冬小麦适宜播种期及其预测模型

2016-10-24漯河市郾城区气象局白红霞

河南农业 2016年10期

漯河市郾城区气象局白红霞

冬小麦适宜播种期及其预测模型

漯河市郾城区气象局白红霞

近年来，全球气候条件发生了明显的变化，对农业生产的影响特别显著，高温对作物生产力可能产生不利影响。随着气候的改变，在郾城区冬小麦的播种问题上，适时早播这种种植方式是否适应当前农业生产的发展，对冬小麦的优质高产将会产生怎样的影响？针对此问题，本文从气象学的角度进行了认真、细致的分析和研究，并作出适合当前气象条件的适宜播种期预报模型，为科学地指导当地农业生产，冬小麦的合理种植以及高产稳产提供科学依据。

一、资料选取

利用1961年以来的气象观测资料和1981年以来的农业气象作物观测资料。其中本文所用的产量资料是本站观测地段实收产量，使数据更具有代表性。

二、冬小麦播种期气候变化特征

（一）冬小麦生长季内温度变化

利用郾城区1961—2013年冬小麦生长季内逐年平均温度资料，采用相关分析法，并配合平均温度变化曲线图进行分析。

三、历年冬小麦播种期分析

对郾城区1981—2013年冬小麦作物观测资料进行统计分析发现：在20世纪90年代以前，除了80年代的1982年、1984年、1985年、1988年以外，其他年份的冬小麦都是在10月15日以前播种。与历年冬小麦最适宜播种所达到的温度指标相比，有78%的年份播种偏早，特别是1994—1998年连续5年偏早10～22d，对当年的产量也造成了不同程度的影响。自21世纪以后，冬小麦都是在10月15日以后播种，并且64%的年份播种日期在10月20日以后，小麦产量实现了10年连增。

四、气候变化对冬小麦生育的影响

（一）气温偏高，越冬期不明显，冬前积温过剩，容易形成旺长

郾城区冬前积温一般在650℃.d左右，但是由于近几年秋季气温逐渐升高，而我们依然按照传统的适播期进行播种，造成冬前积温严重偏高。分析发现：20世纪80年代至90年代末，冬前积温都在700℃.d以上，甚至超过800℃.d，冬前小麦旺长；2000年以后，随着播期的推迟，冬前积温又逐步趋于合理。

近年来，郾城区冬小麦已没有明显的越冬期，其生长高度在冬季还有微弱的上升。通常以每年第一次5日平均气温小于0℃的最后一天定为越冬开始期；或冬季气温常年在0℃之间摆动的地区，以高度变化而定。通过对郾城区历年逐日平均气温进行统计分析发现，80年代以前，12月下旬至2月的大部分时间里5日平均气温都在0℃以下或在0℃之间摆动；而90年代以后，气温已发生明显变化，1月至2月中旬也只有在个别年份的个别时段内5日平均气温小于0℃，其他时段都在0℃以上；从生长高度来看，越冬期内，植株并没停止生长，而是有微弱的上升。因此近几年来，在郾城区越冬开始期已很难确定。根据作物观测，20世纪80年代越冬日期平均在1月2日，20世纪90年代以后越冬日期平均在1月8日，越冬期明显滞后，尤其是2002年、2007年竟然无越冬现象。

（二）冬前小麦分蘖增加，群体过大

由于冬前积温偏多，造成冬前小麦分蘖增加，群体过大。将1981年以后冬小麦冬前平均分蘖数进行五年滑动平均，其变化趋势基本和温度变化保持一致。20世纪80年代，冬前小麦平均分蘖数没有太大变化；20世纪90年代以后，小麦分蘖数基本呈0.3个/株的递增趋势稳定上升，并且除个别冷冬及播种较晚的年份外，其余年份的分蘖数总体高于20世纪80年代。小麦有效穗数的多少主要决定于冬前分蘖数的多少，因此分蘖个数的增加一方面对增加小麦有效穗数十分有利，但另一方面也容易造成冬前群体过大，影响壮苗。据统计，20世纪90年代以后，越冬期平均密度和分蘖数一样有明显增大的趋势，其平均值较20世纪80年代多14.8万茎/667m2，其中1995—1996年度和1999—2000年度分别达154.6万茎/667m2和103.0万茎/667m2，创历史记录。这种分蘖增加，密度过大的趋势对小麦安全越冬十分不利，一是容易造成小麦旺长；二是使小麦抗寒能力减弱，一旦遇到强冷空气过境，小麦极易被冻死，造成小麦减产。

（三）造成小麦生长速度加快，发育期明显提前

前期积温的增多势必造成后期小麦生育进程的加快。20世纪90年代以后从种到收的各个时期，除了拔节期—抽穗期和开花期—乳熟期由于受春季寒潮及低温连阴雨天气影响，生长期有所延长外，其他时期，尤其是拔节期以前，分蘖期延长，其他各发育期相对缩短，标志着小麦生育进程的加快以及小麦冬前生长期的延长。同时也说明了发育期的明显提前，特别是2000年以后，有7年拔节期—开花期发育期提前7～15d的时间，为历年罕见。这种发育期严重超前的现象扰乱了小麦正常的生长秩序，例如，小麦一般在年前完成幼穗分化，而冬温偏高，小麦幼穗分化在冬前就已完成，甚至拔节，使小麦抗寒能力减弱；春温偏高，使穗花分化提前，分化期缩短，易引起不育小穗增多，这些不利因素对小麦产量均可造成不同程度的影响。

（四）播种时墒情不足，影响出苗

由于冬小麦传统播种期内降水量有所减少，因此如果按照传统的播种观念，势必造成小麦播种时墒情不足，影响苗齐、苗全、苗匀、苗壮，对小麦的后期生长及产量的提高十分不利。

五、冬小麦适宜播种期的确定

通过以上分析，得出结论：由于近几年河南中西部地区秋冬季气温升高，特别是气候适宜播种期的逐渐推迟以及传统播种期内降水量的逐渐减少，冬小麦的适宜播种期已不能参照传统的播种期观念来选择，而应该向后推迟，适当晚播。根据当前适宜冬小麦播种的温度、日期，并结合郾城区种植情况，建议半冬性小麦品种向后推迟近7d播种，而弱春性和春性小麦品种推迟至霜降依次播种，这样才有利于冬小麦产量的进一步提高。同时也有利于延长秋作物的生长期以及秋作物的收获和晾晒，从而进一步提高秋作物的产量。使麦田的休闲期延长，延长了复种作物的生长期，为提高气候资源的利用率和单位面积的产量提供了保证。

但是针对某一年，降温有早有晚，具体何时播种最为合适，我们还要对当年的适宜播种期作出一个具体的预报。目前长期预报预测冬小麦适播期大都是预报9月25日至11月初的降水过程、温度趋势等，但具体哪一天播种最合适，并没有一个明确的预报结果。播种的早晚直接影响着小麦的产量，而温度条件是决定小麦播种的主要因素，因此本文主要从适宜小麦播种的温度条件入手，利用气象观测资料和作物观测资料来预测最适宜冬小麦播种的具体日期。

六、冬小麦适宜播种期预测

（一）挑选因子，建立方程

由于适宜冬小麦播种的温度、日期与前期的大气温度、降水以及大气环流等气象因素都有不可分割的联系，因此挑选因子时着重参考了前期的地面气象观测资料和国家气候中心发布的大气环流气象资料，从中挑选出相关程度比较高的9个气象因子，采用逐步回归的基本原理，利用计算机技术，进行逐步引进和剔除，最后选出几个方差贡献最大的最佳因子建立方程，并通过信度为0.05的F检验。

对半冬性小麦品种适宜播种日期预报的最佳因子有：X1：8月份平均纬向环流指数（亚洲地区45～65。N，90～150。E）；X2：8月份平均经向环流指数（亚洲地区45～65。N，60～150。E）；X3：8月份平均西太平洋副热带高压面积指数（110～180。E，10。N以北）。

半冬性小麦品种适宜播种日期预报方程：Y=-25.86+26.62X1+ 31.29X2+0.28X3

复相关系数RG=0.65＞R0.05= 0.42，回归效果显著。

对春性小麦品种适宜播种日期预报的最佳因子有：X1：8月份平均纬向环流指数（亚洲地区45～65。N，90～150。E）；X2：6月上旬平均气温；X3：6月下旬平均气温；X4：8月中旬平均气温。

半冬性小麦品种适宜播种日期预报方程：Y=38.37+18.5X1-1.83X2+3.93X3-3.43X4

复相关系数RG=0.78＞R0.05= 0.47，回归效果显著。

（二）回报与试报

由于预报对象是以半冬性和春性小麦适宜播种的温度指标的中值16℃和14℃为标准，因此依照半冬性小麦最适宜播种的温度区间15～17℃和春性品种最适宜播种的温度区间13～15℃，将预报值与历年气候适宜播期进行拟合。利用预报方程进行回代，其中半冬性小麦品种预报方程的拟合率为35/42=83%，春性小麦品种预报方程的拟合率为37/42=88%，对2011年、2012年进行试报，两个方程的试报准确率均为100%。