气候变暖情况下小麦冻害因素分析及预防措施

2021-07-29牛新印牛新章张新娥刘清瑞

农业科技通讯 2021年7期

牛新印王璐牛新章张新娥李锁刘清瑞

（1.河南联邦种业有限公司新乡453731；2.河南科技学院新科学院新乡453003；3.新乡县畜牧场河南新乡453700；4.新乡县农业农村局河南新乡453700）

冬小麦属于越冬型耐寒性较强的作物，一般情况下在入冬后，气温逐渐降低，麦苗经过低温锻炼，细胞组织内糖分逐渐积累、细胞浓度增加，使其抗寒能力大大增强，即使深冬遇到低温仅会受到轻微冻害，不至于冻死。但未经过抗寒锻炼的麦苗，体内积累的糖分少、细胞浓度低，在气温骤降时就易产生冻害。因此，引发小麦冻害的环境因素主要是温度骤然降低，当温度较高时，小麦体内的水分会发生融化，但温度剧烈下降时，体内的水分则会突然出现结冰现象，导致了小麦苗田发生冻害。特别是随着近年来气候变暖、温度不断升高，在冬季较为温暖的情况下，小麦播种早、长势很旺，但植株还较为幼嫩，对寒冷的抵抗性降低，在没有经过抗寒锻炼的情况下，骤然大幅度降温，在冬季及早春常常引起叶片、分蘖甚至主茎遭受冻害。进入拔节期后，小麦苗对寒冷的抵抗力显著降低，特别是遇到3～4月寒潮极端天气时，产生使小麦发生冻害的条件，植株极易发生冻害，麦穗发育停滞，对产量影响很大[1-5]。

1 冻害的危害及类型

1.1 冻害的危害

新乡县地处豫北平原西北部，属暖温带大陆型季风性气候区。新乡县西北距辉县市太行山20～40 km，北距凤泉区太行山30～40 km，地处山前平原，冬季盛行西北风或东北风，干冷少雨雪，最低气温低于-15℃，造成冬季冻害；春季西北风、东北风与西南风交替进行，冷热无常，3月底至4月上旬常有低温出现，造成倒春寒危害。如2003年、2005年、2018年、2020年均发生了不同程度的冻害。

1.2 冻害类型

1.2.1 初冬冻害初冬冻害一般发生在11～12月，小麦冬前生长量不足，苗情偏弱养分积累少，有的小麦在播种后没有经过抗寒性的锻炼，造成了小麦抗冻能力偏差，如果温度迅速降低，在低于0℃以下时，小麦田就会发生冻害，一般分蘖不会冻死。

1.2.2 冬季冻害进入冬季，强冷空气入侵频繁，一般10 d左右1次，降温幅度大、持续时间长，常伴有大风，地表的低温降到了0℃以下，一般最低气温在-15～-5℃的时候发生的冻害比较多，尤其是2004年、2019年、2020年风多雪少，土壤持续干旱，小麦分蘖期处在冷暖骤变季节之中，导致小麦出现了严重的冻害，麦田出现死苗、死蘖，给农民带来了严重的损失。

1.2.3 早春冻害冬末春初，天气逐渐回暖，冻融交替，麦田温度突然快速的回升，小麦幼苗缓慢生长，促使小麦苗期抗寒性降低，在温度回升后再出现大幅度降温，如果当地气温在-15～-10℃的时候，小麦就会遭受到严重的冻害。这种情况一般发生在1月初至2月中旬。

1.2.4 倒春寒小麦在拔节期后，抗寒能力明显降低，一般在3月底至4月上旬如果遇到0℃左右的低温，处于生长旺盛期的小麦抗冻能力下降，麦田常发生穗部冻害，影响结实。冬季冻害和倒春寒的危害均较重，一般减产15%～20%，个别地块甚至绝收。

2 小麦冻害发生的因素分析

2.1 冬季冻害

冬季冻害的发生主要是由于从播种至越冬气温偏高，造成部分小麦在越冬前完成了6～7片叶的生长，甚至个别植株越冬前已经拔节，小麦入冬前后因为气温骤降而导致的小麦冻害。幼苗未经抗寒性锻炼,抗冻能力较差，当气温骤降10℃以上、最低气温在-10℃以下时，苗质弱、整地差、土壤孔隙大的麦田麦苗迅速青枯。

（1）品种特性。如2002年小麦播种后气温偏高，种植的豫麦18-64、郑麦9023弱春性品种面积较大，冬前普遍存在长势偏旺现象，到12月下旬时，平均气温由中旬的10℃左右降至-15～-13℃，造成弱春性小麦品种大面积发生冻害。又如2004年12月20日之前气温较高，12月20～22日普降大雪，气温骤降至-9℃，并且持续时间长，抗寒性差的弱春性品种普受冻害。

（2）整地质量。据在新乡县七里营镇八柳树村、毛滩村，朗公庙镇曲水村、翟坡镇小宋佛村等村调查表明，2017年麦播时雨水较多，秸秆还田后旋耕2遍，旋耕过后未耙实加之秸秆量大，部分地块呈等距离带状耕层浅，不足10 cm，表层土壤过虚，不利于小麦根系下扎，使个体发育较差，越冬前气温较高，进入越冬期气温骤降，造成小麦缺苗断垄并有冻害发生，且呈带状分布。与新乡县七里营镇八柳树村麦田作对比（附表）可知，玉米秸秆还田+深耕+旋耕整地处理（简称深耕整地），秸秆掩埋较深、土壤瓷实、保墒性好，小麦生长健壮、没有冻害；对照处理，玉米秸秆还田+旋耕整地（简称旋耕整地），秸秆掩埋很浅、表层土壤过虚、通风跑墒，小麦很难扎根土壤中，养分供给不足，小麦长势较弱，个体发育差，冻害较重。

附表小麦越冬苗情对比

同时冬前高温干旱，小麦生长量小，导致麦苗光合作用减弱，降低抗寒能力，易受冻害。2020年冬前气温偏高，2021年1月上旬低温为-18～-14℃，部分地块播量过大或播种过早，造成群体过大、植株偏高、分蘖少、长势弱，遇到气温骤降会发生严重冻害。不同土壤类型受冻程度不同，沙壤土地块小麦较黏土地块小麦受冻害重[6]。

2.2 倒春寒

在三四月小麦已先后完成了春化阶段和光照阶段的发育，完成春化阶段发育抗寒力降低，通过光照阶段后开始拔节，完全失去抵御0℃以下低温的能力，当寒潮来临时，夜间晴朗无风，土地表层温度急剧降到0℃以下，便会发生倒春寒危害。特别是冬季气温偏高时，在春季很有可能遭遇倒春寒。由于冬季温暖，早春小麦生长发育提前，一般小麦在4月初处于孕穗末期或抽穗初期，小麦抗寒能力显著下降，极易造成小麦抽穗期的冻害，主要是表现在幼穗的部位，受到冻害后麦穗就会停止生长，麦穗不结实。在小麦抽穗后，麦穗分化的时候受到冻害麦穗不会分化，停止发育，生长缓慢，达不到一定的株高，造成地块里的小麦高矮不一致，最后导致麦穗干枯死亡。

2017年冬季温暖，2018年早春小麦生长发育明显提前，在小麦孕穗末期的4月2日最高气温在31～32℃（高温），4月3～4日伴有强劲东北风冷空气，气温下降20℃（湿冷），4月5～6日凌晨伴有强劲西北风冷空气，4月7日凌晨气温降至-3～-2℃（干冷），持续时间7 h。整个天气过程经历了“高温—湿冷—干冷”的过程，形成平流辐射复合型气象冻害，部分地块小麦冻害严重。表现为麦穗无法正常抽出、穗枯死、穗缺粒、穗畸形等，严重影响产量。如在新乡市平原新区沿黄麦区调查，以丰德存5号、豫麦34、新麦26等品种受冻较重，以沙壤土地块植株受冻较重，一般减产20%左右，重者减产60%～80%。

2019年冬前气温偏高。据新乡市气象资料显示，10～12月积温918.8℃，较常年增加175.7℃，增幅为23.7%；加之1月气温明显偏高，使小麦越冬时偏旺生长。返青后，2月、3月气温偏高，生育进程加快，拔节较常年提前10 d左右。其中3月积温388.02℃，较常年增加136.32℃（增幅为54.16%），3月气象条件总体属于“暖春”，生育进程加快，3月8日开始拔节，较常年提前10 d。在冬春温暖的情况下，春季低温频发。2020年春季共发生3次低温过程。①3月28日新乡市最低温度1℃，持续时间1个多小时。②3月30日，最低温度3.6℃。本次冷空气对小麦生长发育总体影响不大，原因一是最低温度持续时间短；二是大部分地块小麦处在孕穗初期，个别品种孕穗稍早；三是已通过各种渠道进行了预警，号召群众对缺墒地块及时浇水或喷施防冻药剂。③4月10日，全市出现一次低温天气，最高温度7.9℃，最低温度3.1℃。当时大部分小麦正处于孕穗阶段，经后期调查，本次低温造成新麦26、西农979、伟隆169等个别小麦品种缺粒3～4粒，部分品种小穗败育、畸形，造成个别地块减产。

3 预防措施

3.1 精细整地

小麦播种前，应该进行土壤的深翻处理，深度应该在25 cm以上，秸秆还田结合深耕，一定要精耕细作，让秸秆充分的腐熟。根据土壤肥力和常年产量水平在播种前使用腐熟的农家肥、腐殖酸复合肥作底肥，如果墒情不好的话，应提前浇水造墒，保证足墒下种[7]。

3.2 科学选种

新乡市发生小麦冻害频率较高，因此，小麦栽培中选择品种时不仅要考虑品种的高产、优质，还要考虑品种的抗寒性。生产上要选用拔节偏晚而抽穗并不晚的半冬性品种，如百农207、百农4199、联邦2号、许科168等。并适期播种，提高播种质量，确保一播全苗、壮苗越冬。

3.3 分类管理

培育壮苗要科学安排播期，半冬性品种播种期一般在10月15～20日，弱春性品种播种期一般在10月20～25日。早旺苗（播种偏早而形成的旺苗）应进行适当镇压或深锄控旺。肥旺苗（由于肥力好、施肥量大而形成的旺苗）在管理上要采取深中耕断根、镇压等措施，控旺转壮。弱苗（因底肥不足或播种偏晚造成的黄瘦苗）应在浇水、中耕松土的基础上，施速效氮肥，以促进苗的生长[8]。