張懷念 周景春 張存嶺 陳若禮

摘要 分析濉溪縣1962～2011年50個小麥生產周期逐日氣溫資料發(fā)現(xiàn)，抽穗前平均氣溫、返青—抽穗平均最高氣溫和全生育期平均最低氣溫明顯升高，氣候趨向偏暖，越冬期平均氣溫≥3 ℃天數明顯增多；11月～次年2月極端低溫升高，最低氣溫<0 ℃、≤-5 ℃、≤-8 ℃和≤-10 ℃，平均氣溫<3 ℃、<0 ℃和≤-5 ℃的天數明顯減少，負積溫升高；灌漿期平均氣溫<17 ℃、最高氣溫≥30 ℃的天數趨于減少。低溫、干熱風氣象災害頻率降低，有害生物危害偏重發(fā)生；小麥越冬期縮短，生長期延長，抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質量提高。生產上應適期播種，擴種偏冬性品種，加強有害生物防治，平衡施肥。

關鍵詞 氣溫；變化；小麥生長期；應對策略；濉溪縣

中圖分類號 S161 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）31-11012-04

全球氣候正呈現(xiàn)以變暖為主要特征的顯著變化。農業(yè)是對氣候變化反映最為敏感的行業(yè)之一，圍繞氣候變化對農業(yè)尤其是對糧食生產的影響，國內外已做了大量的研究^[1-4]，氣候變暖對小麥生產的影響已成為當前研究的熱點問題之一。但結合生產實際，揭示臨界溫度變化對小麥生育階段和產量的影響研究較少。同時，各地氣候變化規(guī)律和變化幅度不同，對農業(yè)生產及作物生育期的影響也有所不同，對氣候變化的響應也會不同。筆者分析了濉溪縣近50年10月1日～次年6月10日平均氣溫和最高氣溫、最低氣溫變化趨勢及其對小麥生長發(fā)育的影響，并提出應對策略。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

安徽省濉溪縣位于黃淮平原南緣（33°17′～33°59′N、116°23′～116°59′E），南北長90 km，東西寬45 km。轄11個鎮(zhèn)和省級濉溪經濟開發(fā)區(qū)、濉溪蕪湖現(xiàn)代產業(yè)園。國土面積1 987 km2，人口107萬。土地面積19.87×104 hm2，耕地11.25×104 hm2。皆為平原，地勢平坦，地面高程23.5～32.4 m，自西北向東南緩傾，坡降萬分之一。土壤類型為砂姜黑土和潮土。耕作制度以冬小麥-夏大豆、冬小麥-夏玉米一年兩熟為主，復種指數184.0%。1961～2010年平均太陽輻射總量521.6 kJ/cm2，年平均氣溫14.9 ℃，≥0 ℃積溫5 497 ℃·d，≥10 ℃積溫4 975 ℃·d，日照時數2 284.1 h，降水量837.9 mm，蒸發(fā)量1 883.8 mm，無霜期213 d。

1.2 數據來源

1961年10月1日～2011年6月10日逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫來自濉溪縣氣象局（

33°55′33″N、116°45′28″E），屬國家基本農業(yè)氣象站。小麥生產數據來自楊柳點和柳豐種業(yè)。

1.3 數據處理與方法

冬小麥為跨年度生長作物，文中以收獲年表示生產年度。生育階段設定為冬前10月1日～12月20日、越冬期12月21日～次年2月20日、返青—抽穗期2月21日～4月20日、抽穗—成熟期4月21日～6月10日。平均氣溫3 ℃終日、始日和≥0 ℃冬前積溫統(tǒng)計采用5日滑動平均法，小麥越冬期取3 ℃終日、始日之間的天數。氣溫變化趨勢采用線性傾向估計法，突變特征采用MannKendall檢驗方法。數據處理和圖表繪制利用Excel 2003軟件進行，采用DPSv7.05軟件進行相關分析、突變分析。

2 濉溪縣小麥生長期氣溫變化特征

2.1 小麥生長期氣溫年際變化

分析表明，隨著生產周期的延續(xù)，濉溪縣小麥生長期內平均氣溫呈升高趨勢，其中冬前、越冬期和返青—抽穗的r值（0.356 0～0.560 1）通過0.05～0.01水平顯著性檢驗，升溫趨勢明顯，分別提高0.23、0.38和0.44 ℃/10a；平均最高氣溫除抽穗—成熟期呈降低趨勢外，其他階段均呈升高趨勢，其中，返青—抽穗期r=0.318 1，升溫趨勢明顯，提高幅度為0.33 ℃/10a。不同生育階段平均最低氣溫均呈上升趨勢，r=0.421 3～0.691 0，升溫趨勢明顯，分別提高0.33、0.50、0.57和0.24 ℃/10a（表1）。升溫速率返青—抽穗期>越冬期>冬前，平均最低氣溫>平均氣溫>平均最高氣溫^[1]。全生育期平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫0.28、0.14、0.39 ℃/10a，氣溫變化不對稱^[2]。

以平均氣溫距平≥0.25個標準差作為當地的暖冬標準，≤-0.25個標準差為寒冬標準。以此標準劃分，1962～1986年25個小麥生產周期內，出現(xiàn)15個寒冬年份、6個暖冬年份；1987～2011年出現(xiàn)4個寒冬年份、17個暖冬年份。

中國氣候學家將出現(xiàn)機率約為10年一遇的距平絕對值≥1.3個標準差的事件定義為嚴重氣候異常。據此計算出濉溪縣1962～2011年氣溫前25個周期偏寒，后25個周期偏暖（表2）。周期平均溫度突變分析得出，UBk和UFk曲線交點出現(xiàn)

在1988年，且交點在臨界線之間，說明1988年是冷暖突變開始的時間（圖1）。

2.5 灌漿期氣溫變化

2.5.1 平均溫度<17 ℃。

日平均溫度17 ℃是小麥灌漿的起始溫度^[4]。濉溪縣50個小麥生產周期內，5月1～31日平均氣溫<17 ℃的天數為4.0 d。隨著生產周期的延續(xù)，低溫天數趨于減少，但趨勢不明顯。1987～2011年25個生產周期平均為3.6 d，比1962～1986年平均減少0.8 d。

2.5.2 最高溫度≥30 ℃。

最高氣溫≥30 ℃對小麥灌漿不利。濉溪縣50個小麥生產周期內，5月1～31日最高氣溫≥30 ℃的天數為7.2 d。隨著生產周期的延續(xù)，高溫天數趨于減少，但趨勢不明顯。1987～2011年平均為6.4 d，比1962～1986年減少1.7 d。

3 氣溫變化對小麥生長發(fā)育的影響

3.1 越冬期縮短，生長期延長

據資料統(tǒng)計分析可知，濉溪縣50個小麥生產周期內，平均氣溫穩(wěn)定降至3.0 ℃的始日為12月11日，穩(wěn)定回升至3 ℃的終日為2月18日，越冬期68.6 d。隨著生產周期的延續(xù)，始日明顯推遲（r=0.347 8），終日明顯提前（r=-0.531 6），越冬期明顯縮短（r=-0.637 8）^[5]，始日提前幅度為2.1 d/10a，終日推遲幅度為4.0 d/10a，越冬期縮短幅度為6.4 d/10a。1987～2011年平均越冬始期12月14日，終期2月13日，越冬期60.8 d；與1962～1986年平均相比，始日推遲5.8 d，終日提前10.0 d，越冬期縮短15.6 d。1987～2011年平均氣溫<3 ℃天數為52.7 d，比1962～1986年平均減少12.9 d，說明小麥生長期趨于延長。

3.2 氣象災害頻率降低

凍害是農業(yè)氣象災害的一種，即作物在0 ℃以下的低溫使作物體內結冰，對作物造成的傷害。濉溪縣小麥凍害發(fā)生7年1遇。凍害致災以極端溫度低、低溫持續(xù)時間長、土壤墑情差等為主因，日最低氣溫≤-10 ℃的天數是衡量凍害程度的重要指標之一。由于氣候變暖，最低氣溫升高，低溫天數趨于減少，小麥遭遇凍害的頻率有所降低。

小麥幼穗分化至四分體形成期前后，要求日均溫10～15 ℃，若最低溫度<5～6 ℃就會受害^[6]。濉溪縣4月1～20日歷年平均日均溫12.3～16.1 ℃，最低氣溫6.9～10.6 ℃，一般不會發(fā)生低溫冷害。有些年份生育期提前或終霜期推遲，可能發(fā)生低溫冷害。由于氣候變暖，4月上中旬最低氣溫<6 ℃天數趨于減少，小麥遭遇低溫冷害的頻率降低。

干熱風是一種高溫、低濕并伴有一定風力的農業(yè)災害性天氣。干熱風災害主要氣象指標為日最高氣溫30 ℃以上，14：00相對濕度30%以下，14：00 10 m高度處的風速2 m/s以上。濉溪縣是安徽省重干熱風日較多的地區(qū)之一，年均干熱風日數3.9 d^[7]。單就溫度而言，干熱風危害有減少趨勢。

3.3 有害生物危害偏重發(fā)生

低溫往往限制某些有害生物的分布范圍，氣候變暖使這些有害生物的分布區(qū)可能擴大；同時還使一些病蟲害的生長季節(jié)延長，繁殖代數增加，危害時間延長；也使農田雜草出苗提前，生長期延長；另外，越冬期溫度升高，使越冬病蟲原體存活基數加大。近年來，濉溪縣的小麥病蟲害呈加重趨勢。蚜蟲、黏蟲、紅蜘蛛、吸漿蟲、蠐螬、螻蛄等危害逐漸加重；白粉病、銹病大面積發(fā)生，成為危害小麥的重要病害；紋枯病、根腐病開始大面積流行，迅速擴展為危害較重的病害；赤霉病過去只是零星發(fā)生，但2010、2012年相繼大面積發(fā)生。

3.4 抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質量提高

隨著氣候的變暖，農作物的生育期也發(fā)生了明顯變化。返青—抽穗期氣溫升高導致小麥各生育期提前^[8]，灌漿期延長。同時濉溪縣5月平均氣溫<17 ℃的天數趨于減少，最高氣溫≥30 ℃的天數趨于減少，高溫和干熱風危害趨于減少，對小麥灌漿有利，千粒質量提高^[9]。濉溪縣1990年前后多年平均小麥千粒質量為37.8 g，近年來已突破40.0 g。楊柳點1987～1992年63塊6 000 kg/hm2以上的高產田千粒質量為38.2 g；2010～2013年濉溪縣農科所區(qū)試點皖麥50平均千粒質量41.4 g。楊柳點1985年10月24日播種的博愛74-22等8個半冬性品種，4月24～28日抽穗，4月30日～5月4日開花，6月3～7日成熟，灌漿期（開花—成熟）33～35 d，千粒質量30.5～37.2 g，平均33.9 g；柳豐種業(yè)淮麥20等4個品種，2011年4月26日開花，6月5日成熟，灌漿期40 d，千粒質量平均44.4 g；2013年10月11日播種的青農2號，4月5日開始抽穗，4月10日始花，4月24日開始灌漿，6月1日成熟，實際灌漿期38 d，千粒質量50.0 g。

4 應對策略

4.1 適期播種，擴種偏冬性品種

濉溪縣50個小麥生產周期內，10月1日～12月20日0 ℃以上積溫為842.8 ℃·d。隨著生產周期的延續(xù)，趨于明顯升高，升高幅度為18.3（℃·d）/10a。

濉溪縣以種植弱冬性小麥品種為主，播種適宜溫度14～16 ℃，冬前積溫550～650 ℃·d。據歷史資料推算，小麥播種始期為10月10日。隨著生產周期的延續(xù)，播種始期趨于明顯推遲（r=0.369 7），推遲幅度為0.9 d。1987～2011年播種始期平均為10月12日，比1962～1986年平均推遲3 d。但9月下旬以后，降水量直線減少。推遲播種，會增加抗旱造墑的幾率和成本。在氣溫升高的背景下，仍應寒露前開耬。為此，要加快耐寒品種的選育和推廣。

4.2 加強有害生物防治

小麥生育中后期（拔節(jié)—灌漿）是多種病蟲傳播、流行，并造成危害的關鍵時期，應在搞好監(jiān)測的基礎上，科學確定防治指標，嚴格掌握施藥時期、濃度，并盡可能使用低毒藥劑，減少農藥污染。

4.3 平衡施肥

氣候變暖后，土壤有機質的微生物分解加快。同時肥效對環(huán)境溫度的變化十分敏感，溫度增高1 ℃，速效氮釋放量增加約4%，釋放期縮短3.6 d。

平衡施肥是提高植株抗寒、抗旱、抗病能力和保障穩(wěn)產高產的重要措施，應堅持秸稈還田，穩(wěn)氮、穩(wěn)磷、增鉀補微，推行平衡配方施肥。

5 結論

（1）濉溪縣小麥生長期氣候變化與全球氣候變暖大背景既有一致性，又有當地的特點。研究表明，1962～2011年50個小麥生產周期內，抽穗前平均氣溫、返青—抽穗平均最高氣溫和全生育期平均最低氣溫明顯升高，升溫速率返青—抽穗期>越冬期>冬前，平均最低氣溫>平均氣溫>平均最高氣溫，氣候趨向偏暖，越冬期平均氣溫≥3 ℃天數明顯增多；11月～次年2月極端低溫升高，最低氣溫<0 ℃、≤-5 ℃、≤-8 ℃和≤-10 ℃，平均氣溫<3 ℃、<0 ℃和≤-5 ℃的天數明顯減少，負積溫升高；灌漿期平均氣溫<17 ℃、最高氣溫≥30 ℃的天數趨于減少。

（2）氣候變暖背景下，低溫、干熱風氣象災害頻率降低，有害生物危害偏重發(fā)生；小麥越冬期縮短，生長期延長，抽穗開花提前，灌漿期延長，千粒質量提高。

（3）濉溪縣小麥生產已進入高產階段，防災減災尤為重要。在氣候變暖背景下，應堅持適期播種，擴種偏冬性品種，加強有害生物防治，平衡施肥。

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