气温变化背景下中国黄淮旱地冬小麦农艺性状的变化特征 ——以山西临汾为例

【目的】作物品种选育是在气候变化背景下的自然选择和人工选择的结果。黄淮麦区是中国最大的麦区,在保障中国小麦生产和粮食安全中有重要作用。研究过去30年黄淮旱地冬小麦品种农艺性状和气温要素变化规律,为旱地小麦育种适应未来气候变化提供理论依据和技术支撑。【方法】利用近30年来国家黄淮旱地冬小麦区域试验典型代表临汾点的对照品种农艺性状及该市的气温资料,研究对照品种农艺性状、生育期平均气温和≥0℃积温的变化规律,并进行农艺性状和气象要素的相关、多元回归和通径分析。【结果】小麦生育期的平均气温、≥0℃积温、最低和最高温度在逐年呈缓慢增加。小麦生育期平均气温平均每年上升0.05℃,≥0℃积温平均每年上升21.9℃,且二者呈正相关关系。≥0℃积温变化更能深入反映小麦生育期的温度变化情况。小麦生育期最高气温平均每年上升0.02℃、最低气温平均每年上升0.16℃。播种至越冬前的平均气温和≥0℃积温增加最多,营养生长阶段平均气温和≥0℃积温增加明显,生殖生长阶段平均气温增加较少且≥0℃积温有下降趋势。随着气候变暖,分蘖多的强冬性品种逐渐被分蘖适中的冬性和弱冬性品种替代。1986-1996年对照品种农艺性状变化幅度不大,1997-2007年期间变化较大,2007-2014年变化幅度最大;这和小麦生育期平均气温变化趋势基本相同。黄淮旱地对照品种千粒重和穗粒数逐年缓慢上升,分别每年平均增加1.57%和3.39%。有效穗数和产量及株高缓慢下降,分别每年平均下降0.16%和1.29%。产量与株高（0.684^**）、有效穗（0.531^**）和千粒重（0.541^**）均极显著正相关。株高、起身至拔节期≥0℃积温和平均气温是决定小麦产量的3个主要因子,分别决定了小麦产量的46.73%、26.17和3.26%的变异。在黄淮旱地小麦适应气候变化中,起身至拔节期≥0℃积温和株高对产量贡献较大且为正效应;起身至拔节期平均气温为负效应。【结论】气候变暖对黄淮旱地冬小麦农艺性状变化趋势有较强的影响,选育株高和有效穗数适中、穗粒数较多、千粒重较大的中高产抗旱品种是黄淮旱地小麦适应未来气候变化的育种改良方向。     

冀南冬小麦冬前热量条件变化研究

近50年来,冀南冬麦区日平均气温≥0℃终日、冬小麦冬前≥0℃积温和10～12月平均气温年际间波动较大,总体线性增长趋势不明显.但近5年来,日平均气温≥0℃终日明显推迟,冬小麦冬前≥0℃积温显著增加.小波分析表明:日平均气温≥0℃终日变化存在4～7年和14～17年尺度周期变化规律,冬前≥0℃积温存在5～10年和15～20年尺度周期变化规律,未来3～5年日平均气温≥0℃终日将处于偏晚期,冬前≥10℃积温呈增加趋势;10～12月平均气温存在3～5年、8～10年和20～25年三类尺度周期变化规律,未来8～10年升高趋势比较明显.综合分析表明,未来3～8年冬小麦冬前热量仍呈增加趋势,但年际间波动明显,冬小麦播种期应根气象部门中长期气候预测年际间适当调整,避免热量资源波动对冬小麦生长发育的影响.     

近50年西吉县气温和降水变化趋势分析

利用1 966—201 5年西吉国家基本气象站气温和降水资料,对西吉县气温和降水变化趋势进行分析,结果表明:西吉县年平均气温为5.7℃,气候变化趋势率为0.345℃/1 0a,近50年气温升高了1.7℃,四季气温均呈升高趋势;年平均降水量为401.7 m m,降水量呈减少趋势,其中春、夏季降水量呈减少趋势,秋、冬降水量呈增加趋势,50年来降水量减少了25.3 m m。     

气候变暖对天水市冬小麦生长的影响

【目的】分析气候变暖对天水市冬小麦生育期的影响,以揭示小麦对气候变暖的响应,为探讨当地小麦的适宜播种期和小麦作物带的变迁以及种植业结构调整和粮食安全生产提供理论依据。【方法】利用甘肃省天水市的相关气象资料(气温、负积温、地温),结合天水市农业科学研究所1979-2007年的小麦生育期资料,应用DPS软件,建立小麦生育期与气温的回归模拟方程,探讨小麦生育期与气温的关系及变化趋势。【结果】天水市平均气温、四季平均气温、地温均呈现上升趋势,负积温绝对值呈减少趋势。平均气温、负积温、平均地温与小麦全生育期均呈负相关关系,出苗-拔节期与冬季、春季平均气温呈负相关关系。1979-2007年,随着冬小麦全生育期平均气温的升高,天水冬小麦对气候变暖的响应主要表现为拔节期、抽穗期、成熟期缩短,其中拔节期、抽穗期、成熟期分别缩短了4.261,2.759,4.811d/10年;气温升高使出苗-拔节期、抽穗-成熟期缩短,拔节-抽穗期延长。【结论】气候变暖已对天水市冬小麦的生长发育产生了较大影响,冬小麦全生育期缩短趋势明显。     

近50年建昌县热量资源特征变化研究

利用建昌近50年气象观测资料,采用线性趋势分析方法、气候倾向率概念,分析热量资源特征变化。结果得出,近50年来,建昌县年平均气温升高1.5℃;春、夏、秋、冬四季气温升高依次是1.7、0.9、1.0、2.5℃;11～4月是气温升高的主要时段。≥10℃积温增加207℃,无霜期延长5d。80年代是气温变化的＂拐点＂,其前后年平均气温平均升高1.0℃,春季平均气温升高1.2℃,冬季升高1.6℃,夏季、秋季均升高0.8℃;≥10℃积温平均增加148℃;无霜期平均延长6d。     

塔里木灌区农业气候资源动态变化对膜下滴灌棉花种植的影响

根据塔里木灌区-阿拉尔垦区1987~2014年逐日地面气象数据和2000~2014年逐年平均皮棉产量数据,运用统计学方法分析了塔里木灌区-阿拉尔垦区农业气候资源的动态变化对膜下滴灌棉花种植的影响。结果表明:(1)1987年后,塔里木灌区-阿拉尔垦区年平均气温、年平均最低气温和年降水量呈减少趋势,减幅分别为0.063℃/10 a(p0.01)、0.115℃/10 a(p0.01)和0.054 mm/10 a(p0.05);年平均最高气温和年日照时数呈增加趋势,增幅分别为0.263℃/10 a(p0.05)和57.9 h/10 a(p﹤0.01)。(2)1987年后,塔里木灌区-阿拉尔垦区四季气温呈"春暖―夏暖―秋冷―冬冷"的动态变化;降水量呈"春多―夏少―秋多―冬多"的动态变化;日照时数均呈增加趋势,春、秋季增幅较大。(3)塔里木灌区-阿拉尔垦区膜下滴灌棉花产量的增幅与≥12℃终日的提前和≥12℃持续天数的延长有关,与≥12℃初日的提前关系不明显;与春季生育期平均气温、平均最高气温的降低和日照时数增加有关,与夏季生育期平均最高气温的升高有关,与其它不同生育期气候要素关系不明显。     

1987—2016年北流市气温变化特征及其影响

本文利用1987—2016年北流市气象站逐年平均气温资料,对近30年气温变化特征进行分析。结果表明,近30年北流市平均气温呈波动增加趋势,气候倾向率为0.25℃/10年;北流市春季、夏季、秋季平均气温均呈增加趋势,秋季增温最为显著,冬季略趋于降温;2—7月北流市月平均气温逐月增加,8—12月平均气温逐月减少,7月气温最高,2月气温最低;近30年极端最高、最低气温均呈明显升高趋势,气候倾向率分别为0.143、0.418℃/10年,极端最低气温较最高气温上升幅度大。气温升高对气候、农业等均产生较大影响,应加强变化特征研究,趋利避害,提升应对能力。     

濉溪县小麦生长期气温变化及应对策略

分析濉溪县1962~2011年50个小麦生产周期逐日气温资料发现,抽穗前平均气温、返青—抽穗平均最高气温和全生育期平均最低气温明显升高,气候趋向偏暖,越冬期平均气温≥3℃天数明显增多;11月~次年2月极端低温升高,最低气温0℃、≤-5℃、≤-8℃和≤-10℃,平均气温3℃、0℃和≤-5℃的天数明显减少,负积温升高;灌浆期平均气温17℃、最高气温≥30℃的天数趋于减少。低温、干热风气象灾害频率降低,有害生物危害偏重发生;小麦越冬期缩短,生长期延长,抽穗开花提前,灌浆期延长,千粒质量提高。生产上应适期播种,扩种偏冬性品种,加强有害生物防治,平衡施肥。     

辽宁西部朝阳农村气温和热量资源变化分析

[目的]研究辽西朝阳农村的气温和热量资源变化特征。[方法]选取1966～2010年辽西朝阳农村气象站资料,应用序列相关和气候倾向率等统计方法,对朝阳农村的气温和热量资源变化特征进行分析,掌握该农村的气候现状。[结果]1966～2010年辽西朝阳农村日平均气温、日最高气温和日最低气温的年均值呈波动变化,其中日最高气温年均值趋势升高增温幅度最大（0.328℃/10a）,且显著水平最高,是气温升高的主体;日平均气温增幅（0.151℃/10a）和显著水平次之;日最低气温呈下降趋势,且显著水平不明显。在冬、夏半年时间尺度里,日最高气温平均值趋势升高明显,气候倾向率分别为0.417和0.250℃/10a,以冬半年升高最突出;日平均气温趋势性显著水平较低,日平均最低气温趋势性不显著。辽西朝阳农村≥10℃积温呈波动增加趋势明显,气候倾向率为42.590（℃.d）/10a,近45年趋势增加192（℃.d）。[结论]该研究为调整农业结构和品种布局等农业措施提供气候依据。     

山东省旱地小麦主要农艺和产量性状与气象因子的相关性分析

分析了山东省近8年小麦生育期内气象三因素变化及旬气象因子与旱地小麦主要农艺和产量性状的相关性。结果表明:2003～2010年小麦生育期内降水量减少和日照时数增加的趋势较为明显,积温呈降低的趋势,但变化不明显。生育期内84个气象因子中有25个因子与旱地小麦主要农艺或产量性状呈显著或极显著相关,其中旬降水量有6个因子,旬日照时数有9个因子,旬平均气温有10个因子。因此,在今后旱地小麦品种选育过程中,应结合日照和气温等气象因子变化特点进行选择,从而提高选育成功率。     

气候变化对临沂冬小麦主要生育期的影响及适播期研究

为了研究气候变化对临沂市冬小麦生产的影响,确定合理播期和适宜的田间管理措施。利用2001—2021年临沂市气象资料和农业农村部门苗情调查数据,同时参考1962—2000年临沂市历史天气数据,采用线性趋势性预测对小麦生育期温度、积温以及主要生育期日期和持续时间进行变化规律分析。结果表明：临沂市冬小麦适播期和各生育期均对气候变化发生了不同的响应,适播期为10月8—19日,最佳播期为10月11—14日;分蘖期出现反复降温频率变高,促进了小麦冬前抗寒锻炼,利于形成壮苗;冬前积温增多和越冬期延迟,间接推迟了适播期,为上一季玉米晚收创造了条件;返青大幅提前和返青后积温显著增加,大幅缩短了小麦停止生长和越冬时间,增加了冬小麦实际生长时间,有利于冬小麦苗情转化;拔节期大幅提前,使小麦更容易遭受晚霜冻（冷）害和倒春寒;4月和5月温度下降为小麦抽穗、扬花、灌浆提供了更好的气候条件,特别是5月温度下降既减少了干热风的发生机率又利于小麦后期灌浆。确定了临沂市冬小麦适播期,为小麦全生育期田间管理和高产栽培提供了依据。     

播期对不同类型小麦生育进程及产量构成的影响

[目的]研究播期对不同感温性小麦生育进程及产量构成的影响。[方法]分别以2个弱春性(郑麦9023、04中36)和半冬性(西农979、矮抗58)小麦品种为试验对象,通过5个不同播种期(10月1日、10月7日、10月14日、10月21日、10月28日)的设置,研究播期对小麦生育进程及产量构成因素的影响。[结果]随播期推迟,小麦株高呈下降趋势;晚播推迟小麦的出苗期和三叶期,总生育天数缩短;不同播期中,弱春性品种的生育时期均较半冬性品种提前。弱春性品种早播或晚播均影响群体产量形成,籽粒产量下降,适期播种(10月14日)最好;半冬性品种应适时早播,播量一致的前提下以10月1日播种籽粒产量较高。[结论]该研究可为豫北地区不同感温性小麦品种选择适宜播期提供理论依据。     

运城盆地不同播期小麦春季冻害风险评价

为评价山西南部地区不同小麦品种在不同冬前积温下的春季冻害风险,明确适应当前气候变化的适宜播期和品种,分别于2017-2018霜冻发生和2018-2019霜冻不发生的两个不同气候年型,在山西运城盐湖区采用播期、品种二因子裂区试验设计,对3个不同生态类型小麦品种(济麦22、周麦18和西农529)在不同冬前积温下的春季冻害风...     

豫北主要农作物光热资源利用效率研究

利用豫北地区沁阳市农业气象观测站长时间序列冬小麦和夏玉米观测资料及其对应气象资料,采用数理统计和线性趋势分析方法,分析了该地区冬小麦和夏玉米主要物候期、全生育期光热资源及其利用效率的状况和时间变化特征。结果表明,1983-2007年,豫北地区冬小麦成熟期显著提前,全生育期天数明显缩短,其缩短趋势为每10a4.9d;夏玉米播种期显著提前,全生育期明显延长,其延长趋势为每10a4.0d;豫北地区气温升高的趋势显著,冬小麦和夏玉米全生育期有效积温均明显增加,其速率分别为7.8(℃.d)/a和10.0(℃.d)/a;太阳总辐射在冬小麦全生育期显著减少,其减少速率为9.5MJ/(m2.a),而在夏玉米全生育期变化趋势不明显。经统计分析发现(n=25),豫北地区冬小麦光、热利用效率分别为0.40%和3.5kg/(℃.d.hm2),夏玉米分别为0.70%和4.0kg/(℃.d.hm2);从时间变化趋势看,冬小麦和夏玉米光热资源利用效率均呈现明显增加的趋势,其热量利用效率的增加速率分别为每10a0.7kg/(℃.d.hm2)和每10a0.6kg/(℃.d.hm2);而光能利用效率的增加速率均为每10a0.10%。     

气候变暖对临汾尧都区冬小麦适宜播种期的影响分析

为了在气候变暖的情况下确定临汾尧都区冬小麦的适宜播种期,使冬小麦减少冻害,形成壮苗。应用临汾尧都区1981—2010年近30年日平均气温资料及冬小麦生育期观测资料,采用相关分析等数理统计方法对比分析气候变暖对冬小麦播种期的影响。结果表明,在选择适宜品种的基础上,临汾市尧都区冬小麦的适宜播种期为9月27日—10月8日,即秋分后半段到寒露之间,如果早于9月27日,易造成冬前旺长;晚于10月8日,易形成冬前弱苗,不利于越冬。     

播期提前对四川盆地弱春性小麦新品种的产量效应

本研究于2005~2007年连续两个生长季,选用弱春性小麦高产品种"川农23"、"川农19"和品系"J210"进行了提前播种与正常播期下小麦生育特点和产量比较研究,旨在为四川盆地弱春性小麦品种适播期的确定,以及早播早熟型超高产小麦新品种的选育提供理论依据。结果表明:提前播种时小麦各生育阶段都相应提前,灌浆期和全生育期都有所延长,在保持较高单位面积粒数的同时,提高了千粒重,产量有较大幅度提高。在第一个生长季里,在10月24日播种的"川农23"、"川农19"和"J210"分别比11月4日播种增产3.97%、8.80%和12.64%,而"J210"又比"川农23"和"川农19"分别增产13.34%和23.48%,最高产量达8396.85 kg/hm2;在第二个生长季里,10月18日播种的"J210"比11月5日播种增产29.92%,最高产量为7112.8 kg/hm2。因此作者认为:在用于稻麦两熟制种植模式时,"川农23"、"川农19"和"J210"的播种期可以提前到10月25日左右,以获得更高产量,并且还应以这些弱春性高产品种为骨干亲本,建立一个播期在10月20日左右的育种新平台,以尽快育成更加适应稻麦两熟制的早播早熟型超高产小麦新品种。     

安徽沿淮地区应对气候变化冬小麦精准播期研究

[目的]确定安徽沿淮地区冬小麦(Triticum aestivum)精准播种期。[方法]利用气象资料,结合冬小麦高产播种要求,对安徽省沿淮地区的冬小麦精准播期的可预测性进行研究。[结果]该地区适宜播期呈推迟趋势,每10年变化率约1.75 d,气候变暖是播期推迟的根本原因;播期在年际之间存在较大波动,非规律性极端天气气候事件是播期波动的主要原因;温度变化的规律性和后效性使冬小麦的播期具有可预报性。认为沿淮地区宜选用10月15日以后5 d滑动平均温度首次降到17℃以下作为冬小麦适宜播种指标;常规气象预报具有的较高的准确性可以实现冬小麦精准播期的预报。[结论]该研究可为安徽沿淮地区冬小麦的高产优质栽培提供借鉴。     

播期播量对小麦越冬死苗的耦合效应

[目的]为易发生冻害地区的冬小麦防冻提供科学依据。[方法]以鲁麦6号为试材,采用D-饱和最优设计法研究播期和播量耦合与小麦越冬死苗的关系,建立了小麦越冬死苗的数学模型。[结果]10月25日播种,基本苗120万/hm2小麦的越冬死苗率最低,为10.8%。播期(冬前积温)、基本苗对鲁麦6号越冬死苗率的作用均为正效应,且播期为第一位,播量为第二位。10月1日播种,基本苗390万/hm2,死苗率最大为93.19%;10月6日播种,基本苗344.1万/hm2,死苗率最大为65.97%。10月16日播种,基本苗302.6万/hm2,死苗率最大为49.65%。10月25日播种,基本苗229.1万/hm2,死苗率最大为37.46%。[结论]播期对小麦越冬死苗率的作用占第一位,播量的影响不容忽视。在栽培上首先要适当晚播,再就是适当降低播量。     

Optimization of sowing date and seeding rate for high winter wheat yield based on pre-winter plant development and soil water usage in the Loess Plateau,China

Sowing date and seeding rate are critical for productivity of winter wheat(Triticum aestivum L.).A three-year field experiment was conducted with three sowing dates(20 September(SD1),1 October(SD2),and 10 October(SD3)) and three seeding rates(SR67.5,SR90,and SR112.5) to determine suitable sowing date and seeding rate for high wheat yield.A large seasonal variation in accumulated temperature from sowing to winter dormancy was observed among three growing seasons.Suitable sowing dates for strong seedlings before winter varied with the seasons,that was SD2 in 2012–2013,SD3 in 2013–2014,and SD2 as well as SD1 in 2014–2015.Seasonal variation in precipitation during summer fallow also had substantial effects on soil water storage,and consequently influenced grain yield through soil water consumption from winter dormancy to maturity stages.Lower consumption of soil water from winter dormancy to booting stages could make more water available for productive growth from anthesis to maturity stages,leading to higher grain yield.SD2 combined with SR90 had the lowest soil water consumption from winter dormancy to booting stages in 2012–2013 and 2014–2015; while in 2013–2014,it was close to that with SR67.5 or SR112.5.For productive growth from anthesis to maturity stages,SD2 with SR90 had the highest soil water consumption in all three seasons.The highest water consumption in the productive growth period resulted in the best grain yield in both low and high rainfall years.Ear number largely contributed to the seasonal variation in grain yield,while grain number per ear and 1 000-grain weight also contributed to grain yield,especially when soil water storage was high.Our results indicate that sowing date and seeding rate affect grain yield through seedling development before winter and also affect soil water consumption in different growth periods.By selecting the suitable sowing date(1 October) in combination with the proper seeding rate of 90 kg ha–1,the best yield was achieved.Based on these results,we recommend that the current sowing date be delayed from 22 or 23 September to 1 October.