渭南小麦冬前分蘖期气候变化及应对分析

范涛 翟丙年

摘要 利用渭南市55年气象资料，分析了小麦冬前分蘖期平均温度、日照时数，降水量变化特征。结果表明多年来小麦冬前分蘖期降雨量变化趋势不明显，平均气温显著上升，趋势变化率为0.305℃/10 a;日照時数减少趋势明显，每10年减少12.6 h。针对小麦冬前分蘖期日照偏少导致小麦分蘖减少的情况提出了应对措施。

关键词 小麦;冬前分蘖;气候变化

中图分类号：S162.53 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2021）05–0101–03

近年来，随着全球气候变暖，渭南市小气候以特有的改变作出响应，并已经影响到农业生产。蔡剑等[1]通过研究得出，在气候变暖的背景下，温度、光照、降水和CO2浓度等因素复杂的变化对冬小麦生长发育会产生复杂的不确定性影响。在栽培技术模式化的前提下，形成小麦产量差异的主要原因是小麦生长期间的气象要素的变化。小麦产量构成因素为穗数、穗粒数和千粒重，孙本普等[2]研究分析不同年份冬小麦的产量构成因素和产量之间的关系，认为穗数是构成产量的主导因素。张明益[3]通过试验研究也得出要提高小麦产量，必须采取措施，促使小麦早分蘖、多分蘖，提高有效穗。因此，要想小麦丰产高产，就必须提高小麦有效穗数，关键在于提高分蘖数。渭南市是陕西省冬小麦主产区，多年来冬小麦稳定种植面积达28.7万 hm2以上。由于渭南市地处陕西省东部，春季时间短，升温快，冬小麦在返青后，很快进入拔节期，春季分蘖时间短，且分蘖很难成穗。渭南冬小麦穗数构成取决于冬前分蘖。通过统计渭南市小麦冬前分蘖期55年气象资料，分析了小麦冬前分蘖期间气候变化的影响情况，并提出了小麦丰产的应对措施[4]。

1 研究资料和方法

1.1 资料

根据渭南市气象局农业气象观测站多年观测资料统计得出，渭南市冬小麦播种时间为10月12日前后，出苗在10月20日前后，三叶期为10月30日，分蘖期集中在11月1日—12月20日。因此，采用渭南市气象站（站号为57045）1971—2015年11月1日—12月20日日平均气温、日照时数、降水量等资料研究分析。

1.2 方法

1.2.1 气候趋势系数计算与检验 通过计算气候趋势系数，可以检验气象要素随时间变化的定量程度。气候趋势系数为n个时刻（年）的要素序列与自然为n个时刻（年）要素序列与自然数列1，2，3……，n的相关系数，见公式（1）：

（1）

公式（1）中，n为年数，xi是第i年要素，x为样本均值， t=（n+1）/2。显然，这个值为正（负）时表示该要素在计算的n年内有线性增（降）的趋势。符合自由度为n-2的t分布，从而检验这种气候趋势是否有意义，还是一种随机振动。

1.2.2 气象要素气候倾向率计算 气象要素多年变化趋势可以用该要素和对应的时间，利用回归统计软件，建立一元线性回归方程：

xi=a+bti  （i=1，2，3，…，n）           （2）

公式（2）中，xi表示样本量为n的某一个气象要素，ti表示xi对应的时间，a为回归常数，b为回归系数。b的符号表示气候变量的趋势倾向幅度，当b>0（b<0）时，说明x随着t的增加呈增多（减少）趋势。b值反映了增减幅度，单位为某要素单位/10 a。公式（2）的含义是用一条合理的直线表示x与时间t之间的关系，因此可同时计算出x的自相关系数rxt，并通过检验rxt的显著性判断回归系数b是否显著。

2 小麦冬前分蘖期气候条件变化特征分析

2.1 小麦冬前分蘖期平均温度变化特征

近55年来渭南站小麦冬前分蘖期间（11月1日—12月20日），平均温度为4.7℃，其中1967年最低为1.7℃，2010年最高为6.7℃，多年同期平均温度变化极差为5.0℃。自1961年以来平均温度呈上升趋势，其趋势变化率为0.305℃/10 a，趋势系数为0.42，通过了α=0.001的显著性检验（图1）。

2.2 小麦冬前分蘖期光照变化特征

近55年渭南站冬小麦冬前分蘖期间，平均日照时数为229.6 h，自1961年以来，日照时数在106.4～328 h之间波动，其中最大值出现于1988年，最少值出现于1984年，日照时数极差达到221.6 h。从年代际变化来看，日照总体呈减少趋势，60年代至70年代10年间中有3年日照少于常年平均值，80年代有5年少于常年平均值，90年代有8年少于常年平均值，21世纪00年代，日照明显增加，但仍有5年少于平均值，然而进入21世纪10年代后，5年全部少于常年平均值，且偏少明显。从图2中也可以看出，小麦冬前分蘖期日照趋势为每10年减少12.6 h，趋势系数为-0.37，通过了α=0.01的显著性检验（图2）。

2.3 小麦冬前分蘖期降水变化特征

自1961年以来，渭南站小麦冬前分蘖期间降水量最多为1994年94.3 mm，最少仅为1 mm，分别出现于1988和1998年，变化极差为93.3 mm。近55年来变化趋势不明显，有增加的趋势，趋势系数为0.09，未通过显著性检验，说明增加的趋势不明显（图3）。

3 小麦冬前分蘖期气候变化对分蘖的影响分析

渭南市冬小麦在正常播期条件下（10月12日前后）播种，到10月底恰好处于3叶期，小麦3叶期后胚乳提供的营养不能满足生长发育的需求，因而需要通过叶片光合作用制造后期生长的营养物质，此时，光、温、水，肥的合理配合对冬小麦分蘖和后期壮苗的形成非常重要。从以上对渭南市小麦冬前分蘖期间气象观测数据分析可知，近55年来全市降水变化不明显，处于波动状态，加上降水的短缺可以通过灌溉等手段给予补充，而小麦冬前分蘖期平均温度一直呈明显上升趋势，温度偏高直接导致积温增加，有利于分蘖的形成，但同期日照呈现明显下降趋势，尤其是最近5年来持续偏少，比如2015年11月1日—12月20日，渭南市日照时数仅为122.7 h，较常年同期偏少100.6 h。其中11月4—7日、10—12日、15—24日、28—30日日照都为0 h。受阴雨和雾霾影响而产生的寡照天气，严重阻碍处于分蘖期间的冬小麦的生长，尽管平均气温高于多年平均气温1.7℃，但冬前分蘖数明显小于常年。全市平均冬前分蘖数和大蘖数分别为3.4、2.3个，较近5年平均值分别偏少0.6、0.2个，较上年分别偏少1.0、0.4个，麦田以二类苗居多，部分地方存在缺苗断垄现象，尽管越冬后，气象条件有利于小麦生长发育，但最终导致小麦单产较上一年度降低了-3.04%。可见，在小麦冬前分蘖期即使热量条件丰富，水肥供应充足，日照不足对小麦分蘖数和产量会产生负面影响。因此，小麦冬前分蘖期日照时数对小麦分蘖期间的光合作用产生明显的影响，甚至直接成为影响小麦冬前分蘖的限制因子。

4 对策

（1）积极应对气候因素的变化，科学培育和改进小麦品种。选用分蘖力较强、单株生產力高、大穗大粒、株型紧凑、光合能力强、抗病抗逆性强的偏春性小麦品种。

（2）提高气候预测预报能力。根据预报结果指导农业生产精量播种，或晚播密植，以密补晚，依靠主茎成穗，并对晚播小麦加大施肥量，以补充土壤养分，促进小麦多分蘖、多成穗、成大穗、创高产。

（3）加强冬前肥水管理有浇水条件的麦田，可在3叶期后视情况择时浇灌越冬水，这样既可补充土壤水分，稳定地温，预防小麦冬季干冻，保苗安全越冬，又能踏实土壤，促进次生根喷发，保证小麦冬前持续分蘖。

（4）加强对空气环境的治理，充分利用人工影响天气技术减少雾霾等不利天气，改良光照影响因子，增加光照时间。

参考文献

[1] 蔡剑，姜东.气候变化对中国冬小麦生产的影响[J]. 农业环境科学学报， 2011（9）： 1726-1733.

[2] 孙本普，王勇，李秀云，等.不同年份的气候和栽培条件对冬小麦产量构成因素的影响[J]. 麦类作物学报， 2004（2）： 83-87.

[3] 张明益.浅析小麦分蘖成穗的限制因子[J]. 湖北农业科学， 1992（12）： 6-8.

[4] 施能，陈家其，屠其璞.中国近100年来4个年代际的气候变化特征[J]. 气象学报， 1995（4）： 431-439.

责任编辑：黄艳飞

Climate Change and Response Analysis of Tillering Stage of Wheat Before Winter in Weinan

FAN Tao et al（College of Resources and Environment， Northwest A&F University， Weinan， Shaanxi 712100）

Abstract Based on the meteorological data of 55 years in Weinan City， the variation characteristics of average temperature， sunshine duration and precipitation at tillering stage before winter of wheat were analyzed. The results show that the variation trend of rainfall in this period is not obvious， while the average temperature increases significantly， and the trend change rate is 0.305℃/10 a. The decreasing trend of sunshine hours is 12.6 h/10 a. Aiming at the decrease of tillering due to less sunshine at tillering stage before winter， the countermeasures were put forward.

Key words Wheat; Tillering before winter; Climate change

作者简介 范涛（1978-），男，陕西渭南人，工程师，主要研究方向：农业推广。*通信作者：翟丙年（1967-），男，陕西省宝鸡市，博士，教授，研究方向或从事工作：从事植物营养与调控、旱地作物水肥管理、新型肥料研制与应用等方面的研究工作，E-mail：sxfantao@163.com。

收稿日期 2021-02-15