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摘要利用线性分析方法，分析了近50年来山东省博兴县气温的变化特征及气候变暖对冬小麦生育期的影响。结果表明，春、夏、秋、冬季和年平均气温增温率为0.429、0.165、0.361、0.674、0.393 ℃/10a，日平均气温稳定通过0 ℃的初日提前4 d/10a、终日推后2 d/10a，日平均气温稳定通过20 ℃的终日延迟1 d/10a；1987年以来博兴县相继出现17个暖冬；特别是20世纪90年代以来，气温明显升高，1998年为最暖的一年，年平均气温达13.8 ℃。与之相适应的，冬小麦春季各生育期均有不同程度的提早。通过对冬小麦各生育期期间的气温变化分析可见，由于气温偏高，越冬期缩短，但灌浆期变化不大。在此基础上，提出了适应气候变化的冬小麦管理对策。
关键词 气候变暖；冬小麦；生育期；气温变化；影响；管理对策
中图分类号S512文献标识码A文章编号0517-6611（2015）07-203-02
Analysis and Countermeasures of Influence of Climate Warming on the Main Growing Period of Winter Wheat in Boxing County
SONG Min， HAN Gui-xiang， XIANG Feng et al
（Meteorological Bureau of Boxing County， Boxing， Shandong 256500）
AbstractBy the method of linear analysis， the change characteristics of temperature in recent 50 years in Boxing County of Shandong Province were analyzed， as well as the impact of climate warming on winter wheat growth period. The results showed that： spring， summer， autumn， winter and annual average air temperature warming rate for 0.429， 0.165， 0.361， 0.674， 0.393 ℃/10a， the average daily temperature stability through 0 DEG C early day 5 days ahead of /10 years， all pushing 2 days after /10 years， the average daily temperature stability through 20 DEG C. day extension of 2 days /10 years； since 1987， 17 warm winters appeared in Boxing County. Especially since 1980s’， the temperature increased significantly， 1998 was the warmest year， the annual average temperature of 13.8 DEG C. To adapt with the early spring， the growth stage of winter wheat advanced in different degree. The temperature changes during different growth period of winter wheat analysis shows that， due to high temperature， overwintering period shorten， but little change in grain filling stage. On the basis of this， winter wheat management strategies to adapt to climate change were put forward.
Key words Climate warming； Winter wheat； Growth period； Temperature variation； Influence； Management countermeasures
近百年来全球和我国的气候正经历1次以变暖为主要特征的显著变化，它对世界和我国的生态系统及社会经济产生了并将持续产生重大影响[1]。目前的研究多集中在作物种植区域界限的变化和物候对气候变暖的响应等方面，且取得了很多研究成果[2-7]，对冬小麦生育期受气候变暖影响的研究相对来说较少。笔者通过分析博兴县近50年来气温变化特征及气候变暖对冬小麦生育期的影响，在此基础上提出一些适应气候变暖条件下冬小麦栽培管理方面的应对措施。
1 资料与方法
1961～2010年气象资料来源于山东省博兴县气象局，历年来的冬小麦平均发育期来源于山东省博兴县农业局农技站，冬季资料为1962～2010年。利用最小二乘法分析了气温的变化规律，利用标准差法进行冷暖冬分析，利用指标法进行冬小麦生育期分析。季节划分标准为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。
2 博兴县气候变暖分析
2.1平均气温变化
利用最小二乘法计算1961～2010年博兴县的年、季、月平均气温增温率发现，近50年博兴县月、季、年的平均气温均有不同程度的上升趋势；各月之中气温升高最快的为1月（0.598 ℃/10a），最慢的为8月（0.079 ℃/10a），在各季之中冬季与春季的增温率大，分别为0.674和0.429 ℃/10a，夏季最低，增温率为0.165 ℃/10a。由此可以看出，气候变暖主要是在冬季与春季气温升高所致。从图1可以看出，近50年博兴县年平均气温呈逐年升高趋势，特别是20世纪90年代以后，气温升高明显，1998年为最暖的一年，年平均气温达13.8 ℃。 图1 1961～2010年博兴县年平均气温变化
2.2最低气温变化
分别统计不同年代博兴县冬季平均最低气温和冬季极端最低气温可见，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季平均最低气温分别为-8.1、-8.1、-6.4、-4.6、-4.0 ℃，冬季极端最低气温也表现出同样的变化规律，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季极端最低气温分别为-15.2、-13.6、-13.1、-10.4、-10.1 ℃。可见从1962年以来最低气温均呈现出了升高的趋势，特别是20世纪90年代以来，最低气温升高最快。最低气温的升高，为冬小麦的安全越冬提供了有利的条件。
2.3冷、暖冬分析
目前各地对暖冬的划定尚没有统一标准，我国气候专家通常把某年某一地域整个冬季平均气温高于气候平均值时，称该年该区域为暖冬[8]。不同时期的气候值各不相同，划出的暖冬年份也不同，在此采用1981～2010年博兴县的冬季气温平均值-0.5 ℃作为划分当地暖冬的气候标准，若某年冬季平均气温高于-0.5 ℃即为暖冬。以此标准来划分1961～2010年博兴县冬季，其中50年中共出现了17个暖冬，均出现在1989年以后，说明了自1989年以来冬季气温明显升高了。
根据WMO的规定，月平均气温距平大于或等于2个标准差为异常暖，小于或等于2个标准差为异常冷。如果要素序列符合正态分布，则异常冷暖事件出现的机率约为44年一遇，考虑到出现异常气候的机率较小，我国气候学家将出现机率约为10年一遇的距平大于1.3个标准差的事件定义为严重气候异常[9]。以此为标准计算出博兴县近50年的严重冷暖冬年份，由表1可知，博兴县近50年来共出现过严重的冷冬7次，暖冬4次；严重冷冬全出现在1985年以前，异常暖冬全出现在1998年以后，说明自20世纪90年代中期以来，博兴县已进入严重暖冬事件多发期，近10年是50年以来最暖的10年。
表1 1961～2010年博兴县严重冷暖年份
严重冷冬
年份气温距平∥℃
严重暖冬
年份气温距平∥℃
1962～1963-2.01998～19992.1
1963～1964-2.82001～20022.7
1966～1967-3.02003～20042.1
1968～1969-3.12006～20073.3
1970～1971-1.9
1971～1972-2.0
1983～1984-2.0
3 冬小麦主要生育期气温变化
3.1冬小麦播种期气温变化
温度是冬小麦播种指标之一，播种时要求旬平均气温在15～18 ℃。当旬平均气温低于10 ℃或高于20 ℃播种时均难以形成壮苗。博兴县历年来冬小麦播种期从9月下旬到现在的10月上旬。分析博兴1961～1980年与1981～2010年稳定通过15 ℃的终日平均日期（表2）发现，博兴县1981年以后比1981年以前9月下旬气温偏高0.9 ℃、10月上旬偏高1.2 ℃、10月中旬偏高0.7 ℃，且稳定通过15 ℃的终日推迟了2 d。从以上分析可以得出博兴县的冬小麦播种期比以前有所推后。
表2博兴县1961～1980、1981～2010年播种期旬平均气温及稳定通过15 ℃平均日期
时段旬平均气温∥℃
9月下旬10月上旬10月中旬稳定通过15 ℃终日
1981～2010 19.417.415.010-11
1961～198018.516.214.310-09
差值0.91.20.72 d
3.2越冬前气温变化
以上分析可知博兴县的秋、冬季气温有明显的升高趋势，从而影响到冬小麦的越冬前积温。博兴县的冬小麦播种日期一般在10月1日左右，分别统计1981～2010年与1961～1980年从10月1日到稳定通过0 ℃终日（冬小麦停止生长）的平均气温与≥0 ℃的积温（表3）发现，近30年博兴县冬小麦越冬前平均气温比1980年以前偏高，平均增加幅度为0.4 ℃/10a。稳定通过0 ℃积温比1980年以前平均偏多50.38 ℃·d，1980年以前稳定通过0 ℃积温大部分为550～650 ℃·d，而从1981年以后就有22年积温超过650 ℃·d，2006年的冬前积温高达872 ℃·d，2006年冬小麦的越冬期推迟到12月下旬。由于气温偏高，越冬期变得不明显。冬前小麦易旺长使麦苗受冻害。
表3博兴县1961～1980、1981～2010年冬前平均气温与≥0 ℃的积温变化
时段平均气温≥0 ℃积温∥℃·d
1981～20109.9680.07
1961～19809.5629.69
差值0.450.38
3.3越冬期气温变化
经分析，近50年博兴县冬季的增温率0.674 ℃/10a，12、1、2月的增温率分别为0.421、0.598、0.950 ℃/10a。冬季极端最低气温1961～1980年期间出现了-23.4 ℃，出现在1972年2月，而1981～2010年期间出现了-18.6 ℃的极端气温，出现在1992年1月。从冬季增温率与极端最低气温的变化来看，博兴县冬季增温比较明显。由于冬季气温升高，冬小麦越冬死亡率明显下降。
3.4主要界限温度分析
由表4可知，1981～2010年较1960～1980年日平均气温稳定通过0 ℃的初日呈提前趋势，提前幅度为4 d/10a，日平均气温稳定通过0 ℃的终日呈推后趋势，推后幅度为2 d/10a，二者相加，平均日平均气温≥0 ℃的日期增加6 d，说明农作物生长季明显延长。而日平均气温稳定通过15、20、22 ℃的终日提前仅1 d，说明冬小麦的适宜灌浆时间没有很大的变化。 表4博兴县1961～1980、1981～2010年稳定通过0 ℃、15 ℃、20 ℃、22 ℃的日期
时段稳定通过0 ℃的初日稳定通过0 ℃的终日稳定通过15 ℃的日期稳定通过20 ℃的日期稳定通过22 ℃的日期
1981～201002-2112-0704-2705-2406-05
1961～198002-2512-0504-2805-2506-06
差值∥d42111
4 气候变暖对冬小麦生产的影响
4.1对小麦适宜播种期的影响
以上分析可知博兴县冬小麦的播种期比以前推后。以前博兴县流传着这样的农谚，“白露早，寒露迟，秋分种麦正宜时。”依此推算，小麦播种始期为9月23日前后，若按小麦播种期适宜温度指标（适宜播种温度15～18 ℃，冬前积温550～650 ℃·d）推算，现在当地小麦适宜播种的始期为10月3日，已后推了10 d左右。
4.2小麦越冬期缩短
从以上分析可知博兴县初冬日平均气温稳定通过0 ℃的初始日期推后，小麦冬前生长期延长，有利于培育冬前壮苗。冬末日平均气温稳定通过0 ℃的终止日期提前，小麦越冬期缩短，有利小麦安全越冬，同时麦苗恢复生长早，幼穗分化时间相对延长，还有利于成大穗。
4.3对小麦生育中后期的影响
博兴县春季回暖早导致冬小麦生育期提前，4、5月份小麦进入生育中后期，此期气温偏高，小麦茎、叶生长快，田间郁蔽加重，是小麦病虫害的多发期，病虫害有加重趋势。
5冬小麦栽培管理对策
冬季气候变暖对冬小麦生产的影响较为显著，在这种天气气候趋势下，应根据冬季气候变暖的实际情况，采取推迟播种时间、减少播种量等措施，以最大限度地趋利避害，保证冬小麦高产增收。
5.1适当推迟播种时间
博兴县近年来冬季气温显著偏高，为防止冬小麦冬前拔节遭受冻害，要适当推迟冬小麦的播种时间。博兴县实现冬前壮苗的适宜播种期为10月5日，一般播种期比20世纪80年代～90年代初期确定的播种时间适当推迟7～10 d。
5.2适当减少播种量
冬季气候变暖，充足的热量使冬小麦分蘖数明显增多。因此，冬小麦的播种量要适当减少，在保证分蘖成穗率的同时，又要保持冬小麦群体总量合理，降低倒伏危险。
5.3搞好田间管理
冬季气候变暖为冬小麦的安全越冬提供了有利的气象条件，同时对于病虫害来说，冬季低温日数较少，有些病虫害的虫卵安全越冬，春季气温回升快，病虫害活动早，因此要早监测早防治。
参考文献
[1]
秦大河.气候变化：科学、影响和对策[M]//中国气象年鉴.北京：气象出版社，2004：119.
[2] 郑景云，葛全胜，郝志新.气候增暖对我国近40年植物物候变化的影响[J].科学通报，2002，47（20）：1582-1587.
[3] 郑景云，葛全胜，赵会霞.近40年中国植物物候对气候变化的影响研究[J].中国农业气象，2003，24（1）：28-32.
[4] 雷水玲.全球气候变化对宁夏春小麦生长和产量的影响[J].中国农业气象，2001，22（2）：33-36.
[5] 郝志新，郑景云，陶向新.辽宁省冬小麦种植北界研究[J].中国农业气象，2002（4）：5-8.
[6] 沙万英，邵雪梅，黄枚.20世纪80年代以来中国的气候变暖及其对自然区域界限的影响[J].中国科学，2002，32（4）：317-326.
[7] 刘晓英，林而达.东北地区农作物生长期内温度变化的时空特征[J].中国农业气象，2003，24（1）：11-14.
[8] 张强.何谓暖冬[J].气象知识，2005（1）：63.
[9] 车少静，智利辉，冯立辉.气候变暖对石家庄冬小麦主要生育期的影响及对策[J].中国农业气象，2005，26（3）：180-183.
关键词 气候变暖；冬小麦；生育期；气温变化；影响；管理对策
中图分类号S512文献标识码A文章编号0517-6611（2015）07-203-02
Analysis and Countermeasures of Influence of Climate Warming on the Main Growing Period of Winter Wheat in Boxing County
SONG Min， HAN Gui-xiang， XIANG Feng et al
（Meteorological Bureau of Boxing County， Boxing， Shandong 256500）
AbstractBy the method of linear analysis， the change characteristics of temperature in recent 50 years in Boxing County of Shandong Province were analyzed， as well as the impact of climate warming on winter wheat growth period. The results showed that： spring， summer， autumn， winter and annual average air temperature warming rate for 0.429， 0.165， 0.361， 0.674， 0.393 ℃/10a， the average daily temperature stability through 0 DEG C early day 5 days ahead of /10 years， all pushing 2 days after /10 years， the average daily temperature stability through 20 DEG C. day extension of 2 days /10 years； since 1987， 17 warm winters appeared in Boxing County. Especially since 1980s’， the temperature increased significantly， 1998 was the warmest year， the annual average temperature of 13.8 DEG C. To adapt with the early spring， the growth stage of winter wheat advanced in different degree. The temperature changes during different growth period of winter wheat analysis shows that， due to high temperature， overwintering period shorten， but little change in grain filling stage. On the basis of this， winter wheat management strategies to adapt to climate change were put forward.
Key words Climate warming； Winter wheat； Growth period； Temperature variation； Influence； Management countermeasures
近百年来全球和我国的气候正经历1次以变暖为主要特征的显著变化，它对世界和我国的生态系统及社会经济产生了并将持续产生重大影响[1]。目前的研究多集中在作物种植区域界限的变化和物候对气候变暖的响应等方面，且取得了很多研究成果[2-7]，对冬小麦生育期受气候变暖影响的研究相对来说较少。笔者通过分析博兴县近50年来气温变化特征及气候变暖对冬小麦生育期的影响，在此基础上提出一些适应气候变暖条件下冬小麦栽培管理方面的应对措施。
1 资料与方法
1961～2010年气象资料来源于山东省博兴县气象局，历年来的冬小麦平均发育期来源于山东省博兴县农业局农技站，冬季资料为1962～2010年。利用最小二乘法分析了气温的变化规律，利用标准差法进行冷暖冬分析，利用指标法进行冬小麦生育期分析。季节划分标准为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。
2 博兴县气候变暖分析
2.1平均气温变化
利用最小二乘法计算1961～2010年博兴县的年、季、月平均气温增温率发现，近50年博兴县月、季、年的平均气温均有不同程度的上升趋势；各月之中气温升高最快的为1月（0.598 ℃/10a），最慢的为8月（0.079 ℃/10a），在各季之中冬季与春季的增温率大，分别为0.674和0.429 ℃/10a，夏季最低，增温率为0.165 ℃/10a。由此可以看出，气候变暖主要是在冬季与春季气温升高所致。从图1可以看出，近50年博兴县年平均气温呈逐年升高趋势，特别是20世纪90年代以后，气温升高明显，1998年为最暖的一年，年平均气温达13.8 ℃。 图1 1961～2010年博兴县年平均气温变化
2.2最低气温变化
分别统计不同年代博兴县冬季平均最低气温和冬季极端最低气温可见，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季平均最低气温分别为-8.1、-8.1、-6.4、-4.6、-4.0 ℃，冬季极端最低气温也表现出同样的变化规律，1962～1970、1971～1980、1981～1990、1991～2000和2001～2010年的冬季极端最低气温分别为-15.2、-13.6、-13.1、-10.4、-10.1 ℃。可见从1962年以来最低气温均呈现出了升高的趋势，特别是20世纪90年代以来，最低气温升高最快。最低气温的升高，为冬小麦的安全越冬提供了有利的条件。
2.3冷、暖冬分析
目前各地对暖冬的划定尚没有统一标准，我国气候专家通常把某年某一地域整个冬季平均气温高于气候平均值时，称该年该区域为暖冬[8]。不同时期的气候值各不相同，划出的暖冬年份也不同，在此采用1981～2010年博兴县的冬季气温平均值-0.5 ℃作为划分当地暖冬的气候标准，若某年冬季平均气温高于-0.5 ℃即为暖冬。以此标准来划分1961～2010年博兴县冬季，其中50年中共出现了17个暖冬，均出现在1989年以后，说明了自1989年以来冬季气温明显升高了。
根据WMO的规定，月平均气温距平大于或等于2个标准差为异常暖，小于或等于2个标准差为异常冷。如果要素序列符合正态分布，则异常冷暖事件出现的机率约为44年一遇，考虑到出现异常气候的机率较小，我国气候学家将出现机率约为10年一遇的距平大于1.3个标准差的事件定义为严重气候异常[9]。以此为标准计算出博兴县近50年的严重冷暖冬年份，由表1可知，博兴县近50年来共出现过严重的冷冬7次，暖冬4次；严重冷冬全出现在1985年以前，异常暖冬全出现在1998年以后，说明自20世纪90年代中期以来，博兴县已进入严重暖冬事件多发期，近10年是50年以来最暖的10年。
表1 1961～2010年博兴县严重冷暖年份
严重冷冬
年份气温距平∥℃
严重暖冬
年份气温距平∥℃
1962～1963-2.01998～19992.1
1963～1964-2.82001～20022.7
1966～1967-3.02003～20042.1
1968～1969-3.12006～20073.3
1970～1971-1.9
1971～1972-2.0
1983～1984-2.0
3 冬小麦主要生育期气温变化
3.1冬小麦播种期气温变化
温度是冬小麦播种指标之一，播种时要求旬平均气温在15～18 ℃。当旬平均气温低于10 ℃或高于20 ℃播种时均难以形成壮苗。博兴县历年来冬小麦播种期从9月下旬到现在的10月上旬。分析博兴1961～1980年与1981～2010年稳定通过15 ℃的终日平均日期（表2）发现，博兴县1981年以后比1981年以前9月下旬气温偏高0.9 ℃、10月上旬偏高1.2 ℃、10月中旬偏高0.7 ℃，且稳定通过15 ℃的终日推迟了2 d。从以上分析可以得出博兴县的冬小麦播种期比以前有所推后。
表2博兴县1961～1980、1981～2010年播种期旬平均气温及稳定通过15 ℃平均日期
时段旬平均气温∥℃
9月下旬10月上旬10月中旬稳定通过15 ℃终日
1981～2010 19.417.415.010-11
1961～198018.516.214.310-09
差值0.91.20.72 d
3.2越冬前气温变化
以上分析可知博兴县的秋、冬季气温有明显的升高趋势，从而影响到冬小麦的越冬前积温。博兴县的冬小麦播种日期一般在10月1日左右，分别统计1981～2010年与1961～1980年从10月1日到稳定通过0 ℃终日（冬小麦停止生长）的平均气温与≥0 ℃的积温（表3）发现，近30年博兴县冬小麦越冬前平均气温比1980年以前偏高，平均增加幅度为0.4 ℃/10a。稳定通过0 ℃积温比1980年以前平均偏多50.38 ℃·d，1980年以前稳定通过0 ℃积温大部分为550～650 ℃·d，而从1981年以后就有22年积温超过650 ℃·d，2006年的冬前积温高达872 ℃·d，2006年冬小麦的越冬期推迟到12月下旬。由于气温偏高，越冬期变得不明显。冬前小麦易旺长使麦苗受冻害。
表3博兴县1961～1980、1981～2010年冬前平均气温与≥0 ℃的积温变化
时段平均气温≥0 ℃积温∥℃·d
1981～20109.9680.07
1961～19809.5629.69
差值0.450.38
3.3越冬期气温变化
经分析，近50年博兴县冬季的增温率0.674 ℃/10a，12、1、2月的增温率分别为0.421、0.598、0.950 ℃/10a。冬季极端最低气温1961～1980年期间出现了-23.4 ℃，出现在1972年2月，而1981～2010年期间出现了-18.6 ℃的极端气温，出现在1992年1月。从冬季增温率与极端最低气温的变化来看，博兴县冬季增温比较明显。由于冬季气温升高，冬小麦越冬死亡率明显下降。
3.4主要界限温度分析
由表4可知，1981～2010年较1960～1980年日平均气温稳定通过0 ℃的初日呈提前趋势，提前幅度为4 d/10a，日平均气温稳定通过0 ℃的终日呈推后趋势，推后幅度为2 d/10a，二者相加，平均日平均气温≥0 ℃的日期增加6 d，说明农作物生长季明显延长。而日平均气温稳定通过15、20、22 ℃的终日提前仅1 d，说明冬小麦的适宜灌浆时间没有很大的变化。 表4博兴县1961～1980、1981～2010年稳定通过0 ℃、15 ℃、20 ℃、22 ℃的日期
时段稳定通过0 ℃的初日稳定通过0 ℃的终日稳定通过15 ℃的日期稳定通过20 ℃的日期稳定通过22 ℃的日期
1981～201002-2112-0704-2705-2406-05
1961～198002-2512-0504-2805-2506-06
差值∥d42111
4 气候变暖对冬小麦生产的影响
4.1对小麦适宜播种期的影响
以上分析可知博兴县冬小麦的播种期比以前推后。以前博兴县流传着这样的农谚，“白露早，寒露迟，秋分种麦正宜时。”依此推算，小麦播种始期为9月23日前后，若按小麦播种期适宜温度指标（适宜播种温度15～18 ℃，冬前积温550～650 ℃·d）推算，现在当地小麦适宜播种的始期为10月3日，已后推了10 d左右。
4.2小麦越冬期缩短
从以上分析可知博兴县初冬日平均气温稳定通过0 ℃的初始日期推后，小麦冬前生长期延长，有利于培育冬前壮苗。冬末日平均气温稳定通过0 ℃的终止日期提前，小麦越冬期缩短，有利小麦安全越冬，同时麦苗恢复生长早，幼穗分化时间相对延长，还有利于成大穗。
4.3对小麦生育中后期的影响
博兴县春季回暖早导致冬小麦生育期提前，4、5月份小麦进入生育中后期，此期气温偏高，小麦茎、叶生长快，田间郁蔽加重，是小麦病虫害的多发期，病虫害有加重趋势。
5冬小麦栽培管理对策
冬季气候变暖对冬小麦生产的影响较为显著，在这种天气气候趋势下，应根据冬季气候变暖的实际情况，采取推迟播种时间、减少播种量等措施，以最大限度地趋利避害，保证冬小麦高产增收。
5.1适当推迟播种时间
博兴县近年来冬季气温显著偏高，为防止冬小麦冬前拔节遭受冻害，要适当推迟冬小麦的播种时间。博兴县实现冬前壮苗的适宜播种期为10月5日，一般播种期比20世纪80年代～90年代初期确定的播种时间适当推迟7～10 d。
5.2适当减少播种量
冬季气候变暖，充足的热量使冬小麦分蘖数明显增多。因此，冬小麦的播种量要适当减少，在保证分蘖成穗率的同时，又要保持冬小麦群体总量合理，降低倒伏危险。
5.3搞好田间管理
冬季气候变暖为冬小麦的安全越冬提供了有利的气象条件，同时对于病虫害来说，冬季低温日数较少，有些病虫害的虫卵安全越冬，春季气温回升快，病虫害活动早，因此要早监测早防治。
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