倒春寒对小麦生长发育及产量形成的分析

温度是影响小麦（Triticum aestivum）生长发育和产量品质形成的重要生态因子之一。当外界温度超过小麦生长发育的适宜范围时，就会对小麦的正常生长产生不利影响。小麦倒春寒（late spring coldness in wheat，LSCW）主要指拔节至孕穗期间遭遇突然降温天气，造成幼穗受伤或死亡，部分小穗不结实甚至全穗不结实，从而导致小麦减产的一种农业气象灾害。此时小麦已完成春化阶段的发育，抗寒能力降低。近年来，受全球气候变化的影响，温室效应加剧，冬、春季气温升高，致使小麦品种向春性化发展，同时也加快了小麦春季生长速度，导致其关键生育期（拔节期-孕穗期-开花期）提前，对春季低温敏感性增加，一旦遭遇倒春寒，很容易发生冻害。此外，全球变暖也会大大增加极端温度事件（高温、低温）发生的频率和强度。在 2001-2021年的21年里，有9年我国小麦的主产区遭受了倒春寒，发生频率高达40%，发生在2005年、2009年、2013年、2015 年、2018年和2020年的倒春寒均对小麦造成了严重危害，其中 2004-2005 年度，黄淮和长江中下游两大麦区发生倒春寒面积达 406.7万hm2，几近绝收面积约达 26.7 万 hm2。因此，倒春寒已经成为限制我国小麦稳产、丰产与优产的主要农业气象灾害之一。

倒春寒多发生在每年的3月下旬至4月上旬，此时小麦正处于幼穗分化的关键时期，组织幼嫩、含水量较多，对低温十分敏感，一般温度降至4℃以下就会造成小穗枯死，结实率下降，在生产上出现“半边穗”、“半截穗”、“哑巴穗”和 “空穗”等现象。倒春寒的发生严重影响了小麦叶片、茎秆、穗部、根系、产量和品质。叶片是小麦进行光合作用的主要器官，叶绿体则是光合作用及最初合成有机物质的细胞器。低温胁迫会改变叶绿体结构，使其膨大变形，且随着胁迫程度的加重，被膜破裂解体，出现基粒囊泡化现象。研究表明，低温会抑制小麦节间伸长，从而降低主茎和分蘖的株高，低温胁迫初期小麦幼茎细胞会出现质壁分离现象，且随着胁迫程度的加重而加重，同时木质部的导管和韧皮部的筛管破裂，严重影响小麦植株养分和水分的运输。因此，倒春寒主要通过阻碍小麦茎秆组织正常发育，使其贮藏的营养物质减少，同时破坏运输系统，减少光合同化产物从“源”向“库”的运输，使营养物质向“库”的分配与积累减少。

国内外对倒春寒危害小麦的评价已有很多，但是也有很多问题有待解决。首先，倒春寒处理方法大不符合大田实际，目前在小麦倒春寒评价中多采用人工气候箱和气候室进行低温胁迫处理，田间自然降温处理偏少。人工模拟倒春寒试验只能处理少量试验材料，且光照强度、空气湿度和CO₂浓度难以接近大田自然条件。此外，大田自然倒春寒灾害发生时间多在2:00-6:00，而且是梯度降温。其次，小麦倒春寒是一个复杂的生物学数量性状，气象学上通常以倒春寒发生前期偏暖程度、后期偏冷程度、持续天数等通过计算将倒春寒划分为轻度、中度、重度3级。农学上则根据单位面积总穗数、单穗受害程度、单位面积相应危害等级的受害穗数等进行灾害等级的划分。在实际生产中，应将气象要素和农艺性状结合在一起综合评价倒春寒灾害。