氣候變化特征對小麥種植的影響分析
——以霍邱縣為例

王尚明，蔣光猛，張少雷，秦玉連，王應開，吳新天

（1.霍邱縣潘集鎮農綜站，安徽 六安 237400；2.霍邱縣種植業發展中心，安徽 六安 237400）

小麥是我國的主要農作物之一，在許多地區都大規模種植，帶動著當地的農業經濟發展。小麥種植受到外部環境的影響較大，其中氣候條件是比較關鍵的影響因素，氣候變化會直接影響小麥的產量和品質。

1 小麥種植受到氣候變化影響的方向

1）溫度變化影響。對于大多數農業地域來說，氣候變化最直觀的表現就是溫度發生改變，在大多數中高緯度地區，溫度升高會使農作物生長季延長，因此氣候變暖可能會使這些地區農業生產效益提高，但同時也會出現降水、日照等變化，故而無法準確估計溫度變化給種植物生產帶來的影響［1］。

2）二氧化碳變化影響。從生理上來講，二氧化碳濃度升高對小麥生長較為有利，這是由于二氧化碳可以促進農作物光合作用，提高水分利用效率。當大氣中二氧化碳濃度由250μmol/mol 增長到400μmol/mol 時，可以使光合效率提高20%左右，而二氧化碳濃度增加1 倍，三碳型農作物如小麥、水稻等可增產10%～50%。對于小麥種植來說，如果所處地區二氧化碳濃度從370μmol/mol 提高到570μmol/mol，實際產量提高約24.6%。

3）水分狀況影響。在一些干旱或半干旱地區，影響小麥生產最重要的因素是水分狀況，氣候變化會改變地區降水量。水分狀況適宜的條件下，小麥的穩產、高產效果會更好，但當前對降水的預測仍舊存在較大不確定性。

4）氣候平均狀態影響。氣候平均狀態也是氣候變化規律性和穩定性的標準之一，對農業生產有重要影響。對于小麥種植而言，區域內是否會頻繁發生極端氣候事件（如極端高溫、洪水以及干旱等天氣），將會決定作物是否能穩定生長，進而影響到作物最終產量［2］。

2 霍邱縣氣候變化的主要特征

本研究結合霍邱縣實際情況，研究氣候變化特征對小麥種植的影響。霍邱縣地形比較復雜，為亞熱帶季風氣候，具有四季分明且溫差偏大的特征，冬季最低氣溫在0 ℃以下，夏季最高氣溫可達到38 ℃以上，日照天數大于200 d，較適合小麥種植。

2.1 年平均氣溫的變化

當地氣象局數據顯示，1991—2021 年，霍邱縣平均氣溫約17.5 ℃，對該段時間內霍邱縣氣溫變化情況進行總結發現，整體年平均氣溫變化呈階段性特征，共分為4 個階段，具體如下。

1）第1 階段：1991—1996 年。該階段平均氣溫低于近30 年氣溫平均值，為16.2 ℃，為偏冷時期。

2）第2 階段：1997—2007 年。該階段平均氣溫略高于近30 年氣溫平均值，為16.75 ℃。

3）第3 階段：2008—2013 年。與第2 階段相比，該階段平均氣溫降低，從16.75 ℃降至16.28 ℃，略低于近30 年氣溫平均值，整體氣溫偏低。

4）第4 階段：2014—2021 年。該階段氣溫水平升高，平均氣溫從第3 階段的16.28 ℃升高至17.28 ℃，整體平均氣溫升高1 ℃，且高于近30 年平均氣溫15.58 ℃。該氣溫數據表明，霍邱縣現階段正處于偏暖時期。

年平均氣溫的變化直接影響小麥生長發育環境，間接決定小麥種植技術的應用。總結霍邱縣近30 年平均氣溫變化規律發現，當地氣溫存在顯著升高趨勢，其中年平均氣溫最低與最高分別發生在1991、2021 年［3］。

2.2 年平均降水的變化

降水情況同樣對小麥種植有顯著影響，對霍邱縣年平均降水情況進行總結發現，其近30 年平均降水量整體呈上升趨勢，平均降水量為915.8 mm。1991—2021 年，年平均降水變化情況出現了個別現象，即降水量過低或降水量過高，2002、2021 年平均降水量分別為980.2、1 029.1 mm，其中2002 年平均降水量為近30 年平均降水量的50%左右，2021 年平均降水量則超過30 年平均降水量的50%。除了2002、2021 年外，其余年份降水量數據基本趨于平緩，于近30 年平均降水量附近波動。

2.3 年平均日照條件的變化

據統計，1991—2021 年霍邱縣平均日照條件變化由波動逐漸趨于平穩。1995—1998 年，當地日照時數出現較大波動，1996 年發生了異常低值，為1 816.4 h，1997 年日照時數又提升至2 544.7 h，屬于異常過高。除上述波動較大情況外，當地年平均日照條件整體變化趨勢不大。

3 氣候變化特征對小麥種植產生的實際影響

3.1 地區氣候條件對小麥種植的基本影響

通常來講，小麥種植期間都要確保溫度在0 ℃以上，霍邱縣年平均氣溫始終都在10 ℃以上，1 年中超過1/2 的天數氣溫都十分適合小麥生長，但若是遇到提早進入冷冬的現象，就容易出現弱苗。不適宜小麥生長的溫度條件會使小麥在冬季前出現過早生長現象，對于土壤中養分的消耗較大，致使后續養分積累較少，植株也不具備良好抗凍性，在冬季氣溫較低的情況下很容易死亡，即使能夠成活的小麥也基本停止生長，導致小麥減產。待到第2 年春季時，由于氣溫快速升高，小麥在萌芽期快速生長，對水分的需求量比較大，此時若出現降雨天氣，則更適宜小麥生長。小麥光合作用的主要時期是在成熟期，是決定產量的重要時期，這時若頻繁出現低溫降水情況，會對小麥成熟造成不利影響。霍邱縣降水量多年來較穩定，只有在2021 年降水量比以往大，給小麥種植帶來負面作用。同時，多年氣候干旱、少雨狀態使小麥農作物積累有機物不足，造成了實際產量下滑［4］。

3.2 地區氣候變化特征對小麥種植的多維度影響

3.2.1 對小麥單株成穗數造成的影響

小麥植株的麥穗形成與其生長后期氣候條件息息相關，且不同小麥品種存在差異，受到氣候的影響也略有不同。對于小麥種植來說，影響單株成穗數最嚴重的因素是冬前溫度。生長到中期的小麥植株成穗數會受到降水量的影響，若是出現缺水情況，麥穗很容易干癟，小麥植株也可能死亡。要想增加穗數，要保證光照和水資源充足，還要加強育種，提高植株穗與花原始體的分化概率。

3.2.2 對小麥穗粒數造成的影響

小麥的產量還由穗粒數決定，除考慮小麥品種特性造成的穗粒數差異外，氣候條件對小麥穗粒數的影響也很大，尤其是水分、光照、熱量3 種環境因素會對穗粒數產生影響，其中影響最大的為降水量，水分充足可增加穗粒數，比如穗期降水量適宜，會使成穗效果更佳，從而獲得更多穗粒。其次是光照條件，在大多數小麥品種的發育中后期，日照變化會給穗粒數帶來顯著影響，若是日照率相對較高，穗粒數也會增加。再次是熱量條件，若出穗期保持較長時間的適宜溫度，也能增加穗粒數。

3.2.3 對小麥千粒重造成的影響

小麥產量提高的決定性因素是冬季前能否形成種植群體優勢，為下一年高產奠定基礎。小麥千粒重和降水量之間呈負相關，與日照條件之間呈正相關。霍邱縣降水量逐年提高很可能造成小麥產量驟減，尤其是4 月底之后降水量會明顯增加，這時光照不足，給千粒重增加帶來不利影響。另外，4 月后霍邱縣進入深春季節，氣溫升高，可能會影響到小麥灌漿，尤其是早期灌漿強度不足，致使其生長發育時間縮短，可能出現籽粒干癟的現象。

3.2.4 對不孕小穗數造成的影響

小麥的不孕小穗數主要與種植期間早晚積累溫度有關，若積累的溫度較高，則小麥不孕小穗數較少；若積累的溫度較低，則小麥不孕小穗數可能增多。同時，小麥穗形成時期的日照條件較佳，也有利于減少不孕小穗數，這主要是由于晴天條件和適宜溫度有利于小麥植株積累有機物。在小麥植株進入到分蘗期后，不孕穗數與日照時長呈正相關，與降水量呈負相關。進入分穗期后，小麥對日照條件的要求會更高，因此，不孕小穗數與日照時長呈負相關，此時氣候若降水量適當下降，更有利于分穗，晚降雨會影響稻穗質量。

3.2.5 對結實小穗數造成的影響

從理論上來說，小麥結實穗數是由中后期發育情況決定，該階段的氣候條件是重要影響因素，若小麥穗形成前出現了惡劣天氣，或營養物質不夠充足，那么就會導致不良穗出現，該變化還會因為小麥品種的不同而有所差異。通常來說，只要溫度和降水條件都合適，日照條件較佳，都有利于小麥生長。霍邱縣小麥生長發育的中后期偶遇天氣條件不太適宜的狀況，出現了小麥結實穗數較少、實際產量不高等現象。

3.2.6 對小麥產量造成的影響

基于霍邱縣的氣候條件搭建小麥產量—氣候生態關系模型，同時結合生產情況對生產趨勢進行模擬，進一步探析光、水、熱等氣象條件與小麥產量之間的聯系。結果表明，穗期處于晚日照條件下的產量較高，由此可見，日照在影響因素中的占比不顯著。但小麥穗期和降水量的相關性較強，尤其是冬季降水量會直接影響小麥產量，呈正相關，進入授粉期之后降水量不宜過高，否則可能會干擾授粉，造成不育情況，進而降低產量，而小麥成熟期后受到降水的影響比較小。在小麥生長后期，實際產量和植株活動生長溫度的相關性較為顯著［5］。冬季前小麥春化的時間較短，致使其攝取的營養量降低，若冬季溫度較低，還可能因為霜凍而直接死亡。除此之外，氣候災害也會給小麥產量造成影響，尤其是近年全球氣候變化越來越復雜，霍邱縣也會偶爾出現極端天氣，如暴雨、干旱，尤其是在小麥播前底墑充足的情況下，很容易出現春季干旱問題，使小麥出苗受到影響，降低出苗率。如果夏季持續出現暴雨天氣，會導致小麥根部被積水長時間浸泡，不僅容易發生過澇腐爛問題，也可能會滋生出病蟲害，使小麥產量大幅下降。霍邱縣農民在種植小麥時對災害的防護意識不足，未能及時掌握惡劣天氣情況并做好防護，使小麥產量下降。

4 應對氣候變化的小麥高產種植技術

4.1 更好地把控基礎種植要點

1）整地方面。為了提高小麥產量，建議細整小麥田，每間隔1 年進行1 次深度疏松處理，處理深度控制在20 cm 左右，可有效改善土壤滲透性與通風條件，使小麥根部發育更佳，提高抗旱抗凍的能力。如果干旱較嚴重，可以采用犁地方式，先填土再耕種，播種前還可使用脫芽秸稈作底肥，使小麥生長的效果更佳。

2）施肥方面。針對所研究地區小麥對肥料的需求規律，避免小麥在冬前出現有機物積累不佳情況，提高土壤肥力。可適當增加有機肥量，改變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。要隨時根據小麥種子發芽情況調整施肥，若發芽不佳，可補充肥料。

3）播種數量和播種時期方面。霍邱縣小麥播種量長期處于較高水平，然而研究表明，小麥產量并不僅僅依賴于種植量，播種量和產量不存在絕對正相關關系。相關試驗顯示，如果小麥單產不超過5 000 kg/hm2，則適當提高播種量會促進產量提高，但小麥單產在5 000 kg/hm2以上，播種量增加可能會導致單位面積產量下降，因此，需根據實際情況來控制播種量。播種時間過早或過遲都不利于實現小麥穩產、高產，因此需要控制農戶搶種早熟的行為。冬小麥若遇到暖冬年，為了減少冬前小麥的生長量，以免其出現凍害情況，可以在原基礎上推遲7 d 左右播種，避免在冬季前抽穗，發生結冰死亡情況，為小麥越冬做好準備。

4）防淹和病蟲害防治方面。霍邱縣小麥生長期很容易受到低溫多雨氣候的不良影響，尤其是要謹防小麥被漬淹的情況出現。若是小麥生長中降水量過多，其根系可能會過早枯竭，穗粒粗度降低，還會表現出假熟情況，使小麥產量下降。對此應采用“三溝耕作”技術，溝渠之間要保持暢通聯系，促進良好排水。對于小麥的各項病蟲害防治，需要根據病害情況采用防治措施，比如在天氣回暖期間，小麥可能會發生白粉病、銹病等，建議使用對應的化學、生物以及農業手段加以防治，確保小麥產量不受到影響。

4.2 培育并引進小麥新品種

為了盡量減輕氣候變化造成的負面效應，可以培育并引進適合當地種植的小麥新品種，要遵循因地制宜原則，培育出穗粒數較大的小麥品種。也可適當引進合適品種，霍邱縣適合引進的小麥品種包括溫麥4 號、鄂麥11 號、豫麥18-64、揚麥158 等，在嘗試種植后都可提高產量。

5 結束語

對于小麥種植來說，氣候變化對其生長有著很大影響，決定了其最終產量，比如降水少會導致小麥吸收水量下降，不利于有機物積累，而溫度過高或過低可能會延長小麥生長周期，二氧化碳濃度較高情況下小麥光合效率會有所提高。為應對氣候變化，小麥種植時需采用多種高產手段，包括調整播種時間、做好病蟲害預防、科學進行分穗期水田管理、引進高產品種等。