气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190700492

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (25): 101-105.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190700492

所属专题：小麦；农业气象

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气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质的影响

徐朝霞¹(), 苏海报²(), 江晓东³, 叶小峰¹, 曾喻¹

¹江西省萍乡市气象局,江西萍乡 337000
²江西省上饶市气象局,江西上饶 334000
³南京信息工程大学应用气象学院/江苏省农业气象重点实验室,南京 210044

收稿日期:2019-07-31 修回日期:2019-11-26 出版日期:2020-09-05 发布日期:2020-08-18
通讯作者: 苏海报
作者简介:徐朝霞,女,1975年出生,江西金溪人,工程师,本科,主要从事气象观测和应用研究。通信地址：337000 江西省萍乡市安源区萍水南路122号萍乡市气象局,Tel：0799-6832874,E-mail：2249993154@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金“昼夜不对称增温影响冬小麦品质的机理研究”(41105078);江苏省自然科学基金“昼夜不对称增温影响弱筋冬小麦品质的机理研究”(K2011827);江苏省高校自然科学研究计划项目“UV-B辐射增强对保护性耕作冬小麦品质影响的研究”(09KJB210004)

Climate Warming: Effects on the Growth, Yield and Quality of Winter Wheat

Xu Zhaoxia¹(), Su Haibao²(), Jiang Xiaodong³, Ye Xiaofeng¹, Zeng Yu¹

¹Pingxiang Meteorological Bureau, Pingxiang Jiangxi 337000
²Shangrao Meteorological Bureau, Shangrao Jiangxi 334000
³College of Applied Meteorology, Nanjing University of Information Science & Technology/Jiangsu Key Laboratory of Agricultural Meteorology, Nanjing 210044

Received:2019-07-31 Revised:2019-11-26 Online:2020-09-05 Published:2020-08-18
Contact: Su Haibao

摘要/Abstract

摘要：

以‘扬麦13’和‘徐麦31’作为试验材料,采用数理统计等方法,分析气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质等方面的影响机理。结果表明：气候变暖使冬小麦的物候期提前,总生育时期天数缩短;穗长、总小穗数和结实小穗数下降,不孕小穗数增加,有效穗数、千粒重下降,产量三要素的共同下降,导致冬小麦减产;冬小麦籽粒总淀粉含量和支/直比不同程度下降;冬小麦籽粒总蛋白含量不同程度增加,但谷/醇比略微下降。随着气候变暖,冬小麦的生育时期将会缩短、产量下降,而淀粉含量和蛋白质含量变化较为复杂,增减不一。

关键词: 气候变暖, 冬小麦, 生长发育, 产量, 淀粉, 蛋白质

Abstract:

Taking ‘Yangmai13’ and ‘Xumai31’ as experimental materials, we analyzed the influence mechanism of climate warming on the growth, yield and quality of winter wheat by the method of mathematical statistics and so on. The results show that: climate warming makes the phenological phase of winter wheat earlier and shortens the total reproductive period days; decreases the panicle length, the total number of spikelets and the number of spikelets; increases the number of infertile spikelets, but reduces the number of effective panicles and 1000-grain weight, and the decline of the three factors of yield led to the reduction of winter wheat output; the total starch content and the branch/straight ratio of winter wheat grain decrease to different degrees; the total protein content of winter wheat grain increases to some extent, but the grain/alcohol ratio decreases slightly. With climate warming, the growth period of winter wheat will be shortened and the yield will be decreased, while the content of starch and protein will be more complicated, with different increase and decrease.

Key words: climate warming, winter wheat, growth, yield, starch, protein

中图分类号:

徐朝霞, 苏海报, 江晓东, 叶小峰, 曾喻. 气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(25): 101-105.

Xu Zhaoxia, Su Haibao, Jiang Xiaodong, Ye Xiaofeng, Zeng Yu. Climate Warming: Effects on the Growth, Yield and Quality of Winter Wheat[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(25): 101-105.

图/表 8

参考文献 40

[1]	IPCC. Climate change 2013. The physical science basis Cambridge[M]. Cambridge University Press, 2013: 3-16.
[2]	《第二次气候变化国家评估报告》编写委员会. 第二次气候变化国家评估报告[M]. 北京: 科学出版社, 2011: 38-42.
[3]	秦大河. 气候变化的事实与影响及对策[J]. 中国科学基金, 2003,17(1):1-3.
[4]	苏海报. 不对称增温对冬小麦产量和品质的影响研究[D]. 南京:南京信息工程大学, 2016: 1-75.
[5]	王若瑜, 沈阳, 马青荣. 小麦冬前异常旺长对秋冬气候变暖的响应分析[J]. 安徽农业科学, 2009,37(26):12459-12461.
[6]	蒲金涌, 姚玉璧, 马鹏里, 等. 甘肃省冬小麦生长发育对暖冬现象的响应[J]. 应用生态学报, 2007,18(6):1237-1241.
[7]	田云录, 陈金, 邓艾兴, 等. 开放式增温下非对称性增温对冬小麦生长特征及产量构成的影响[J]. 应用生态学报, 2011,22(3):681-686.
[8]	石姣姣, 江晓东, 邱思齐. 昼夜不同增温处理对小麦生长发育和产量的影响[J]. 江苏农业科学, 2015,43(1):82-84.
[9]	Peng S, Huang J, Sheehy J E, et al. Rice yield decline with higher night temperature from global warming[J]. Proceedings of the National Academy of Seiences of the United States of Ameriea, 2004,101:9971-9975.
[10]	白莉萍, 周广胜. 小麦对大气CO₂浓度及温度升高的响应与适应研究进展[J]. 中国生态农业学报, 2004,12(4):23-36.
[11]	Richard R A, 陈月琴. 受旱小麦叶面积的发育变化及其水分利用、产量及收获指数的影响[J]. 麦类作物学报, 1989(2):20-24.
[12]	Easterling W. Assessing the consequences of climate change for food and forest resources: a view from the IPCC[J]. Climate Change, 2005,70:165-189. doi: 10.1007/s10584-005-5941-0 URL
[13]	Miglietta F, T'anasescu M, Marica A. The expected effects of climate change on wheat development[J]. Global Change Biology, 1995,1:407-415. doi: 10.1111/gcb.1995.1.issue-6 URL
[14]	Lobell D B, Field C B. Global scale climate-crop yield relationships and the impacts of recent warming[J]. Environmental Research Letters, 2007,2(1):14002-14008. doi: 10.1088/1748-9326/2/1/014002 URL
[15]	徐兆飞, 张惠叶, 张定一. 小麦品质及其改良[M]. 北京: 中国气象出版社, 2000.
[16]	赵春, 宁堂原, 焦念元, 等. 基因型与环境对小麦籽粒蛋白质和淀粉品质的影响[J]. 应用生态学报, 2005,16(7):1257-1260.
[17]	Souza E J, Martin J M, Guttieri M J, et al. Influence of genotype, environment, and nitrogen management on spring wheat quality[J]. Crop Science, 2004,44:425-432 doi: 10.2135/cropsci2004.4250 URL
[18]	Davies J, Berzonsky W A. Evaluation of spring wheat quality traits and genotypes for production of Cantonese Asian noodles[J]. Crop Science, 2003,43:1313-1319.
[19]	田志会, 孙彦, 郭玉琴. 主要生态因素对小麦营养品质及烘烤品质的影响[J]. 北京农学院学报, 2000,15(2):67-71.
[20]	Breseghello F, Finney P L, Gaines C, et al. Genetic loci related to kernel quality differences between a soft and a hard wheat cultivar[J]. Crop Science, 2005,45:1685-1695. doi: 10.2135/cropsci2004.0310 URL
[21]	Manness N O. 小麦籽粒中酶促糖转化的高温限制因素[J]. Sciences and Engineering, 1988,49(5):1442.
[22]	Benzian B. Proteine concentration of grain in relation to some weather and soil factors during 17 years of English winter-wheat experiment[J]. J Sci Food Agric, 1986,37:435-444. doi: 10.1002/(ISSN)1097-0010 URL
[23]	国家气象局. 农业气象观测规范[M]. 北京: 气象出版社, 1993: 11-35.
[24]	张艳. 不同品质类型小麦品种品质形成的特点及其对光照的反应[D]. 泰安:山东农业大学, 2003: 1-54.
[25]	赵辉, 荆奇, 戴延波, 等. 花后高温和水分逆境对小麦籽粒蛋白质形成及其关键酶活性的影响[J]. 作物学报, 2007,33(12):2021-2027.
[26]	IPCC. Climate Change 2007. Synthesis Report:Summary for Policymakers[EB/OL]. Http://www.ipcc.ch/.htm.
[27]	Sparks T H, Jeffree E P, Jeffree C E. An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scal using long-term phonological records from the UK[J]. Interntional Journal Biometeorol, 2000,44:82-87.
[28]	Fitter A H, Fitter R S R. Rapid changes in flowering time in British plants[J]. Science, 2002,296:1689-1691. URL pmid: 12040195
[29]	Wang F T. Advancesin climate warming impact research in China in recent ten years[J]. Journal of Apolied Meteorological Science, 2002,13:755-766.
[30]	高永刚, 顾红, 姬菊枝, 等. 近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究[J]. 应用气象学报, 2007,18(4):532-538.
[31]	韩永翔, 董安祥, 王卫东. 气候变暖对中国西北主要农作物的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2004,22(4):39-43.
[32]	房世波, 谭凯炎, 任三学. 夜间增温对冬小麦生长和产量影响的实验研究[J]. 中国农业科学, 2010,43(15):3251-3258.
[33]	刘萍, 郭文善, 浦汉春, 等. 灌浆期短暂高温对小麦淀粉形成的影响[J].作物学报, 2006,32(2) 182-188.
[34]	高素华, 郭建平, 王春乙. 气候变化对旱地作物生产的影响[J]. 应用气象学报, 1995,6(增刊):16-22.
[35]	刘玉兰, 张晓煌, 刘娟, 等. 气候变暖对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响[J]. 气候变化研究进展, 2008,4(2):90-96.
[36]	Loball D B, Asner G P. Climate and management contributions to recent trends in US agricultural Yield[J]. Science, 2003,299:1032. doi: 10.1126/science.1077838 URL pmid: 12586935
[37]	Peng T, Zhong B Q, Ling Y H, et al. Developmental genetics analysis for plant height in indica hybrid rice across environments[J]. Rice Science, 2009,16:111-118. doi: 10.1016/S1672-6308(08)60066-9 URL
[38]	Van Delden A, Kropff M J, Haverkort A J. Modeling temperature-and radiation-driven leaf area expansion in the contrasting crops potato and wheat[J]. Field Crops Researeh, 2001,72(2):119-142.
[39]	Villegas D, Aparicio N, Blanco R, et al. Biomass accumulation and main stem elongation of durum Wheat grown under Mediterranean conditions[J]. Annals of Botany, 2001,88:617-627. doi: 10.1006/anbo.2001.1512 URL
[40]	Smika D E, Greb B W. Protein content of winter wheat grain as related to soil and climatic factors in the semiarid Central Great Plains[J]. Agronomy Journal, 1973,65:433-436. doi: 10.2134/agronj1973.00021962006500030023x URL

项目	11月	12月	1月	2月	3月	4月	5月	11—5月平均
31年平均温度	10.9	4.9	2.7	5.0	9.3	15.6	21.1	9.9
2012—2013年距平	-0.9	-1.4	0.3	0.5	1.5	0.4	0.6	0.1
2013—2014年距平	1.2	-0.2	2.9	-0.3	2.5	0.7	1.5	1.2

项目	11月	12月	1月	2月	3月	4月	5月	11—5月平均
31年平均温度	10.9	4.9	2.7	5.0	9.3	15.6	21.1	9.9
2012—2013年距平	-0.9	-1.4	0.3	0.5	1.5	0.4	0.6	0.1
2013—2014年距平	1.2	-0.2	2.9	-0.3	2.5	0.7	1.5	1.2

冬小麦生长季	播种		拔节		孕穗		开花		成熟(日/月)
冬小麦生长季	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	成熟(日/月)
2012—2013年	15/11	121	16/3	26	11/4	7	18/4	37	25/5
2013—2014年	15/11	120	15/3	26	10/4	6	16/4	37	23/5

冬小麦生长季	播种		拔节		孕穗		开花		成熟(日/月)
冬小麦生长季	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	始期(日/月)	天数/d	成熟(日/月)
2012—2013年	15/11	121	16/3	26	11/4	7	18/4	37	25/5
2013—2014年	15/11	120	15/3	26	10/4	6	16/4	37	23/5

品种	冬小麦生长季	开花前LAI	开花后LAI
扬麦13	2012—2013年	3.58a	2.52a
扬麦13	2013—2014年	3.62a	2.31b
徐麦31	2012—2013年	3.71a	3.39a
徐麦31	2013—2014年	3.85a	3.11b

气候变暖对冬小麦生长发育、产量和品质的影响

Climate Warming: Effects on the Growth, Yield and Quality of Winter Wheat

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品种	冬小麦生长季	株高/cm
扬麦13	2012—2013年	75.3a
扬麦13	2013—2014年	79.4a
徐麦31	2012—2013年	67.0a
徐麦31	2013—2014年	74.7b

品种	冬小麦生长季	穗长/cm	总小穗数/(个/穗)	结实小穗数/(个/穗)	不孕小穗数/(个/穗)
扬麦13	2012—2013年	9.7a	20.1a	18.3a	1.8a
扬麦13	2013—2014年	9.6a	19.8a	17.9a	1.9a
徐麦31	2012—2013年	9.4a	19.1a	17.7a	1.4a
徐麦31	2013—2014年	9.3a	18.9a	17.3a	1.6b

品种	冬小麦生长季	穗数/(穗/m²)	穗粒数/(粒/穗)	千粒重/g	产量/(g/m²)
扬麦13	2012—2013年	508.8a	40.9a	41.34a	659.33a
扬麦13	2013—2014年	478.4a	39.6a	40.12a	627.71a
徐麦31	2012—2013年	562.5a	35.8a	45.95a	735.92a
徐麦31	2013—2014年	524.4b	34.9a	44.58a	697.93a

品种	冬小麦生长季	支链淀粉含量/%	直链淀粉含量/%	总淀粉含量/%	支/直比
扬麦13	2012—2013年	55.81a	12.89a	68.70a	4.33a
扬麦13	2013—2014年	54.66a	13.27a	67.93a	4.12a
徐麦31	2012—2013年	58.90a	16.36a	75.26a	3.60a
徐麦31	2013—2014年	57.26a	16.99a	74.25a	3.37a

品种	冬小麦生长季	清蛋白含量/%	球蛋白含量/%	醇溶蛋白含量/%	谷蛋白含量/%	总蛋白质含量/%	谷/醇比
扬麦13	2012—2013年	1.79a	1.75a	3.15a	3.42a	10.11a	1.09a
扬麦13	2013—2014年	1.87a	1.81a	3.40a	3.66a	10.74a	1.08a
徐麦31	2012—2013年	2.47a	2.50a	4.75a	4.53a	14.25a	0.95a
徐麦31	2013—2014年	2.56a	2.56a	5.06a	4.75a	14.93a	0.94a

[1]	王芳, 乔帅, 杨松涛, 宋伟, 廖安忠, 谭文芳. 淀粉型甘薯‘川薯231’的选育和优势特性鉴定[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 16-21.
[2]	金梅娟, 佘旭东, 沈明星, 陆长婴, 陶玥玥, 王海候. 稻田构建垄型土槽耦合基质栽培草莓的生产效应研究[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 71-76.
[3]	周冬冬, 张军, 葛梦婕, 刘忠红, 朱晓欢, 李春燕. 不同氮肥处理对稻茬晚播小麦‘淮麦36’产量、氮素利用率和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 1-7.
[4]	王福玉, 陈贵菊, 孙雷明, 黄玲, 邵敏敏, 赵凯, 杨本洲, 张玉丹, 闫璐, 王霖. 耕作方式与施氮量互作对小麦生长、产量与品质的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 20-26.
[5]	陈英花, 白如霄, 王娟, 张新疆, 刘玲慧, 刘小龙, 冯国瑞, 危常州. 叶面喷施烯效唑和硼对塔额盆地甜菜产量和含糖率的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 41-48.
[6]	李兴华, 王欢, 张盛, 蔡星星, 周强, 周楠. 氮肥用量与运筹方式对晚籼稻产量及花后干物质积累与转运的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 6-13.
[7]	王强强, 杨自辉, 郭树江, 张剑挥, 王多泽. 灌水量对民勤干旱沙区骏枣生长和产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 71-74.
[8]	孙歌, 接伟光, 胡崴, 张颖智, 乔巍, 魏丽娜, 姜怡彤, 白莉. 菌根真菌及菌根辅助细菌对农作物发育的影响研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(9): 88-92.
[9]	周小红. 基于多元回归分析的农作物产量估测模型研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 152-156.
[10]	秦乃群, 马巧云, 高敬伟, 杨璞, 蔡金兰, 郝迎春, 李艳梅, 冀洪策, 廖祥政. 沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 58-63.
[11]	武志斌, 黄超, 雷媛, 敬峰, 刘战东. 不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 64-71.
[12]	濮永瑜, 包玲凤, 何翔, 刘芮, 张庆, 施竹凤, 何永宏, 杨佩文. 烟草青枯病和黑胫病拮抗细菌的筛选、鉴定及防效研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 116-123.
[13]	邓裕帅, 王宇光, 於丽华, 耿贵. 水涝胁迫对不同土壤盐碱度下甜菜幼苗生长及光合特性的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 18-23.
[14]	郑本川, 张锦芳, 蒋俊, 崔成, 柴靓, 黄友涛, 周正鉴, 李浩杰, 蒋梁材. 不同熟期“川油”系列甘蓝型油菜品种主要性状与产量的相关分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 7-17.
[15]	付焱焱, 李云峰, 韩冬, 马树庆. 吉林省粮食主产区玉米生长季水分盈亏及其对产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(7): 99-105.