气候变化特征对小麦种植的影响分析——以霍邱县为例

王尚明，蒋光猛，张少雷，秦玉连，王应开，吴新天

（1.霍邱县潘集镇农综站，安徽 六安 237400；2.霍邱县种植业发展中心，安徽 六安 237400）

小麦是我国的主要农作物之一，在许多地区都大规模种植，带动着当地的农业经济发展。小麦种植受到外部环境的影响较大，其中气候条件是比较关键的影响因素，气候变化会直接影响小麦的产量和品质。

1 小麦种植受到气候变化影响的方向

1）温度变化影响。对于大多数农业地域来说，气候变化最直观的表现就是温度发生改变，在大多数中高纬度地区，温度升高会使农作物生长季延长，因此气候变暖可能会使这些地区农业生产效益提高，但同时也会出现降水、日照等变化，故而无法准确估计温度变化给种植物生产带来的影响［1］。

2）二氧化碳变化影响。从生理上来讲，二氧化碳浓度升高对小麦生长较为有利，这是由于二氧化碳可以促进农作物光合作用，提高水分利用效率。当大气中二氧化碳浓度由250μmol/mol 增长到400μmol/mol 时，可以使光合效率提高20%左右，而二氧化碳浓度增加1 倍，三碳型农作物如小麦、水稻等可增产10%～50%。对于小麦种植来说，如果所处地区二氧化碳浓度从370μmol/mol 提高到570μmol/mol，实际产量提高约24.6%。

3）水分状况影响。在一些干旱或半干旱地区，影响小麦生产最重要的因素是水分状况，气候变化会改变地区降水量。水分状况适宜的条件下，小麦的稳产、高产效果会更好，但当前对降水的预测仍旧存在较大不确定性。

4）气候平均状态影响。气候平均状态也是气候变化规律性和稳定性的标准之一，对农业生产有重要影响。对于小麦种植而言，区域内是否会频繁发生极端气候事件（如极端高温、洪水以及干旱等天气），将会决定作物是否能稳定生长，进而影响到作物最终产量［2］。

2 霍邱县气候变化的主要特征

本研究结合霍邱县实际情况，研究气候变化特征对小麦种植的影响。霍邱县地形比较复杂，为亚热带季风气候，具有四季分明且温差偏大的特征，冬季最低气温在0 ℃以下，夏季最高气温可达到38 ℃以上，日照天数大于200 d，较适合小麦种植。

2.1 年平均气温的变化

当地气象局数据显示，1991—2021 年，霍邱县平均气温约17.5 ℃，对该段时间内霍邱县气温变化情况进行总结发现，整体年平均气温变化呈阶段性特征，共分为4 个阶段，具体如下。

1）第1 阶段：1991—1996 年。该阶段平均气温低于近30 年气温平均值，为16.2 ℃，为偏冷时期。

2）第2 阶段：1997—2007 年。该阶段平均气温略高于近30 年气温平均值，为16.75 ℃。

3）第3 阶段：2008—2013 年。与第2 阶段相比，该阶段平均气温降低，从16.75 ℃降至16.28 ℃，略低于近30 年气温平均值，整体气温偏低。

4）第4 阶段：2014—2021 年。该阶段气温水平升高，平均气温从第3 阶段的16.28 ℃升高至17.28 ℃，整体平均气温升高1 ℃，且高于近30 年平均气温15.58 ℃。该气温数据表明，霍邱县现阶段正处于偏暖时期。

年平均气温的变化直接影响小麦生长发育环境，间接决定小麦种植技术的应用。总结霍邱县近30 年平均气温变化规律发现，当地气温存在显著升高趋势，其中年平均气温最低与最高分别发生在1991、2021 年［3］。

2.2 年平均降水的变化

降水情况同样对小麦种植有显著影响，对霍邱县年平均降水情况进行总结发现，其近30 年平均降水量整体呈上升趋势，平均降水量为915.8 mm。1991—2021 年，年平均降水变化情况出现了个别现象，即降水量过低或降水量过高，2002、2021 年平均降水量分别为980.2、1 029.1 mm，其中2002 年平均降水量为近30 年平均降水量的50%左右，2021 年平均降水量则超过30 年平均降水量的50%。除了2002、2021 年外，其余年份降水量数据基本趋于平缓，于近30 年平均降水量附近波动。

2.3 年平均日照条件的变化

据统计，1991—2021 年霍邱县平均日照条件变化由波动逐渐趋于平稳。1995—1998 年，当地日照时数出现较大波动，1996 年发生了异常低值，为1 816.4 h，1997 年日照时数又提升至2 544.7 h，属于异常过高。除上述波动较大情况外，当地年平均日照条件整体变化趋势不大。

3 气候变化特征对小麦种植产生的实际影响

3.1 地区气候条件对小麦种植的基本影响

通常来讲，小麦种植期间都要确保温度在0 ℃以上，霍邱县年平均气温始终都在10 ℃以上，1 年中超过1/2 的天数气温都十分适合小麦生长，但若是遇到提早进入冷冬的现象，就容易出现弱苗。不适宜小麦生长的温度条件会使小麦在冬季前出现过早生长现象，对于土壤中养分的消耗较大，致使后续养分积累较少，植株也不具备良好抗冻性，在冬季气温较低的情况下很容易死亡，即使能够成活的小麦也基本停止生长，导致小麦减产。待到第2 年春季时，由于气温快速升高，小麦在萌芽期快速生长，对水分的需求量比较大，此时若出现降雨天气，则更适宜小麦生长。小麦光合作用的主要时期是在成熟期，是决定产量的重要时期，这时若频繁出现低温降水情况，会对小麦成熟造成不利影响。霍邱县降水量多年来较稳定，只有在2021 年降水量比以往大，给小麦种植带来负面作用。同时，多年气候干旱、少雨状态使小麦农作物积累有机物不足，造成了实际产量下滑［4］。

3.2 地区气候变化特征对小麦种植的多维度影响

3.2.1 对小麦单株成穗数造成的影响

小麦植株的麦穗形成与其生长后期气候条件息息相关，且不同小麦品种存在差异，受到气候的影响也略有不同。对于小麦种植来说，影响单株成穗数最严重的因素是冬前温度。生长到中期的小麦植株成穗数会受到降水量的影响，若是出现缺水情况，麦穗很容易干瘪，小麦植株也可能死亡。要想增加穗数，要保证光照和水资源充足，还要加强育种，提高植株穗与花原始体的分化概率。

3.2.2 对小麦穗粒数造成的影响

小麦的产量还由穗粒数决定，除考虑小麦品种特性造成的穗粒数差异外，气候条件对小麦穗粒数的影响也很大，尤其是水分、光照、热量3 种环境因素会对穗粒数产生影响，其中影响最大的为降水量，水分充足可增加穗粒数，比如穗期降水量适宜，会使成穗效果更佳，从而获得更多穗粒。其次是光照条件，在大多数小麦品种的发育中后期，日照变化会给穗粒数带来显著影响，若是日照率相对较高，穗粒数也会增加。再次是热量条件，若出穗期保持较长时间的适宜温度，也能增加穗粒数。

3.2.3 对小麦千粒重造成的影响

小麦产量提高的决定性因素是冬季前能否形成种植群体优势，为下一年高产奠定基础。小麦千粒重和降水量之间呈负相关，与日照条件之间呈正相关。霍邱县降水量逐年提高很可能造成小麦产量骤减，尤其是4 月底之后降水量会明显增加，这时光照不足，给千粒重增加带来不利影响。另外，4 月后霍邱县进入深春季节，气温升高，可能会影响到小麦灌浆，尤其是早期灌浆强度不足，致使其生长发育时间缩短，可能出现籽粒干瘪的现象。

3.2.4 对不孕小穗数造成的影响

小麦的不孕小穗数主要与种植期间早晚积累温度有关，若积累的温度较高，则小麦不孕小穗数较少；若积累的温度较低，则小麦不孕小穗数可能增多。同时，小麦穗形成时期的日照条件较佳，也有利于减少不孕小穗数，这主要是由于晴天条件和适宜温度有利于小麦植株积累有机物。在小麦植株进入到分蘖期后，不孕穗数与日照时长呈正相关，与降水量呈负相关。进入分穗期后，小麦对日照条件的要求会更高，因此，不孕小穗数与日照时长呈负相关，此时气候若降水量适当下降，更有利于分穗，晚降雨会影响稻穗质量。

3.2.5 对结实小穗数造成的影响

从理论上来说，小麦结实穗数是由中后期发育情况决定，该阶段的气候条件是重要影响因素，若小麦穗形成前出现了恶劣天气，或营养物质不够充足，那么就会导致不良穗出现，该变化还会因为小麦品种的不同而有所差异。通常来说，只要温度和降水条件都合适，日照条件较佳，都有利于小麦生长。霍邱县小麦生长发育的中后期偶遇天气条件不太适宜的状况，出现了小麦结实穗数较少、实际产量不高等现象。

3.2.6 对小麦产量造成的影响

基于霍邱县的气候条件搭建小麦产量—气候生态关系模型，同时结合生产情况对生产趋势进行模拟，进一步探析光、水、热等气象条件与小麦产量之间的联系。结果表明，穗期处于晚日照条件下的产量较高，由此可见，日照在影响因素中的占比不显著。但小麦穗期和降水量的相关性较强，尤其是冬季降水量会直接影响小麦产量，呈正相关，进入授粉期之后降水量不宜过高，否则可能会干扰授粉，造成不育情况，进而降低产量，而小麦成熟期后受到降水的影响比较小。在小麦生长后期，实际产量和植株活动生长温度的相关性较为显著［5］。冬季前小麦春化的时间较短，致使其摄取的营养量降低，若冬季温度较低，还可能因为霜冻而直接死亡。除此之外，气候灾害也会给小麦产量造成影响，尤其是近年全球气候变化越来越复杂，霍邱县也会偶尔出现极端天气，如暴雨、干旱，尤其是在小麦播前底墒充足的情况下，很容易出现春季干旱问题，使小麦出苗受到影响，降低出苗率。如果夏季持续出现暴雨天气，会导致小麦根部被积水长时间浸泡，不仅容易发生过涝腐烂问题，也可能会滋生出病虫害，使小麦产量大幅下降。霍邱县农民在种植小麦时对灾害的防护意识不足，未能及时掌握恶劣天气情况并做好防护，使小麦产量下降。

4 应对气候变化的小麦高产种植技术

4.1 更好地把控基础种植要点

1）整地方面。为了提高小麦产量，建议细整小麦田，每间隔1 年进行1 次深度疏松处理，处理深度控制在20 cm 左右，可有效改善土壤渗透性与通风条件，使小麦根部发育更佳，提高抗旱抗冻的能力。如果干旱较严重，可以采用犁地方式，先填土再耕种，播种前还可使用脱芽秸秆作底肥，使小麦生长的效果更佳。

2）施肥方面。针对所研究地区小麦对肥料的需求规律，避免小麦在冬前出现有机物积累不佳情况，提高土壤肥力。可适当增加有机肥量，改变以往的基肥施加模式，可以在3 月中旬施加70%肥料，剩余30%的肥料在4 月上旬施加完成即可。要随时根据小麦种子发芽情况调整施肥，若发芽不佳，可补充肥料。

3）播种数量和播种时期方面。霍邱县小麦播种量长期处于较高水平，然而研究表明，小麦产量并不仅仅依赖于种植量，播种量和产量不存在绝对正相关关系。相关试验显示，如果小麦单产不超过5 000 kg/hm2，则适当提高播种量会促进产量提高，但小麦单产在5 000 kg/hm2以上，播种量增加可能会导致单位面积产量下降，因此，需根据实际情况来控制播种量。播种时间过早或过迟都不利于实现小麦稳产、高产，因此需要控制农户抢种早熟的行为。冬小麦若遇到暖冬年，为了减少冬前小麦的生长量，以免其出现冻害情况，可以在原基础上推迟7 d 左右播种，避免在冬季前抽穗，发生结冰死亡情况，为小麦越冬做好准备。

4）防淹和病虫害防治方面。霍邱县小麦生长期很容易受到低温多雨气候的不良影响，尤其是要谨防小麦被渍淹的情况出现。若是小麦生长中降水量过多，其根系可能会过早枯竭，穗粒粗度降低，还会表现出假熟情况，使小麦产量下降。对此应采用“三沟耕作”技术，沟渠之间要保持畅通联系，促进良好排水。对于小麦的各项病虫害防治，需要根据病害情况采用防治措施，比如在天气回暖期间，小麦可能会发生白粉病、锈病等，建议使用对应的化学、生物以及农业手段加以防治，确保小麦产量不受到影响。

4.2 培育并引进小麦新品种

为了尽量减轻气候变化造成的负面效应，可以培育并引进适合当地种植的小麦新品种，要遵循因地制宜原则，培育出穗粒数较大的小麦品种。也可适当引进合适品种，霍邱县适合引进的小麦品种包括温麦4 号、鄂麦11 号、豫麦18-64、扬麦158 等，在尝试种植后都可提高产量。

5 结束语

对于小麦种植来说，气候变化对其生长有着很大影响，决定了其最终产量，比如降水少会导致小麦吸收水量下降，不利于有机物积累，而温度过高或过低可能会延长小麦生长周期，二氧化碳浓度较高情况下小麦光合效率会有所提高。为应对气候变化，小麦种植时需采用多种高产手段，包括调整播种时间、做好病虫害预防、科学进行分穗期水田管理、引进高产品种等。