淮北砂姜黑土地區小麥品種調整趨勢分析

喬玉強　曹承富　杜世州　陳金華　李瑋　張向前　趙竹　肖揚書

摘 要：為了實現淮北地區小麥生長發育進程與光、溫、水等生態資源的協調同步發展，解決淮北砂姜黑土地區小麥生產的適播期干旱、土壤適耕性差等造成的播種、出苗困難等問題，在系統分析近年來影響小麥生長的氣象因素變化趨勢的基礎上，通過多年多點小麥品種適應性研究，探明了弱冬性小麥品種在淮北地區種植的增產潛力與推廣應用前景，提出了淮北砂姜黑土地區應進一步擴大弱冬性小麥品種的種植面積，以期為該區域小麥的持續豐產穩產奠定基礎。

關鍵詞：小麥；砂姜黑土；氣候變化；種植制度；品種布局；調整策略

中圖分類號：S512.1+1 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0646

0 引言

安徽淮北地區位于北緯33°附近，是安徽省小麥生產潛力區，常年小麥種植面積166.7萬hm2左右，在安徽省糧食生產及國家糧食安全中具有舉足輕重的地位。砂姜黑土是淮北地區主要的土壤類型，面積約164萬hm2。砂姜黑土“旱、澇、僵、瘦”的不良屬性嚴重制約著小麥的高產穩產[1]，加之該區受到南北過渡性氣候的影響，干旱、洪澇、凍害、冷害等自然災害頻發，嚴重影響了小麥的持續豐產和高產潛力的發揮[2]。針對砂姜黑土特性及淮北地區過渡性氣候的特點，選用適宜的小麥品種類型，對提高淮北地區小麥的生產水平、保障國家糧食安全具有重要的科技支撐作用。

安徽省小麥生產水平已進入高產階段，自然條件及極端氣候頻發的現狀對小麥品種的選用提出了更高的要求，需要進一步加強品種的選育、示范、布局以及技術配套等工作力度，發揮優良品種的增產增收作用[3]。馬傳喜[4]通過對安徽省的氣候、土壤條件的變化及不同地區小麥品種變化規律，將淮北地區列為中強筋小麥產區。趙廣才[5]認為安徽淮北地區是南方冬麥區和北方冬麥區的過渡地帶，品種選用應兼有半冬性、弱春性和春性品種；邱友鳳[6]在分析淮北地區小麥品種布局更新換代過程及近年來小麥區試結果后認為，淮北地區小麥品種的選用應以半冬性品種為主。前人的研究多注重品種的品質類型或為生產實踐的總結，但通過對多年氣象資料及試驗數據的分析并結合生產實踐的研究卻鮮有報道。為此，筆者通過系統分析影響小麥生長的主要氣象因素的變化趨勢、種植制度的變化及不同類型小麥品種的產量潛力，闡明了淮北地區小麥品種調整的可行性和必要性，以期為充分發揮淮北地區自然資源優勢和弱冬性小麥品種的增產潛力提供依據，為淮北地區小麥的持續豐產和高產穩產栽培提供技術支撐。

1 材料與方法

本研究所用氣象數據來源于氣象部門地面氣象觀測站，資料范圍包括沿淮淮北23個縣，年限為1981—2013年。品種適應性試驗在安徽省農科院作物所蒙城試驗示范基地進行，試驗地土壤為砂姜黑土，地力水平中等，試驗地秸稈全量粉碎還田，土壤每2年深松1次。利用Excel 2007進行數據分析及圖表制作。

2 淮北地區氣候變化趨勢分析

安徽省淮北地區包括30個市（縣、區），耕地面積214.39萬hm2，約占全省耕地面積的50%，土壤質地以砂姜黑土和潮土為主，是安徽省小麥主產區，年平均溫度14.3～15.2℃，小麥生長季節大于0℃積溫2200℃左右，能滿足冬性、半冬性及春性類型小麥品種對熱量的需求；年均降雨量850～1000 mm，小麥生長季節（10月至翌年5月）平均降水350～400 mm，正常年份可滿足小麥產量形成對水分的需求；小麥生育期內日照1373～1436 h，各種氣候因素對農作物產量均有顯著的影響[7]。安徽省統計年鑒數據表明，20世紀60年代以來，全省糧食總產、單產都呈現明顯的上升趨勢，但自20世紀90年代以來年際間波動（氣候產量）不斷增大，尤其是近幾年氣候產量多為負值，表明氣候變化對農業生產的負面影響已經顯現。

2.1 小麥適播期內降水量呈減少趨勢

淮北地區過渡性氣候特征決定了該區域降水具有明顯的時空分布規律。據安徽省氣象科學研究所提供的沿淮淮北23個氣象站點1981—2013年度9、10月的旬降水量分析（見圖1），呈現9月中下旬降水量增多、10月降水明顯減少的趨勢，2004—2013年度9月中、下旬平均降水量分別為28.21 mm和28.13 mm，較1981—2003年度同期平均分別增加76.46%和46.06%，2004—2013年度10月上、中、下旬平均降水量分別為3.40 mm、5.58 mm和10.88 mm，較1981—2003年度同期平均分別下降85.86%、78.21%和17.86%。目前，淮北地區農田水利基礎設施依然較為薄弱，農業生產以雨養旱作為主。砂姜黑土易旱易澇，降水量的這種變化趨勢，說明淮北地區小麥傳統適播期內極易出現干旱，影響小麥的正常播種。這就要求生產上必須充分利用9月的有效降水，在前茬作物收獲后趁墑適時播種，實現小麥一播全苗。

2.2 冬前積溫呈現增高趨勢

正常情況下，冬小麥播種至出苗所需大于0℃積溫110～120℃，冬前主莖生長1片葉需大于0℃積溫65～70℃[8]。伴隨全球氣候變暖，冬小麥生長期內增溫尤其越冬前增溫最為明顯。據淮北地區23個氣象站點數據分析，1981—2003年度間10月1日—12月20日大于0℃積溫平均為865.75℃，2004—2013年度同期大于0℃積溫平均為942.82℃，近10年來，冬前大于0℃積溫增加了77.07℃，增幅8.90%，增加的積溫可以多生長1片主莖葉。小麥的適期播種，應在當地的氣候條件下，以小麥能形成冬前壯苗，并將小麥在越冬期間穗分化進程控制在二棱期以內為標準。為有效減輕由于早播帶來的冬前旺長可能導致的冬、春季凍害風險，實現壯苗安全越冬，生產上宜選用抗寒能力較強的弱冬性小麥品種。

2.3 冬季低溫日數減少，極端最低氣溫升高

淮北地區是安徽省農業氣象災害最重地區，在氣候變暖的背景下，極端氣候災害有增加的趨勢，導致農業生產不穩定性增加[9]。與冬前大于0℃積溫增加趨勢一致，安徽省冬季低溫日數減少、極端最低氣溫升高。冬季極端最低氣溫和平均最低氣溫增暖速率達到0.76℃/10 a和0.55℃/10 a。1961—2007年度全省日最低氣溫低于-5℃天數顯著減少，平均減少速率為3.1天/10年，淮北低溫日數減少更加顯著，減少速率達到4.6～5.9 d/10 a（見圖3）。安徽省氣象災害影響由大至小分別為：暴雨洪澇>旱災>風雹災>低溫雨雪冰凍災，但凍害危害仍然很重，尤其在特定年份，如2008年凍害受災比重達52%[3]。2013年4月低溫冷害也使得淮北地區偏春性小麥品種幾乎絕收。為了規避冬春凍害風險，小麥生產上必須選用具有較強的抗冬季凍害和春季低溫冷害能力的品種。

2.4 淮北地區種植制度現狀分析

淮北地區是安徽省小麥的主產區和高產區，常年小麥播種面積166.7萬hm2左右，約占全省的65%。20世紀90年代以前，該地區甘薯、棉花等晚茬作物種植面積較大，小麥播期偏遲；加之機械化程度不高，小麥收獲持續時間較長，常常因收獲不及時遭遇連陰雨天氣導致小麥穗發芽。為了應對晚播及穗發芽給小麥生產帶來的影響，這一階段小麥生產上主要以春性品種為主，半冬性和冬性品種為輔[7]。

近年來，淮北地區玉米種植面積逐年擴大，2010年淮北地區玉米種植面積達72.24萬hm2，較1981年擴大了6.54倍，同期甘薯、棉花的種植面積分別為8.78萬hm2、0.59萬hm2，較1981年下降了84.8%和95.9%（見圖4）。玉米收獲期在9月中、下旬，如按傳統播期10月中旬種植小麥，則會造成20～30天左右的溫光資源浪費，同時玉米收獲后裸露的地表加快了土壤水分的蒸發，給小麥的播種帶來困難。小麥適當提前播種，可以充分利用冬前溫光水等自然資源，為小麥一播全苗、培育冬前壯苗奠定基礎。弱冬性小麥品種最適宜播種溫度16～18℃，與淮北地區10月上旬氣溫基本吻合。

2.5 不同類型小麥品種適應性研究

2.5.1 產量潛力 2006—2012年度的品種篩選試驗數據表明，參試的45個品種有‘煙農19、‘淮麥29、‘許科1號、‘洛麥23、‘徐麥856、‘皖麥52、‘周麥18 7個產量達到或超過9750 kg/hm2，有22個品種產量達9000～9750 kg/hm2。產量達到9000 kg/hm2以上的高產小麥品種均為弱冬性、半冬性小麥品種。因此擴大安徽淮北地區弱冬性小麥品種的種植比例，提高小麥的單產潛力，對確保安徽小麥總產的增加和穩定具有重要意義。

2.5.2 抗凍能力 2013年4月，處于孕穗期的淮北小麥遭受嚴重凍害，田間調查結果表明，在太和、蒙城試驗點弱冬性和半冬性小麥的異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率明顯低于半冬性品種，不同品種類型間異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率差異達顯著水平。弱冬性品種‘煙農19的異型穗率、殘缺穗率和無籽穗率較半冬性品種‘皖麥52低99.63%、92.08%和91.73%。即早播選用弱冬性小麥品種可以明顯降低小麥穗部的凍害程度，有利于產量的提高。

2.5.3 播期彈性 通過對目前淮北地區種植面積較大的弱冬性小麥品種‘煙農19的超晚播高產配套技術研究表明，11月21日播種（較當地適宜播期晚35天左右）條件下，通過增加播量（基本苗450萬株/hm2）、氮肥基追并舉、孕穗期追施、基追比5：5等措施配套仍可獲得7846.5 kg/hm2的產量水平[10]。10月30日播種條件下，弱冬性品種‘濟麥22和半冬性品種‘周麥22產量水平可以達到7654.9 kg/hm2和7350.0 kg/hm2[11-12]。說明弱冬性或半冬性品種在當前氣候條件下，具有較好的播期彈性，即使晚播條件下，只要栽培措施配套適當，仍可獲得理想的產量。

2.6 擴大弱冬性小麥品種種植的可行性

2.6.1 弱冬性小麥品種可滿足淮北地區氣候變化對播期的要求 淮北地區23個氣象站點1981—2013年度10月上旬平均氣溫為18.7℃，滿足弱冬性小麥品種適宜播種時期日均溫度18℃左右的要求[13]，半冬性、春性品種的適宜播種時期為日均溫度分別要求14～16℃、12～14℃左右。玉米等前茬作物收獲后如不及時播種，會使裸露的地表水分揮發加劇，加之10月降雨急劇減少，給小麥播種帶來困難。選用弱冬性小麥品種可以充分利用冬前溫光水資源，提高小麥單產潛力。品種篩選試驗結果表明，淮北地區不同類型小麥品種成熟期均在6月上旬，不同類型品種間差異僅3～5天。為了避免玉米授粉期遭受高溫熱害的影響，淮北地區玉米的安全種植期應在6月中旬。因此選用弱冬性小麥品種既可充分利用冬前的溫光熱等自然資源，又不會影響后茬種植。

2.6.2 弱冬性小麥品種具有產量潛力高、早播風險小、遲播減產少的特性 與春性品種相比，淮北地區種植弱冬性品種具有明顯優勢：一是產量潛力大。一般而言，弱冬性品種的產量水平比春性品種高，穗、粒、重三因素協調，尤其在重災之年更能發揮品種的穩產作用；二是播期彈性大。弱冬性品種具有早播無風險，晚播少減產的特點，能充分利用冬前溫、光資源，發揮分蘗力強的優勢，形成冬前多蘗壯苗越冬，為高產奠定穗數基礎。據2009年蒙城試驗結果表明，選用弱冬性品種‘煙農19，在11月21日播種，輔助相應的栽培措施，產量仍可達到7846.5 kg/hm2[10]；三是抗災能力強。弱冬性品種可以解決沿淮淮北地區頻繁出現的小麥播種期間干旱和冬春季凍害問題；四是分蘗成穗能力強。淮北地區土壤以砂姜黑土為主，該類型土壤物理屬性差，適耕期短，嚴重影響整地播種質量，常因整地質量差導致缺苗斷壟，弱冬性品種因其具有較強的分蘗成穗能力，易獲得較多的穗數，可在一定程度上彌補因缺苗斷壟對產量的影響。

2.6.3 沿淮淮北地區耕作制度可以滿足弱冬性小麥播期的需要 目前淮北旱茬麥區夏季作物90%以上為玉米、大豆、芝麻、花生，這些作物騰茬較早，在9月中下旬就能成熟收獲。按照弱冬性小麥品種最適宜播種溫度16～18℃，其在沿淮淮北最適宜播期在10月5—10日。因此目前種植制度下前茬作物不會影響弱冬性小麥的播期要求。

3 結論

針對淮北地區旱茬麥前作多以大豆、玉米、花生、芝麻等早秋作物（9月下旬至10月初成熟）為主的種植制度、10月降雨明顯減少的自然條件變化，為應對小麥冬前旺長，預防凍害和倒春寒，降低自然災害風險，采取擴大弱冬性品種的比例，10月上旬趁墑適期播種，使苗期有充足時間發生主莖大分蘗，以形成冬前大蘗壯苗越冬，增加分蘗成穗數。同時又能控制主莖在越冬前后幼穗分化至二棱期，完成春化發育階段，轉入光照階段，使光照階段得以延長。延長了幼穗發育時間，增加小穗、小花數量，延長小花發育時間，提高小花結實率和單穗結實粒數。實現淮北地區小麥生育進程與光、溫、水生態資源協調同步。但需要注意因品種布局調整帶來的播量及病蟲草害變化等問題。

4 討論

近年來，隨著小麥生產投入的增加和農業科技水平的提高，小麥產量水平逐漸提升，與此同時，不斷變化的氣象條件和種植制度對淮北地區小麥品種的選用亦提出了新的要求。20世紀90年代以后，氣候適播期在逐漸向后推遲，陳英慧等[15]建議半冬性小麥品種適播期應在傳統播期基礎上向后推遲近一周播種；李德等[16]也認為冬小麥適播期較傳統播期推遲7～8天，有利于防止冬前旺長、實現壯苗越冬。小麥品種選用具有較強的區域性，不同生態區的品種選擇差異較大[6]。據報道，與安徽淮北生態條件相似的山東南部、江蘇北部及河南中東部地區選用抗倒性突出、耐病性較好、春季發育相對較慢，耐倒春寒能力強的半冬性中晚熟品種為主[17]?，F有研究提出的淮北地區選用半冬性品種并推遲播種的避災栽培措施[16，18]，主要基于氣象資料、種植制度的變化。本研究在分析制約淮北地區小麥生產的主要氣象因素和種植制度變化的基礎上，結合砂姜黑土易旱易澇、適耕期短等不良屬性及弱冬性小麥品種在淮北砂姜黑土地區的產量潛力和適應性研究，提出了與上述不同的實現小麥高產的技術途徑，即選用弱冬性品種、在適期范圍內適當早播的高產應變策略，促進了小麥生育進程與光、溫、水生態資源同步，使砂姜黑土地區小麥生產潛力得到充分發揮，并在生產實踐中得到驗證，實現了該區域生產實踐上多年多點小麥單產超9750 kg/hm2的超高產記錄。生產上要根據具體品種的特性， 確定適宜的播種量， 同時加強田間管理，降低春季凍害的影響。

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