济阳冬小麦秋汛晚播增产的相关气象因素分析

张有菊，王 华

（山东省济阳区气象局，山东济阳 251400）

我国是农业大国，山东是我国第一农业大省，济阳是农业大县，曾2 次荣获“全国粮食先进县”称号。冬小麦是济阳最重要的粮食作物之一，小麦产量直接关系到粮食安全和农业发展。冬小麦产量高低与生育期内气象条件密切相关，后者甚至起着决定性的作用。党的十八大以来，国家出台了一系列强农惠农优惠政策，极大地提升了农民种植粮食的积极性，冬小麦种植面积稳中有增。2021—2022 年济阳区冬小麦播种面积3.67 万hm2，较上年增加0.023 万hm2；全区小麦平均产量7 940.70 kg/hm2，较上年增加387.45 kg/hm2；总产29.15 万t，较上年增加1.59 万t。然而，2021 年冬小麦适播期出现了罕见秋汛，小麦延迟播种却喜获高产，为分析其原因，利用济阳区2021—2022 年冬小麦生育年度气象要素与常年相应因素进行对比，分析气象要素对小麦生长发育及产量的影响，以期为今后冬小麦生产提供科学依据，为领导决策和指导农业生产提供参考。

1 资料来源与方法

1.1 资料来源

2021—2022 年冬小麦生育期气象数据资料来源于济阳国家农业气象基本站，冬小麦生育期内气象数据来源于济阳国家气象观测站，常年气候平均值以济阳国家气象观测站1991—2020 年为基准。国家农业气象基本站试验基地（117°12＇E、37°00＇N）位于济阳区气象局东侧。冬小麦全区播种面积、单位面积产量、总产量资料来源于济阳区农业部门。

1.2 方法

采用对比的方法分析济阳区冬小麦2021—2022年生育期内的主要气象因素变化对冬小麦生长发育和产量的影响。人工观测生育期、产量因素。试验基地冬小麦2021 年10 月21 日播种，10 月30 日出苗，11 月14 日3 叶，11 月28 日分蘖，2022 年3 月2 日返青，3 月18 日起身，4 月8 日拔节，4 月26 日抽穗，5 月4 日开花，5 月24 日乳熟，6 月8 日成熟。播种至成熟的天数为230 d。

1.3 数据处理

运用WPS 2019 软件进行数据处理和图表制作。

2 结果与分析

2.1 冬小麦主要生育期的气象条件分析

2.1.1 播种—越冬前（2021 年10 月下旬至12 月下旬）。冬小麦适时播种是稳产高产的基础[1]，冬前日平均气温降到16～18 ℃和冬前积温达到500～600 ℃是冬小麦适宜播种的农业气象指标[2-5]。冬小麦冬前积温小于430 ℃，则难以形成壮苗，大于750 ℃易形成冬前旺苗。冬小麦在适宜期内播种对培育壮苗小麦安全越冬及最终产量形成具有重要意义[6]。

2021—2022 年济阳区冬小麦因秋汛影响播期推迟，主要集中在10 月下旬，播期较历年延迟15～20 d。试验田10 月21 日播种，12 月26 日进入越冬期。大部分麦田播后至越冬前，积温少、降水少、光照足。0.7 ℃，10 月中旬平均气温为12.2 ℃，较常年偏低2.5 ℃；10 月上旬降水量为117.9 mm，较常年偏多106.1 mm，10 月中旬降水量2.5 mm，较常年偏少7.9 mm；10 月上旬日照时数为18.4 h，较常年偏少40.7 h，10 月中旬日照时数59.3 h，较常年偏多2.4 h。

冬小麦播种至越冬期的气象条件如图1-A（旬平均气温）、图1-B（旬降水量）、图1-C（旬日照时数）所示。2021 年冬小麦播种前的气象条件：冬小麦适播期10 月上旬平均气温为17.2 ℃，较常年偏高由于10 月上旬降水异常偏多，农田水分饱和，机器无法下地作业，播种推迟15～20 d。试验田10月21 日播种，10 月30 日出苗。2021 年冬小麦开始播种的气象条件：10 月下旬平均气温为12.1 ℃，较常年偏高0.3 ℃；下旬降水量为0.8 mm，较常年偏少6.7 mm；下旬日照时数为61.9 h，较常年偏少4.0 h。冬小麦发芽的最适温度为15～20 ℃[7-8]，气温低，不利于小麦发芽出苗。冬小麦11 月中旬进入3 叶期，11月下旬进入分蘖期。11 月份的气象条件：11 月上、中、下旬平均气温分别为9.8、8.6、4.9 ℃，较常年同期分别偏高0.4、2.8、1.4 ℃；上、中、下旬降水量分别为47.0、0.7、12.7 mm，上、下旬较常年同期分别偏多40.6、7.5 mm，中旬偏少6.9 mm；上、中、下旬日照时数分别为57.3、62.7、65.8 h，较常年分别偏多0.4、11.9、21.3 h。此期的气象条件：气温高、降水多、光照足，对冬小麦苗期生长非常有利。冬前12 月份气象条件：12 月上、中、下旬平均气温分别为4.6、2.6、-1.2 ℃，较常年同期分别偏高3.5、3.1、0.4 ℃；12 月上旬无降水，中、下旬降水分别为2.0、1.5 mm，中旬偏多0.8 mm，上、下旬分别偏少1.9、0.2 mm；上、中、下旬日照时数分别为60.8、63.5、68.4 h，较常年分别偏高16.1、15.2、14.1 h。12 月气温高、光照足、降水少。

图1 2021—2022 年冬小麦播种期至越冬前的气象条件

综上所述，播种至越冬前大部分时段气温异常偏高，一定程度上弥补了播种过晚的不足，利于苗情转化升级。据农业部门调查：冬前小麦群体小、分蘖少，弱苗占比高。

2.1.2 越冬期（2022 年1 月上旬至2 月下旬）。2021年12 月下旬受较强冷空气影响，12 月26 日最低气温降至-11.6 ℃，冬小麦进入越冬期，较常年偏晚15 d 左右。冬小麦越冬期的气象条件如图2-A（旬平均气温）、图2-B（旬降水量）、图2-C（旬日照时数）所示。

图2 2021—2022 年冬小麦越冬期的气象条件

2022 年1 月上旬至2 月下旬各旬平均气温分别为0.3、-2.1、-1.1、-1.0、-0.5、4.6 ℃，除2 月中旬较常年偏低2.0 ℃外，其他各旬较常年偏高0～2.7 ℃；1 月上、中、下旬降水量分别为0.5、0.4、4.6 mm，下旬较常年偏多3.8 mm，上、中旬偏少；2 月中旬降水量为0.7 mm，较常年偏少，2 月上、下旬无降水。

1 月上旬至2 月下旬日照时数分别为38.5、60.6、44.7、81.1、54.4、68.4 h，1 月中旬、2 月上旬、2 月下旬较常年偏多，其他各旬较常年偏少。小麦越冬期间，气温高，2022 年1 月1 日最高气温上升至9.7 ℃，2 月9—12 日日最高气温分别上升至9.3、10.3、10.2、11.1 ℃，2 月25—28 日日最高气温分别上升至15.8、12.2、17.3、17.3 ℃。综上所述，2021—2022 年冬小麦越冬期的气象条件：气温高、光照足、墒情好，小麦安全越冬，未出现受冻现象。

2.1.3 返青—抽穗期（3 月上旬至4 月下旬）。冬小麦返青—抽穗期生长的气象条件如图3-A（旬平均气温）、图3-B（旬降水量）、图3-C（旬日照时数）所示。

图3 2021—2022 年冬小麦返青—抽穗期的气象条件

返青—抽穗期是决定穗数、粒数、千粒质量的重要时期，是营养生长和生殖生长并进阶段，也是小麦需水关键期。需水关键期若缺水则造成穗数减少，病虫害加重，严重影响小麦的产量。冬小麦2 月下旬末开始返青，3 月初集中返青，较常年偏早。3 月中旬冬小麦起身，3 月下旬至4 月中旬冬小麦进入起身末期和拔节孕穗期，4 月下旬进入抽穗期。3 月上、中、下旬和4 月上、中、下旬平均气温分别为10.0、7.2、10.4、16.2、15.3、17.7 ℃，3—4 月各旬气温除了3 月中旬较常年偏低0.7 ℃外，其他各旬较常年偏高0.5～5.0 ℃。返青至拔节期，随着气温升高及科学管理，苗弱田块生育过程加快，分蘖两级分化快[9-10]。返青至拔节期气温高利于小麦快速发棵，增加分蘖，苗情转化升级。据该区农业部门统计，春季一类苗较冬前增加1.96%，三类苗较冬前减少5.03%。4 月上、中旬拔节孕穗期，虽然有多股冷空气过程，过程最低气温平均5.6 ℃，但未出现小麦晚霜冻，使得小麦孕穗时间延长，利于穗粒数增加。3 月上、中、下旬和4 月上、中、下旬降水量分别为0、11.8、20.6、0、18.7、1.2 mm，3 月上旬、4 月上旬无降水，4 月下旬偏少9.2 mm，其他各旬分别偏多8.6、16.9、5.6 mm。3—4 月总降水量52.3 mm，较常年偏多13.8 mm，此时正值冬小麦需水关键期。降水虽多，但是并不满足小麦生长发育需求；然而农户灌溉及时，小麦长势良好，幼穗分化好，利于增加穗粒数。3 月上、中、下旬和4 月上、中、下旬日照时数分别为89.8、33.1、63.9、96.3、76.3、51.2 h，除3 月上旬、4 月上旬较常年偏多外，其他各旬较常年偏少0.9～30.5 h。综上所述，2022 年冬小麦返青—抽穗期返青略偏早，生长快利于小麦苗情转化升级，群体发育好，利于增加穗粒数，小麦苗情长势良好。

2.1.4 开花—成熟期（5 月上旬至6 月上旬）。冬小麦开花—成熟期生长的气象条件如图4-A（旬平均气温）、图4-B（旬降水量）、图4-C（旬日照时数）所示。2022 年冬小麦5 月上旬进入开花期，下旬进入乳熟期，6 月上旬进入成熟收获期。

图4 2021—2022 年冬小麦开花—成熟期的气象条件

5 月份是小麦开花灌浆期，也是产量形成的重要时期。冬小麦抽穗开花的适宜温度为18～20 ℃，灌浆期的适宜温度为20～22 ℃。5 月上、中旬平均气温分别为18.0、20.0 ℃，较常年分别偏低0.6、0.2 ℃；5 月下旬平均气温为25.6 ℃，较常年偏高3.2 ℃；5 月上、中、下旬的气温利于冬小麦开花灌浆。5 月上、中、下旬降水量分别为2.8、0.6、0.9 mm，较常年分别偏少19.0、16.1、11.5 mm，农户及时灌溉，弥补了自然降水的不足；5 月上、中、下旬日照时数分别为68.9、85.6、123.4 h，上旬偏少12.7 h，中、下旬分别偏多1.3、27.4 h。研究表明，日平均气温维持在16.0～22.5 ℃时，随着气温的升高，灌浆速度加快，温度为22.5 ℃时速度达最大[11]。2022 年5 月平均气温为21.2 ℃，较常年偏高0.8 ℃，气温在最佳灌浆范围内，非常利于小麦灌浆。小麦对高温干热风的敏感期是开花至灌浆期[12-15]。灌浆期间出现干热风，容易导致冬小麦灌浆不充分，籽粒不饱满[16]。干热风是冬小麦生育期间由于高温、低湿和风的影响而造成的农业气象灾害。2022 年5 月下旬出现干热风4 d，其中重干热风1 d、轻干热风3 d，冬小麦处于灌浆后期，对产量影响不大。总之，在冬小麦开花灌浆期，气温适宜，光照充足，灌溉及时，无大风、冰雹等重大气象灾害影响，利于灌浆及产量提高。

6 月上旬小麦进入收获期，6 月上旬平均气温为25.4 ℃，较常年偏高1.3 ℃；降水量为5.6 mm，较常年偏少4.1 mm；光照时数为95.7 h，较常年偏多15.8 h。麦收期间多为晴好天气，气温适宜，光照充足，对小麦收获晾晒十分有利。

2.2 冬小麦全生育期的气象条件分析

据国内有关研究资料，在中产水平下，冬小麦从播种到成熟对光、热、水的要求分别为：日照时数1 300～1 600 h；＞0 ℃积温1 700～2 400 ℃；降水量400 mm 左右。2021—2022 年度冬小麦由于秋汛晚播15～20 d，一定程度上积温、降水等相关气象要素随之减少。观测地段2021 年10 月21 日播种，2022 年6 月8 日成熟。

冬小麦全生育期的气象条件分析如图5-A（≥0 ℃积温）、图5-B（降水量）、图5-C（日照时数）所示。冬小麦全生育期内（2021 年10 月下旬—2022 年6 月上旬）≥0 ℃的总积温为2 208.1 ℃，较常年同期偏多304.8 ℃，较2020—2021 年同期偏多87.5 ℃；降水量为133.1 mm，较常年同期偏少10.7 mm，较2020—2021 年同期偏少41.6 mm；日照时数为1 572.3 h，较常年同期偏多71.3 h，较2020—2021年同期偏多97.5 h。2021—2022 年冬小麦全生育期的相关气象要素对产量的影响：积温较常年、上年同期偏多，光照较常年、上年偏多，对冬小麦生长有利；生育期内降水偏少，及时灌溉弥补了自然降水的不足，加之秋汛农田底墒好，总体看来，利于小麦生长发育和产量形成。

图5 2021—2022 年冬小麦不同生育期的气象条件

2.3 冬小麦的产量因素与产量分析

冬小麦产量的高低与气象条件密切相关。由表1 可知，2021—2022 年收获小麦的穗粒数、千粒质量、单位面积产量和全区平均总产量均高于2020—2021 年。

表1 2021—2022 年济阳区冬小麦产量因素分析

3 结论与建议

济阳区2021—2022 年度冬小麦受秋汛影响，播种期较适播期推迟15～20 d，2022 年夏收小麦仍获得高产。针对这一现象，通过利用济阳2021—2022年度冬小麦生育期的相关气象资料与常年气象资料进行对比找其原因，结果表明：越冬前气温异常偏高，越冬期推迟，一定程度上弥补了播期过晚的不足；冬前冬小麦平均分蘖和次生根少于上年，苗情差于上年；冬小麦越冬期间墒情适宜，大部分时段气温偏高，小麦安全越冬；返青至拔节期气象条件有利于小麦转化升级；拔节至孕穗期间虽有多股冷空气过程，但未出现小麦晚霜冻，孕穗时间延长，有利于小麦穗粒数增加；冬小麦开花灌浆期，气温适宜，光照充足，灌溉及时，无大风、冰雹等重大气象灾害影响，利于灌浆及产量提高；成熟收获期（6月上旬）大部分天气晴好，有利于小麦收获晾晒。2021 年冬小麦虽受秋汛影响，播期偏晚，积温少，但播后主要生育阶段的光温条件适宜，土壤水分充足，春后转化升级，营养生长和生殖生长情况表现较好，利于小麦产量形成，促使小麦产量提高。综上所述，冬小麦生育期内，农业气象条件利大于弊，属于一般偏好年份。

济阳区冬小麦主要生长在当年10 月至次年6月，一般是10 月上旬播种，次年的6 月上旬收获。冬小麦生育过程中可能会出现农业气象灾害，如冰雹、干热风、倒春寒等灾害性天气。为确保冬小麦安全生长，减轻和避免气象灾害对小麦造成损失，促进农业增产增收，提前预防和科学管理，提出冬小麦生产的几点建议：1）当遇到秋汛影响小麦播种时，建议选耐寒小麦品种，根据地段土壤墒情，适当晚播，等到土壤透气性好点时再进行播种，以免播后烂种，只要立冬前能播种小麦，配套科学管理，来年也会有理想的产量；适当加大播种量，一般在适播期后，每推迟1 d 增加0.5 kg，确保构建合理群体；大力提倡拌种，好种衣剂能有效预防小麦各种病虫害发生，出苗快而整齐，提升越冬抗寒能力；建议浅播，深度2～3 cm 为宜，否则土壤湿度大，播深易烂种；播种后不要镇压，是散墒不是保墒，小麦出苗后天气好转，从出苗到第2 年小麦起身前这段时间内都可镇压。2）春季小麦倒春寒的防御。对旺长麦田要及时开展早春蹲苗，实现控旺转壮；对弱苗麦田，应及时追肥，合理调控肥水，促进苗情转化升级，提高抗寒防冻的能力；对于墒情不足的麦田，应及时进行灌溉，改善土壤墒情，调节近地层的小气候，防御低温冻害。3）小麦灌浆期干热风的防御。施行“一喷三防”措施，用杀菌剂、杀虫剂、磷酸二氢钾混合喷洒，既预防干热风，又防治病虫害，达到一喷多效的目的。4）冰雹天气来临前，全力做好人工防雹保障工作，避免和减轻气象灾害。