淮北砂姜黑土地区小麦品种调整趋势分析

乔玉强　曹承富　杜世州　陈金华　李玮　张向前　赵竹　肖扬书

摘 要：为了实现淮北地区小麦生长发育进程与光、温、水等生态资源的协调同步发展，解决淮北砂姜黑土地区小麦生产的适播期干旱、土壤适耕性差等造成的播种、出苗困难等问题，在系统分析近年来影响小麦生长的气象因素变化趋势的基础上，通过多年多点小麦品种适应性研究，探明了弱冬性小麦品种在淮北地区种植的增产潜力与推广应用前景，提出了淮北砂姜黑土地区应进一步扩大弱冬性小麦品种的种植面积，以期为该区域小麦的持续丰产稳产奠定基础。

关键词：小麦；砂姜黑土；气候变化；种植制度；品种布局；调整策略

中图分类号：S512.1+1 文献标志码：A 论文编号：2014-0646

0 引言

安徽淮北地区位于北纬33°附近，是安徽省小麦生产潜力区，常年小麦种植面积166.7万hm2左右，在安徽省粮食生产及国家粮食安全中具有举足轻重的地位。砂姜黑土是淮北地区主要的土壤类型，面积约164万hm2。砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”的不良属性严重制约着小麦的高产稳产[1]，加之该区受到南北过渡性气候的影响，干旱、洪涝、冻害、冷害等自然灾害频发，严重影响了小麦的持续丰产和高产潜力的发挥[2]。针对砂姜黑土特性及淮北地区过渡性气候的特点，选用适宜的小麦品种类型，对提高淮北地区小麦的生产水平、保障国家粮食安全具有重要的科技支撑作用。

安徽省小麦生产水平已进入高产阶段，自然条件及极端气候频发的现状对小麦品种的选用提出了更高的要求，需要进一步加强品种的选育、示范、布局以及技术配套等工作力度，发挥优良品种的增产增收作用[3]。马传喜[4]通过对安徽省的气候、土壤条件的变化及不同地区小麦品种变化规律，将淮北地区列为中强筋小麦产区。赵广才[5]认为安徽淮北地区是南方冬麦区和北方冬麦区的过渡地带，品种选用应兼有半冬性、弱春性和春性品种；邱友凤[6]在分析淮北地区小麦品种布局更新换代过程及近年来小麦区试结果后认为，淮北地区小麦品种的选用应以半冬性品种为主。前人的研究多注重品种的品质类型或为生产实践的总结，但通过对多年气象资料及试验数据的分析并结合生产实践的研究却鲜有报道。为此，笔者通过系统分析影响小麦生长的主要气象因素的变化趋势、种植制度的变化及不同类型小麦品种的产量潜力，阐明了淮北地区小麦品种调整的可行性和必要性，以期为充分发挥淮北地区自然资源优势和弱冬性小麦品种的增产潜力提供依据，为淮北地区小麦的持续丰产和高产稳产栽培提供技术支撑。

1 材料与方法

本研究所用气象数据来源于气象部门地面气象观测站，资料范围包括沿淮淮北23个县，年限为1981—2013年。品种适应性试验在安徽省农科院作物所蒙城试验示范基地进行，试验地土壤为砂姜黑土，地力水平中等，试验地秸秆全量粉碎还田，土壤每2年深松1次。利用Excel 2007进行数据分析及图表制作。

2 淮北地区气候变化趋势分析

安徽省淮北地区包括30个市（县、区），耕地面积214.39万hm2，约占全省耕地面积的50%，土壤质地以砂姜黑土和潮土为主，是安徽省小麦主产区，年平均温度14.3～15.2℃，小麦生长季节大于0℃积温2200℃左右，能满足冬性、半冬性及春性类型小麦品种对热量的需求；年均降雨量850～1000 mm，小麦生长季节（10月至翌年5月）平均降水350～400 mm，正常年份可满足小麦产量形成对水分的需求；小麦生育期内日照1373～1436 h，各种气候因素对农作物产量均有显著的影响[7]。安徽省统计年鉴数据表明，20世纪60年代以来，全省粮食总产、单产都呈现明显的上升趋势，但自20世纪90年代以来年际间波动（气候产量）不断增大，尤其是近几年气候产量多为负值，表明气候变化对农业生产的负面影响已经显现。

2.1 小麦适播期内降水量呈减少趋势

淮北地区过渡性气候特征决定了该区域降水具有明显的时空分布规律。据安徽省气象科学研究所提供的沿淮淮北23个气象站点1981—2013年度9、10月的旬降水量分析（见图1），呈现9月中下旬降水量增多、10月降水明显减少的趋势，2004—2013年度9月中、下旬平均降水量分别为28.21 mm和28.13 mm，较1981—2003年度同期平均分别增加76.46%和46.06%，2004—2013年度10月上、中、下旬平均降水量分别为3.40 mm、5.58 mm和10.88 mm，较1981—2003年度同期平均分别下降85.86%、78.21%和17.86%。目前，淮北地区农田水利基础设施依然较为薄弱，农业生产以雨养旱作为主。砂姜黑土易旱易涝，降水量的这种变化趋势，说明淮北地区小麦传统适播期内极易出现干旱，影响小麦的正常播种。这就要求生产上必须充分利用9月的有效降水，在前茬作物收获后趁墒适时播种，实现小麦一播全苗。

2.2 冬前积温呈现增高趋势

正常情况下，冬小麦播种至出苗所需大于0℃积温110～120℃，冬前主莖生长1片叶需大于0℃积温65～70℃[8]。伴随全球气候变暖，冬小麦生长期内增温尤其越冬前增温最为明显。据淮北地区23个气象站点数据分析，1981—2003年度间10月1日—12月20日大于0℃积温平均为865.75℃，2004—2013年度同期大于0℃积温平均为942.82℃，近10年来，冬前大于0℃积温增加了77.07℃，增幅8.90%，增加的积温可以多生长1片主茎叶。小麦的适期播种，应在当地的气候条件下，以小麦能形成冬前壮苗，并将小麦在越冬期间穗分化进程控制在二棱期以内为标准。为有效减轻由于早播带来的冬前旺长可能导致的冬、春季冻害风险，实现壮苗安全越冬，生产上宜选用抗寒能力较强的弱冬性小麦品种。

2.3 冬季低温日数减少，极端最低气温升高

淮北地区是安徽省农业气象灾害最重地区，在气候变暖的背景下，极端气候灾害有增加的趋势，导致农业生产不稳定性增加[9]。与冬前大于0℃积温增加趋势一致，安徽省冬季低温日数减少、极端最低气温升高。冬季极端最低气温和平均最低气温增暖速率达到0.76℃/10 a和0.55℃/10 a。1961—2007年度全省日最低气温低于-5℃天数显著减少，平均减少速率为3.1天/10年，淮北低温日数减少更加显著，减少速率达到4.6～5.9 d/10 a（见图3）。安徽省气象灾害影响由大至小分别为：暴雨洪涝>旱灾>风雹灾>低温雨雪冰冻灾，但冻害危害仍然很重，尤其在特定年份，如2008年冻害受灾比重达52%[3]。2013年4月低温冷害也使得淮北地区偏春性小麦品种几乎绝收。为了规避冬春冻害风险，小麦生产上必须选用具有较强的抗冬季冻害和春季低温冷害能力的品种。

2.4 淮北地区种植制度现状分析

淮北地区是安徽省小麦的主产区和高产区，常年小麦播种面积166.7万hm2左右，约占全省的65%。20世纪90年代以前，该地区甘薯、棉花等晚茬作物种植面积较大，小麦播期偏迟；加之机械化程度不高，小麦收获持续时间较长，常常因收获不及时遭遇连阴雨天气导致小麦穗发芽。为了应对晚播及穗发芽给小麦生产带来的影响，这一阶段小麦生产上主要以春性品种为主，半冬性和冬性品种为辅[7]。

近年来，淮北地区玉米种植面积逐年扩大，2010年淮北地区玉米种植面积达72.24万hm2，較1981年扩大了6.54倍，同期甘薯、棉花的种植面积分别为8.78万hm2、0.59万hm2，较1981年下降了84.8%和95.9%（见图4）。玉米收获期在9月中、下旬，如按传统播期10月中旬种植小麦，则会造成20～30天左右的温光资源浪费，同时玉米收获后裸露的地表加快了土壤水分的蒸发，给小麦的播种带来困难。小麦适当提前播种，可以充分利用冬前温光水等自然资源，为小麦一播全苗、培育冬前壮苗奠定基础。弱冬性小麦品种最适宜播种温度16～18℃，与淮北地区10月上旬气温基本吻合。

2.5 不同类型小麦品种适应性研究

2.5.1 产量潜力 2006—2012年度的品种筛选试验数据表明，参试的45个品种有‘烟农19、‘淮麦29、‘许科1号、‘洛麦23、‘徐麦856、‘皖麦52、‘周麦18 7个产量达到或超过9750 kg/hm2，有22个品种产量达9000～9750 kg/hm2。产量达到9000 kg/hm2以上的高产小麦品种均为弱冬性、半冬性小麦品种。因此扩大安徽淮北地区弱冬性小麦品种的种植比例，提高小麦的单产潜力，对确保安徽小麦总产的增加和稳定具有重要意义。

2.5.2 抗冻能力 2013年4月，处于孕穗期的淮北小麦遭受严重冻害，田间调查结果表明，在太和、蒙城试验点弱冬性和半冬性小麦的异型穗率、残缺穗率和无籽穗率明显低于半冬性品种，不同品种类型间异型穗率、残缺穗率和无籽穗率差异达显著水平。弱冬性品种‘烟农19的异型穗率、残缺穗率和无籽穗率较半冬性品种‘皖麦52低99.63%、92.08%和91.73%。即早播选用弱冬性小麦品种可以明显降低小麦穗部的冻害程度，有利于产量的提高。

2.5.3 播期弹性 通过对目前淮北地区种植面积较大的弱冬性小麦品种‘烟农19的超晚播高产配套技术研究表明，11月21日播种（较当地适宜播期晚35天左右）条件下，通过增加播量（基本苗450万株/hm2）、氮肥基追并举、孕穗期追施、基追比5：5等措施配套仍可获得7846.5 kg/hm2的产量水平[10]。10月30日播种条件下，弱冬性品种‘济麦22和半冬性品种‘周麦22产量水平可以达到7654.9 kg/hm2和7350.0 kg/hm2[11-12]。说明弱冬性或半冬性品种在当前气候条件下，具有较好的播期弹性，即使晚播条件下，只要栽培措施配套适当，仍可获得理想的产量。

2.6 扩大弱冬性小麦品种种植的可行性

2.6.1 弱冬性小麦品种可满足淮北地区气候变化对播期的要求 淮北地区23个气象站点1981—2013年度10月上旬平均气温为18.7℃，满足弱冬性小麦品种适宜播种时期日均温度18℃左右的要求[13]，半冬性、春性品种的适宜播种时期为日均温度分别要求14～16℃、12～14℃左右。玉米等前茬作物收获后如不及时播种，会使裸露的地表水分挥发加剧，加之10月降雨急剧减少，给小麦播种带来困难。选用弱冬性小麦品种可以充分利用冬前温光水资源，提高小麦单产潜力。品种筛选试验结果表明，淮北地区不同类型小麦品种成熟期均在6月上旬，不同类型品种间差异仅3～5天。为了避免玉米授粉期遭受高温热害的影响，淮北地区玉米的安全种植期应在6月中旬。因此选用弱冬性小麦品种既可充分利用冬前的温光热等自然资源，又不会影响后茬种植。

2.6.2 弱冬性小麦品种具有产量潜力高、早播风险小、迟播减产少的特性 与春性品种相比，淮北地区种植弱冬性品种具有明显优势：一是产量潜力大。一般而言，弱冬性品种的产量水平比春性品种高，穗、粒、重三因素协调，尤其在重灾之年更能发挥品种的稳产作用；二是播期弹性大。弱冬性品种具有早播无风险，晚播少减产的特点，能充分利用冬前温、光资源，发挥分蘖力强的优势，形成冬前多蘖壮苗越冬，为高产奠定穗数基础。据2009年蒙城试验结果表明，选用弱冬性品种‘烟农19，在11月21日播种，辅助相应的栽培措施，产量仍可达到7846.5 kg/hm2[10]；三是抗灾能力强。弱冬性品种可以解决沿淮淮北地区频繁出现的小麦播种期间干旱和冬春季冻害问题；四是分蘖成穗能力强。淮北地区土壤以砂姜黑土为主，该类型土壤物理属性差，适耕期短，严重影响整地播种质量，常因整地质量差导致缺苗断垄，弱冬性品种因其具有较强的分蘖成穗能力，易获得较多的穗数，可在一定程度上弥补因缺苗断垄对产量的影响。

2.6.3 沿淮淮北地区耕作制度可以满足弱冬性小麦播期的需要 目前淮北旱茬麦区夏季作物90%以上为玉米、大豆、芝麻、花生，这些作物腾茬较早，在9月中下旬就能成熟收获。按照弱冬性小麦品种最适宜播种温度16～18℃，其在沿淮淮北最适宜播期在10月5—10日。因此目前种植制度下前茬作物不会影响弱冬性小麦的播期要求。

3 结论

针对淮北地区旱茬麦前作多以大豆、玉米、花生、芝麻等早秋作物（9月下旬至10月初成熟）为主的种植制度、10月降雨明显减少的自然条件变化，为应对小麦冬前旺长，预防冻害和倒春寒，降低自然灾害风险，采取扩大弱冬性品种的比例，10月上旬趁墒适期播种，使苗期有充足时间发生主茎大分蘖，以形成冬前大蘖壮苗越冬，增加分蘖成穗数。同时又能控制主茎在越冬前后幼穗分化至二棱期，完成春化发育阶段，转入光照阶段，使光照阶段得以延长。延长了幼穗发育时间，增加小穗、小花数量，延长小花发育时间，提高小花结实率和单穗结实粒数。实现淮北地区小麦生育进程与光、温、水生态资源协调同步。但需要注意因品种布局调整带来的播量及病虫草害变化等问题。

4 讨论

近年来，随着小麦生产投入的增加和农业科技水平的提高，小麦产量水平逐渐提升，与此同时，不断变化的气象条件和种植制度对淮北地区小麦品种的选用亦提出了新的要求。20世纪90年代以后，气候适播期在逐渐向后推迟，陈英慧等[15]建议半冬性小麦品种适播期应在传统播期基础上向后推迟近一周播种；李德等[16]也认为冬小麦适播期较传统播期推迟7～8天，有利于防止冬前旺長、实现壮苗越冬。小麦品种选用具有较强的区域性，不同生态区的品种选择差异较大[6]。据报道，与安徽淮北生态条件相似的山东南部、江苏北部及河南中东部地区选用抗倒性突出、耐病性较好、春季发育相对较慢，耐倒春寒能力强的半冬性中晚熟品种为主[17]。现有研究提出的淮北地区选用半冬性品种并推迟播种的避灾栽培措施[16，18]，主要基于气象资料、种植制度的变化。本研究在分析制约淮北地区小麦生产的主要气象因素和种植制度变化的基础上，结合砂姜黑土易旱易涝、适耕期短等不良属性及弱冬性小麦品种在淮北砂姜黑土地区的产量潜力和适应性研究，提出了与上述不同的实现小麦高产的技术途径，即选用弱冬性品种、在适期范围内适当早播的高产应变策略，促进了小麦生育进程与光、温、水生态资源同步，使砂姜黑土地区小麦生产潜力得到充分发挥，并在生产实践中得到验证，实现了该区域生产实践上多年多点小麦单产超9750 kg/hm2的超高产记录。生产上要根据具体品种的特性， 确定适宜的播种量， 同时加强田间管理，降低春季冻害的影响。

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