了增減幅度，單位為某要素單位/10 a。公式（2）的含義是用一條合理的直線表示x與時間t之間的關系，因此可同時計算出x的自相關系數rxt，并通過檢驗rxt的顯著性判斷回歸系數b是否顯著。

2 小麥冬前分蘗期氣候條件變化特征分析

2.1 小麥冬前分蘗期平均溫度變化特征

近55年來渭南站小麥冬前分蘗期間（11月1日—12月20日），平均溫度為4.7℃，其中1967年最低為1.7℃，2010年最高為6.7℃，多年同期平均溫度變化極差為5.0℃。自1961年以來平均溫度呈上升趨勢，其趨勢變化率為0.305℃/10 a，趨勢系數為0.42，通過了α=0.001的顯著性檢驗（圖1）。

2.2 小麥冬前分蘗期光照變化特征

近55年渭南站冬小麥冬前分蘗期間，平均日照時數為229.6 h，自1961年以來，日照時數在106.4～328 h之間波動，其中最大值出現于1988年，最少值出現于1984年，日照時數極差達到221.6 h。從年代際變化來看，日照總體呈減少趨勢，60年代至70年代10年間中有3年日照少于常年平均值，80年代有5年少于常年平均值，90年代有8年少于常年平均值，21世紀00年代，日照明顯增加，但仍有5年少于平均值，然而進入21世紀10年代后，5年全部少于常年平均值，且偏少明顯。從圖2中也可以看出，小麥冬前分蘗期日照趨勢為每10年減少12.6 h，趨勢系數為-0.37，通過了α=0.01的顯著性檢驗（圖2）。

2.3 小麥冬前分蘗期降水變化特征

自1961年以來，渭南站小麥冬前分蘗期間降水量最多為1994年94.3 mm，最少僅為1 mm，分別出現于1988和1998年，變化極差為93.3 mm。近55年來變化趨勢不明顯，有增加的趨勢，趨勢系數為0.09，未通過顯著性檢驗，說明增加的趨勢不明顯（圖3）。

3 小麥冬前分蘗期氣候變化對分蘗的影響分析

渭南市冬小麥在正常播期條件下（10月12日前后）播種，到10月底恰好處于3葉期，小麥3葉期后胚乳提供的營養不能滿足生長發育的需求，因而需要通過葉片光合作用制造后期生長的營養物質，此時，光、溫、水，肥的合理配合對冬小麥分蘗和后期壯苗的形成非常重要。從以上對渭南市小麥冬前分蘗期間氣象觀測數據分析可知，近55年來全市降水變化不明顯，處于波動狀態，加上降水的短缺可以通過灌溉等手段給予補充，而小麥冬前分蘗期平均溫度一直呈明顯上升趨勢，溫度偏高直接導致積溫增加，有利于分蘗的形成，但同期日照呈現明顯下降趨勢，尤其是最近5年來持續偏少，比如2015年11月1日—12月20日，渭南市日照時數僅為122.7 h，較常年同期偏少100.6 h。其中11月4—7日、10—12日、15—24日、28—30日日照都為0 h。受陰雨和霧霾影響而產生的寡照天氣，嚴重阻礙處于分蘗期間的冬小麥的生長，盡管平均氣溫高于多年平均氣溫1.7℃，但冬前分蘗數明顯小于常年。全市平均冬前分蘗數和大蘗數分別為3.4、2.3個，較近5年平均值分別偏少0.6、0.2個，較上年分別偏少1.0、0.4個，麥田以二類苗居多，部分地方存在缺苗斷壟現象，盡管越冬后，氣象條件有利于小麥生長發育，但最終導致小麥單產較上一年度降低了-3.04%?？梢?，在小麥冬前分蘗期即使熱量條件豐富，水肥供應充足，日照不足對小麥分蘗數和產量會產生負面影響。因此，小麥冬前分蘗期日照時數對小麥分蘗期間的光合作用產生明顯的影響，甚至直接成為影響小麥冬前分蘗的限制因子。

4 對策

（1）積極應對氣候因素的變化，科學培育和改進小麥品種。選用分蘗力較強、單株生產力高、大穗大粒、株型緊湊、光合能力強、抗病抗逆性強的偏春性小麥品種。

（2）提高氣候預測預報能力。根據預報結果指導農業生產精量播種，或晚播密植，以密補晚，依靠主莖成穗，并對晚播小麥加大施肥量，以補充土壤養分，促進小麥多分蘗、多成穗、成大穗、創高產。

（3）加強冬前肥水管理有澆水條件的麥田，可在3葉期后視情況擇時澆灌越冬水，這樣既可補充土壤水分，穩定地溫，預防小麥冬季干凍，保苗安全越冬，又能踏實土壤，促進次生根噴發，保證小麥冬前持續分蘗。

（4）加強對空氣環境的治理，充分利用人工影響天氣技術減少霧霾等不利天氣，改良光照影響因子，增加光照時間。

參考文獻

[1] 蔡劍，姜東.氣候變化對中國冬小麥生產的影響[J]. 農業環境科學學報， 2011（9）： 1726-1733.

[2] 孫本普，王勇，李秀云，等.不同年份的氣候和栽培條件對冬小麥產量構成因素的影響[J]. 麥類作物學報， 2004（2）： 83-87.

[3] 張明益.淺析小麥分蘗成穗的限制因子[J]. 湖北農業科學， 1992（12）： 6-8.

[4] 施能，陳家其，屠其璞.中國近100年來4個年代際的氣候變化特征[J]. 氣象學報， 1995（4）： 431-439.

責任編輯：黃艷飛

Climate Change and Response Analysis of Tillering Stage of Wheat Before Winter in Weinan

FAN Tao et al（College of Resources and Environment， Northwest A&F University， Weinan， Shaanxi 712100）

Abstract Based on the meteorological data of 55 years in Weinan City， the variation characteristics of average temperature， sunshine duration and precipitation at tillering stage before winter of wheat were analyzed. The results show that the variation trend of rainfall in this period is not obvious， while the average temperature increases significantly， and the trend change rate is 0.305℃/10 a. The decreasing trend of sunshine hours is 12.6 h/10 a. Aiming at the decrease of tillering due to less sunshine at tillering stage before winter， the countermeasures were put forward.

Key words Wheat; Tillering before winter; Climate change

作者簡介 范濤（1978-），男，陜西渭南人，工程師，主要研究方向：農業推廣。*通信作者：翟丙年（1967-），男，陜西省寶雞市，博士，教授，研究方向或從事工作：從事植物營養與調控、旱地作物水肥管理、新型肥料研制與應用等方面的研究工作，E-mail：sxfantao@163.com。

收稿日期 2021-02-15