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小麦是我国三大粮食作物之一,其种植面积和产量分别占全国粮食作物的21.4%和20.9%,其中,冬小麦种植面积和产量均占全国小麦的90%以上。我国气候资源丰富,为小麦的生产提供了有利条件,但由于地处季风气候区,气候要素波动性较大,易发生低温灾害事件。越冬期冻害和春季霜冻是影响我国冬小麦生产最主要的低温灾害。明确不同冬春性品种冬小麦低温灾害指标、可种植界限及低温灾害分布特征,对于不同品种冬小麦合理布局和安全生产有重要意义。本文以不同冬春性小麦为研究对象,利用人工气候控制试验,研究了低温强度和低温持续日数对冬小麦死亡率和产量形成的影响,定量了不同冬春性品种低温灾害指标,并进一步分析了不同冬春性小麦可种植界限以及可种植区内低温灾害的变化。主要结论如下:(1)越冬初期,强冬性和冬性品种的抗冻能力显著强于半冬性和弱春性品种。以2.5cm深度土壤温度表示,强冬性、冬性、半冬性和弱春性品种植株LT50值(死亡率为50%时的温度)分别为-18.5℃、-18.3℃、-15.0℃和-14.1℃。对于同一品种,分蘖的抗冻能力比心叶和展开叶强,分蘖的LT50值分别比心叶和展开叶低2.1℃～2.6℃和2.9℃～5.7℃。在冬小麦起身-拔节阶段,以最低气温表示,分蘖的LT50值比心叶低0.6℃～2.1℃,心叶的LT50比展开叶低0.2℃～0.8℃。(2)在隆冬期,冬小麦死亡率随低温持续日数的增加而增加。当2.5cm深度土壤最低温度为-17℃时,低温日数每增加1天,强冬性品种死亡率增加8.6%。当温度为-14℃和-17℃时,低温日数每增加1天,冬性品种死亡率分别增加3.6%和22.3%。当温度为-14℃和-16℃时,低温日数每增加1天,半冬性品种死亡率分别增加11.1%和27.0%。当温度为-11℃和-14℃时,低温日数每增加1天,弱春性品种死亡率分别增加9.4%和40.5%。冬小麦越冬冻害通过植株和分蘖死亡使穗数减少进而导致减产。随低温日数增加,各品种穗数均呈下降趋势。对于同一品种,温度越低,低温日数每增加1天,穗数降低越多。随低温日数增加,穗粒数总体呈增加趋势,对产量有一定的补偿作用。(3)在隆冬期,强冬性、冬性和半冬性品种冬小麦严重冻害最低气温指标分别为-20.9℃、-20.2℃和-18.0℃,以-16℃为临界温度,冬性和半冬性品种冬小麦严重冻害低温日数指标分别为8天和3天。在越冬初期,强冬性、冬性、半冬性和弱春性品种严重冻害指标分别为-20.6℃、-19.0℃、-14.7℃和-12.5℃。在冬小麦起身-拔节阶段,强冬性、冬性、半冬性和弱春性品种霜冻指标分别为-4.2℃、-4.6℃、-6.1℃和-5.5℃。(4)与1961-1990年相比,1991-2017年我国强冬性、冬性、半冬性和春性品种冬小麦可能种植北界和南界均呈北移趋势,强冬性、冬性和春性品种冬小麦可种植区域面积(国土面积)分别增加了 24.71万km2、10.82万km2和21.37万km2,半冬性品种可种植区域面积减少了 0.60万km2。与1961-1990年相比,1991-2017年我国冬小麦可种植区内冬季长寒型冻害和拔节期霜冻频率总体呈降低趋势。