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小麦霜冻害致灾机理与成因:霜冻灾害的因素

发布时间:2014-07-03

小麦发生霜冻灾害,通常是植株对低温的抵抗力下降与外界较强低温共同作用的结果。

  内因的影响

  从内因看,品种抗寒性、发育阶段、植株高度、年长状况、养分平衡等都决定若小麦抗锵冻能力的强弱。

  (1)品种与发育阶段。通常冬性强的品种春季穗分化较慢,对低温最敏感的阶段出现较晚,容易躲过霜冻危害。而冬性弱的品种容易仵冬前或早春生长过旺,导致抗寒力的下降。但商丘市农业科学研究所的品种对比试验表明,在春性品种比半冬性品种晚播一周,3月20—24日发生霜冻时的穗分化阶段稍晚,株髙也稍矮于半冬性品种的情况下,春性品种的受冻程度要轻于半冬性品种。说明小麦到拔节期冬时锻炼所形成的抗寒性已基本丧失,冬、春性品种之间抗寒性的差兄远不像越冬期的差异那么大。品种冬春性不同所造成的发台进程及穗分化阶段起到了更大的作用。

  该试验还表明,对霜冻最敏感的穗分化期为雌雄蕊形成到药隔前期。分蘖力强和拔节期株高生长慢的品种抗霜冻能力较强。

  (2)苗情。不同苗情以壮苗的抗霜冻能力较强,以旺苗最差。弱苗茁然也不容易冻死,但因积累养分较少,再加上受冻损失,对以后的生长不利。

  植株生长最茂密、叶面积密度最大的层次称为作用层。作用层的夜间辐射散热最为强烈,最低气温通常出现在群体的这一高度。麦苗较小时该高度较低,霜冻的受害高度主要位于叶尖或向上的弯曲部。随着小麦的株高增长, 作用层也不断抬高。在抽穗期作用层大致位于株高的2/3〜3/4处。小麦生长越繁茂,作用层就越高。小麦的孕穗期,幼穗大体处于作用层髙度,是很容易受到低温危害的时期。

  (3)养分。养分状况,特别是植株碳氮比对麦苗受冻程度也有很大影响。 通常碳氮比卨的棉株不易受冻,而氮素过多、叶色嫩绿的容易受冻。但氮肥过少生长不良也会影响产量。

  外因的影响

  从外因看,天气、地形和土壤状况对小麦的霜冻程度都有很大影响。

  (1)大气。冷空气过后晴朗无风和干燥的夜晚,地面和叶面强烈辐射降温容易形成霜冻。多云的夜晚由于云对地面辐射的阻挡和反射,可以减轻霜冻。有风的夜晚由于上下层空气的混合.也不容易在地表和叶面形成霜冻。 水汽充足时随着温度下降在地面和叶面上凝结成冰晶,能够释放一部分热量, 并且覆盖在叶面上又有隔热作用,霜冻程度要轻于黑销。一般天气条件下, 百叶箱内的最低气温要比地面最低温度高4〜5℃,但1995年4月北京观象 台的记录表明,在空气十分干燥的晴夜,两者可相差到8.5℃之多。发生霜冻后的升温速度对于灾害程度也布很大影响。如日出后有云有风,升温缓慢, 受冻细胞有对能吸收胞外融冰水分时恢复膨压;如日出后迅速升温,胞间水分迅速蒸发,则很难再恢复。

  从霜冻发生的几率看,冯玉香利用51个农业气象基本观测站的17年资料统讣结果,拔节前15天到拔节后20天发生霜冻的次数占总次数的75.5%, 重霜冻则以拔节前4天到拔20天的发生次数占77.3%,其中又以拔节后 11〜20天尤为集中,占到40.9%。

  (2)地形。不同尺度的地形对霜冻发牛的影响是不同的。大尺度地形如燕山、秦岭、天山等东西问山脉对于冷空气布明显的阻挡作用,冷空气越过山脉还打下沉增温效应,因此,山前的霜冻一般较轻。如华北北部的小麦霜冻叨栻轻于华北中南部,不仅是由于华北北部的小麦春季发育较晚, 时且一次强冷空气过后,极端最低气温经常出现在更南的开阔平原,特别是平原低地。

  中尺度的地形范围有几千米到几十千米,山间盆地和稃地容易积聚冷空气形成“霜穴”,是霜冻灾害比较严重的地方。黄土高原的川区种冬小麦就往往不如堀上和坡地安全。通常片洼地的平流型霜冻和辐射型霜冻都较坡地为重,但对于平流型霜冻,迎风坡的霜冻要重于背风坡。从坡向看,通常以东南坡的霜冻害为最严重。这是因为麦苗受冻后很快受到阳光的强烈照射,迅速蒸发失水而不能恢复。山坡的一定高度经常出现逆温,是霜冻比较轻的地区。湖泊和大的江河附近由于水体的影响,温度比较稳足,霜冻也较轻。

  山丘的不同组合形成冷空气难进难出、难进易出、易进难出和易进易出四种地形,以冷空气难进易出、向南张开的马蹄形地形霜冻灾害最轻;而以冷空气易进难出、向北张开的马蹄形地形霜冻最重。

  在同一块麦田里,在有防护林时总体上霜冻要轻于无林带保护地麦田, 但林带北侧温度较低,网格的中部类似盆地状,冷空气也容易堆积,以林带南侧附近的保护作用最强。

  麦田的边行因空气流动交换热量,在发生辐射型霜冻时受害要比内部轻, 仴在发生平流型霜冻时,迎风边行的受害反而要重。

  麦田里的微小起伏也会影响到霜冻的转重,相对低洼处的霜冻通常要重于相对高燥处。

  (3)土壤状况。湿润的土壤热容大,降温速度慢,不蛣受霜冻。疏松和 干燥的土壤温度下降快,易受害。浅色的土壤白天吸热少,夜间降温后温度更低,易受害。沙土地热导率高,降温快,也易受害。如1952年江苏泰县沙土麦田死苗平在80%以上,而黏土地只死苗30%〜40%。盐城冈中区旱田小麦死苗65%,而稻茬麦只死28.3%。