氣候變暖情況下小麥凍害因素分析及預防措施

牛新印 王 璐 牛新章 張新娥 李 鎖 劉清瑞

（1.河南聯(lián)邦種業(yè)有限公司 新鄉(xiāng)453731；2.河南科技學院新科學院 新鄉(xiāng)453003；3.新鄉(xiāng)縣畜牧場 河南新鄉(xiāng)453700；4.新鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河南新鄉(xiāng)453700）

冬小麥屬于越冬型耐寒性較強的作物，一般情況下在入冬后，氣溫逐漸降低，麥苗經(jīng)過低溫鍛煉，細胞組織內(nèi)糖分逐漸積累、細胞濃度增加，使其抗寒能力大大增強，即使深冬遇到低溫僅會受到輕微凍害，不至于凍死。但未經(jīng)過抗寒鍛煉的麥苗，體內(nèi)積累的糖分少、細胞濃度低，在氣溫驟降時就易產(chǎn)生凍害。因此，引發(fā)小麥凍害的環(huán)境因素主要是溫度驟然降低，當溫度較高時，小麥體內(nèi)的水分會發(fā)生融化，但溫度劇烈下降時，體內(nèi)的水分則會突然出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導致了小麥苗田發(fā)生凍害。特別是隨著近年來氣候變暖、溫度不斷升高，在冬季較為溫暖的情況下，小麥播種早、長勢很旺，但植株還較為幼嫩，對寒冷的抵抗性降低，在沒有經(jīng)過抗寒鍛煉的情況下，驟然大幅度降溫，在冬季及早春常常引起葉片、分蘗甚至主莖遭受凍害。進入拔節(jié)期后，小麥苗對寒冷的抵抗力顯著降低，特別是遇到3～4月寒潮極端天氣時，產(chǎn)生使小麥發(fā)生凍害的條件，植株極易發(fā)生凍害，麥穗發(fā)育停滯，對產(chǎn)量影響很大[1-5]。

1 凍害的危害及類型

1.1 凍害的危害

新鄉(xiāng)縣地處豫北平原西北部，屬暖溫帶大陸型季風性氣候區(qū)。新鄉(xiāng)縣西北距輝縣市太行山20～40 km，北距鳳泉區(qū)太行山30～40 km，地處山前平原，冬季盛行西北風或東北風，干冷少雨雪，最低氣溫低于-15℃，造成冬季凍害；春季西北風、東北風與西南風交替進行，冷熱無常，3月底至4月上旬常有低溫出現(xiàn)，造成倒春寒危害。如2003年、2005年、2018年、2020年均發(fā)生了不同程度的凍害。

1.2 凍害類型

1.2.1 初冬凍害 初冬凍害一般發(fā)生在11～12月，小麥冬前生長量不足，苗情偏弱養(yǎng)分積累少，有的小麥在播種后沒有經(jīng)過抗寒性的鍛煉，造成了小麥抗凍能力偏差，如果溫度迅速降低，在低于0℃以下時，小麥田就會發(fā)生凍害，一般分蘗不會凍死。

1.2.2 冬季凍害 進入冬季，強冷空氣入侵頻繁，一般10 d左右1次，降溫幅度大、持續(xù)時間長，常伴有大風，地表的低溫降到了0℃以下，一般最低氣溫在-15～-5℃的時候發(fā)生的凍害比較多，尤其是2004年、2019年、2020年風多雪少，土壤持續(xù)干旱，小麥分蘗期處在冷暖驟變季節(jié)之中，導致小麥出現(xiàn)了嚴重的凍害，麥田出現(xiàn)死苗、死蘗，給農(nóng)民帶來了嚴重的損失。

1.2.3 早春凍害 冬末春初，天氣逐漸回暖，凍融交替，麥田溫度突然快速的回升，小麥幼苗緩慢生長，促使小麥苗期抗寒性降低，在溫度回升后再出現(xiàn)大幅度降溫，如果當?shù)貧鉁卦?15～-10℃的時候，小麥就會遭受到嚴重的凍害。這種情況一般發(fā)生在1月初至2月中旬。

1.2.4 倒春寒 小麥在拔節(jié)期后，抗寒能力明顯降低，一般在3月底至4月上旬如果遇到0℃左右的低溫，處于生長旺盛期的小麥抗凍能力下降，麥田常發(fā)生穗部凍害，影響結(jié)實。冬季凍害和倒春寒的危害均較重，一般減產(chǎn)15%～20%，個別地塊甚至絕收。

2 小麥凍害發(fā)生的因素分析

2.1 冬季凍害

冬季凍害的發(fā)生主要是由于從播種至越冬氣溫偏高，造成部分小麥在越冬前完成了6～7片葉的生長，甚至個別植株越冬前已經(jīng)拔節(jié)，小麥入冬前后因為氣溫驟降而導致的小麥凍害。幼苗未經(jīng)抗寒性鍛煉,抗凍能力較差，當氣溫驟降10℃以上、最低氣溫在-10℃以下時，苗質(zhì)弱、整地差、土壤孔隙大的麥田麥苗迅速青枯。

（1）品種特性。如2002年小麥播種后氣溫偏高，種植的豫麥18-64、鄭麥9023弱春性品種面積較大，冬前普遍存在長勢偏旺現(xiàn)象，到12月下旬時，平均氣溫由中旬的10℃左右降至-15～-13℃，造成弱春性小麥品種大面積發(fā)生凍害。又如2004年12月20日之前氣溫較高，12月20～22日普降大雪，氣溫驟降至-9℃，并且持續(xù)時間長，抗寒性差的弱春性品種普受凍害。

（2）整地質(zhì)量。據(jù)在新鄉(xiāng)縣七里營鎮(zhèn)八柳樹村、毛灘村，朗公廟鎮(zhèn)曲水村、翟坡鎮(zhèn)小宋佛村等村調(diào)查表明，2017年麥播時雨水較多，秸稈還田后旋耕2遍，旋耕過后未耙實加之秸稈量大，部分地塊呈等距離帶狀耕層淺，不足10 cm，表層土壤過虛，不利于小麥根系下扎，使個體發(fā)育較差，越冬前氣溫較高，進入越冬期氣溫驟降，造成小麥缺苗斷壟并有凍害發(fā)生，且呈帶狀分布。與新鄉(xiāng)縣七里營鎮(zhèn)八柳樹村麥田作對比（附表）可知，玉米秸稈還田+深耕+旋耕整地處理（簡稱深耕整地），秸稈掩埋較深、土壤瓷實、保墑性好，小麥生長健壯、沒有凍害；對照處理，玉米秸稈還田+旋耕整地（簡稱旋耕整地），秸稈掩埋很淺、表層土壤過虛、通風跑墑，小麥很難扎根土壤中，養(yǎng)分供給不足，小麥長勢較弱，個體發(fā)育差，凍害較重。

附表 小麥越冬苗情對比

同時冬前高溫干旱，小麥生長量小，導致麥苗光合作用減弱，降低抗寒能力，易受凍害。2020年冬前氣溫偏高，2021年1月上旬低溫為-18～-14℃，部分地塊播量過大或播種過早，造成群體過大、植株偏高、分蘗少、長勢弱，遇到氣溫驟降會發(fā)生嚴重凍害。不同土壤類型受凍程度不同，沙壤土地塊小麥較黏土地塊小麥受凍害重[6]。

2.2 倒春寒

在三四月小麥已先后完成了春化階段和光照階段的發(fā)育，完成春化階段發(fā)育抗寒力降低，通過光照階段后開始拔節(jié)，完全失去抵御0℃以下低溫的能力，當寒潮來臨時，夜間晴朗無風，土地表層溫度急劇降到0℃以下，便會發(fā)生倒春寒危害。特別是冬季氣溫偏高時，在春季很有可能遭遇倒春寒。由于冬季溫暖，早春小麥生長發(fā)育提前，一般小麥在4月初處于孕穗末期或抽穗初期，小麥抗寒能力顯著下降，極易造成小麥抽穗期的凍害，主要是表現(xiàn)在幼穗的部位，受到凍害后麥穗就會停止生長，麥穗不結(jié)實。在小麥抽穗后，麥穗分化的時候受到凍害麥穗不會分化，停止發(fā)育，生長緩慢，達不到一定的株高，造成地塊里的小麥高矮不一致，最后導致麥穗干枯死亡。

2017年冬季溫暖，2018年早春小麥生長發(fā)育明顯提前，在小麥孕穗末期的4月2日最高氣溫在31～32℃（高溫），4月3～4日伴有強勁東北風冷空氣，氣溫下降20℃（濕冷），4月5～6日凌晨伴有強勁西北風冷空氣，4月7日凌晨氣溫降至-3～-2℃（干冷），持續(xù)時間7 h。整個天氣過程經(jīng)歷了“高溫—濕冷—干冷”的過程，形成平流輻射復合型氣象凍害，部分地塊小麥凍害嚴重。表現(xiàn)為麥穗無法正常抽出、穗枯死、穗缺粒、穗畸形等，嚴重影響產(chǎn)量。如在新鄉(xiāng)市平原新區(qū)沿黃麥區(qū)調(diào)查，以豐德存5號、豫麥34、新麥26等品種受凍較重，以沙壤土地塊植株受凍較重，一般減產(chǎn)20%左右，重者減產(chǎn)60%～80%。

2019年冬前氣溫偏高。據(jù)新鄉(xiāng)市氣象資料顯示，10～12月積溫918.8℃，較常年增加175.7℃，增幅為23.7%；加之1月氣溫明顯偏高，使小麥越冬時偏旺生長。返青后，2月、3月氣溫偏高，生育進程加快，拔節(jié)較常年提前10 d左右。其中3月積溫388.02℃，較常年增加136.32℃（增幅為54.16%），3月氣象條件總體屬于“暖春”，生育進程加快，3月8日開始拔節(jié)，較常年提前10 d。在冬春溫暖的情況下，春季低溫頻發(fā)。2020年春季共發(fā)生3次低溫過程。①3月28日新鄉(xiāng)市最低溫度1℃，持續(xù)時間1個多小時。②3月30日，最低溫度3.6℃。本次冷空氣對小麥生長發(fā)育總體影響不大，原因一是最低溫度持續(xù)時間短；二是大部分地塊小麥處在孕穗初期，個別品種孕穗稍早；三是已通過各種渠道進行了預警，號召群眾對缺墑地塊及時澆水或噴施防凍藥劑。③4月10日，全市出現(xiàn)一次低溫天氣，最高溫度7.9℃，最低溫度3.1℃。當時大部分小麥正處于孕穗階段，經(jīng)后期調(diào)查，本次低溫造成新麥26、西農(nóng)979、偉隆169等個別小麥品種缺粒3～4粒，部分品種小穗敗育、畸形，造成個別地塊減產(chǎn)。

3 預防措施

3.1 精細整地

小麥播種前，應該進行土壤的深翻處理，深度應該在25 cm以上，秸稈還田結(jié)合深耕，一定要精耕細作，讓秸稈充分的腐熟。根據(jù)土壤肥力和常年產(chǎn)量水平在播種前使用腐熟的農(nóng)家肥、腐殖酸復合肥作底肥，如果墑情不好的話，應提前澆水造墑，保證足墑下種[7]。

3.2 科學選種

新鄉(xiāng)市發(fā)生小麥凍害頻率較高，因此，小麥栽培中選擇品種時不僅要考慮品種的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，還要考慮品種的抗寒性。生產(chǎn)上要選用拔節(jié)偏晚而抽穗并不晚的半冬性品種，如百農(nóng)207、百農(nóng)4199、聯(lián)邦2號、許科168等。并適期播種，提高播種質(zhì)量，確保一播全苗、壯苗越冬。

3.3 分類管理

培育壯苗要科學安排播期，半冬性品種播種期一般在10月15～20日，弱春性品種播種期一般在10月20～25日。早旺苗（播種偏早而形成的旺苗）應進行適當鎮(zhèn)壓或深鋤控旺。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斷根、鎮(zhèn)壓等措施，控旺轉(zhuǎn)壯。弱苗（因底肥不足或播種偏晚造成的黃瘦苗）應在澆水、中耕松土的基礎上，施速效氮肥，以促進苗的生長[8]。

3.4 適時灌水

小麥越冬前冬灌是小麥安全越冬的保障，但對于旺苗和弱苗，一般不可進行冬灌；對于壯苗，越冬水澆灌的時間也不可過晚。應在3～4月預防小麥上發(fā)生的倒春寒危害，預防和減輕災害的有效措施就是在寒流來臨之前提前做好澆水工作，以調(diào)節(jié)近地面層小氣候，起到預防或減輕凍害的作用，一般應于3月中下旬澆好拔節(jié)水。

3.5 葉面施肥

在寒流到來之前或發(fā)生凍害之后，噴施植物生長調(diào)節(jié)劑、植物細胞膜穩(wěn)態(tài)劑及葉面肥等，可顯著提高小麥植株的細胞濃度，增強植株抗寒能力，降低災害損失[9]。