越冬前增温对商麦156生长发育的影响

孟自力，闫向泉，朱 倩，倪雪峰，朱 伟

（商丘市农林科学院，河南 商丘 476000）

在我国，霜冻对小麦产量所造成的损失是巨大的，因此，越冬前增温对小麦免受霜冻害的侵袭具有重要的意义。随着全球气候变暖，气候异常等现象时有发生，越冬前对小麦进行增温的重要性更加突出。研究发现，小麦越冬前增温能够有助于小麦的生长发育，进而保证小麦最终产量的提升[1-3]。河南省作为我国农业大省，其小麦种植面积位居全国前列，商麦156是2015年11月河南省最新审定的小麦品种，近2 a在河南省内得到大力推广。因此，探究河南省小麦增温对小麦生长发育和产量的影响对我国小麦的健康生长具有重要的意义。

为了探究越冬前增温对小麦生长和产量的影响，商丘市农林科学院国家农作物区域试验站2016—2017年通过在大田进行人为增温，对小麦越冬前增温进行了模拟试验，探究小麦生长发育和产量同越冬前增温之间的关系，以期为我国粮食安全作出贡献。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2016—2017年在河南省商丘市农林科学院的试验基地进行，该地区属于典型的温带季风性气候，光照充足，年平均气温为14.5℃，年平均降水量为555 mm，无霜期为225 d，在该地区主要种植的农作物为小麦和玉米，并且小麦和玉米均为一年两熟制。0～20 cm土层含有机质1.13%，全氮0.72 g/kg，有效磷 45.31 mg/kg，速效钾 93.37 mg/kg，水解氮107 mg/kg。

1.2 试验材料

供试小麦品种为商麦156。

1.3 试验设计

试验于2016年10月14日播种小麦。每公顷施用含量15-15-15的氮磷钾平衡肥900 kg，在小麦播种前结合整地作基肥一次施入，翌年春返青期前追施尿素每公顷150 kg。试验采用随机区组设计，共设4个积温水平，分别以大田环境下的自然积温作对照；以日平均气温分别高于CK 0.66，0.66，0.95℃设置3个水平的处理，处理时间分别为45，55，65 d，分别记作处理 1、处理 2 和处理 3（表1）。对照和处理均设3次重复，即12个小区，每小区面积3 m×3 m，小区与小区之间设置2 m宽的走道进行间隔。采用田间可移动式增温设施对小麦冠层进行增温，该设备由长江大学农学院发明并已申报发明专利，专利号201420030101.9[4]。改设备增温为跟随模式，通过加温设备以自然温度为对照进行动态增温。温度记录通过安装在小区内的温度传感器进行实时监测，每30 s记录1次，具体增温幅度以实际测定为准。增温处理结束后将增温设施移出大田，让增温处理和对照的植株在自然条件下生长至成熟。

表1 不同处理设置

1.4 测定项目及方法

幼穗分化采用显微镜进行观测，叶绿素含量采用日产SPAD-502型叶绿素计测定SPAD值，光合特征参数采用便携式光合测定仪（LI-6400，USA）测定，在不同生育阶段调查和测量小麦基本苗、产量构成三因素等。

1.5 数据分析

利用SPSS22.0进行显著性分析，利用Excel进行数据整理和作图。

2 结果与分析

2.1 越冬前增温对小麦生长发育的影响

通过显微镜下观察幼穗分化可以看出，在前期积温的幅度较小时，幼穗的分化进程并无较大变化，而当积温增加到一定程度时，幼穗的发育进程开始逐渐加快，然而当继续追加积温时，幼穗的发育进程速度开始变缓慢，积温增加不超过36.7℃（处理2）时，对小麦幼穗的生长影响较小，积温增加超过36.7℃时，对小麦幼穗的生长影响则较大。

由此可知，在幼穗的分化进程当中，温度作为影响幼穗分化的重要因素之一，其变化会对幼穗的分化成长带来重大影响，把握恰当的积温规律，对小麦的生长发育具有重要意义。

由图1可知，人工试验材料越冬前小麦的积温越多，其叶绿素的含量就会越低，尤其是当积温增加超过61.7℃时，叶绿素的含量降低的更快。叶绿素含量的降低，会使得小麦的生长过程中营养成分的含量减少。

由表2可知，光合作用会随着积温的增加而下降，由于光合作用的特征参数的下降，会出现不利于小麦生长发育的情况。在把握积温与光合作用参数这一方面，也应当加以注意，避免小麦减产的现象发生[5]。

表2 增温对商麦156光合特性的影响

2.2 越冬前增温对小麦产量的影响

从表3可以看出，越冬前增温在一定程度上是有利于小麦产量的增加的，但前提是积温增加不可以超过61.7℃，如果积温增加超过了61.7℃（处理3），这样会导致小麦的穗粒数和千粒质量相对于处理2又有所下降，进而影响小麦的最终产量。因此，掌握好越冬前积温的温度是对小麦产量增加的关键所在。

表3 增温对商麦156产量指标的影响

3 结论与讨论

本研究通过试验的方法，分析了越冬前增温对小麦生长发育和产量的影响状况。通过显著性分析（P＜0.05），判断该试验具有统计学显著性差异，具有统计学意义。本研究表明，积温初期及后期对小麦的幼穗生长过程影响较小，而积温的中期对小麦的生长影响较大，并且当增温不超过36.7℃时，小麦幼穗的生长被影响的程度较小，超过36.7℃时，影响进程则较大，这与整个生育期的温度和栽培环境有关[6-8]。因此，在小麦幼穗期间把控好增温的幅度，至关重要。石姣姣等[9]研究认为，不同程度的冬季增温均导致小麦孕穗期光合作用减弱。本试验结果表明，越冬前积温过高不利于光合产物的增加。温度是影响小麦籽粒灌浆的重要因素之一[10]，积温对冬小麦产量有显著的影响[11]。本研究表明，当积温增加不超过36.7℃时，小麦的穗粒数会增加，有利于小麦的增产；当积温增加超过61.7℃时，小麦的穗粒数和千粒质量会随着积温的增高而出现下降的趋势，小麦的产量随之降低，可见适度的增温对小麦单产提高有促进作用，这与周林等[12]在气候变暖对小麦产量影响上的研究结论一致。因此，把握好恰当的越冬前增温的幅度，不但能够有利于小麦幼穗的生长发育，还能够增加小麦穗粒数，使得小麦增产[13-16]。

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