2023年枣庄市麦收期小麦发芽气象条件分析.pdf

-107-小麦是世界上最重要的粮食作物之一，也是重要的经济作物之一，广泛用于食品、饮料、工业以及动物的饲料等领域1。小麦发芽是指小麦成熟后，在采收过程中未完全成熟或未脱禾壳的小麦粒自行开始萌发生长的现象。麦收期小麦发芽和气象条件有很大关系，一般是发生了连续高温、高湿等不利天气或墒情不良导致小麦发芽。小麦成熟期收获不及时以及穗部子粒发芽是冬小麦及其副产品生产面临的主要问题之一，发生穗上发芽的小麦在收获期贮藏时常与正常子粒混杂在一起，使得整批小麦品质不能得到保障2。吕丽华等3研究了不同收获时期内可以通过改变作物生育期内的气候条件，例如播种期与收获期的光能条件，从而改变作物的产量。吴忠梁等4研究出成熟期小麦子粒的含水量在一定期限内达到最高，随着小麦收获时期的推迟，麦粒内含水量逐渐降低，相应的小麦千粒重和产量也随之下降。左青松等5研究表明：作物成熟期后收获过晚，种子的自然脱落及收获时自然的掉穗落粒，也会显著降低作物的产量。枣庄市是山东省重要的小麦生产基地之一，2023年小麦种植面积达15.73万hm2。2023年山东省枣庄市的麦收期大约在6月120日，然而据国家统计局枣庄调查队的统计数据显示，麦收期间部分地区出现了麦场霉烂、穗上发芽等问题，这些问题对小麦产量和质量产生了负面影响，同时也对种子的保存产生了一定的挑战。为了解决这些问题，深入研究麦收期气象条件变化对于小麦的收获和存储至关重要6-8。本文通过对枣庄市麦收期间温度、降水、光照、土壤墒情的分析研究，提出了2023年枣庄市麦收期小麦发芽气象条件分析邢丽珠1，崔云鹏2*（1.枣庄市气象局，山东 枣庄 277000；2.枣庄市峄城区气象局，山东 枣庄 277300）摘要：选取枣庄市2023年麦收期间温度、降水、光照、有效积温和土壤墒情要素，分析气象条件变化特征，以此研究对小麦发芽的影响，并提出相应的防范措施。研究结果表明：2023年枣庄市麦收期气象条件满足小麦发芽的要求，连阴雨天气对小麦发芽和质量产生了一定的影响，增加了霉变和发芽的风险。因此，建议及时收割成熟小麦、合理储存并定期检查农田排水和储存的小麦，以避免麦收期小麦发生霉变和发芽现象的发生，有助于提高小麦产量和保证粮食质量，为农业生产提供参考依据。关键词：麦收期；小麦发芽；气象条件；枣庄市中图分类号：S162.5；P49文献标识码：A文章编号：1003-6997（2023）10-0107-04作者简介：邢丽珠，助理工程师，主要从事气象服务与天气预报研究。E-mail：通信作者：崔云鹏，工程师，主要从事地面气象观测研究。E-mail：基金项目：山东省气象局青年基金项目“山东省植被生态质量变化及其对极端气候的响应”（2022SDQN08）；枣庄市气象局 重点课题项目“近20年枣庄市NDVI时空变化特征及其驱动因子分析”（2023zzqxz06）。收稿日期：2023-07-17资源环境-108-2023年第10期总第663期合理有效的防范措施，以避免出现麦收期小麦发生霉变和发芽的现象，有助于提高小麦产量和保证粮食质量，为农业生产提供参考依据。数据与方法1.1 研究区概况枣庄市位于山东省南端，介于东经1164811749、北纬34273519。地处鲁中南低山丘陵南部地区，属于黄淮冲积平原的一部分。地势北高南低、东高西低，呈东北向西南倾伏状。枣庄市属中纬度暖温带季风型大陆性气候，兼有南方温湿气候和北方干冷气候的特点，受自然地理环境、太阳辐射和季风的影响，具有光照好、积温高、热量丰富、降水充沛、雨热同期的气候特点，光、热、水、气等条件优越。气候四季变化明显，春季气候多变，西南风较多，降水较少，常干旱；夏季炎热，空气湿润，降水集中；秋季云雨较少，以秋高气爽为主要特征；冬季寒冷而干旱，多西北风。1.2 数据介绍气象数据为枣庄市5个国家站点2023年6月120日温度、降水量、日照时数、有效积温日值数据，土壤相对湿度数据为枣庄市11个自动土壤水分站2023年6月120日10 cm、20 cm、30 cm土壤相对湿度日值数据，均来源于枣庄市气象局。1.3 研究方法采用Excel 2019对数据进行统计与分析。结果与分析2.1 温度条件分析2023年枣庄市麦收期间温度要素如图1所示。枣庄市麦收期间平均气温为25.75，较常年（19902010年）偏高0.7，各区（市）均高于常年值。其中，滕州市平均气温最高，为26.45；其次为薛城区，为26.1；台儿庄区平均气温最低，为25.1。市中区距平温度差最大，为1.1；台儿庄区距平温差最小，为0.3。平均气温超过25 的平均日数为17.8 d，其中滕州市为19 d，薛城区、市中区为18 d，峄城区、台儿庄区为17 d。最高温度超过30 的平均日数为15.2 d，滕州市、薛城区、市中区为16 d，峄城区、台儿庄区为14 d。图1枣庄市麦收期间温度条件变化特征2.2 降水条件分析2023年枣庄市麦收期间降水量为27.18 mm（图2），较常年整体偏少17.1 mm。最高值出现在薛城区，累计降水量达33.2 mm，较常年偏少9.1 mm；其次是峄城区，为31.9 mm，较常年偏少18.8 mm；滕州市降水最少，为12 mm，较常年值偏少29.1 mm。麦收期间全市平均降水日数为5.8 d，薛城区降水日数为7 d，市中区、台儿庄区为6 d，滕州市、峄城区为5 d。麦收前期5月2530日枣庄市出现连阴雨天气，其间平均降水量达30.1 mm，平均相对湿度88.4%，为小麦穗上发芽创造了较好的湿润条件。麦收期间6月35日和1720日又出现连阴雨天气，平均相对湿度分别为78.5%和83.5%，表明在小麦成熟期后，虽然整体降水偏少，但在麦收期的特定阶段降水能够促进小麦的颖片扩张和增强代谢活力，在湿度较高的条件下易发芽9-12。图2枣庄市麦收期间降水条件变化特征2.3 日照条件分析2023年枣庄市麦收期间平均日照时数为141.64 h（图3），较常年偏多7.2 h。其中，台儿庄区日照时数最长，为146.1 h，较常年偏多13.4 h；其日数（d）日数（d）降水量（mm）温度（）-109-次是薛城区，为144.2 h，较常年偏多7 h；日照时数最短的是市中区，为136.3 h，较常年偏多10.3 h。日照时数表征了太阳直接照射时间，光照资源将对农作物的生长出芽造成较大的影响13。较多的日照时数可能是导致小麦发芽的气象原因，这与易法栋等14的观点较为相似。小麦的生长进程与太阳日照时数的增加同步，日照时数的增加将较大程度加快小麦的生长发育15。2.4 有效积温条件分析2023年枣庄市麦收期间平均有效积温为515.26（图3），较常年偏高12.56。滕州市有效积温最高，为528.8，较常年偏高18；其次是薛城区，为522.1，较常年偏高16.1；市中区有效积温519.1，较常年偏高22.1。峄城区有效积温503.7，与常年值持平，台儿庄区有效积温最低，为502.6，较常年值偏高6.6。有效积温是植物在某一生长期有效温度之和，在本研究中是与小麦发芽速度之间关系的一种关键指标16。2.5 土壤相对湿度条件分析2023年枣庄市麦收期间空气相对湿度为64.5%，10 cm土壤平均相对湿度维持在53.8%，其中滕州北站土壤相对湿度最大，数据维持在80.3%；枣庄市20 cm土壤平均相对湿度维持在65.0%，其中薛城站土壤相对湿度最大，数据维持在95.8%，最小值出现在枣庄站，为20.6%；30 cm土壤平均相对湿度维持在67.9%，最大值为97.9%，出现在薛城站，最小值为36.9%，出现在滕州西站。枣庄市10 cm土壤重量平均含水率为12.9%，最大值出现在台儿庄站，为20.1%；20 cm土壤重量平均含水率为14.1%，最大值出现在山亭站，为20.5%，最小值出现在枣庄站，为3.5%；30 cm土壤重量平均含水率为15.2%，最大值出现在山亭站，为19.6%，最小值出现在峄城站，为7.8%。土壤湿度和含水量偏高不利于小麦收割。讨论据枣庄市农业部门调查显示，收获期降水显著降低了小麦品种济麦22、烟农19、泰农18的植株个体穗重、穗粒重，收获期降水显著降低了小麦千粒重和产量，雨后收获较雨前收获郑麦1号、粤麦2号和春麦5号的产量分别降低了1.6%、1.1%、1.5%。通过研究发现，温度是导致麦收期小麦发芽的关键因素，小麦发芽的最适温度一般在2025，当温度低于10 或高于35 时，小麦发芽率会显著下降，甚至不能发芽，麦收期间枣庄市平均气温略高于25，小麦穗上发芽需满足水分条件的需求，只有在适宜的水汽条件下小麦子粒才会萌动出芽，当小麦表皮含水量达到一定程度时，温度升高，容易刺激小麦释放生长激素，从而使小麦发芽。当相对湿度过高时，颖片内含水量增多，容易发芽，此现象在峄城、台儿庄地区最为明显。另外，由于收获期降水导致子粒呼吸强度增强，储藏在子粒中的营养物质被部分消耗，最终导致小麦单株的穗重降低，发生了不可逆变形。麦收期间连续的高温、高湿天气对成熟期小麦产生了一定影响，首先高温高湿的天气条件会使小麦颖果吸湿膨胀，从而导致小麦质量下降，麦收期穗上麦中贮藏营养物质被吸水后分解，造成小麦穗发芽发生速度快、子粒重明显下降。水分的渗入会使小麦子粒变软，失去原有的坚硬度和质地；降水提供了适宜的湿度和温度条件，有利于霉菌的生长和繁殖。小麦受湿润环境的影响容易感染霉菌，例如镰刀菌、赭曲霉菌等。这些霉菌会产生有害的毒素，如黄曲霉素，对人类和动物的健康带来风险；大量降水容易造成小麦秆松软，使其容易倒伏，使得机械装备难以顺利进行收割工作。产生机械损害会增加收割损失和成本，降低产量。枣庄市麦收期间日照时数较常年略偏高，据现场观察，同一片麦地中小麦中间穗发芽率略高于顶穗和底穗。结果表明：适当的光资源环境日照时数（h）有效积温（）图3枣庄市麦收期间日照和有效积温条件变化特征-110-2023年第10期总第663期照可以促进小麦发芽，特别是在种子刚开始发芽时，光照对小麦的生长有明显的促进作用，但直射阳光过多对穗上小麦出芽有反促进作用。根据以上气象数据分析，可以得出结论，2023年枣庄市麦收期间的气象条件总体上对小麦穗上出芽情况产生了积极的影响，且中部麦穗出芽率高于顶部和底部麦穗。然而由于不同区域的气象特点存在差异，在小麦出芽方面的表现也有所不同，峄城、台儿庄地区小麦发芽率高于枣庄市其他地区。因此，在农业生产中需要根据具体的区域气象条件进行精细管理，以确保小麦安全收获和存储。结论及建议枣庄市2023年麦收期气象条件满足小麦出芽的气象需求，麦收期前枣庄市出现了连续5 d的阴雨天气，对冬小麦收割造成了高温、高湿的不利影响，影响了麦收期小麦的收割进度，充足的水汽湿度条件容易使小麦子粒变软，增强代谢活力，造成小麦穗发芽发生速度快，从而引起小麦出芽。麦收期内的2次连阴雨天气使小麦子粒重明显下降，小麦质量降低，麦场小麦堆放处理不及时容易产生霉变，且霉变小麦和正常小麦一起存放易造成小麦整体品质不佳，降低麦粒面筋的筋力，影响小麦副产品质量。麦收期小麦发芽主要产生以下影响：一是产量下降。小麦出芽会消耗部分营养物质和能量，从而降低了收获的小麦粒产量。该问题对农民的经济收益造成了直接的损失。二是粮食质量下降，除了影响产量，小麦出芽还会降低收获小麦的质量和品质。发芽的小麦粒含有较高的淀粉酶活性，会导致粮食品质下降，降低糊化温度和黏度，从而影响面粉加工的质量。三是种子质量问题。如果小麦出芽后再进行保存，将会出现种子失去萌发能力和其他质量问题，不仅会给农民带来不必要的经济损失，还会影响到下一季作物的产量和质量。避免麦收期小麦出现霉变和出芽的现象可以采取以下措施：一是及时收割。在降水前尽早收割成熟小麦，以降低水分吸收和麦穗的暴露时间，减少降水对小麦的直接影响，要保证农用机械设备可以正常的田间耕作。二是合理储存。对于已经收割的小麦，应选择干燥通风良好的储存环境，以防止霉菌生长和麦粒吸湿。三是农田排水，提前做好农田排水工作，确保农田排水系统畅通，减少积水对小麦的淹没和浸泡。四是对存储的小麦进行定期检查，确保没有发霉或发芽。一旦发现发霉或发芽的颗粒，立即将其分离出来。要及时清理储存仓库，以防止霉菌或病虫害的传播。参考文献1张健.转1Ax1和1Dx5基因小麦的品质及农艺性状分析D.武汉:华中科技大学,2012.2杜世超.收获期降雨对春小麦穗发芽和产量品质的影响D.大庆:黑龙江八一农垦大学,2021.3吕丽华,董志强,曹洁璇,等.播期、收获期对玉米物质生产及光能利用的调控效应J.华北农学报,2013,28(S1):177-183.4吴忠梁,沈卫青,江银楼,等.不同收割时期对小麦产量及千粒重的影响J.安徽农业科学,2016,44(3):46-47.5左青松,黄海东,曹石,等.不同收获时期对油菜机械收获损失率及籽粒品质的影响J.作物学报,2014,40(4):650-656.6马丽,楚鹏.济宁市气象信息在农业生产中的应用及服务对策J.现代农业科技,2016(19):221-222.7王肖肖.小麦与发芽小麦储藏生理性变质特性研究D.郑州:河南工业大学,2014.8张宁馨.邹城市小麦种植气候条件分析及气象服务措施J.农业与技术,2020,40(1):117-118.9孟艳灵.19602015年晋陕蒙地区农业水热气候条件时空变化研究D.西安:陕西师范大学,2017.10喇永昌,张磊,张晓煜,等.小麦干热风气象灾害研究综述J.农村经济与科技,2017,28(1):7-9.11苏一峰.基于物联网的小麦病虫害动态气象模型和远程诊断方法研究D.北京:中国农业科学院,2016.12刘伟龙.小麦储藏生理性变质的特性研究D.郑州:河南工业大学,2015.13曹丽娟.酒泉市日照时数变化特征及对农业生产的影响分析J.农业灾害研究,2023,13(2):124-126.14易法栋,沈康荣,汪晓春.小麦穗粒发芽的特点及对策J.湖北农业科学,1992(4):1-3.15曹巧莲,孙悦,陈霄健,等.临汾市近40a日照时数变化及其对农业生产的影响J.山西农业科学,2011,39(8):880-882.16贺丹.积温与春小麦群体生长动态、灌浆特性及产量形成关系的研究D.哈尔滨:东北农业大学,2015.（编辑 张顺全）