梁波++王冰++姜大奇++宋佳穎++王娜++林修棟
摘要:以膠東半島的牟平農(nóng)商里村試驗(yàn)田為研究區(qū),結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料對膠東半島地區(qū)冬小麥最佳播期進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,小麥從播種至出苗需積溫118.9 ℃,從出苗至越冬前每長1片葉需積溫86.7 ℃;小麥在越冬期間仍在生長,一般生長1片葉上下,每長1片葉需積溫43.4 ℃;從返青期的心葉算起到旗葉期主莖都是生長7片葉。為形成冬前6葉1心的壯苗標(biāo)準(zhǔn)且達(dá)到最高產(chǎn)量,需要在9月29日至10月5日間播種。小麥的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量與氣候因素密切相關(guān),在生長期間易受氣象災(zāi)害的影響而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。
關(guān)鍵詞:氣象因子;冬小麥;最佳播期;產(chǎn)量;影響;膠東半島
中圖分類號(hào):S161;S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2017)01-0056-08
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.01.015
Research on Impact of Meteorological Factors on Winter Wheat Yield
in Jiaodong Peninsula
LIANG Bo1,WANG Bing2,JIANG Da-qi3,SONG Jia-ying1,WANG Na4,LIN Xiu-dong5
(1.Meteorological Observatory of Muping, Yantai 264100, Shandong, China; 2.Meteorological Bureau of Yantai, Yantai 264003,Shandong, China; 3.Agro-technical Station of Muping, Yantai 264100, Shandong, China; 4.Yantai Marine Environmental Monitoring & Forecasting Center, Yantai 264003, Shandong, China; 5.Meteorological Observatory of Shidao, Weihai 264309, Shandong, China)
Abstract:Taking Nongshangli village, Muping district, Jiaodong peninsula as study area, the optimum sowing date of winter wheat in Shandong peninsulacombined was analyzed combining with the local meteorological data. The results showed that wheat needed the accumulated temperature of 118.9 ℃ from sowing to seeding emergence, and each leaf needed accumulated temperature of 86.7 ℃ from seeding emergence to the previous winter. During the overwintering period, wheat was still growing, generally grew about a piece of leaf, and each leaf growing needs accumulated temperature of 43.4 ℃. From the heart leaves at returning green stage to the main stem at flag leaf expanding stage, leaves grew for 7. In order to reach the standard of strong seedling in the stage of six leaves a heart before winter and the highest yield,the sowing date was necessary to arrange in the September 29th to October 5th. The spike numbers, grains per ear,1 000-grain weight and yileld of wheat were close correlation with climatic factors. During the growth period, wheat was vulnerable to meteorological disaster, leading to the decrease of yield.
Key words: meteorological factors; winter wheat; optimum sowing date; yield; effect; Shandong peninsula
近年來,受全球氣候暖化影響,極端氣候事件增多,各類農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻發(fā)[1,2],多個(gè)國家、地區(qū)的氣候條件對農(nóng)作物的生長發(fā)育進(jìn)程的影響正在發(fā)生變化,氣象因子及氣象災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也越來越被研究人員和政府決策部門所重視[3,4]。目前,國內(nèi)已經(jīng)有不少關(guān)于氣候變化對農(nóng)作物生產(chǎn)影響的研究,如有學(xué)者從大范圍的氣候條件變化對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響進(jìn)行了研究[5-8],也有學(xué)者從實(shí)際生產(chǎn)的角度出發(fā)以小范圍的縣、市、區(qū)包括流域?yàn)閷ο笱芯慨?dāng)?shù)貧夂驐l件對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響[9-13]。關(guān)于氣象因子對小麥生育進(jìn)程、病蟲害、千粒重等間接影響產(chǎn)量的研究較多,如劉偉昌等[14]發(fā)現(xiàn)有8個(gè)關(guān)鍵性的旬氣象資料和小麥千粒重的關(guān)系十分密切;李文峰等[15]研究了河南省許昌市近年來小麥吸漿蟲成災(zāi)與氣象因子的關(guān)系,從中找出關(guān)鍵性成災(zāi)氣象因子并建立當(dāng)?shù)匦←溛鼭{蟲發(fā)生程度的蟲害預(yù)報(bào)方法;李奇穗等[16]發(fā)現(xiàn)種植品種、氣象條件和條銹病菌源量是影響眉山小麥條銹病發(fā)生程度的主要因素,也有學(xué)者直接研究了氣象因子對小麥生長發(fā)育的影響[17-20]。據(jù)多方調(diào)研,目前小麥的生長發(fā)育及產(chǎn)量、受災(zāi)害影響數(shù)據(jù)來源途徑不一,農(nóng)業(yè)局、農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)站、統(tǒng)計(jì)局及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均可能為源數(shù)據(jù)產(chǎn)生地,給基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的研究造成困難。為了走出這種困境,在膠東半島牟平農(nóng)商里村高產(chǎn)田地進(jìn)行了小麥種植試驗(yàn),擬通過實(shí)地試驗(yàn)將膠東半島地區(qū)冬小麥產(chǎn)量數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)貧夂蛳嘟Y(jié)合,在之前研究[21]的基礎(chǔ)上試圖發(fā)現(xiàn)對冬小麥單產(chǎn)影響較大的氣象因子,從而優(yōu)化基于氣象因子的冬小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)模型,為實(shí)現(xiàn)地方糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)基本情況
試驗(yàn)時(shí)間為2009年9月至2013年10月,觀察時(shí)間為2009年9月至2015年7月。試驗(yàn)設(shè)在位于膠東半島東部偏北的煙臺(tái)市牟平區(qū)文化辦事處農(nóng)商里村,選取其中的0.53 hm2為試驗(yàn)田,南北長130 m,東西寬41 m。地勢平坦,潮棕壤土,水澆條件好,小麥單產(chǎn)年均6 938 kg/hm2,實(shí)行小麥、玉米一年兩作的耕作制度。自在該地塊做試驗(yàn)研究以來,連續(xù)4年播前淺層取土,對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮等項(xiàng)目進(jìn)行化驗(yàn)分析,結(jié)果如表1所示。綜上可知,該地塊能代表當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田生產(chǎn)水平。
1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)
每年選擇適宜該生態(tài)區(qū)、不同分蘗成穗特性品種兩個(gè)。試驗(yàn)品種2009年選擇煙農(nóng)5158、濟(jì)麥22, 2010年選擇煙農(nóng)5158、洲元9369,2011和2012年選擇濟(jì)麥22、洲元9369。觀察品種2013年選擇濟(jì)麥22,2014年選擇煙農(nóng)999。
試驗(yàn)采取裂區(qū)設(shè)計(jì),主區(qū)為播期,副區(qū)為播種量,重復(fù)3次,每個(gè)品種45個(gè)小區(qū)。兩個(gè)品種共設(shè)90個(gè)小區(qū),每小區(qū)兩畦,面積20 m2,每畦寬1.70 m,長5.89 m。每畦播種6行小麥。小區(qū)間間隔0.5 m。
播種量(基本苗)各設(shè)低、中、高3個(gè)水平,大穗型品種洲元9369每公頃設(shè)9萬、18萬、27萬;中穗型品種煙農(nóng)5158和濟(jì)麥22每公頃設(shè)7.5萬、15.0萬、22.5萬。播種量以基本苗為標(biāo)準(zhǔn)確定,具體根據(jù)小麥的千粒重、發(fā)芽率、田間出苗率等因素計(jì)算,計(jì)算公式為:每公頃播種量=每公頃計(jì)劃基本苗數(shù)×千粒重/(1 000×1 000×種子發(fā)芽率×田間出苗率)。播前,分行稱種包裝,以保證播種量、出苗均勻。
以當(dāng)?shù)爻R?guī)播期為參照,向前推6 d為1期,向后每推6 d為1期,共設(shè)5期。根據(jù)試驗(yàn)田常年產(chǎn)量水平,確定所需氮、磷、鉀的數(shù)量。實(shí)際耕地時(shí)采取揚(yáng)撒施肥;拔節(jié)后5~7 d和揚(yáng)花期追施尿素。遇旱造墑播種、澆水引苗。中后期實(shí)施“一噴三防”。
觀測記錄內(nèi)容包括群體結(jié)構(gòu)、生育時(shí)期、主莖葉片數(shù)、凍害、倒伏、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)、子粒產(chǎn)量及農(nóng)藝措施。具體實(shí)施方法見《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》[22]。
氣象數(shù)據(jù)來源于山東省煙臺(tái)市牟平區(qū)國家氣象觀測站逐日氣象資料,包括2009-2013年的光照時(shí)間、平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫及降水量等數(shù)據(jù)。
1.3 分析方法
數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)分析軟件和Microsoft Excel進(jìn)行相關(guān)性分析;氣象產(chǎn)量的分離及線性回歸方法參見之前研究[21]所述。
2 小麥生產(chǎn)受氣候變化影響的現(xiàn)狀
2.1 氣候變化對冬小麥適播期的影響
生產(chǎn)上一般以日平均氣溫穩(wěn)定通過18 ℃的終日作為小麥適宜播種期的開始,播種過早易形成旺苗、越冬時(shí)易受凍害,播種過晚冬前苗小且弱,將影響各發(fā)育期生長,最終影響產(chǎn)量[23,24]。分析研究區(qū)1961-2013年近53年氣象資料發(fā)現(xiàn),穩(wěn)定通過18 ℃終日,即小麥平均適播期為9月27日;2000年以后,平均適播期為9月30日。氣候變暖造成當(dāng)?shù)匦←溸m播期呈推遲趨勢,平均每10年推遲約2.0 d。
2.2 氣候變化對冬小麥越冬期的影響
膠東半島當(dāng)?shù)囟←溤蕉谝话阍?2月上旬至中旬,此期冷空氣活動(dòng)頻繁,若前期氣溫偏高,進(jìn)入越冬期偏晚,在有較強(qiáng)冷空氣快速影響并出現(xiàn)低溫雨雪天氣時(shí)容易出現(xiàn)凍害。而進(jìn)入越冬期以后,若氣溫偏高會(huì)導(dǎo)致小麥提前返青,氣溫偏低則會(huì)推遲返青。從當(dāng)?shù)?2月至次年2月平均氣溫變化情況來看,整體呈變暖趨勢,平均上升0.34 ℃/10年,尤其是1980年以來多數(shù)年份偏暖,氣溫上升趨勢為0.85 ℃/10年;但2010年以后又呈下降趨勢,如圖1a所示。
越冬水對小麥越冬非常重要,由圖1b近53年11月下旬至12月上旬的降水變化趨勢來看,越冬水量呈不明顯增多趨勢;若去除偏離平均值較大的1997年越冬水量,則增多趨勢更不明顯?;旧辖陙淼脑蕉勘容^穩(wěn)定。
2.3 氣候變化對冬小麥生長發(fā)育期的影響
當(dāng)?shù)囟←湚v年發(fā)育期為上年10月上旬至當(dāng)年6月中旬,對上年10月1日至當(dāng)年6月20日作為冬小麥生長發(fā)育期氣象因子變化情況進(jìn)行分析,如圖2所示。1971-2013年,膠東半島地區(qū)冬小麥生育期平均氣溫(圖2a)呈顯著上升趨勢,氣候傾向率為0.39 ℃/10年,降水量(圖2b)和日照時(shí)間(圖2c)均呈減少趨勢,氣候傾向率分別為-3.92 mm/10年和-8.5 h/10年。
3 結(jié)果與分析
3.1 氣候條件對冬小麥生育期的影響
由表2可以看出,在不同年度氣候條件下,小麥生育期的進(jìn)程并不一致。首先,同一年份同一品種不同播種期下,成熟期僅相差1 d,一般是后兩期比前三期晚熟1 d,成熟期的差異遠(yuǎn)比播種期的差異要?。黄浯?,同一年份不同品種,成熟期相差2~3 d,說明品種之間生長期是有差異的。需要注意的是,冬小麥成熟前若遇到干熱風(fēng)不管播種早晚都有枯死的可能性,如2012-2013年度試驗(yàn)地段冬小麥在生育后期的6月17日夜間降雨12.1 mm,同時(shí)氣溫偏高,出現(xiàn)雨后枯熟型干熱風(fēng),濟(jì)麥22于6月20日死亡,而正常成熟預(yù)計(jì)在6月23~24日。另外發(fā)現(xiàn),冬小麥成熟期隨越冬后氣象因子的變化而變化,如2009-2010年當(dāng)?shù)?月氣溫較常年同期偏低1.6 ℃,較上年度同期低2.5 ℃,造成試驗(yàn)地段冬小麥拔節(jié)期明顯推遲,并導(dǎo)致該年度為試驗(yàn)及觀察期成熟期最遲的一年。2013-2014年度冬季偏暖,越冬期較常年同期偏高1.0 ℃,特別是1月氣溫較常年顯著偏高達(dá)2.3 ℃,并導(dǎo)致小麥返青期比常年提前10~15 d。
綜上可見氣候條件變化對冬小麥生長發(fā)育的影響十分明顯,試驗(yàn)期間生育期的觀察記錄也較好體現(xiàn)了膠東半島地區(qū)冬小麥成熟的時(shí)間。各年度氣候條件不同小麥成熟時(shí)間不同,根據(jù)常年觀察結(jié)果,當(dāng)?shù)厮疂驳囟←溦3墒斓臅r(shí)間應(yīng)在6月21-24日。
3.2 積溫對冬小麥主莖葉片數(shù)的影響
由表3可以看出,播種到出苗需積溫109.6~127.8 ℃,4年年均需積溫118.9 ℃,與當(dāng)?shù)匦←湉牟シN到出苗所需積溫120 ℃相一致。越冬前小麥每長1片葉需積溫83.2~90.6 ℃,4年年均需積溫86.7 ℃,較當(dāng)?shù)仄毡榈拿块L1片葉需積溫75~80 ℃要高。這很可能是試驗(yàn)人員在試驗(yàn)操作時(shí),未對出苗后至越冬前小麥較差的墑情進(jìn)行人工干預(yù),影響了小麥出苗后的生長,但這與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶種植小麥的習(xí)慣相符,更接近實(shí)際小麥生產(chǎn)活動(dòng)。總體趨勢是播種越晚,冬前每生長1片葉需積溫逐漸降低,隨播期的推遲,主莖葉片數(shù)遞減。
小麥越冬期間在低溫條件下也在生長,一般生長1片葉上下,每長1片葉需積溫39.9~47.1 ℃,年均需積溫43.4 ℃,比越冬前86.7 ℃顯著降低。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),所有試驗(yàn)品種從返青期的心葉算起到挑旗期,冬前無論何時(shí)播種都是生長7片葉,挑旗期最終主莖總?cè)~片數(shù)的不同主要是由返青期之前播期不同和個(gè)體之間發(fā)育差別引起的。早播的冬前有效積溫多,主莖葉片多,葉片長且寬;晚播的冬前有效積溫少,主莖葉片少,葉片短且窄。越冬前小麥葉片數(shù)的多少與積溫有關(guān),同時(shí)也與地塊墑情有關(guān),二者共同決定越冬前小麥的葉片數(shù)。
有研究表明,冬前麥苗長成6葉1心是壯苗的標(biāo)準(zhǔn)[25,26]。以表3中冬前葉片數(shù)為自變量(x),越冬前積溫為因變量(y),做回歸分析,結(jié)果如圖3所示,分別得出:y1=88.209x+129.05,R2=0.994 6;y2=89.266x+82.133,R2=0.988 8;y3=104.03x-40.63,R2=0.996 9;y4=101.7x+39.32,R2=0.980 6;y1、y2、y3和y4分別代表2009-2010年、2010-2011年、2011-2012年和2012-2013年的葉片情況。建立的4個(gè)一元線性回歸方程其相關(guān)系數(shù)R都達(dá)到了極顯著水平(P<0.01),通過建立的回歸模型計(jì)算得出,若達(dá)到冬前麥苗6葉1心的壯苗標(biāo)準(zhǔn),平均需積溫640~740 ℃。通過當(dāng)?shù)貧夂蛸Y料常年值,冬小麥最佳播種期應(yīng)在9月29日至10月5日。
3.3 氣候條件對小麥株高和倒伏的影響
由表4可知,氣候條件對各年度的株高影響趨勢保持一致,同一播期隨著播種量的增加株高增加,同一播種量隨著播期的推遲株高降低。說明過早播種且播種量大易造成莖稈長得高、細(xì)弱,遇到異常氣候條件易發(fā)生倒伏,晚播植株矮、抗倒伏性增強(qiáng),播種越晚株高降低幅度越大。
播種量大、播種早導(dǎo)致年前群體過大、個(gè)體發(fā)育細(xì)弱、植株直立旺長,為后期倒伏埋下隱患。倒伏一般發(fā)生在小麥開花期之后,局部或大部分倒伏,嚴(yán)重影響小麥正常的子粒灌漿成熟,降低千粒重,造成不同程度的減產(chǎn)。據(jù)實(shí)地測量考察,局部倒伏減產(chǎn)5%~10%,大部分倒伏則會(huì)造成嚴(yán)重減產(chǎn),減產(chǎn)在50%~70%,如2009-2010年度種植的煙農(nóng)5158品種,2010年5月29日受大風(fēng)的影響,前兩期低播種量沒有倒伏現(xiàn)象,中播種量倒伏5%~20%,高播種量倒伏10%~30%。其他播期沒有倒伏現(xiàn)象;同年試驗(yàn)的另一個(gè)品種濟(jì)麥22比煙農(nóng)5158矮6 cm,各播期都沒有倒伏現(xiàn)象。2012年6月2日澆水,澆水后刮風(fēng)小麥倒伏少部分,沒澆水的沒倒伏;6月13日夜至14日出現(xiàn)陣型降水,降水量18.8 mm,并伴隨著大風(fēng),造成濟(jì)麥22倒伏較重;2013年5月27日降水30.3 mm,風(fēng)力較大,當(dāng)?shù)厣俨糠指弋a(chǎn)地塊有倒伏現(xiàn)象,而試驗(yàn)地塊株高比上年度降低2~8 cm,沒有形成旺苗、長勢健壯,株高降低,因此試驗(yàn)沒有倒伏現(xiàn)象發(fā)生。以上表明小麥?zhǔn)欠竦狗c氣候因素密切相關(guān),也與播種量、播期、麥田澆水、植株高度相關(guān)。寒露之前和之后播種的小麥,大多數(shù)年份植株高度差異顯著。高產(chǎn)地塊長勢旺的,應(yīng)在小麥起身至拔節(jié)期噴施植物生長調(diào)節(jié)劑,降低植株高度,防止倒伏。
3.4 氣候條件對小麥越冬期枯葉率的影響
不同播期、不同播種量之間枯葉率差異明顯,播期越早、播種量越大,抗寒性越低,越冬期的枯葉率越高。從表5可以看出,濟(jì)麥22在2012-2013年度的枯葉率比2011-2012年的減少21.1~52.1個(gè)百分點(diǎn)。分析這一現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)遭受凍害是冬小麥枯葉的主要原因,首先2011年9月中下旬降雨141.4 mm,小麥底墑充足,冬前積溫467.8~837.0 ℃,積溫較多,早播的小麥生長較旺,越冬期間不抗凍,播種早的有小部分弱分蘗被凍死;而2012年9月中下旬僅降雨8.5 mm,試驗(yàn)地段底墑差、澆水不及時(shí),冬前積溫比上一年度降低61.4~102.7 ℃,所以小麥出苗較上年度緩慢。其次小麥越冬期間,2011-2012年度降雨(雪)量僅32.9 mm,整體偏少且分布不均,由于前期沒有經(jīng)歷低溫鍛煉,越冬期麥苗受凍害較重;2012-2013年度降雨(雪)偏多,達(dá)87.1 mm,特別是入冬時(shí)降雨(雪)量達(dá)19.0 mm,為小麥安全越冬創(chuàng)造了有利條件。越冬期小麥枯葉率與播期、氣溫、降水量和低溫及越冬水出現(xiàn)時(shí)間有關(guān)。
3.5 品種、播種量、播期對產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響
3.5.1 品種對產(chǎn)量的影響 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),各小麥品種中,煙農(nóng)5158和濟(jì)麥22等多穗型品種分蘗力強(qiáng),成穗率高,光能利用率高,對環(huán)境適應(yīng)性廣,在中等肥力以上條件下,小麥容易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn);而大穗型品種州元9369成穗率低,單位面積穗數(shù)不夠多,因?yàn)槌伤霐?shù)是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因素,所以州元9369相比煙農(nóng)5158和濟(jì)麥22等品種較不易實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。
3.5.2 播種量對產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響 以2010-2011年度品種煙農(nóng)5158為例進(jìn)行分析。經(jīng)方差分析,播種量對產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響均達(dá)極顯著水平。進(jìn)一步利用SSR法[27]進(jìn)行多重比較,結(jié)果(表6)表明,隨播種量的增加,產(chǎn)量和成穗數(shù)增加,每穗粒數(shù)和千粒重降低。75萬株/hm2的播種量,成穗數(shù)不足,產(chǎn)量最低,同150萬株/hm2和225萬株/hm2相比,產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著水平,但后兩者之間產(chǎn)量差異未達(dá)顯著水平,這說明在150萬株/hm2播種量基礎(chǔ)上再增加播種量,對產(chǎn)量已經(jīng)沒有明顯的提高,反而會(huì)提高倒伏的風(fēng)險(xiǎn)。
3.5.3 播期對產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響 經(jīng)方差分析,播期對產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響達(dá)極顯著水平。進(jìn)一步利用SSR法[27]進(jìn)行多重比較,結(jié)果如表7所示。由表7可以看出,9月30日至10月3日播種的穗數(shù)和產(chǎn)量較高,結(jié)合表3發(fā)現(xiàn),這期間播種的冬前植株葉片為6.0~7.0片,處于壯苗,這一結(jié)論與前面用一元線性回歸模型推導(dǎo)出的最佳播期在9月29日至10月5日結(jié)論基本一致,可以認(rèn)為,這期間播種產(chǎn)量最高。
在正常年景隨著積溫減少、播期推遲,穗粒數(shù)和千粒重在后三期逐漸提高,考慮是因?yàn)樗霐?shù)降低,通風(fēng)透光條件好,有利于授粉和灌漿。2012-2013年度在小麥?zhǔn)斋@前遇到干熱風(fēng),各播期小麥同時(shí)成熟,所以播期越晚千粒重越低。
3.6 氣候條件對小麥產(chǎn)量的影響
以濟(jì)麥22為例,將2011-2012年度和2012-2013年度產(chǎn)量3要素進(jìn)行比較,如表8所示。可以看出,2012-2013年度與2011-2012年度相比,穗數(shù)、每穗粒數(shù)、產(chǎn)量都升高,千粒重降低,這與氣候條件密切相關(guān)。
3.6.1 試驗(yàn)期氣候因子對穗數(shù)增加的影響分析 由播種至越冬期,2011-2012年度比2012-2013年度多3 d,從表9可以看出,2011-2012年度積溫高、降水多,易旺長,這決定了2012-2013年度比2011-2012年度早期播種的生長健壯。從圖3可以看出,2011-2012年度第一、二期明顯旺長,越冬易受凍害,越冬期生長慢,不利于產(chǎn)生壯蘗。結(jié)合表5可知,2011-2012年度越冬期間凍害重,枯葉率高。2012-2013年度小麥生長健壯,越冬期間降雪明顯較多,麥田被雪覆蓋時(shí)間長有利于安全越冬,凍害輕、枯葉率低。越冬期間積溫高、雨水充足,生長較快,有利于返青后的大蘗生長,提高成穗率。以上因素有利于提高2012-2013年度穗數(shù),所以濟(jì)麥22穗數(shù)增加了66.0萬/hm2。
3.6.2 試驗(yàn)期氣候因子對穗粒數(shù)增加的影響分析 小麥返青期至拔節(jié)期,2011-2012年度為33 d(2012年3月12日至4月13日);2012-2013年度為41 d(2013年3月3日至4月12日),比上年度延長了8 d,即穗分化延長了8 d,為形成大穗提高穗粒數(shù)奠定了基礎(chǔ),所以濟(jì)麥22每穗粒數(shù)比上年增加,增加了2.7粒。
3.6.3 試驗(yàn)期氣候因子對千粒重增加的影響分析 根據(jù)2012-2013年度小麥生長情況和往年經(jīng)驗(yàn),預(yù)計(jì)該地塊小麥正常成熟時(shí)間應(yīng)在2013年6月24日, 6月17日夜間降雨12.1 mm,發(fā)生雨后枯熟型干熱風(fēng),造成小麥枯熟,6月20日小麥全部死亡,千粒重比上年度正常成熟的降低4.8 g。
2012-2013年度同2011-2012年度相比,受干熱風(fēng)的影響,千粒重降低,但氣候因素有利于穗數(shù)、穗粒數(shù)增加,最終濟(jì)麥22產(chǎn)量增加,比上年增加702.0 kg/hm2。
3.7 氣象災(zāi)害對小麥生長發(fā)育的影響及對策建議
3.7.1 干旱對小麥成穗影響 2014年1月1日至4月20日冬小麥抽穗期之前降水量僅22.0 mm,比常年降水量73.5 mm減少51.5 mm,小麥農(nóng)業(yè)干旱比較嚴(yán)重,成穗數(shù)僅是常年的1/3,4月26-28日降暴雨79.9 mm,使一些萎焉退化的大分蘗生長得到緩解,能夠繼續(xù)發(fā)育成穗,但對挽回小麥產(chǎn)量損失影響較小,因?yàn)榻涤旰蟪伤氲谋认惹俺伤氲纳谙嗖?5 d左右,二者不能同時(shí)成熟。在干旱年份要提高小麥成穗率,一是逐步提高土壤肥力,加強(qiáng)土壤保水保肥的能力;二是能在拔節(jié)期澆一遍“救命水”[28,29]。
3.7.2 冷害對小麥開花期授粉的影響 冬小麥開花期要求最低溫度為9~11 ℃,最適溫度為18~20 ℃,若溫度長時(shí)間在9 ℃以下,會(huì)引起雌雄蕾受凍,小花退化,不能正常開花授粉而形成不孕小穗。麥穗的開花一般是先從中部小穗開始,然后是上部和下部小穗,單穗開花持續(xù)期3~5 d,同一塊麥田開花持續(xù)6~7 d。2014年當(dāng)?shù)匦←滈_花期比往年提前了10多天,而同期冷空氣活動(dòng)頻繁,小麥遭遇低溫冷害。5月3、5、6日最低氣溫分別達(dá)6.6、6.3、6.7 ℃,此時(shí)正是小麥開花期,影響了小麥結(jié)實(shí)率。試驗(yàn)人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)水道村受冷害重的小麥穗粒數(shù)比正常(35.8粒/穗)減少了14.2粒/穗,受害率達(dá)13%,南部山區(qū)重于北部沿海地區(qū),減產(chǎn)4%~7%。做好小麥花期防御冷害,一要掌握該地小麥的抽穗日期和天氣變化情況,預(yù)報(bào)有低溫影響時(shí),可提前澆水,防御冷害的效果好;二是使用煙熏法,即在出現(xiàn)低溫時(shí)點(diǎn)燃帶有一定濕度的草末,可防御冷害[30,31]。
3.7.3 小麥后期遇連陰雨 2013-2014年度小麥生長后期的6月1-3日連續(xù)3 d無日照,伴隨陣性降水。6月上旬降雨13.7 mm、日照時(shí)間45.8 h,而常年降雨6.5 mm、日照91.5 h。連陰雨使2014年小麥成熟前日照嚴(yán)重不足,造成部分試驗(yàn)地塊小麥穗發(fā)霉,不能進(jìn)行正常的光合作用,導(dǎo)致千粒重降低。所以在小麥?zhǔn)斋@期遇連陰雨,應(yīng)搶打搶收,關(guān)注降雨間隔的晴好天氣。
4 結(jié)論
分析試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料,膠東半島地區(qū)小麥最佳播期在9月29日至10月5日,這期間播種能形成冬前6葉1心的壯苗標(biāo)準(zhǔn),并且產(chǎn)量最高。氣候條件不同,成熟期也不一致,試驗(yàn)記載成熟期在6月12-27日,與常年6月20-24日成熟有所不同。
研究發(fā)現(xiàn),小麥從播種至出苗需積溫118.9 ℃。從出苗至越冬前每長1片葉需積溫86.7 ℃。小麥在越冬期間仍在生長,一般生長1片葉上下,每長1片葉需積溫43.4 ℃。從返青期的心葉算起至旗葉期主莖都是生長7片葉。
小麥的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量與氣候因素密切相關(guān)。小麥在生長期間易受干旱、凍害、冷害、干熱風(fēng)、連陰雨等不良?xì)夂驐l件的影響而導(dǎo)致產(chǎn)量降低,應(yīng)采取多舉措做好氣象災(zāi)害防御工作。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳懷亮,張紅衛(wèi),薛昌穎.中國極端天氣事件與農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2010,33(3):67-77.
[2] 林 琳.近30年我國主要?dú)庀鬄?zāi)害影響特征分析[D].蘭州:蘭州大學(xué),2013.
[3] 周文魁.氣候變化對中國糧食生產(chǎn)的影響及應(yīng)對策略[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.
[4] 周廣勝.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響研究展望[J].氣象與環(huán)境科學(xué),2015,38(1):80-94.
[5] 李 娜.1999-2006年石羊河流域植被對氣候變化的響應(yīng)研究[D].蘭州:蘭州大學(xué),2010.
[6] 金文巖.氣候變暖對遼寧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響與對策[D].蘭州:蘭州大學(xué),2011.
[7] 曹亞娟.天山南北棉花生產(chǎn)氣候變化與適應(yīng)度比較[D].西安:陜西師范大學(xué),2012.
[8] 吳海燕,孫甜田,范作偉,等.東北地區(qū)主要糧食作物對氣候變化的響應(yīng)及其產(chǎn)量效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2014,31(4):299-307.
[9] 王繼鵬.泰安市近30年氣候變異特征及對種植結(jié)構(gòu)影響研究[D].山東泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[10] 付華波.無棣縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣候條件分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012(12):230,233.
[11] 李建軍.如何發(fā)揮新疆尼勒克縣氣候條件的積極性促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[J].中國農(nóng)業(yè)信息,2013(1):102.
[12] 劉 暢.吉林省遼河流域生態(tài)環(huán)境因子時(shí)空變化及綜合評價(jià)研究[D].長春:吉林大學(xué),2013.
[13] 阿依仙木古麗·阿布來提.新疆喀什市近30年氣候變化及其對農(nóng)業(yè)影響的研究[D].烏魯木齊:新疆師范大學(xué),2013.
[14] 劉偉昌,徐愛東,付詳建,等.小麥千粒重與氣象因子關(guān)系研究[A].中國氣象學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)氣象與生態(tài)學(xué)委員會(huì),江西省氣象學(xué)會(huì).全國農(nóng)業(yè)氣象與生態(tài)環(huán)境學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2006.66-68.
[15] 李文峰,曹永周,何海旗,等.氣象因子對許昌小麥吸漿蟲成災(zāi)趨勢影響與預(yù)測[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2007(9):26-28.
[16] 李奇穗,田 茂.眉山市小麥條銹病發(fā)病氣象因子及防治對策研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2012(6):152-155.
[17] 王秀芳,于麗潔,劉菁菁.氣象因子對小麥生育后期影響分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(1):400.
[18] 王 輝,王鵬云,田 燕,等.基于模糊評價(jià)法的小麥生長期氣象因子定量評價(jià)[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào),2012,2(2):9-12.
[19] 李豪圣,劉 佳,劉愛峰,等.山東省旱地小麥主要農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀與氣象因子的相關(guān)性分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(3):28-32.
[20] 羅家傳,張旭遠(yuǎn),崔曉東,等.小麥主要性狀與氣象因子相關(guān)性分析[J].河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,41(5):6-9.
[21] 王 冰,宮國欽,陳立春.煙臺(tái)市小麥產(chǎn)量預(yù)報(bào)方法的研究與應(yīng)用[J].貴州氣象,2013(1):24-25.
[22] 周志香.怎樣實(shí)施新的農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范[J].山西氣象,1994(2):55-56.
[23] 葉彩華,欒慶祖,高燕虎.北京冬小麥生長期農(nóng)業(yè)熱量資源變化特征分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(17):9072-9076.
[24] 張 佩,高 蘋,劉彥麗.江蘇省冬小麥播種期對氣候要素變化的響應(yīng)[J].氣象科學(xué),2011,31(6):763-769.
[25] 楊宗渠.黃淮麥區(qū)小麥品種春化發(fā)育特性及冬前積溫的調(diào)控效應(yīng)研究[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.
[26] 劉樹春,溫學(xué)政.小麥:培育壯苗確保安全越冬[N].江蘇農(nóng)業(yè)科技報(bào),2011-10-19(3).
[27] 劉麗華,龐斌雙,王立新,等.醇溶蛋白法和SSR標(biāo)記法檢測小麥種子純度的比較[J].麥類作物學(xué)報(bào),2013,33(3):429-434.
[28] 王征宏.干旱對小麥灌漿期物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控[D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.
[29] 戚尚恩,張學(xué)賢,孫 義,等.淮北地區(qū)小麥播期干旱發(fā)生規(guī)律及其影響與對策研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(21):46-53.
[30] 馬煥香,武文安,趙洪山,等.冬小麥抽穗揚(yáng)花期低溫的影響[J].山東氣象,2002(3):35-36.
[31] 趙廣才,常旭虹,王德梅,等.農(nóng)業(yè)隱性災(zāi)害對小麥生產(chǎn)的影響與對策[J].作物雜志,2011(5):1-7.