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农业气象学上把作物遭遇0℃以下低温所造成的危害称作冻害,而把0℃以上的低温对作物的危害称作低温冷害。小麦冻害是我国黄淮冬麦区小麦生产的主要气象灾害之一。近年来,全球气候变暖对区域气候产生了重大影响,对作物的生长发育造成一定影响,河南作为南北气候过渡带,对气候变化反应较为敏感。随着小麦种植春性品种增强,加之气温冷暖骤变,导致每年都有不同程度的小麦冻害发生,且发生频繁、危害严重,严重影响和制约小麦生产。
小麦的冬季冻害,通过调节播种期基本可以得到控制,即使遇到暖冬年份偶尔产生冬季冻害,也可以通过加强中后期管理而得到有效缓解。而春季冻害一旦发生,则由于发生面积大,危害严重,在管理上回旋余地小,导致严重减产,所以预防春季冻害是春季麦田管理的重要任务之一。
摘 要:春季小麦冻害的受害特点主要是减少分蘖成穗率,降低小麦产量。分析小麦冻害的气象条件,研究其发生机理,提出相应的预防和补救措施。
关键词:小麦;春季冻害;发生机理;预防
一、孟津县农业气候概况
孟津地处豫西丘陵地区,冬小麦是主要粮食作物,种植面积38.9万亩,占耕地面积的71%。从2月中旬开始,日平均气温稳定通过0℃,冬小麦心叶开始伸长,标志着进入返青期,3月23日前后进入拔节期。孟津观测站1970~2000年30年气象资料显示,2月中旬至3月下旬,日平均气温在2.1℃~11.3℃之间,最低日平均气温-9.1℃,极端最低气温-11.3℃,终霜日为3月22日。因此,2月中旬至3月中下旬这段时间冬小麦最易发生春季冻害,也是春季管理的关键阶段。
二、春季冻害发生的气象条件
1.以辐射型降温为主的冻害
此种类型冻害是在降温前或降温初期出现大风天气,大风过后,地面受冷高压控制,天气干冷、晴朗,相对湿度较小,维持在14%~40%之间,风力二级左右,无霜或者霜很小。由于地面辐射冷却加强,使地面温度的降温幅度大于气温。根据孟津县农业局调查资料显示,2004年3月6~7日冻害造成全县6.5万亩小麦出现1~2级冻害,另有1.5万亩左右的洼地小麦冻害达到3级以上,单株分蘖成穗数减少0.2个,减产幅度达14.2%;2005年3月3~5日的降温造成全县约8.9万亩洼地小麦出现2~3级冻害,平均叶片冻死1.4片,个别早春新生小分蘖也被冻死,当年小麦减产约10.4万公斤,减产幅度达30%以上。
2.平流型降温造成的小麦冻害
此种类型的冻害是由冷空气南下,引起气温骤降至0℃以下或接近0℃,如果冷空气较强,日平均气温24h降温幅度达8℃,48h降温达10℃,即达寒潮标准造成的。查阅2009年3月2~3日资料,在2日夜里开始降温,2日白天至3日夜里气温均在0℃以下,同时伴有3级以上偏北风,湿度大,直至3日上午9时后风力逐步减小,气温回升。在其后的调查中显示,孟津县平乐镇刘坡村、朝阳镇阎凹村和小浪底寺院坡村等地处邙岭北坡的和高岗地块,1~2级以上小麦冻害面积达3.5万亩,上部叶片和小分蘖多数失绿、干枯。
分析:平流型降温的降温幅度、对小麦造成的冻害程度与冷平流的强弱及其持续时间密切相关。地面温度的降幅小于气温,受降温时段的影响,气温和地面温度的日差较小,日平均气温与日最低气温相差也较小。此次降温由于冷平流不强,温度降幅不大,小麦冻害较轻,对小麦产量影响不大。
3.混合型降温造成的小麦冻害
此种类型的冻害是前期气温偏高,降温前或初期有雨雪出现,雨雪过后,天气转晴,气温、地温骤降,引发寒潮,小麦冻害发生。近些年,孟津县由降温造成的小麦冻害以2005年3月11~13日最为严重,据调查,西部乡镇的旱地普遍发生3级以上的冻害,严重的主茎幼穗被冻死,出现了只长叶片,后期不能抽穗的“空杆”小麦。西部丘陵地区种植的弱春性品种如郑麦9023、中育8号受害最严重,半冬性品种豫麦47受害较轻。
分析:混合型降温造成的小麦冻害与前期气温、冷平流、地面辐射有关。前期气温愈高、冷平流愈强、持续时间愈长、后期的天气条件愈有利于辐射的加强,小麦冻害就愈严重。此类混合型降温是辐射型降温叠加于平流型降温之上,兼有二者特点,对小麦的危害较单纯的辐射型和平流型更为严重,也更为普遍,目前发生的小麦冻害多属此类。
三、小麦春季冻害的发生机理
小麦春季冻害是晚霜冻或急剧降温对小麦植株生长发育造成的破坏性影响,除了以气象条件作为主导因素外,还与植株自身的抗寒能力有密切关系。
对于小麦自身而言,其抗寒性与阶段发育密切相关,处于春化阶段的麦苗其抗寒性最强,这就是冬季麦苗持续处于0℃以下低温不致枯萎的原因所在。春季返青以后,春化阶段结束,幼穗开始伸长,植株代谢强度有所提高,酶的活性增强,器官生长加快,叶绿素含量相应增加,其抗寒能力明显降低,一遇0℃以下低温就会形成冻害,可见春季麦苗比冬季更怕冷。一旦麦苗通过光照阶段,抗寒性则进一步解除,所以早春乍暖还寒,仲春寒暖多变,直至终霜期之前,春季冻害皆有可能发生。
四、小麦春季冻害的特点
1.不同类型的降温造成的冻害特点
辐射型降温造成的小麦冻害具有明显的地域性,凡与辐射冷却有关的因素对它的强度都有影响。辐射型降温造成的小麦冻害通常是局部的、小范围的,且具有明显的地域特点。多次观测表明,通风的地域不利于冷空气的堆积,小麦不易受冻,谷地、洼地、盆地重于岗地,背风地块重于通风地块,沙质土壤重于粘质土壤,同一地块地心重于地头、地边,地面有树木覆盖的麦苗也明显冻害较轻。
平流型降温造成的小麦冻害是大范围的,地区间小气候差异小,持续时间较长,一般持续2~4天左右。与辐射型相反,那些地势较高、迎风坡面的地块受害重于洼地、背风坡地。
混合型降温造成的小麦冻害兼有二者特点,持续时间长,冻害的范围大、危害重,盆地和谷地易于积聚冷空气,受害重于岗地和坡地,受冻害小麦一般减产5%~30%,重者减产50%以上。
2.小麦植株的受害特点
小麦冬季冻害常表现出明显的春性品种重于冬性品种的特点,而春季冻害这个特点则随着春化阶段完成的时间推移逐步淡化,光照阶段完成以后,无论冬性品种或春性品种,其抗寒性则逐渐趋于一致,均可一样形成冻害,就同一株麦苗而言,其上部新生叶片首先受害发生干枯,随着冻害严重程度的增加,继而小分蘖、大分蘖、主茎幼穗依次受害,直至整株枯死。
五、小麦春季冻害的预防和补救
小麦春季冻害的预防,除选用抗寒品种、培育壮苗增强抗冻能力外,在管理措施上,根据气象部门所做的寒潮降温预报,在寒潮到来之前突击浇水,增加地面热,改善田间小气候,能够有效地预防小麦冻害发生。柴草熏烟是我国农民常用的预防霜冻措施,但会造成大气污染。目前使用较多的是化学烟幕剂,价格便宜,效果良好,烟幕覆盖区叶面温度可提高1℃~2℃。经在会盟镇马庄村进行数次试验,以20%沥青、5%柴油、42%锯末、33%硝酸铵配制成简易“防霜弹”,施用时间以叶面温度1℃时为好,并由村或组统一组织燃放,以保证烟幕质量。
麦田遭受春季冻害后,不要轻易放弃,即使主茎幼穗冻死,只要分蘖节存活,及时进行浇水追肥、中耕除草,加强管理,仍然可以获得较好的收成。
参考文献:
[1]郑秀灵等. 农业气象学[M]. 北京: 科学出版社,1982:291-305.
[2]丁一汇,戴晓苏.中国近百年来的温度变化[J].气象.1994.20(12):19-26
[3]葛稚燕,刘军臣. 黄淮地区近40年冷暖特征分析[J]. 河南气象.2005,16(3): 16-17.
(作者单位:孟津县气象局)
小麦的冬季冻害,通过调节播种期基本可以得到控制,即使遇到暖冬年份偶尔产生冬季冻害,也可以通过加强中后期管理而得到有效缓解。而春季冻害一旦发生,则由于发生面积大,危害严重,在管理上回旋余地小,导致严重减产,所以预防春季冻害是春季麦田管理的重要任务之一。
摘 要:春季小麦冻害的受害特点主要是减少分蘖成穗率,降低小麦产量。分析小麦冻害的气象条件,研究其发生机理,提出相应的预防和补救措施。
关键词:小麦;春季冻害;发生机理;预防
一、孟津县农业气候概况
孟津地处豫西丘陵地区,冬小麦是主要粮食作物,种植面积38.9万亩,占耕地面积的71%。从2月中旬开始,日平均气温稳定通过0℃,冬小麦心叶开始伸长,标志着进入返青期,3月23日前后进入拔节期。孟津观测站1970~2000年30年气象资料显示,2月中旬至3月下旬,日平均气温在2.1℃~11.3℃之间,最低日平均气温-9.1℃,极端最低气温-11.3℃,终霜日为3月22日。因此,2月中旬至3月中下旬这段时间冬小麦最易发生春季冻害,也是春季管理的关键阶段。
二、春季冻害发生的气象条件
1.以辐射型降温为主的冻害
此种类型冻害是在降温前或降温初期出现大风天气,大风过后,地面受冷高压控制,天气干冷、晴朗,相对湿度较小,维持在14%~40%之间,风力二级左右,无霜或者霜很小。由于地面辐射冷却加强,使地面温度的降温幅度大于气温。根据孟津县农业局调查资料显示,2004年3月6~7日冻害造成全县6.5万亩小麦出现1~2级冻害,另有1.5万亩左右的洼地小麦冻害达到3级以上,单株分蘖成穗数减少0.2个,减产幅度达14.2%;2005年3月3~5日的降温造成全县约8.9万亩洼地小麦出现2~3级冻害,平均叶片冻死1.4片,个别早春新生小分蘖也被冻死,当年小麦减产约10.4万公斤,减产幅度达30%以上。
2.平流型降温造成的小麦冻害
此种类型的冻害是由冷空气南下,引起气温骤降至0℃以下或接近0℃,如果冷空气较强,日平均气温24h降温幅度达8℃,48h降温达10℃,即达寒潮标准造成的。查阅2009年3月2~3日资料,在2日夜里开始降温,2日白天至3日夜里气温均在0℃以下,同时伴有3级以上偏北风,湿度大,直至3日上午9时后风力逐步减小,气温回升。在其后的调查中显示,孟津县平乐镇刘坡村、朝阳镇阎凹村和小浪底寺院坡村等地处邙岭北坡的和高岗地块,1~2级以上小麦冻害面积达3.5万亩,上部叶片和小分蘖多数失绿、干枯。
分析:平流型降温的降温幅度、对小麦造成的冻害程度与冷平流的强弱及其持续时间密切相关。地面温度的降幅小于气温,受降温时段的影响,气温和地面温度的日差较小,日平均气温与日最低气温相差也较小。此次降温由于冷平流不强,温度降幅不大,小麦冻害较轻,对小麦产量影响不大。
3.混合型降温造成的小麦冻害
此种类型的冻害是前期气温偏高,降温前或初期有雨雪出现,雨雪过后,天气转晴,气温、地温骤降,引发寒潮,小麦冻害发生。近些年,孟津县由降温造成的小麦冻害以2005年3月11~13日最为严重,据调查,西部乡镇的旱地普遍发生3级以上的冻害,严重的主茎幼穗被冻死,出现了只长叶片,后期不能抽穗的“空杆”小麦。西部丘陵地区种植的弱春性品种如郑麦9023、中育8号受害最严重,半冬性品种豫麦47受害较轻。
分析:混合型降温造成的小麦冻害与前期气温、冷平流、地面辐射有关。前期气温愈高、冷平流愈强、持续时间愈长、后期的天气条件愈有利于辐射的加强,小麦冻害就愈严重。此类混合型降温是辐射型降温叠加于平流型降温之上,兼有二者特点,对小麦的危害较单纯的辐射型和平流型更为严重,也更为普遍,目前发生的小麦冻害多属此类。
三、小麦春季冻害的发生机理
小麦春季冻害是晚霜冻或急剧降温对小麦植株生长发育造成的破坏性影响,除了以气象条件作为主导因素外,还与植株自身的抗寒能力有密切关系。
对于小麦自身而言,其抗寒性与阶段发育密切相关,处于春化阶段的麦苗其抗寒性最强,这就是冬季麦苗持续处于0℃以下低温不致枯萎的原因所在。春季返青以后,春化阶段结束,幼穗开始伸长,植株代谢强度有所提高,酶的活性增强,器官生长加快,叶绿素含量相应增加,其抗寒能力明显降低,一遇0℃以下低温就会形成冻害,可见春季麦苗比冬季更怕冷。一旦麦苗通过光照阶段,抗寒性则进一步解除,所以早春乍暖还寒,仲春寒暖多变,直至终霜期之前,春季冻害皆有可能发生。
四、小麦春季冻害的特点
1.不同类型的降温造成的冻害特点
辐射型降温造成的小麦冻害具有明显的地域性,凡与辐射冷却有关的因素对它的强度都有影响。辐射型降温造成的小麦冻害通常是局部的、小范围的,且具有明显的地域特点。多次观测表明,通风的地域不利于冷空气的堆积,小麦不易受冻,谷地、洼地、盆地重于岗地,背风地块重于通风地块,沙质土壤重于粘质土壤,同一地块地心重于地头、地边,地面有树木覆盖的麦苗也明显冻害较轻。
平流型降温造成的小麦冻害是大范围的,地区间小气候差异小,持续时间较长,一般持续2~4天左右。与辐射型相反,那些地势较高、迎风坡面的地块受害重于洼地、背风坡地。
混合型降温造成的小麦冻害兼有二者特点,持续时间长,冻害的范围大、危害重,盆地和谷地易于积聚冷空气,受害重于岗地和坡地,受冻害小麦一般减产5%~30%,重者减产50%以上。
2.小麦植株的受害特点
小麦冬季冻害常表现出明显的春性品种重于冬性品种的特点,而春季冻害这个特点则随着春化阶段完成的时间推移逐步淡化,光照阶段完成以后,无论冬性品种或春性品种,其抗寒性则逐渐趋于一致,均可一样形成冻害,就同一株麦苗而言,其上部新生叶片首先受害发生干枯,随着冻害严重程度的增加,继而小分蘖、大分蘖、主茎幼穗依次受害,直至整株枯死。
五、小麦春季冻害的预防和补救
小麦春季冻害的预防,除选用抗寒品种、培育壮苗增强抗冻能力外,在管理措施上,根据气象部门所做的寒潮降温预报,在寒潮到来之前突击浇水,增加地面热,改善田间小气候,能够有效地预防小麦冻害发生。柴草熏烟是我国农民常用的预防霜冻措施,但会造成大气污染。目前使用较多的是化学烟幕剂,价格便宜,效果良好,烟幕覆盖区叶面温度可提高1℃~2℃。经在会盟镇马庄村进行数次试验,以20%沥青、5%柴油、42%锯末、33%硝酸铵配制成简易“防霜弹”,施用时间以叶面温度1℃时为好,并由村或组统一组织燃放,以保证烟幕质量。
麦田遭受春季冻害后,不要轻易放弃,即使主茎幼穗冻死,只要分蘖节存活,及时进行浇水追肥、中耕除草,加强管理,仍然可以获得较好的收成。
参考文献:
[1]郑秀灵等. 农业气象学[M]. 北京: 科学出版社,1982:291-305.
[2]丁一汇,戴晓苏.中国近百年来的温度变化[J].气象.1994.20(12):19-26
[3]葛稚燕,刘军臣. 黄淮地区近40年冷暖特征分析[J]. 河南气象.2005,16(3): 16-17.
(作者单位:孟津县气象局)