摘要:笔者分析了气候变暖的情况下,冬春气温偏高、小麦生长偏旺、生长发育时期提前,越冬初期、小麦幼穗分化末期及抽穗初期遇到骤然降温发生冻害的原因,并提出预防小麦冻害的措施。
冬小麦属于越冬型耐寒性较强的作物,一般情况下在入冬后,气温逐渐降低,麦苗经过低温锻炼,细胞组织内糖分逐渐积累、细胞浓度增加,使其抗寒能力大大增强,即使深冬遇到低温仅会受到轻微冻害,不至于冻死。但未经过抗寒锻炼的麦苗,体内积累的糖分少、细胞浓度低,在气温骤降时就易产生冻害。因此,引发小麦冻害的环境因素主要是温度骤然降低,当温度较高时,小麦体内的水分会发生融化,但温度剧烈下降时,体内的水分则会突然出现结冰现象,导致了小麦苗田发生冻害。特别是随着近年来气候变暖、温度不断升高,在冬季较为温暖的情况下,小麦播种早、长势很旺,但植株还较为幼嫩,对寒冷的抵抗性降低,在没有经过抗寒锻炼的情况下,骤然大幅度降温,在冬季及早春常常引起叶片、分蘖甚至主茎遭受冻害。进入拔节期后,小麦苗对寒冷的抵抗力显著降低,特别是遇到3~4月寒潮极端天气时,产生使小麦发生冻害的条件,植株极易发生冻害,麦穗发育停滞,对产量影响很大[1,2,3,4,5]。
1、冻害的危害及类型
1.1冻害的危害
新乡县地处豫北平原西北部,属暖温带大陆型季风性气候区。新乡县西北距辉县市太行山20~40km,北距凤泉区太行山30~40km,地处山前平原,冬季盛行西北风或东北风,干冷少雨雪,最低气温低于-15℃,造成冬季冻害;春季西北风、东北风与西南风交替进行,冷热无常,3月底至4月上旬常有低温出现,造成倒春寒危害。如2003年、2005年、2018年、2020年均发生了不同程度的冻害。
1.2冻害类型
1.2.1初冬冻害
初冬冻害一般发生在11~12月,小麦冬前生长量不足,苗情偏弱养分积累少,有的小麦在播种后没有经过抗寒性的锻炼,造成了小麦抗冻能力偏差,如果温度迅速降低,在低于0℃以下时,小麦田就会发生冻害,一般分蘖不会冻死。
1.2.2冬季冻害
进入冬季,强冷空气入侵频繁,一般10d左右1次,降温幅度大、持续时间长,常伴有大风,地表的低温降到了0℃以下,一般最低气温在-15~-5℃的时候发生的冻害比较多,尤其是2004年、2019年、2020年风多雪少,土壤持续干旱,小麦分蘖期处在冷暖骤变季节之中,导致小麦出现了严重的冻害,麦田出现死苗、死蘖,给农民带来了严重的损失。
1.2.3早春冻害
冬末春初,天气逐渐回暖,冻融交替,麦田温度突然快速的回升,小麦幼苗缓慢生长,促使小麦苗期抗寒性降低,在温度回升后再出现大幅度降温,如果当地气温在-15~-10℃的时候,小麦就会遭受到严重的冻害。这种情况一般发生在1月初至2月中旬。
1.2.4倒春寒
小麦在拔节期后,抗寒能力明显降低,一般在3月底至4月上旬如果遇到0℃左右的低温,处于生长旺盛期的小麦抗冻能力下降,麦田常发生穗部冻害,影响结实。冬季冻害和倒春寒的危害均较重,一般减产15%~20%,个别地块甚至绝收。
2、小麦冻害发生的因素分析
2.1冬季冻害
冬季冻害的发生主要是由于从播种至越冬气温偏高,造成部分小麦在越冬前完成了6~7片叶的生长,甚至个别植株越冬前已经拔节,小麦入冬前后因为气温骤降而导致的小麦冻害。幼苗未经抗寒性锻炼,抗冻能力较差,当气温骤降10℃以上、最低气温在-10℃以下时,苗质弱、整地差、土壤孔隙大的麦田麦苗迅速青枯。
(1)品种特性。如2002年小麦播种后气温偏高,种植的豫麦18-64、郑麦9023弱春性品种面积较大,冬前普遍存在长势偏旺现象,到12月下旬时,平均气温由中旬的10℃左右降至-15~-13℃,造成弱春性小麦品种大面积发生冻害。又如2004年12月20日之前气温较高,12月20~22日普降大雪,气温骤降至-9℃,并且持续时间长,抗寒性差的弱春性品种普受冻害。
(2)整地质量。据在新乡县七里营镇八柳树村、毛滩村,朗公庙镇曲水村、翟坡镇小宋佛村等村调查表明,2017年麦播时雨水较多,秸秆还田后旋耕2遍,旋耕过后未耙实加之秸秆量大,部分地块呈等距离带状耕层浅,不足10cm,表层土壤过虚,不利于小麦根系下扎,使个体发育较差,越冬前气温较高,进入越冬期气温骤降,造成小麦缺苗断垄并有冻害发生,且呈带状分布。与新乡县七里营镇八柳树村麦田作对比(附表)可知,玉米秸秆还田+深耕+旋耕整地处理(简称深耕整地),秸秆掩埋较深、土壤瓷实、保墒性好,小麦生长健壮、没有冻害;对照处理,玉米秸秆还田+旋耕整地(简称旋耕整地),秸秆掩埋很浅、表层土壤过虚、通风跑墒,小麦很难扎根土壤中,养分供给不足,小麦长势较弱,个体发育差,冻害较重。
同时冬前高温干旱,小麦生长量小,导致麦苗光合作用减弱,降低抗寒能力,易受冻害。2020年冬前气温偏高,2021年1月上旬低温为-18~-14℃,部分地块播量过大或播种过早,造成群体过大、植株偏高、分蘖少、长势弱,遇到气温骤降会发生严重冻害。不同土壤类型受冻程度不同,沙壤土地块小麦较黏土地块小麦受冻害重[6]。
2.2倒春寒
在三四月小麦已先后完成了春化阶段和光照阶段的发育,完成春化阶段发育抗寒力降低,通过光照阶段后开始拔节,完全失去抵御0℃以下低温的能力,当寒潮来临时,夜间晴朗无风,土地表层温度急剧降到0℃以下,便会发生倒春寒危害。特别是冬季气温偏高时,在春季很有可能遭遇倒春寒。由于冬季温暖,早春小麦生长发育提前,一般小麦在4月初处于孕穗末期或抽穗初期,小麦抗寒能力显著下降,极易造成小麦抽穗期的冻害,主要是表现在幼穗的部位,受到冻害后麦穗就会停止生长,麦穗不结实。在小麦抽穗后,麦穗分化的时候受到冻害麦穗不会分化,停止发育,生长缓慢,达不到一定的株高,造成地块里的小麦高矮不一致,最后导致麦穗干枯死亡。
附表小麦越冬苗情对比
2017年冬季温暖,2018年早春小麦生长发育明显提前,在小麦孕穗末期的4月2日最高气温在31~32℃(高温),4月3~4日伴有强劲东北风冷空气,气温下降20℃(湿冷),4月5~6日凌晨伴有强劲西北风冷空气,4月7日凌晨气温降至-3~-2℃(干冷),持续时间7h。整个天气过程经历了“高温—湿冷—干冷”的过程,形成平流辐射复合型气象冻害,部分地块小麦冻害严重。表现为麦穗无法正常抽出、穗枯死、穗缺粒、穗畸形等,严重影响产量。如在新乡市平原新区沿黄麦区调查,以丰德存5号、豫麦34、新麦26等品种受冻较重,以沙壤土地块植株受冻较重,一般减产20%左右,重者减产60%~80%。
2019年冬前气温偏高。据新乡市气象资料显示,10~12月积温918.8℃,较常年增加175.7℃,增幅为23.7%;加之1月气温明显偏高,使小麦越冬时偏旺生长。返青后,2月、3月气温偏高,生育进程加快,拔节较常年提前10d左右。其中3月积温388.02℃,较常年增加136.32℃(增幅为54.16%),3月气象条件总体属于“暖春”,生育进程加快,3月8日开始拔节,较常年提前10d。在冬春温暖的情况下,春季低温频发。2020年春季共发生3次低温过程。(1)3月28日新乡市最低温度1℃,持续时间1个多小时。(2)3月30日,最低温度3.6℃。本次冷空气对小麦生长发育总体影响不大,原因一是最低温度持续时间短;二是大部分地块小麦处在孕穗初期,个别品种孕穗稍早;三是已通过各种渠道进行了预警,号召群众对缺墒地块及时浇水或喷施防冻药剂。(3)4月10日,全市出现一次低温天气,最高温度7.9℃,最低温度3.1℃。当时大部分小麦正处于孕穗阶段,经后期调查,本次低温造成新麦26、西农979、伟隆169等个别小麦品种缺粒3~4粒,部分品种小穗败育、畸形,造成个别地块减产。
3、预防措施
3.1精细整地
小麦播种前,应该进行土壤的深翻处理,深度应该在25cm以上,秸秆还田结合深耕,一定要精耕细作,让秸秆充分的腐熟。根据土壤肥力和常年产量水平在播种前使用腐熟的农家肥、腐殖酸复合肥作底肥,如果墒情不好的话,应提前浇水造墒,保证足墒下种[7]。
3.2科学选种
新乡市发生小麦冻害频率较高,因此,小麦栽培中选择品种时不仅要考虑品种的高产、优质,还要考虑品种的抗寒性。生产上要选用拔节偏晚而抽穗并不晚的半冬性品种,如百农207、百农4199、联邦2号、许科168等。并适期播种,提高播种质量,确保一播全苗、壮苗越冬。
3.3分类管理
培育壮苗要科学安排播期,半冬性品种播种期一般在10月15~20日,弱春性品种播种期一般在10月20~25日。早旺苗(播种偏早而形成的旺苗)应进行适当镇压或深锄控旺。肥旺苗(由于肥力好、施肥量大而形成的旺苗)在管理上要采取深中耕断根、镇压等措施,控旺转壮。弱苗(因底肥不足或播种偏晚造成的黄瘦苗)应在浇水、中耕松土的基础上,施速效氮肥,以促进苗的生长[8]。
3.4适时灌水
小麦越冬前冬灌是小麦安全越冬的保障,但对于旺苗和弱苗,一般不可进行冬灌;对于壮苗,越冬水浇灌的时间也不可过晚。应在3~4月预防小麦上发生的倒春寒危害,预防和减轻灾害的有效措施就是在寒流来临之前提前做好浇水工作,以调节近地面层小气候,起到预防或减轻冻害的作用,一般应于3月中下旬浇好拔节水。
3.5叶面施肥
在寒流到来之前或发生冻害之后,喷施植物生长调节剂、植物细胞膜稳态剂及叶面肥等,可显著提高小麦植株的细胞浓度,增强植株抗寒能力,降低灾害损失[9]。
参考文献:
[1]翟冷楚,梁建娥.小麦冻害成因分析及预防措施[J].农业技术与装备,2014(8):56-58.
[2]叶国明,刘东,高福平,等.2005年小麦冻害原因分析及预防对策[J].现代农业科技,2005(12):26-27.
[3]赵广才.优质专用小麦生产关键技术百问百答(第二版)[M].北京:中国农业出版社,2009.
[4]于振文,马传喜,王东,等.全国小麦高产创建技术读本[M].北京:中国农业出版社,2012.
文章来源:牛新印,王璐,牛新章,张新娥,李锁,刘清瑞.气候变暖情况下小麦冻害因素分析及预防措施[J].农业科技通讯,2021(07):262-264.
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