固原市冬季气候条件对冬小麦越冬的影响分析及防御对策

常耀军　王桂芳

摘要 为探索冬季气候因素对冬小麦安全越冬影响及冬小麦越冬死苗的原因，寻求保苗措施和防御对策，对固原市近30年冬小麦观测调查资料和多个冬小麦品种死苗原因进行对比分析，探索冬小麦越冬气象条件和越冬死苗的主要原因，并提出一些可行性防御措施。

关键词 冬季气候；冬小麦越冬；影响；防御对策；宁夏固原

中图分类号 S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）03-0177-02

Abstract To explore the effect of winter climate factors on winter wheat overwintering and the causes of winter wheat seedling death，seek survival measures and countermeasures at the same time，we analyzed the survey data of winter wheat and seedling death reasons of several winter wheat varieties in Guyuan City during recent 30 years.So that the meteorological conditions and main reasons of winter wheat seedling death during overwintering were explored. Then some countermeasures were put forward.

Key words winter climate；winter wheat overwintering；effect；countermeasure；Guyuan Ningxia

冬小麦是固原市主要粮食作物之一。长期以来，由于多变的气候因素的影响，加之优良的耕作栽培措施跟不上，往往导致越冬保苗率低、死苗严重，给冬小麦生产造成极大损失。通过多年的观测调查分析研究，对固原市冬小麦越冬死苗原因进行了初步探讨分析，并提出了相应的栽培措施和田间管理防御措施，对本地区冬小麦种植生产过程中越冬保苗具有一定的指导意义和现实意义。

1 冬小麦种植情况及影响安全越冬的不利因素

固原市地处黄土高原边缘，属干旱、半干旱区，全年气候冷凉多变，冬季低温寒冷，少积雪覆盖。由于气候差异，冬小麦种植区主要分布在固原市中南部和东部地区，即六盘山两侧阴湿区的隆德县、泾源县和东部的彭阳县，西吉县、原州区均有种植，但面积小。冬小麦在9月下旬至10月上旬播种，11月下旬初进入越冬期，翌年3月中旬返青，越冬休眠期约110 d，6月下旬至7月中旬成熟收获，全生育期280～300 d，属北方晚熟冬麦区。据调查，全市每年播种面积33 333.3～66 666.7 hm2，是宁夏主要冬小麦产区之一。近年来，由于注重利用高品种，适当增加土地投入，提高栽培技术水平，冬小麦产量有了较大幅度的提高，初步改变了品种老化、产量较低的局面。但在品种使用上，过多重视高产品种的使用，忽视了品种的抗逆性，对越冬保苗这个长期困扰冬小麦生产的关键问题没有引起足够的重视，如遇播前缺墒、冬季低温持续干旱、返青期春寒降雪的特殊气候年，将出现大面积、大范围严重的越冬死苗，给冬小麦生产造成极大的损失。如1994年春，宁南冬麦产区普遍出现不同程度的越冬死苗。调查发现，全市越冬死苗面積约23 333.3 hm2，占35%，彭阳县冬小麦死苗最为严重，受害面积高达11 800.0 hm2，翻拆面积6 266.7 hm2，分别占冬小麦播种面积的40.0%和20.9%。

2 越冬死苗的类型和气候特点

从大面积越冬调查资料看，造成冬小麦死苗的气象因素主要为缺墒干旱低温、春雪低温返冻几种气候类型。

以固原开城镇小马庄点1989—1990年、1990—1991年、1992—1993年正常越冬年度的各主要气象要素平均值与越冬死苗严重的1991—1992年、1993—1994年2年度相应的气象要素相比较，可明显看出，越冬残苗主要有缺墒干旱低温和春寒降雪返冻2种类型（表1）。

2.1 缺墒干旱低温型死苗

秋季干旱土壤缺墒，播前0～20 cm土壤水分在12%以下，播后至翌年3月中旬返青持续干旱低温，其特点是秋旱为主的波及冬、春2季，且冬季严寒低温[1]。典型代表年份是1991—1992年，该年度9月0～20 cm土壤水分为8.7%，仅为常年土壤平均含水量的55.9%，9月播种后到翌年3月中旬返青前降水74.2 mm，为常年平均值的44.3%，越冬期负积温-565 ℃，比常年低96 ℃，如从11月20日冬小麦进入越冬到翌年3月上旬开始返青计，相当于越冬期日平均气温比常年约低-0.9 ℃。冬小麦主要表现为出苗不齐，幼苗生长弱，分蘖少或无分蘖，冬前保苗率仅48.6%，越冬期持续干旱低温，造成固原全市1992年冬麦大面积死苗，翻拆补种。

2.2 春雪低温返冻型死苗

2月中下旬气温回升较快，土壤处于冻融交替状态，冬小麦分蘖节开始萌动，到3月上旬土壤0～10 cm基本解冻，冬小麦很快进入返青初期，出现20 mm左右降雪过程并伴随气温急剧下降，渗入土壤0～10 cm的雪水和地上冰雪重新封冻，且持续到3月中旬再次出现降温天气，使返青初期的冬小麦在长时间处于严寒冻害和根系缺氧条件下受害死亡[2]，当地群众把这种死苗称为“春雪咬死”。其典型代表年份是1994年春2月下旬至3月上旬降雪17.9 mm，是常年平均降雪量（6.5 mm）的1.8倍，3月10—20日旬平均气温0.4 ℃，比历年偏低1.1 ℃，并出现近10年少见的极端最低达-14.1 ℃严寒天气，旬积温仅4.0 ℃左右，低于常年同期平均值42.3 ℃。造成死苗的主要原因是冬小麦返青初期抗寒能力降低，根际以下土层尚未完全解冻，雪水渗入冬小麦根际后，形成根际积水，在低温严寒条件下，解冻土壤重新封冻，根系分蘖节细胞组织遭受冻害，无氧呼吸[3-4]使能量代谢恶化，贮量耗尽根系腐烂变黑，窒息而死。从阳山坡气温较高，春季积雪较少死苗率低，川台、塬积雪较多，阴坡地气温低死苗率较高的情况下，足以说明2月下旬至3月上旬降雪低温是造成死苗的主要气象因素之一。

3 品种特性及抗逆能力对越冬的影响

固原市冬麦区秋播后降温快，冬季气候寒冷，负积温 -500 ℃以上，1月平均气温-8.0 ℃，冬季积雪稀少，土地裸露，缺乏雪层覆盖。冬小麦从11月中旬停止生长进入越冬期到翌年3月中旬返青，长达110 d左右，春季气温极不稳定，易出现寒流返冻天气，具有抗逆能力较强的强冬性品种才能安全越冬；冬性品种视不同年份越冬性差异很大，从1994年彭阳县姚河冬小麦试验点资料分析表明，不同类型和不同来源的品种均不同程度的出现越冬死苗问题，但品种间越冬能力差异很大（表2）。

在相同条件下，越冬率差异主要是由品种特性决定的，从调查情况看，地方品种和甘肃庆阳、西峰等地引进的品种越冬率均在85%以上；从北京、太原、忻州等地引进的品种，越冬率在70%以上；从天水、平凉、新疆农科院、济南引进的品种，越冬率30%～50%；甘肃临洮、陕西咸阳引进的品种（系）冬前麦苗生长过旺、发育较快，抗寒能力差，返青前全部冻死，很难越冬。

从正常越冬的1989—1990年、1990—1991年、1992—1993年不同類型的品种越冬率看，陕西咸阳、甘肃临洮等地引进的品种越冬性差，难以越冬。山东济南、新疆农科院、甘肃天水等地引进的品种越冬较低，通过调节播期，加强管理，可作为育种材料进行间接利用。北京、太原、忻州、庆阳、西峰、平凉、长武等地引进的品种都能安全越冬，通过引种试验繁殖可以直接利用。

4 冬小麦越冬低温冻害的机理分析

从缺墒干旱低温型死苗和春雪低温返冻型死苗的生物学原理分析，当外界气温下降至0 ℃以下时，小麦组织内因保护物质的存在，细胞液不会立即结冰，当温度继续下降后，造成细胞原生质脱水，在胞间或在原生质体与细胞壁之间结冰，则发生冰质壁分离，水分以过冷却形式存在。持续剧烈降温，反复冻融或伴随大风、干旱等，引起细胞的一系列损伤或死亡。缺墒干旱低温是造成冬小麦体内细胞过度脱水遭受干害死亡，春雪低温返冻型死苗是造成根系缺氧或细胞间结冰体积增大机械损伤死亡。在冬小麦植株的不同部位，以次生根抗冻能力最弱，茎生长点和老叶次之，功能叶片较强，尤以功能叶片叶鞘最强。茎生长点受伤害导致分蘖死亡，但其他茎仍可生长。根系死亡则严重影响整个麦苗的返青生长，但仍有可能长出新根恢复生长。如果分蘖节一旦死亡，即使还有部分新叶、新鞘存活，但由于与土壤水分养分的联系切断，整个植株随即死亡。因此，国内外大多以小麦分蘖节临界致死温度（LD50）作为小麦冻害的生理指标，同时也是品种抗冻能力的标志。

5 结论

（1）据研究，负积温在-400 ℃以上的地区，对冬小麦安全越冬就会造成不利影响，固原冬麦区负积温在-400～800 ℃之间，冬小麦越冬期长，冬季干旱、气候严寒、旱象出现频率高，易出现秋冬春连旱，严寒和干旱构成了固原冬麦区两大灾害性气象因素，是造成冬小麦越冬死苗的主要气象灾害。

（2）固原冬麦区春季气候变化极不稳定，气温升降急骤，变幅较大，尤以小麦返青初期气温回升较快，土表10 cm以内已解冻，冬小麦分蘖节开始萌动，抗寒能力减弱，如出现20 mm左右连续降雪过程，下渗雪水积于冬小麦根际，气温下降使地上冰雪覆盖，地表返冻，冬小麦在积水、低温甚至冻结的环境下，分蘖节活力减弱，根际腐烂变黑死亡，春寒降雪是造成春季死苗的又一气象灾害。

（3）从严寒低温、干旱、春寒降雪造成冬小麦死苗的气象因素发生频率来看，低温严寒年变幅较小，其次是干旱、春雪低温年变幅最大。从品种使用上，首先必须利用抗寒性强的强冬性或冬性品种，适时播种，提高播种质量，培育冬前壮苗增强冬小麦抗寒能力，保证在正常年份安全越冬。

6 防御对策

6.1 选用抗旱品种，培肥地力，加强冬小麦越冬期管理

水浇地充分利用灌溉条件适时冬灌，改善土壤水分状况，采用冬季保墒措施，尽量减少冬季干旱死苗。增施农家肥，培肥地力，改善土壤结构，深耕改土提高土壤理化性状和下层含水量，促进根系下扎，改善冬小麦根际环境，改善土壤变温效应，以抵御春寒降雪给返青初期冬小麦根际造成积水缺氧的不良环境，防止分蘖节窒息死亡。

6.2 创造小麦适合的越冬条件，合理布局冬小麦的生产分布

从小麦冻害产生的原因来看，冻害的发生是由于越冬的气候生态条件超出了小麦的抗寒能力而引起的。就各个易遭受冻害的麦区而言，创造小麦适合的越冬条件，合理布局冬小麦的生产分布，注重冬小麦品性是否与栽培地越冬生态环境相适应，改善农田小气候，使微观生存环境的生态条件适应小麦安全越冬的要求，提高小麦本身的抗寒性，使之能耐受不利的生态条件。

总之，造成冬小麦冻害死亡的原因是多方面的，不仅决定于气候条件，更与品种和栽培措施有很大关系。因此，减轻或防御冻害的发生应综合应用各种措施，避免不利条件的发生给小麦越冬带来冻害。

7 参考文献

[1] 李强，赵伯图，李淑英，等.宁南山区冬小麦越冬死苗原因及保苗措施[J].宁夏农林科技，1997（3）：49-51.

[2] 李彤霄，赵国强，李有.河南省气候变化及其对冬小麦越冬期的影响[J].中国农业气象，2009（2）：143-146.

[3] 孙羲.植物营养与肥料[M].北京：中国农业出版社1991：21.

[4] 莫志鸿，霍治国，叶彩华，等.北京地区冬小麦越冬冻害的时空分布与气候风险区划[J].生态学杂志，2013（12）：3197-3206.