冬小麦冻害类型和指标

人气 1266   2005-6-21 10:10

冬小麦越冬期经播种、出苗、扎根、分蘖、返青、拔节等生长发育阶段,同时又经历寒潮冷空气活动由少一频繁一少、降温由弱一强一弱的变化过程。在同一块麦田中,越冬死苗程度不仅随着低温强度和持续时间而变化,在同样低温条件下,小麦各部位因抗冻能力不同而冻害情况差异很大(表5-30)。由表5—30可以看出:抗冻能力最强是功能叶片、叶鞘,其次是茎生长点,最弱的是次生根,根据研究同一株小麦不同部位的抗冻能力最大可以相差6℃以上[33]。据小麦品种抗寒性鉴定的研究,强冬性品种的临界温度为-16℃以下;中等抗寒性品种为-13~-16℃;弱冬性品种为-12℃以上。此外,同一品种不同播期及冬前和越冬初期锻炼情况等不同农田生态环境,不仅小麦的抗冻能力不相同,而且引起小麦不同部位发生不同的冻害死亡形态类型:有全株死亡,叶片死亡,部分茎生长点死亡,分蘖节死亡等等。

综上所述,冬小麦的冻害是多种因子的综合影响,其中0℃以下低温是引起麦苗受伤害或死亡的主导因子。为了探讨冬小麦受害死苗的临界温度,各地区开展了不同方式的试验和田间调查,对冬小麦冻害的低温指标作了大量的研究。郑大玮等研究提出了冬小麦不同的冻害类型[33]:

1.秋末冬初温度骤降型 冷空气的降温强度不大,冬小麦处在分蘖阶段,未经抗冻锻炼的麦苗,在冷空气突然袭击下受到伤害。一般不会直接造成麦苗生长点及地下部分死亡。

2.冬季长寒型 强冷空气入侵频繁,降温幅度大,持续时间长,常伴有大风,最低气温有时出现-20~-30℃。冬小麦虽处在休眠期,因温度过低,有时发生根、全株及分蘖节受冻死亡,冻害的范围较小。但遇秋冬干旱年份,会发生大面积的冻害死苗。

3.融冻型 冬末春初,天气日渐回暖,冻融交替,麦苗提前萌动生长。这时小麦抗冻能力已开始减弱,冷空气降温强度虽减弱,但发生的冻害往往比冬季更为严重。

应当指出,任一地区或田块的麦苗,经历不同时间和强度的寒潮天气,冬小麦会出现不同的冻害特征。若秋季冻害伴随着冬季和早春的冻害,对不同抗冻能力麦苗的死亡时期是不同的。过旺苗在初冬即发生死亡,壮苗到早春才出现部分死亡,弱苗可能在冬季会发生大量死亡。

生产实践表明,小麦分蘖节处最低温度是决定死苗的主要因子(因观测资料有限, 目前仍以最低气温作为分析冬小麦冻害指标)。新疆乌拉乌苏农试站在研究冬小麦冻害过程中,规定冻害死亡株数>5%为开始死亡、>50%为大量死亡、>90%为全部死亡。对照分蘖节处土壤温度分别为-15℃、-17℃、-22℃[1];沈雪芳等分析指出,在无积雪的南疆大部分地区冬小麦死亡率与极端最低气温相关极好(相关系数达0.985)。无积雪条件下,极端最低气温在-24~-26℃时,冬小麦死亡率达20%~50%;在-26℃以下时,冬小麦遭受到毁灭性冻害[34]。

应该指出,低温强度和持续时间可直接影响冬小麦的死苗程度。龚绍先等应用冷冻箱模拟的方法[33],将经过一定抗寒锻炼的麦苗移入冷冻箱,分别用-15~-33℃不同低温处理,每一低温水平持续3h,后置于室温条件下作返青试验,观察各处理的死苗%(图5—28)。图中死苗率与低温强度变化为倒S型曲线。当温度降到-27~-30℃时,死苗速度逐渐减慢,即随低温强度增加,有一个适应低温的负反馈作用过程。这种负反馈作用可以用罗格斯蒂(Logistic)函数描述。

根据(5—13)和(5—16)式,可以综合绘出麦苗冻害死亡率与低温强度和持续时间的相关图(5-29)。从图5—29可以查出不同低温强度及其持续时间条件下的死苗率,这对定量研究冬小麦冻害问题有促进作用。

综上所述,由于中国冬小麦栽培地区之间的气候差异极大,各地区的小麦生产水平、越冬生态环境也不同。因此,发生的冻害类型及其特点有明显差异,冬小麦冻害指标一方面随越冬期天气条件不同;另一方面又随农业技术条件而变化。生产实践中,冬小麦的抗冻能力在越冬期是变化的。冻害低温指标应是一个阈值, 随时间、空间而变化。

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