氣候條件對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育影響的分析

1、20092010年度氣候條件對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育影響的分析王永華 崔金梅 郭天財(cái) 朱云集 王晨陽(yáng)（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心，鄭州，450002）20092010年度小麥生長(zhǎng)期間氣候條件特殊，最明顯的特點(diǎn)是冬季降溫早，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，春季溫度回升晚，氣溫比常年一直偏低，導(dǎo)致小麥各生育時(shí)期相應(yīng)后移，對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育造成了較大影響。從2009年10月下旬開(kāi)始，到2010年6月上旬積溫比常年少106.4，比20072008年度和20082009年度分別少297.6和218.5。在小麥生長(zhǎng)期間各生育階段平均日均溫均低于常年，致使小麥的成熟期推遲510天，但最終獲得了豐產(chǎn)。這在歷史上是罕見(jiàn)的。為了探討在

2、該氣候條件下小麥的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn)，我們選用了在河南種植面積較大、具有代表性的品種周麥18號(hào)、偃展4110、豫麥49-198系、矮抗58以及種植多年的鄭引一號(hào)等5個(gè)品種，對(duì)其幼穗發(fā)育進(jìn)程進(jìn)行系統(tǒng)觀察，并結(jié)合所測(cè)定的籽粒灌漿數(shù)據(jù)及其相對(duì)應(yīng)的氣候資料進(jìn)行分段分析，為在不同年份選用相應(yīng)的技術(shù)措施提供理論依據(jù)。一、小麥的生育進(jìn)程（一）幼穗發(fā)育進(jìn)程小麥幼穗發(fā)育進(jìn)程是小麥生育狀況的主要標(biāo)志。從2009-2010年度幼穗發(fā)育進(jìn)程來(lái)看，從開(kāi)始到結(jié)束一直晚于其他年份。表1為鄭引一號(hào)品種在不同年份的幼穗發(fā)育進(jìn)程，19871988年度和19981999年度分別代表自1975年以來(lái)發(fā)育較慢和發(fā)育進(jìn)程較快的兩個(gè)不同年份。從

3、表1可以看出，發(fā)育慢的19871988年度在11月11日觀察，該品種幼穗分化5.3個(gè)苞葉原基；發(fā)育快的1998-1999年度11月10日觀察，已分化8.7年苞葉原基；而據(jù)2009年11月13日調(diào)查，該品種幼穗分化才5個(gè)苞葉原基，較發(fā)育慢的19871988年度還少0.3個(gè)苞葉原基。進(jìn)入越冬期，2009年12月26日時(shí)其幼穗發(fā)育達(dá)二棱中期，19871988年度的12月28日也達(dá)二棱中期，但19981999年度12月27日調(diào)查已達(dá)二棱后期；返青之后，2010年2月25日調(diào)查幼穗發(fā)育達(dá)二棱末期，1987-1988年度的2月28日達(dá)小花分化期，而發(fā)育較快的19981999年度在2月22日調(diào)查已到雌雄蕊分

4、化期，比20092010年度早2個(gè)發(fā)育時(shí)期（表1）。從不同品種在不同年份的幼穗發(fā)育狀況（表2）可以看出，2010年3月23日調(diào)查時(shí)，周麥18號(hào)小麥的幼穗發(fā)育達(dá)雌雄蕊分化期，比20072008年度和20082009年度均晚12個(gè)時(shí)期。此時(shí)偃展4110小麥品種20072008年度和20082009年度已分別發(fā)育到柱頭突起和柱頭伸長(zhǎng)期，比20092010年度早23個(gè)發(fā)育時(shí)期，到開(kāi)花期20092010年度晚10天左右，如周麥18號(hào)較前兩年晚68天，偃展4110則晚13天（表4）。上述資料表明，20092010年度小麥幼穗發(fā)育進(jìn)程一直處于較慢狀態(tài)。（二）籽粒形成與灌漿由于20092010年度開(kāi)花期推遲，

5、造成小麥籽粒形成、灌漿也相應(yīng)后延。從圖1可以看出，鄭引一號(hào)品種2010年5月14日粒重達(dá)到10克，1999年5月7日已達(dá)10克，提早了7天，發(fā)育較慢的1988表1 鄭引一號(hào)品種不同年份幼穗發(fā)育進(jìn)程年度幼穗發(fā)育進(jìn)程開(kāi)花期（月/日）日期（月/日）葉齡（片）幼穗（時(shí)期）日期（月/日）葉齡（片）幼穗（時(shí)期）日期（月/日）莖稈（cm）幼穗（時(shí)期）日期（月/日）莖稈（cm）幼穗（時(shí)期）1987-1988（慢年）11/114.5單棱（5.3苞）12/286.9二棱中2/280.7小花23/246.2雌蕊凹4/301998-1999（快年）11/105.6單棱末（8.7苞）12/277.4二棱后2/225.6

6、雌雄蕊3/235.6雌蕊大凹4/242009-201011/135.3單棱（5苞）12/266.6二棱中2/255.3二棱末3/235.3雌蕊凹5/3表2 不同小麥品種不同年份幼穗發(fā)育進(jìn)程品種20092010年度（3/23）20082009年度（3/27）20072008年度（3/23）莖總長(zhǎng)（cm）幼穗發(fā)育（時(shí)期）莖總長(zhǎng)（cm）幼穗發(fā)育（時(shí)期）莖總長(zhǎng)（cm）幼穗發(fā)育（時(shí)期）周麥18號(hào)3.3雌雄蕊211.5雌蕊大凹7.2雌蕊凹豫麥49-198系2.8雌雄蕊216.1柱頭突起8.8柱頭突起矮抗583.7雌雄蕊311.0柱頭突起8.1雌蕊大凹偃展41103.5雌蕊小凹15.7柱頭伸長(zhǎng)10.1柱頭突

7、起注：角碼表示中部小穗達(dá)到該時(shí)期的小花數(shù)，如雌雄蕊2表示一個(gè)小穗上有兩朵小花達(dá)到雌雄蕊分化期。測(cè)定日期（月/日） 4/20 4/21 5/1 5/2 5/8 5/12 5/22 5/26 5/28 5/30 6/1 6/2 6/4 6/10圖1 偃展4110不同年份籽粒灌漿進(jìn)程（鄭州，下位花，播期10月16日）測(cè)定日期（月/日）4/27 5/3 5/5 5/8 5/12 5/15 5/22 5/25 5/28 5/30 6/2 6/4 6/10圖2 周麥18不同年份籽粒灌漿進(jìn)程（鄭州，下位花，播期10月8日）測(cè)定日期（月/日）4/24 4/30 5/3 5/8 5/12 5/23 5/26 5

8、/28 5/30 6/2 6/4 6/10圖3 鄭引一號(hào)不同年份籽粒灌漿進(jìn)程（鄭州，下位花，播期10月16日）年5月12日達(dá)到此重量，比2010年早2天。周麥18號(hào)品種（圖2），2008年5月4日達(dá)到10克，而2010年延遲到5月13日，推遲了9天。偃展4110品種（圖3），2008年5月3日達(dá)到10克，而2010年5月10日才達(dá)10克，推遲7天。灌漿停止時(shí)間2010年亦明顯后移。但兩年灌漿進(jìn)程曲線是平行向上發(fā)展，這表明它們的灌漿強(qiáng)度是一致的。這就是2010年雖然成熟期推后，但粒重并不低的原因。二、2009-2010年度氣溫變化與小麥生長(zhǎng)在小麥生長(zhǎng)期間20092010年度氣溫一直偏低，所以本文

9、著重點(diǎn)分析不同時(shí)段氣溫對(duì)小麥產(chǎn)量形成的影響，進(jìn)而探討導(dǎo)致本年度小麥晚熟而不減產(chǎn)的原因。根據(jù)常年小麥在河南的生育進(jìn)程，將其劃分為以下6個(gè)時(shí)段。（一）播種出苗階段（10月10日10月31日）從表3可以看出，2009年10月10日到10月31日之間的氣溫偏高，積溫為396.1，比2007年和2008年分別高64.5和17.7，平均日均溫為17.8，分別比前兩年高2.9和0.8，有利于小麥發(fā)芽和出苗。因此，該階段氣溫沒(méi)有導(dǎo)致小麥生長(zhǎng)緩慢。（二）冬前（11月1日12月20日）及越冬（12月21日2月9日）階段2009年該階段氣溫突然降低，且在11月1日到11月17日氣溫起伏較大，由11月1日的日均溫13

10、下降到11月2日和3日的4.9和6.2，之后氣溫有所回升，11月7日日均溫度曾達(dá)20，但11月9日氣溫又開(kāi)始下降，11月11日至11月17日日均溫下降到0以下，最低為-1.8。該階表3 不同年份不同時(shí)段的氣溫變化狀況 （月.日， ）年度播種出苗（10.10-10.31）冬前階段（11.1-12.20）越冬階段（12.21-2.9）返青起身（2.10-3.15）拔節(jié)抽穗（3.16-4.15）抽穗籽粒形成（4.16-5.10）籽粒形成成熟（5.11-5.31）收獲前后（6.1-6.10）積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫積溫日均溫20072008331.615.

11、1376.07.574.70.4274.87.8433.914.0495.619.8509.624.3250.025.020082009378.417.2446.88.9126.22.0231.06.8448.214.5495.519.8449.221.4265.926.620092010396.118.0245.94.8107.51.5181.25.1382.112.3467.618.7465.922.2235.923.6圖4 近三年逐日日均溫變化圖圖5 不同年份不同生育階段積溫變化段總的溫度是偏低的。11月1日到12月20日0以上的積溫為245.9，平均日均溫為4.8，相鄰近的2007年和

12、2008年此階段的積溫分別達(dá)到376.0和446.8（表3），且兩年度該階段氣溫均在0以上，起伏較??；2007和2008兩年該階段積溫分別比2009年高130.1和200.9，日均溫分別為7.5和8.9，比2009年高2.7和4.1（20082009年度冬春發(fā)生嚴(yán)重凍害）。由此可以看出，2009年低溫來(lái)的早，降的快，起伏大。在這樣氣溫變化的狀況下，小麥能較早通過(guò)低溫階段，開(kāi)始由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)進(jìn)入穗的分化時(shí)期，縮短了純營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，主莖葉片數(shù)減少，如半冬性品種周麥18、矮抗58品種多為12片葉，春性品種鄭引一號(hào)為11片葉，植株生長(zhǎng)緩慢。據(jù)進(jìn)入越冬時(shí)（12月27日前后）調(diào)查，2009年葉齡分別比2007

13、年和2008年少0.3片和0.8片。冬前的分蘗數(shù)相應(yīng)減少，但在正常播種情況下，麥苗冬前達(dá)到5葉一心，單株可有4個(gè)分蘗（不含主莖），其中有3個(gè)一級(jí)分蘗，就能為2010年獲得充足的穗數(shù)奠定良好基礎(chǔ)。但在晚播的情況下，由于氣溫下降快，分蘗數(shù)不足，如10月25日播種（鄭州地區(qū)）冬前積溫只有367.7，主莖可生長(zhǎng)3葉一心，單株只能發(fā)生一個(gè)分蘗，特別在播量不足時(shí)，最終單位面積成穗少。今年河南省和黃淮麥區(qū)有不少地塊就是因?yàn)橥聿ピ斐伤霐?shù)不足進(jìn)而影響最終產(chǎn)量。 另外，從表3可以看出，20092010年度小麥越冬期間0以上積溫和日平均溫度分別為107.5和1.47，較20082009年度的126.2、2.0減少1

14、8.7、0.5，但比20072008年度的74.7分別增加32.8、1.1，且2010年元月中下旬氣溫均比前兩年度高，積溫較20072008年度和2008-2009年度分別增加102.2和17.5。因此，20092010年度越冬期間氣溫亦沒(méi)有對(duì)小麥生長(zhǎng)造成負(fù)面影響。（三）返青起身階段（2月10日3月15日）2010年該階段氣溫仍然偏低，積溫為181.2，同期比2008年少93.6，比2009年少50.2，平均日均溫5.1，其中2月10日至2月16日日均溫只有-0.4-2.6，而2008年和2009年日均溫分別為7.8和6.8。由于該階段氣溫持續(xù)偏低，致使返青、起身期推遲，直到3月20日之后才進(jìn)

15、入拔節(jié)期，但這對(duì)分蘗發(fā)生，促進(jìn)分蘗成穗有利，同時(shí)也延長(zhǎng)了小花分化和雌雄蕊分化時(shí)間。據(jù)測(cè)定小花分化期平均日均溫6.16.8時(shí)，該期歷時(shí)1115天，當(dāng)日均溫提高到10.110.9時(shí)歷時(shí)縮短為68天。這一時(shí)期正是每穗小花數(shù)不斷增加到每小穗中部小花（3、4、5朵小花）發(fā)育加快趕下位小花的時(shí)期。由于該時(shí)期的延長(zhǎng)會(huì)提高小花結(jié)實(shí)率，所以不會(huì)因溫度低而降低穗數(shù)和穗粒數(shù)（表4）。表4 鄭引一號(hào)不同年份穗部性狀年度每穗結(jié)實(shí)小穗不孕小穗合計(jì)穗粒數(shù)備注1987198816.63.319.939.9發(fā)育較慢的年份1998199916.82.919.740.3發(fā)育較快的年份2009201017.22.519.742.2（

16、四）拔節(jié)抽穗階段（3月16日4月15日）2010年該階段的氣溫仍然偏低，積溫為382.1，比2008年和2009年同期分別低51.8和66.1；平均日均溫12.3，比2008年和2009年分別低1.7和2.2，致使小麥生長(zhǎng)發(fā)育持續(xù)后延。據(jù)2010年3月23日調(diào)查（表2），周麥18號(hào)、豫麥49-198系、矮抗58三個(gè)小麥品種發(fā)育到雌雄蕊分化期，而2009年同期已發(fā)育到大凹柱頭突起期，偃展4110品種的發(fā)育差距更大，2010年為小凹期時(shí)，2009年已到柱頭伸長(zhǎng)期，相差四個(gè)發(fā)育時(shí)段。正是由于這一時(shí)期低溫發(fā)育緩慢導(dǎo)致2010年小麥成熟后移。尤其是在4月份幼穗發(fā)育到柱頭伸長(zhǎng)至四分體時(shí)，又遇到日均溫5左右

17、低溫，特別是晚霜致使小麥小花受凍，造成穗下部甚至上部小穗不結(jié)實(shí)，甚至全穗不結(jié)實(shí)。2010年河南省有些地方和某些品種由于4月11日至4月15日出現(xiàn)低溫霜凍導(dǎo)致缺?，F(xiàn)象，穗粒數(shù)減少，但大部分地區(qū)雖然有降溫（鄭州地區(qū)平均日均溫8.3）但不至于使小麥小花受凍，反而會(huì)有利于穗下部小穗的發(fā)育，減少不孕小穗數(shù)（表5）。我們已有研究分析認(rèn)為，此階段的積溫與穗粒數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)。因此，2010年全省許多地方并沒(méi)有因此階段的氣溫偏低導(dǎo)致穗粒數(shù)銳減。表5 不同小麥品種不同年份穗部性狀品種2009-2010年度2008-2009年度結(jié)實(shí)小穗不孕小穗合計(jì)穗粒數(shù)結(jié)實(shí)小穗不孕小穗合計(jì)穗粒數(shù)周麥18號(hào)16.83.420.24

18、1.817.13.720.841.8豫麥49-198系15.65.421.028.917.83.621.435.0矮抗5816.83.620.437.017.63.821.432.1偃展411014.44.819.231.814.33.718.030.4（五）抽穗籽粒形成階段（4月16日5月10日）該階段的氣溫仍然較低，積溫為467.6，平均日均溫18.7，比2008和2009年積溫分別低28.0和27.9，平均日均溫低1.1，溫度略低有利于穗下部小穗和小穗上位花的發(fā)育，提高穗粒數(shù)，但加劇了生育時(shí)期的后移，致使開(kāi)花期一般較常年推遲510天（表6）。表4 不同品種不同年份開(kāi)花期 （月/日）年份周麥18號(hào)豫麥49-198系矮抗58偃展4110200720084/274/274/244/20200820094/254/244/244/20200920105/35/35/25/3（六）籽粒灌漿成熟階段（5月11日6月10日）進(jìn)入籽粒灌漿階段氣溫開(kāi)始升高，該階段積溫為465.9，平均日均溫22.2，低于2008年，高于2009年，有利于籽粒形成。從圖1、2、3可以看出，由于生育時(shí)期的推遲，灌漿曲線平行下移，即灌漿期間同一時(shí)間，2010年粒重低于往年，如5月22日測(cè)定，偃展4110品種2008年粒重為44.9克，達(dá)到最終粒重的93.2%，2009年同期粒