東北春麥區(qū)引種優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋春小麥津強(qiáng)5氣象條件分析

王從磊+王建賀+梁丹+劉丹+李春+龔海生+時(shí)曉偉+馮剛

摘 要：為了初步探明優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋春小麥津強(qiáng)5在東北春麥區(qū)的品種適應(yīng)性，本研究通過分析2009—2011連續(xù)3年天津武清地區(qū)津強(qiáng)5整個(gè)物候期的氣象特征，總結(jié)津強(qiáng)5的生育特點(diǎn)，預(yù)測(cè)東北春麥區(qū)滿洲里、通遼、赤峰和錦州4地津強(qiáng)5的引種可能性。利用歐幾里德距離公式，計(jì)算上述4地與天津武清點(diǎn)在津強(qiáng)5適種期期間的氣候距離系數(shù)，明確4地的引種相對(duì)可能性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，津強(qiáng)5出苗需要178.1 ℃以上的活動(dòng)積溫，溫度積累593.1 ℃完成抽穗，溫度積累913.2 ℃、光照積累282.9 h才能夠正常成熟；津強(qiáng)5能夠在滿洲里、通遼、赤峰和錦州4個(gè)地區(qū)完成整個(gè)生長(zhǎng)周期，距離系數(shù)分析表明錦州地區(qū)引種的相對(duì)可能性最高，通遼和赤峰次之，滿洲里的相對(duì)可能性最低。

關(guān)鍵詞：東北春麥區(qū)；津強(qiáng)5；引種；距離系數(shù)

中圖分類號(hào)：S512.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.07.025

Abstract： In order to reveal the adaptability of high-quality strong gluten spring wheat variety 'Jinqiang 5' in the northeastern spring wheat region， the growth characteristics of 'Jinqiang 5' were studied in Wuqing Tianjin in 2009—2011 growing season to predict the introduction possibility of this variety in 4 locations of the northeast spring wheat region， Tongliao， Chifeng ， Jinzhou and Manzhouli. Meanwhile， the climate similarity between Wuqing Tianjin and these 4 locations in growing season of 'Jinqiang 5' were calculated to definite relative possibility with formula of Euclid's distance. The results showed that 4 locations all could satisfy with the condition，≥0 ℃ active accumulated temperature needed for normal emergence，heading and maturation of 'Jinqiang 5' were 178.1 ℃， 593.1 ℃ and 913.2 ℃ respectively and illumination time needed for filling were 282.9，and could complete the whole growing period of 'Jinqiang 5'； Analysis of distance coefficient showed that the relative possibility of introduction in Jinzhou was the highest， in Tongliao and Chifeng second ， in Manzhouli lowest .

Key words： northeastern spring wheat region；jinqiang 5；introduction；distance coefficient

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第三大糧食作物，年均產(chǎn)量120 Mt左右。雖然近年我國(guó)小麥的總量在不斷增加，但小麥優(yōu)質(zhì)率卻在不斷下降，僅2012年我國(guó)優(yōu)質(zhì)小麥的缺口就在20 Mt以上[1]，且逐年加大。目前我國(guó)育成的優(yōu)質(zhì)小麥品種有師欒02-1、鄭麥366、新麥26、西農(nóng)979、津強(qiáng)5、津強(qiáng)6等[2-3]，在小麥主產(chǎn)區(qū)種植優(yōu)質(zhì)小麥品種對(duì)提升當(dāng)?shù)匦←溦w品質(zhì)水平、增加農(nóng)民收入、節(jié)約外匯具有重要意義。然而對(duì)于沒有優(yōu)質(zhì)小麥品種的地區(qū)可以通過引種廣適性品種的方法，快速、有效地解決當(dāng)?shù)厝鄙賰?yōu)質(zhì)品種的問題。吳長(zhǎng)城等[4]成功引種優(yōu)質(zhì)小麥品種新麥18到駐馬店地區(qū)，唐映軍等[5]引種豫麥56到貴州畢節(jié)地區(qū)，優(yōu)質(zhì)、廣適品種煙農(nóng)19也被成功引種到安徽、山西等地種植。

東北春麥區(qū)土地資源豐富，日照充足，晝夜溫差大，非常適合優(yōu)質(zhì)小麥的種植，但該地區(qū)強(qiáng)筋專用春小麥品種較少，且在小麥生長(zhǎng)的中后期多趕上雨季，致使多種小麥病害大面積發(fā)生，嚴(yán)重影響了小麥品質(zhì)及產(chǎn)量的提高[6]。優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋春小麥品種津強(qiáng)5系由天津市農(nóng)作物研究所選育而成，該品種生育期短，產(chǎn)量高，最突出的特點(diǎn)是其品質(zhì)與進(jìn)口加麥品質(zhì)相當(dāng)，是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種[7]。筆者于2006年在吉林白城進(jìn)行引種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該品種可在7月初正常成熟，全生育期85 d，成功避過雨季，大大避免了因穗發(fā)芽造成的小麥品質(zhì)變劣的現(xiàn)象。本研究擬從小麥引種的兩個(gè)關(guān)鍵因素—溫度和光照兩方面，探討東北春麥區(qū)滿洲里、通遼、赤峰、錦州4個(gè)地點(diǎn)引種津強(qiáng)5的可能性，旨在初步探明該品種在東北春麥區(qū)的適種區(qū)域。本研究將為適種地區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，小麥品質(zhì)水平的提升起到很大的促進(jìn)作用，對(duì)發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，增加農(nóng)民收入及推動(dòng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)基地建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋春小麥品種津強(qiáng)5由天津市農(nóng)作物研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 物候期觀測(cè) 以2009—2011年連續(xù)3年種植于天津市武清區(qū)天津市農(nóng)作物研究所試驗(yàn)基地的春小麥品種津強(qiáng)5為觀察對(duì)象，參照《中國(guó)小麥學(xué)》生育階段劃分法并略有改動(dòng)[8]，將津強(qiáng)5生育階段分為播種—出苗，出苗—抽穗，抽穗—成熟等3個(gè)階段，分別記載播種期、出苗期、抽穗期和成熟期。

1.2.2 氣象數(shù)據(jù)來源 天津武清、滿洲里、通遼、赤峰、錦州等5個(gè)地點(diǎn)2009—2011年的活動(dòng)積溫、日照時(shí)長(zhǎng)等氣象統(tǒng)計(jì)資料來自中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)。

1.2.3 氣候相似性分析方法 （1）選擇樣品和因子。本研究將天津武清地區(qū)的津強(qiáng)5引種到東北春麥區(qū)，因此選擇天津武清為固定樣本，滿洲里、通遼、赤峰、錦州為備選樣本，分別用X1、X2、X3、X4表示，構(gòu)成論域Xi。

Xi= {X1，X2，X3，X4}

根據(jù)津強(qiáng)5的生育特點(diǎn)及天津武清和東北春麥區(qū)4地氣候條件的差異，選取津強(qiáng)5播種—出苗，出苗—抽穗，抽穗—成熟等3個(gè)階段的平均旬溫度、最熱旬均溫、最冷旬均溫及抽穗—成熟階段的光照時(shí)長(zhǎng)等10個(gè)因素作為該品種的引種條件。分別以Xi1、Xi2、Xi3、…、Xi10表示，構(gòu)成模糊數(shù)學(xué)集Xij。

2 結(jié)果與分析

2.1 津強(qiáng)5生長(zhǎng)所需積溫與光照

從表1可以看出，津強(qiáng)5播種—出苗階段所需活動(dòng)積溫在年度間差異較大，最低為178.1 ℃，但歷時(shí)天數(shù)差異不顯著，分別是39，42和38 d；出苗—抽穗階段為溫度敏感階段，完成該階段所需活動(dòng)積溫最低為2010年的593.1 ℃；抽穗—成熟階段為溫、光敏感階段，所需活動(dòng)積溫和日照時(shí)長(zhǎng)在年度間差別較大，活動(dòng)積溫最低為2011年的913.2 ℃，日照時(shí)長(zhǎng)最低為282.9 h。由此可見，在正常氣象條件下，津強(qiáng)5需要178.1 ℃以上的活動(dòng)積溫才能出苗，溫度積累593.1 ℃完成抽穗，溫度積累913.2 ℃，光照積累282.9 h才能夠正常成熟。

2.2 滿洲里、通遼、赤峰、錦州4地氣象條件分析

津強(qiáng)5播種要求頂凌播種，一般選擇在土壤夜凍晝?nèi)跁r(shí)期，即白天溫度達(dá)到0 ℃以上方可播種，從表2可以看出，滿洲里、通遼、赤峰、錦州4地的播種時(shí)間分別選在4月中旬、3月中旬、3月中旬和3月上旬，活動(dòng)積溫積累超過178.1 ℃的時(shí)間，即出苗期分別為5月上旬、4月中旬、4月中旬和4月上旬；出苗后積累593 ℃即可抽穗，時(shí)間分別為6月下旬、5月下旬、5月下旬和5月中旬；抽穗后活動(dòng)積溫累計(jì)超過913.2 ℃，同時(shí)日照時(shí)長(zhǎng)超過282.9 h可達(dá)到成熟，滿洲里在8月上旬，其他3地均在7月上旬完成。以上說明滿洲里等4地在溫光條件上可以滿足春小麥津強(qiáng)5的整個(gè)生長(zhǎng)過程需要。

2.3 氣候相似性分析

從表3可以看出，在播種—出苗期天津武清等5個(gè)地點(diǎn)的平均溫度均在4 ℃左右，無顯著差異；出苗—抽穗期滿洲里的平均溫度最高，為15.73 ℃，通遼的溫度最低為14.06 ℃；在抽穗—成熟期天津武清、錦州、赤峰和通遼的平均溫度都在23 ℃左右，而滿洲里平均溫度在20.89 ℃；抽穗-成熟期的日照時(shí)長(zhǎng)，天津武清點(diǎn)為315.3 h，其余4地最高為錦州373.42 h，最低為通遼291.64 h。

對(duì)表3數(shù)據(jù)用極值歸一化公式和歐氏距離系數(shù)公式進(jìn)行處理，得表4。天津武清點(diǎn)在播種—出苗階段的平均旬溫度、最冷旬均溫及出苗—抽穗階段的最熱旬均溫等6個(gè)因素中表現(xiàn)最大，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)后計(jì)為1；通遼點(diǎn)在播種—出苗階段的平均旬溫度、最冷旬均溫、最熱旬均溫及出苗—抽穗階段的平均旬溫度、最冷旬均溫等6個(gè)因素中表現(xiàn)最小，計(jì)為0；滿洲里在播種—出苗階段的平均旬溫度、最冷旬均溫等因素中大小適中，分別計(jì)為0.07和0.51。從距離系數(shù)可以看出，錦州最小為0.51，滿洲里最大為0.72，說明錦州較其他3地與天津武清在小麥生長(zhǎng)條件方面相似性最高；通遼、赤峰次之，滿洲里相對(duì)最低。

3 結(jié)論與討論

氣候相似性是指在影響作物生產(chǎn)的主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)上，相似到能保證品種從一個(gè)地區(qū)轉(zhuǎn)引到其他地區(qū)的可能性，其中，溫度和光照是氣候相似性中兩個(gè)關(guān)鍵的氣候因素[9]。本研究從這兩個(gè)因素入手，分析了2009—2011年津強(qiáng)5優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋春小麥從播種—出苗—抽穗—成熟各個(gè)生長(zhǎng)階段對(duì)溫度和光照的需求，發(fā)現(xiàn)津強(qiáng)5出苗需要178.1 ℃以上的活動(dòng)積溫，溫度積累593.1 ℃完成抽穗，溫度積累913.2 ℃，光照積累282.9 h才能夠正常成熟，還發(fā)現(xiàn)東北春麥區(qū)的滿洲里、通遼、赤峰和錦州等4個(gè)點(diǎn)在溫、光方面完全能夠滿足津強(qiáng)5的生長(zhǎng)。

應(yīng)用計(jì)算距離系數(shù)的方法能夠?qū)Χ鄠€(gè)樣本與某個(gè)樣本的不同時(shí)段、不同因素的相似性進(jìn)行綜合評(píng)判，對(duì)樣品量多少和數(shù)據(jù)分布沒有特殊要求[10]。張民[11]利用此方法分析了全球80個(gè)國(guó)家與蘭州的氣候相似性；王曉紅等[12]利用此方法對(duì)20種杜鵑花的觀賞性做了全面評(píng)價(jià)。本研究將此方法應(yīng)用于小麥的引種中，將天津武清點(diǎn)與滿洲里、通遼、赤峰和錦州4點(diǎn)在津強(qiáng)5不同生長(zhǎng)階段的溫度和光照進(jìn)行了比較，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，錦州的距離系數(shù)最小，說明在錦州地區(qū)引種的相對(duì)可能性最高，而滿洲里的距離系數(shù)最大，推測(cè)在該地區(qū)引種的難度會(huì)相對(duì)較大。計(jì)算距離系數(shù)的方法較為實(shí)用，該方法客觀、準(zhǔn)確，能夠?qū)蓸颖鹃g做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，可廣泛推廣利用。

值得一提的是，本研究計(jì)算距離系數(shù)的數(shù)值源于每個(gè)點(diǎn)連續(xù)3年氣象資料的平均，其中，2010年的氣象資料中日照時(shí)長(zhǎng)與2009年和2011年相差較大，且點(diǎn)與點(diǎn)之間差別不一致，故本試驗(yàn)所得距離系數(shù)普遍較大，均大于0.50。此外，活動(dòng)積溫及日照時(shí)長(zhǎng)是以旬平均值來計(jì)算的，這也可能是造成這一結(jié)果的主要原因，下一步有必要進(jìn)行更加精確地統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，但就本研究而言，并不影響最終結(jié)果。

筆者僅從溫度和光照兩方面進(jìn)行了引種條件的相關(guān)研究，引種還涉及到降水、土壤、風(fēng)向等一系列因素的影響[9]，因此在進(jìn)行引種理論推測(cè)的同時(shí)，還應(yīng)該在引種地區(qū)進(jìn)行多年的品種比較試驗(yàn)和區(qū)域試驗(yàn)，明確其適應(yīng)性、穩(wěn)產(chǎn)性，并制定高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的栽培技術(shù)，然后再進(jìn)行下一步的繁殖、示范與推廣。

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