各位老师好！我是来自中国农科院作科所的张勇，今天代表“一麦众承”十号（麦陇和风）组值日，组长钱兆国老师，组员有：曾潮武、赵岩、王怀平、王玉玲、王二伟、李青竹、刘凤州、尹志刚、张磊、蒲至恩、周振华、冯朝旭、王世红、王财秀、张雪婷、刘自成老师。今天和大家聊一聊小麦冻害问题，起因来自于2022年秋播后至今在我国北部冬麦区和黄淮麦区部分区域生产上发生的小麦冻害。具体田间表现可参见下图1和图2。
图1 山东德州小麦冬季冻害田间表现
图2 山西太原小麦冬季冻害田间表现
小麦冻害是指连续低温天气所导致的麦穗生长停滞或植株受冻的现象。冻害较轻的小麦植株主茎及大分蘖幼穗受冻后，仍能正常抽穗和结实，但穗粒数显著减少；冻害较重时，主茎、大分蘖幼穗及心叶冻死，其余部分仍能生长；冻害严重小麦植株叶片、叶尖呈水烫样硬脆，之后青枯或成兰绿色，茎秆及幼穗皱缩死亡。
按时间划分，黄淮和北部冬麦区小麦冻害一般可分为以下几种：1）初冬冻害，一般由入冬时骤然强降温引起，常称为初冬温度骤降型冻害。11 月中下旬至 12 月中旬，最低气温骤降 10℃左右，达-5℃以下，持续 2-3 天，小麦幼苗未经过抗寒性锻炼，抗冻能力较差，受冻麦苗多为弱苗和旺苗；苗龄小，未积累大量可溶性固形物的的幼小弱苗抗低温能力较差，易发生初冬冻害，表现为叶片干枯和幼苗死亡；早播旺苗易发生幼穗冻死和叶片干枯，特别是土壤肥力低，整地质量差，土壤缺墒的麦田。
2）越冬期冻害，即越冬期间持续低温或天气反常造成冻融交替而形成的小麦冻害，一般可分为冬季长寒型和交替冻融型两种。冬季长寒型是由于长期受严寒天气的影响而导致的小麦地上部严重枯萎甚至成片死苗；交替冻融型是进入越冬期的麦苗因气温回升的恢复生长，抗寒力下降，又遇到强降温成的冻害。北方广大无积雪麦田及积雪不稳定地区易发生冬季长寒型冻害；而黄淮麦区小麦大部分带绿越冬，期间遇回暖天气，幼苗即开始生长，抗寒力相对减弱，当遭遇寒流降温至－13℃时，即会发生越冬期冻害；总体来说，越冬冻害一般以冻死部分叶片为主要特征，对生产危害较小。
3）早春冻害，即小麦返青至拔节期间发生的冻害。返青后麦苗植株生长加快，抗寒力明显下降，遇寒流侵袭则易造成冻害。此类冻害发生较为频繁且程度较重，是黄淮麦区的主要冻害类型，在2018、2019年均有不同程度的发生，对小麦产量影响较为严重。
4）晚霜冻害，即拔节至抽穗期间发生的霜冻冻害。这一阶段小麦生长旺盛，抗寒力很弱，对低温极为敏感，若遇气温突然下降，极易形成霜冻冻害。形成的原因主要是由于气温回暖后又突然下降形成的霜冻，如2018年4月18-20日河南省中部地区突然降温造成的较重晚霜冻害，对小麦产量造成了严重影响。
我国小麦种植区域广，南北跨度大，地形多变，小麦冻害发生的原因比较复杂，但总体来说，以不利的气象条件和品种选择不当最为重要。
我们选取了黄淮冬麦区北片的山东省德州市、河北省高邑县和黄淮冬麦区南片的河南省新乡县、河南省商丘市共4个代表性地区，通过分析自1990年（包括）以来33年的温度变化资料，发现2022年小麦秋播后，10月份平均温度与常年基本相当，但11月平均地表温度较常年整体偏高超过3摄氏度，而12月平均温度则较常年低1摄氏度以上，其中德州达到1.71摄氏度（表1）。
表1 黄淮冬麦区代表性4点2022年小麦秋播后越冬期温度与常年比较情况
图3 黄淮冬麦区代表性地区冬季极端温度变化情况
进一步分析，发现近33年来，除1990年和2021年上述4点的冬季极端温度较低外，其他年份极端低温差异并不大（图3）。因此，结合上面的分析，认为2022年小麦秋播后，越冬期出现的小麦冻害主要原因在于小麦越冬前，温度较常年偏高，且在小麦进入越冬的初期，温度下降过快，降幅较大所致。剧烈降温天气及其持续时间较长应该是2022年底小麦发生较为严重冻害的一个主要因素。
冬小麦在没有经过抗寒锻炼的情况下直接进入越冬阶段，从生理上看未经过糖分积累和细胞脱水过程，致使小麦发生严重冻伤。同时，资料分析还发现，小麦进入越冬期前，北部和黄淮冬麦区大面积均没有有效降水，加之温度偏高、蒸发量大，很多麦田干土层厚度超过4 cm，分蘖节长期处在干土层中。越冬期旱情不断加剧，也进一步加速了小麦冻伤程度。
另据相关资料，自19世纪末以来，全球气候正在显著变暖；全球平均温度增速达0.15℃/10年，其中我国平均气温升温速率达0.26℃/10年（图4）。据政府间气候变化专门委员会根据相关气候模型预测，到2100年，全球气温将上升约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测，全球气温将发生巨大变化，将对全球环境产生潜在的重大影响，使得全球降水重新分配，冰川和冻土融化，海平面上升，危及自然生态系统的平衡，并威胁着人类的食物供应和生活环境。
图4 19世纪末以来全球气温变化趋势
图5 近40余年全球平均气温与冬季温度变化趋势
另据资料显示，全球气温变化与冬季温度变化密切相关，全球气温的升高主要来自于冬季温度的升高（图5）；而在我国北部和黄淮小麦主产区，冬季温度的升高将不可避免引起小麦的生长发生变化，这也是近些年黄淮冬麦区部分地区小麦倒春寒频繁发生的原因所在；个人认为，在全球气候变化的背景下，各种冻害形式的发生将具有一定程度的普遍性。有报道指出，越冬、早春和晚霜冻害可分别使小麦减产幅度达到5%-20%、5%-30%、15%-60%。
除却上述气候因素外，生产上栽培的品种抗寒性差是发生冻害的另一个重要因素，这是品种的安全性所在，特别是对于北部冬麦区和黄淮冬麦区北片的品种来说，需要各位育种人员特别注意，这是一个品种得以在生产上推广应用的根本所在，因此，国家审定标准中特别对品种的安全性做了重要说明，并已列入小麦的品种审定标准中。需要说明的是，播种耕作方式、水肥等栽培管理不当所造成的冻害，均是在品种基础上，个人认为，在当前的中国国情下，小农小户并不太关注品种的良种良法配套问题，因此，他们种植的品种对适应性和安全性要求非常高，这也是济麦22能长期成为黄淮北片第一大品种的原因所在。
作者简介：张勇，中国农业科学院作物科学研究所研究员，博士生导师，农科英才领军人才（C类）入选者，兼任第四和第五届国家农作物品种审定委员会小麦专业委员会委员。长期从事小麦遗传育种和品质改良工作，作为主要完成人育成小麦新品种11个，其中国审7个，获植物新品种权8项。
联系客服
