全 文 ：田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响∗
张　 凯１，２∗∗　 王润元１　 王鹤龄１　 赵　 鸿１　 赵福年１　 阳伏林１　 雷　 俊３
（ １中国气象局兰州干旱气象研究所 ／中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室 ／甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验
室， 兰州 ７３００２０； ２中国科学院寒区旱区环境与工程研究所， 兰州 ７３００００； ３甘肃省定西市气象局， 甘肃定西 ７４３０００）
摘　 要　 在中国气象局兰州干旱气象研究所定西气象和生态环境试验站，利用开放式红外增
温系统设置增加 ０ ℃（对照）、１ ℃、２ ℃３个温度梯度，模拟田间增温对春小麦生长发育、产量
及产量构成因素的影响．结果表明： 冠层温度增加 １～２ ℃，春小麦的全生育期比对照缩短 ７～
１１ ｄ．生育前期增温使株高增高，叶面积指数增大；从拔节期开始增温使株高和叶面积指数降
低，且增温 ２ ℃处理的效应大于增温 １ ℃处理．温度升高导致叶绿素含量降低，尤其是灌浆后
期到乳熟期．增温 １ ～ ２ ℃，产量较对照降低 ２５．４％ ～４５．５％，主要是由于穗粒数和穗粒质量显
著减少．增温处理明显降低了春小麦田间土壤贮水量，０～１００ ｃｍ土壤贮水消耗量随温度的增
加呈逐渐增加趋势，而在 １００ ｃｍ以下深层土壤变化趋势不明显．
关键词　 增温； 春小麦； 生长发育； 产量； 土壤贮水消耗量
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０９－２６８１－０８　 中图分类号　 Ｓ１６２．５　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｉｎ
ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａ． ＺＨＡＮＧ Ｋａｉ１，２， ＷＡＮＧ Ｒｕｎ⁃ｙｕａｎ１， ＷＡＮＧ Ｈｅ⁃ｌｉｎｇ１， ＺＨＡＯ Ｈｏｎｇ１， ＺＨＡＯ Ｆｕ⁃
ｎｉａｎ１， ＹＡＮＧ Ｆｕ⁃ｌｉｎ１， ＬＥＩ Ｊｕｎ３ （ １Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｋｅｙ Ｏｐｅｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｒｉｄ
Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ／ Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｒｉｄ Ｃｌｉｍａｔｉｃ Ｃｈａｎｇｉｎｇ
ａｎｄ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｄｉｓａｓｔｅｒ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｉｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ， Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ， Ｌａｎｚｈｏｕ
７３００２０， Ｃｈｉｎａ； ２Ｃｏｌｄ ａｎｄ Ａｒｉｄ Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００， Ｃｈｉｎａ； ３ Ｄｉｎｇｘｉ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ， Ｄｉｎｇｘｉ ７４３０００，
Ｇａｎｓｕ， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（９）： ２６８１－２６８８．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｆｉｅｌｄ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ⁃ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉ⁃
ｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ （０， １ ａｎｄ ２ ℃） ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ
ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ａｔ ｔｈｅ Ｄｉｎｇｘｉ Ａｒｉｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｉｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｗａｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｂｙ ７－１１ ｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １－２ ℃ ．
Ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｅａｒｌｙ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ， ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｆｔｅｒ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｔｈｅ
ｊｏｉｎｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ， ａｎｄ ｗａｒｍｉｎｇ ２ ℃ ｈａｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈａｎ ｗａｒｍｉｎｇ １ ℃ ． Ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎｄｕｃｅｄ
ａｎ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｒｏｍ ｌａｔｅ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｔｏ ｍｉｌｋ ｒｉｐｅ ｓｔａｇｅ．
Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ １－２ ℃ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄ ｂｙ
２５．４％－４５．５％， ｍａｉｎｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｇｒａｉｎｓ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｍａｓｓ ｐｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ．
Ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ０－１００ ｃｍ ｓｏｉｌ ｈｏｒｉｚｏｎｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ
ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ １００－１６０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｈｏｒｉｚｏｎｓ ｗａｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗａｒｍｉｎｇ； ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ； ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ； ｙｉｅｌｄ； ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ
ａｍｏｕｎｔ．
∗国家公益性行业（气象）科研专项（ＧＹＨＹ２０１１０６０２９）、国家自然科
学基金项目（４１３０５１３４，４１２７５１１８）、国家重点基础研究发展计划项目
（２０１２ＣＢ９５５３０４）和干旱气象科学研究基金项目（ＩＡＭ２０１２０６）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌａｎｚｈｏｕｚｈｋ＠ １６３．ｃｏｍ
２０１４⁃１２⁃０５收稿，２０１５⁃０５⁃０７接受．
　 　 气候变暖已经成为一个不争的事实［１］，ＩＰＣＣ 第 四次评估报告显示，２０世纪全球地表年平均气温上
升了 ０．５６ ～ ０．９２ ℃，预计在 ２１ 世纪内仍可能上升
１􀆰 ４～ ５．８ ℃ ［２］ ．近 ５０ 年我国地表平均气温上升了
１􀆰 １ ℃，高于全球同期平均增温幅度［３］，预计到 ２０５０
年将再增加 １． ２ ～ ２． ０ ℃，至 ２１００ 年增幅将达到
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ９月　 第 ２６卷　 第 ９期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｓｅｐ． ２０１５， ２６（９）： ２６８１－２６８８
２．２～４􀆰 ２ ℃ ［４］ ．气候变暖已对全球粮食和食品安全
构成了空前的威胁［５－６］，研究增温对作物的影响对
未来粮食生产具有重要意义．目前，关于未来气候变
暖对作物生产的可能影响研究多采用模型分析方法
进行评估和预测［７－１０］ ．虽然增温是气候变暖的最基
本特征，但针对增温影响的试验研究相对较少，以往
开展的增温影响试验大都是在封闭或半封闭式设施
（开顶式气室）中进行的，为了克服封闭式试验设施
的不足，使增温效果更能接近自然气候变暖的特征，
开放式红外增温装置（ ｆｒｅｅ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓ⁃
ｉｎｇ， ＦＡＴＩ）逐渐被用于增温影响试验．目前国内开放
式增温系统在大田作物上的应用还处于起步阶
段［１１］ ．
春小麦是世界上广泛种植的粮食作物，也是我
国干旱半干旱地区最主要的粮食作物之一．在我国，
２０１２年春小麦播种面积达 １５７ × １０４ ｈｍ２，产量约
６２８×１０４ ｔ［１２］，而西北干旱半干旱区春小麦生产量占
到全国春小麦生产总量的 ５０％以上，占有十分重要
的地位．气候变暖必然深刻影响未来半干旱雨养农
业区的春小麦生产．因此，开展增温试验研究有助于
揭示气候变暖对该地区春小麦生产影响的机理．目
前，针对半干旱区，尤其是陇中黄土高原半干旱区春
小麦在田间条件下的全生育期增温试验研究不多．因
此，本文采用大田红外线辐射器增温法，通过增温模
拟试验，研究增温对半干旱区春小麦生长发育及产量
的影响，旨在探索未来气温升高对该地区春小麦生产
的影响，并为作物模型评估预测提供科学参考．
１　 研究区域与研究方法
１􀆰 １　 试验基地及平台
试验于 ２０１２年在大田红外线辐射器技术平台
上进行．该平台 ２０１１年建于中国气象局兰州干旱气
象研究所定西半干旱气象与生态环境试验基地（图
１）．该基地位于甘肃省中部，属典型黄土高原半干旱
气候区，地处 １０４°３７′ Ｅ，３５°３５′ Ｎ，海拔 １８９６．７ ｍ，年
均气温 ６．７ ℃，年均降雨量 ３８６ ｍｍ，且分布不均匀，
主要集中在 ６—８ 月．年太阳总辐射量为 ５９２３􀆰 ８
ＭＪ·ｍ－２，年日照时数 ２４３３ ｈ，无霜期平均为 １４０ ｄ．
供试土壤为黄绵土，肥力中等，土壤 ｐＨ ７．８，有机质
含量 １１０．７ ｇ·ｋｇ－１，有效氮、总氮含量分别为 ５１􀆰 １
ｍｇ·ｋｇ－１和 ０．８４ ｇ·ｋｇ－１，有效磷、总磷含量分别为
１４􀆰 １２ ｍｇ·ｋｇ－１和 １．２４ ｇ·ｋｇ－１［１３］ ．
大田红外线辐射器增温平台由 ４ 部分组成，包
括远红外加热部分、动力部分、控制部分和温度监测
图 １　 试验地点
Ｆｉｇ．１　 Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ．
部分．远红外加热部分由额定功率为 １５００ Ｗ的远红
外加热黑体管（长 １．８ ｍ、直径 １．８ ｃｍ，购自江苏天
德特种光源有限公司）、铁制支架和白色不锈钢反
射罩（长 ２ ｍ、宽 ０．２ ｍ）３部分组成．远红外加热黑体
管架设在铁制支架上面，即在春小麦冠层的上方，架
设方向与春小麦行向平行，高度随春小麦的生长而
改变．动力部分为 ３８０ Ｖ 的交流电．控制部分由微电
脑时控开关准时、自动控制，根据需要分为全天、白
天（７：００—１９：００）和夜间（１９：００ 至翌日 ７：００）进行
供电．温度监测部分由温度传感器（ＺＤＲ⁃４１，杭州泽
大仪器有限公司，测量精度为±０．１ ℃）组成，实时自
动记录春小麦冠层的温度数据．
１􀆰 ２　 试验设计
供试春小麦品种为‘定西 ２４ 号’，叶色灰绿，叶
片狭长，茎秆细而有弹性，生育期约 １２０ ｄ，为当地常
种品种．播种日期为 ２０１２ 年 ４ 月 １ 日，小区面积
２ ｍ×２ ｍ，行距 ０．１５ ｍ，下籽量为 ２２５ ｋｇ·ｈｍ－２，密
度为 ６４５ 株·ｍ－２ ．播种时施用农家肥（牛粪） ５．６×
１０４ ｋｇ·ｈｍ－２、磷酸二铵 ２２８ ｋｇ·ｈｍ－２和尿素 １３８
ｋｇ·ｈｍ－２作基肥．
根据对未来温度升高预测的结果，设计温度升
高 ０ （ＣＫ）、１、２ ℃，在春小麦生长期 （出苗⁃成熟
期），选择白天（７：００—１９：００）供电增温．试验设 ３个
重复，为了消除地力差异，采用随机排列方式．
１􀆰 ３　 测定项目与方法
自动观测空气温湿度、土壤温度；播种前和成熟
后测土壤 ０～１８０ ｃｍ 土层土壤含水量，播种后⁃成熟
前，每个生育期测土壤 ０～１００ ｃｍ 土层土壤含水量，
２０ ｃｍ为一层，用土钻取土，然后用烘干法测定；按
照《农业气象观测规范》 ［１４］观测不同处理春小麦生
育期，记录春小麦播种、出苗、拔节、开花、孕穗、抽
穗、灌浆、成熟的日期，以及三叶期、拔节期、开花期、
２８６２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
孕穗期、抽穗期、灌浆期的生育时期天数；春小麦生
长期间观测的生长指标包括株高、叶面积指数、叶绿
素含量．株高采用田间直接测量法，叶面积指数测定
采用 ＬＡＩ⁃２０００，叶绿素相对含量采用 ＳＰＡＤ⁃５０２ 叶
绿素计在旗叶中部测定．春小麦成熟后，按照《农业
气象观测规范》 ［１４］测定春小麦的产量结构．选取 ２０
株小麦穗，观测穗粒数，重复 ５ 次，取平均值．试验小
区采取人工方式收割小麦，实打实收，观测产量．对
每个试验小区收获的小麦籽粒随机取样，用电子天
平测定千粒重，重复 ５次，取平均值．
１􀆰 ４　 数据处理
采用 Ｅｘｃｅｌ ２００３软件对数据进行统计分析，利
用 ＳＰＳＳ １８． ０ 软件的单因素方差分析法（ ｏｎｅ⁃ｗａｙ
ＡＮＯＶＡ）和最小显著差数法（ＬＳＤ）进行方差分析和
差异显著性检验（α ＝ ０．０５）．图表中数据为平均值±
标准差．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 增温对春小麦田间温湿度的影响
在春小麦的整个生育期，增温 １ ℃和 ２ ℃的试
验小区白天（７：００—１９：００）增温时段内日平均温度
比对照小区温度分别高 １．２５ ℃和 １．９ ℃，日平均湿
度比对照小区分别低 ５．２％和 ６．０％（图 ２）．从图 ３可
以看出，在 １０ ｃｍ土深处，增温 １ ℃和 ２ ℃的试验小
区的日平均土壤温度比对照小区高 ０．５８ ℃和 １．２２
℃，增温 ２ ℃试验小区的日平均土壤温度比增温 １
℃试验小区高 ０．６３ ℃；在 ２０ ｃｍ 土深处，增温 １ ℃
和 ２ ℃的试验小区的日平均土壤温度比对照小区高
０．５５ ℃和 １．３８ ℃，增温 ２．０ ℃试验小区的日平均土
壤温度比增温 １ ℃试验小区高 ０．８３ ℃ ．
２􀆰 ２　 增温对春小麦生育进程的影响
温度对春小麦生育期有着明显的调节作用．温
度增加，春小麦发育加快，生育期提前，全生育期明
显缩短（表 １），对照小区春小麦的全生育期为 １２０
ｄ；温度增加 １ ℃后，春小麦的全生育期为 １１３ ｄ，比
对照缩短 ７ ｄ；温度增加 ２ ℃后，春小麦的全生育期
为 １０９ ｄ，比对照缩短 １１ ｄ．与对照相比，温度增加 １
℃时，出苗⁃拔节期、拔节⁃抽穗期、抽穗⁃开花期、开
花⁃乳熟期、乳熟⁃成熟期分别缩短了 ３、１、１、１、１ ｄ；
温度增加 ２ ℃时，出苗⁃拔节期、拔节⁃抽穗期、抽穗⁃
开花期、开花⁃乳熟期、乳熟⁃成熟期分别缩短了 ５、２、
２、１、１ ｄ．各生育阶段持续天数相差最大的是出苗⁃拔
节期．
２􀆰 ３　 增温对春小麦形态指标的影响
温度增加对春小麦株高有明显的抑制作用．在
三叶期，由于大气温度较低，随着温度增加，春小麦
图 ２　 春小麦生育期不同增温处理白天（７：００—１９：００）的平均温、湿度及其差值
Ｆｉｇ．２　 Ａｖｅｒａｇｅ ｄａｙｔｉｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａｉｒ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ
ｗｈｅａｔ．
＋０ ℃： 对照 Ｃｏｎｔｒｏｌ； ＋１ ℃： 增温 １ ℃ Ｗａｒｍｉｎｇ １ ℃； ＋２ ℃： 增温 ２ ℃ Ｗａｒｍｉｎｇ ２ ℃； ＋２ ℃－＋０ ℃： 增温 ２ ℃与增温 ０ ℃的温差 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｗａｒｍｉｎｇ ２ ℃ ａｎｄ ｗａｒｍｉｎｇ ０ ℃； ＋１ ℃－＋０ ℃： 增温 １ ℃与增温 ０ ℃的温差 Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｗａｒｍｉｎｇ １ ℃ ａｎｄ ｗａｒｍｉｎｇ ０ ℃ ．
＋０ ℃－＋１ ℃： 增温 ０ ℃与增温 １ ℃的相对湿度差 Ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｗａｒｍｉｎｇ ０ ℃ ａｎｄ ｗａｒｍｉｎｇ １ ℃； ＋０ ℃－＋２ ℃： 增温 ０ ℃与增温 ２ ℃的
相对湿度差 Ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｗａｒｍｉｎｇ ０ ℃ ａｎｄ ｗａｒｍｉｎｇ ２ ℃ ．下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
３８６２９期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张　 凯等： 田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响　 　 　 　 　 　
表 １　 不同增温处理下春小麦的生育期
Ｔａｂｌｅ １　 Ｇｒｏｗｔｈ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
生育期
Ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ
生育阶段 Ｇｒｏｗｔｈ ｓｔａｇｅ
＋０ ℃ ＋１ ℃ ＋２ ℃
播后天数 Ｄａｙｓ ａｆｔｅｒ ｓｏｗｉｎｇ
＋０ ℃ ＋１ ℃ ＋２ ℃
出苗期 Ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ ０４⁃２４ ０４⁃２４ ０４⁃２４ ２３ ２３ ２３
拔节期 Ｊｏｉｎｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ ０５⁃２７ ０５⁃２４ ０５⁃２２ ５２ ４９ ４７
抽穗期 Ｈｅａｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ ０６⁃１７ ０６⁃１３ ０６⁃１０ ７７ ７３ ７０
开花期 Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ ０６⁃２３ ０６⁃１８ ０６⁃１４ ８３ ７８ ７４
乳熟期 Ｍｉｌｋ ｒｉｐｅ ｓｔａｇｅ ０７⁃１６ ０７⁃１０ ０７⁃０６ １０６ １００ ９６
成熟期 Ｍａｔｕｒｉｔｙ ｓｔａｇｅ ０７⁃３０ ０７⁃２３ ０７⁃１９ １２０ １１３ １０９
ＣＫ： 对照 Ｃｏｎｔｒｏｌ； ＋１ ℃： 增温 １ ℃Ｗａｒｍｉｎｇ １ ℃； ＋２ ℃： 增温 ２ ℃Ｗａｒｍｉｎｇ ２ ℃ ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
生长加速，株高增高，从拔节期开始，随着增温的升
高，春小麦株高降低，不同生育期降幅不同（图 ４）．
增温 １ ℃和 ２ ℃处理下春小麦拔节期株高与对照相
比，分别降低 ２．６％和 ５．８％，抽穗期分别降低 ５．０％
和 １０．９％，开花期分别降低 ４．４％和 ９．８％，灌浆期分
别降低 ５． ７％和 １２． ４％，乳熟期分别降低 ６􀆰 ７％和
１３􀆰 ６％，成熟期分别降低 ５．８％和 １３．０％．
　 　 在三叶期，大气温度较低，随温度增加，春小麦
生长加速，叶面积指数增高，从拔节期开始，随着增
温的升高，春小麦叶面积指数降低，不同生育期降幅
不同（图 ４）．增温 １ ℃和 ２ ℃处理下春小麦叶面积
指数与对照相比，拔节期分别降低 １４．５％和 ２１．９％，
抽穗期分别降低 １５．５％和 ２６．２％，开花期分别降低
１３．３％和 ２３．９％，灌浆期分别降低 ４１．９％和 ４７．４％，
乳熟期分别降低 ４７．４％和 ５０．０％，成熟期分别降低
２．３％和 ６．９％．
温度升高导致春小麦叶绿素含量降低，不同生
图 ３　 春小麦生育期不同增温处理下土壤温度的变化
Ｆｉｇ．３　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ａｖｅｒａｇｅ ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒ⁃
ｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｇｒｏｗｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ．
育期降幅不同（图 ４）．增温 １ ℃和 ２ ℃处理春小麦
叶绿素含量与对照相比，孕穗期分别降低 ７．９％和
１３．２％，抽穗期分别降低 ５．０％和 １３．７％，灌浆期分别
降低１２􀆰 ５％和２６􀆰 ３％，乳熟期分别降低３０􀆰 ５％和
图 ４　 不同增温处理下春小麦株高、叶面积指数和叶绿素含
量的变化
Ｆｉｇ．４ 　 Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ， ｌｅａｆ ａｒｅａ ｉｎｄｅｘ， ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．
Ａ： 三叶期 Ｔｒｅｆｏｉｌ ｓｔａｇｅ； Ｂ： 拔节期 Ｊｏｉｎｔｉｎｇ ｓｔａｇｅ； Ｃ： 孕穗期 Ｂｏｏｔｉｎｇ
ｓｔａｇｅ； Ｄ： 抽穗期 Ｈｅａｄｉｎｇ ｓｔａｇｅ； Ｅ： 开花期 Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｓｔａｇｅ； Ｆ： 灌浆
期 Ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ； Ｇ： 乳熟期 Ｍｉｌｋ ｒｉｐｅ ｓｔａｇｅ； Ｈ： 成熟期 Ｍａｔｕｒｉｔｙ
ｓｔａｇｅ． 不同小写字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ
ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同
Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
４８６２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ２　 不同增温处理春小麦产量构成因素及穗部性状
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ｐａｎｉｃｌｅ ｔｒａｉｔｓ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
有效穗数
Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
ｐａｎｉｃｌｅｓ
（ｐｌａｎｔ·ｍ－２）
穗粒数
Ｇｒａｉｎｓ
ｐｅｒ
ｐａｎｉｃｌｅ
千粒重
１０００⁃
ｇｒａｉｎ
ｍａｓｓ
（ｇ）
小穗数
Ｓｐｉｋｅｌｅｔ
ｎｕｍｂｅｒ
无效
小穗数
Ｓｔｅｒｉｌｅ
ｓｐｉｋｅｌｅｔ
ｎｕｍｂｅｒ
不孕率
Ｓｐｉｋｅｌｅｔ
ｓｔｅｒｉｌｉｔｙ
ｒａｔｅ
（％）
穗粒质量
Ｇｒａｉｎ ｍａｓｓ
ｐｅｒ ｐａｎｉｃｌｅ
（ｇ）
穗长
Ｌｅｎｇｔｈ
ｏｆ ｐａｎｉｃｌｅ
（ｃｍ）
穗质量
Ｐａｎｉｃｌｅ
ｍａｓｓ
（ｇ）
株成穗数
Ｐａｎｉｃｌｅ
ｎｕｍｂｅｒ
ｐｅｒ ｐｌａｎｔ
茎秆质量
Ｓｔｅｍ
ｍａｓｓ
（ｇ·ｍ－２）
籽粒与
茎秆比
Ｒａｔｉｏ ｏｆ
ｇｒａｉｎ
ａｎｄ ｓｔｒａｗ
实际产量
Ａｃｔｕａｌ
ｙｉｅｌｄ
（ｇ·ｍ－２）
＋０ ℃ ４１８．１５±
２．１０ａ
２４．６０±
０．６７ａ
４０．６２±
１．２８ａ
１２．１５±
０．７３ａ
０．８３±
０．０４ａ
６．９±
０．２ａ
１．００±
０．０９ａ
１３．７±
０．８０ａ
１．４２±
０．０４ａ
０．９１±
０．０３ａ
４９５．２１±
５．２４ａ
０．８４±
０．０３ａ
１８９．８１±
８．６８ａ
＋１ ℃ ４０４．０２±
６．３８ａｂ
２１．７０±
０．９１ｂ
３２．５９±
１．６９ｂ
１１．０９±
０．８１ａｂ
１．１２±
０．１１ｂ
１０．０±
０．６ｂ
０．７１±
０．０５ｂ
１２．８９±
０．２２ａｂ
１．０７±
０．０７ｂ
０．８９±
０．０２ａ
４２０．５８±
４．９５ｂ
０．６８±
０．０４ｂ
１４１．６８±
６．９１ｂ
＋２ ℃ ３８９．４３±
８．６４ｂ
１９．０３±
１．０３ｃ
２８．１９±
１．２１ｃ
９．５６±
０．６２ｂ
１．９９±
０．１８ｂ
２０．８±
０．７ｃ
０．５４±
０．０５ｃ
１１．９５±
０．７１ｂ
０．８２±
０．０５ｃ
０．８６±
０．０２ａ
３５２．０１±
６．６４ｃ
０．５９±
０．０２ｃ
１０３．４６±
８．２３ｃ
不同小写字母表示处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
６２􀆰 ９％．灌浆后期⁃乳熟期，随增温升高，叶绿素含量
降幅更大，说明在高温条件下，春小麦衰老过程中旗
叶叶绿素的降低速度加快，旗叶功能期缩短，对提高
春小麦产量不利．
２􀆰 ４　 增温对春小麦产量构成因素及穗部性状的影响
从表 ２可以看出，当温度分别增加 １ ℃和 ２ ℃
时，产量较对照分别降低 ２５．４％和 ４５．５％．由表 ３ 可
知，区组间差异不显著，处理间差异显著，表明温度
增加是影响产量的主要因素．
温度增加对春小麦产量的单位面积有效穗数、
每穗粒数和千粒重三构成因素有明显影响．随着温
度增加，单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重呈降低
趋势．当温度增加 １ ℃和 ２ ℃时，单位面积有效穗数
比对照分别降低 ３． ４％、６． ９％，每穗粒数分别降低
１１．８％、２２．６％，千粒重分别降低 １９．８％、３０．６％．增温
处理对每穗粒数和千粒重的影响显著，所以增温处
理使春小麦显著减产主要是穗粒数和穗粒质量显著
减少．
随着温度的增加，小穗数、穗粒质量、穗长、穗质
量、株成穗数呈降低趋势，无效小穗数以及不孕率呈
上升趋势．当温度分别增加 １ ℃和 ２ ℃时，小穗数
比对照分别降低８．７％、２１．３％，穗粒质量分别降低
表 ３　 春小麦产量不同增温试验方差分析
Ｔａｂｌｅ ３ 　 Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ ｗｈｅａｔ ｙｉｅｌｄｓ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
变异来源
Ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ
平方和
Ｓｕｍ ｏｆ
ｓｑｕａｒｅｓ
自由度
ｄｆ
均方
Ｍｅａｎ
ｓｑｕａｒｅ
Ｆ值
Ｆ
ｖａｌｕｅ
区组间 Ａｍｏｎｇ ｇｒｏｕｐｓ ０．０００３７１ ２ ０．０００１８６ ３．４０４
处理间 Ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ０．０９８３２０ ２ ０．０４９１６０ ９０２．０１８∗∗
误差 Ｅｒｒｏｒ ０．０００１０９ ４ ０．００００２７
总变异 Ｔｏｔａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ０．０９８８００ ８ ０．０１２３５０
∗∗Ｐ＜０．０１．
２９􀆰 ２％、４６􀆰 ３％，穗长比对照分别降低了 ５􀆰 ９％、
１２􀆰 ８％，穗质量分别降低 ２４．９％、４２．６％，株成穗数分
别降低 ２．１％、５．５％，无效小穗数分别上升 ３３．９％、
１３８．１％．增温处理对穗粒质量、穗质量和籽粒与茎秆
比的影响显著．
２􀆰 ５　 增温对土壤贮水消耗量的影响
从图 ５可以看出，在增温 ０ ℃、１ ℃和 ２ ℃情况
下，春小麦 ０ ～ １００ ｃｍ 土壤贮水量随生育进程呈逐
渐降低的趋势．在春小麦整个生育期，土壤贮水量为
对照＞增温 １ ℃＞增温 ２ ℃，土壤贮水量平均值增温
１ ℃和增温 ２ ℃分别比对照降低 ８．１％和 ２０􀆰 ２％，表
明增温处理能够明显降低春小麦田间土壤贮水量，
增加农田总蒸散量．
图 ５　 春小麦生育期不同增温处理下土壤贮水量及其消耗量的变化
Ｆｉｇ．５　 Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｒｍｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｇｒｏｗｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｓｐｒｉｎｇ
ｗｈｅａｔ．
５８６２９期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张　 凯等： 田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响　 　 　 　 　 　
　 　 不同深度土层耗水量变化总体趋势是由表层到
深层逐渐减少，表明春小麦对深层土壤水分的利用
较少．春小麦 ０ ～ １６０ ｃｍ 土层土壤贮水消耗量在 ０ ～
１００ ｃｍ土层随温度的增加呈逐渐增加的趋势，而在
１００ ｃｍ以下深层土壤变化趋势不明显．整个生育期，
在 ０～１００ ｃｍ土层，增温 ０、１ 和 ２ ℃土壤贮水消耗
量分别为 ９８．６０、１２３．７３、１３３．７６ ｍｍ．与对照相比，增
温 １ ℃、２ ℃的土壤贮水消耗量分别增加 ２５．５％和
３５．７％．
３　 讨　 　 论
３􀆰 １　 开放式增温系统的增温效果
国际上大量增温系统的设计和野外试验结果表
明，红外线辐射器能够模拟全球变暖情形中增强的
向下的红外线辐射，可以同时影响显热、潜热和土壤
热通量［１５－１７］，能更真实地表现未来气候变化气温升
高的特征．因此，开放式红外增温被认为是模拟气候
变暖的有效工具．国内外很多学者将其应用到自然
生态系统来研究气候变暖对自然生态系统的结构、
冠层蒸腾、光合作用等的影响．如 ｖａｎ Ｐｅｅｒ 等［１８］应
用开放式红外增温平台研究了多年生牧草的丰富度
对遭受极端高温草地的恢复所起的作用；Ｗａｎ 等［１９］
研究了全球变暖对高草普列利群落碳过程的直接和
间接影响；Ｇｒａａｅ 等［２０］研究了短期高温对北极地区
物种增加的影响；国内应用开放式红外增温平台研
究了增温对冬小麦［２１–２３］、水稻［２４–２６］、玉米［２７］的影
响．本文采用开放式红外增温试验，对半干旱区春小
麦对温度增加的响应进行了研究，发现各小区的增
温幅度基本能达到设计水平，增温效果较好．
３􀆰 ２　 开放式增温对春小麦生长发育的影响
气候变暖对农作物生长最直接的影响是物候期
的改变．许多研究认为，温度升高将缩短作物的生育
期．如邓振镛等［２８］、张强等［２９］对历史气候资料和作
物资料统计分析表明，温度上升条件下西北地区春
小麦全生育期缩短 １ ～ ２ ｄ，冬小麦全生育期缩短
４～９ ｄ，气温变暖对春小麦生长发育的影响不如冬
小麦明显；张宇等［３０］、Ｓａｄｒａｓ等［３１］通过 ＡＰＳＩＭ 模型
和 ＣＥＲＥＳ⁃Ｗｈｅａｔ 模型也证实，随着气候变暖，冬小
麦发育进程加快，生育期将缩短；通过模拟增温试
验，耿婷等［３２］研究认为，增温处理使冬小麦生育期
缩短 ２～６ ｄ， 主要缩短了播种⁃抽穗期间的天数，而
灌浆期延长．谭凯炎等［２３］认为，增温 ２ ～ ２．５ ℃使华
北地区冬小麦生育期缩短 １０ ～ １４ ｄ，导致越冬期缩
短，冬后物候期前移，而营养生长时间增加．本研究
表明，模拟增温 １ ～ ２ ℃，半干旱区春小麦全生育期
缩短 ７～１１ ｄ，主要是缩短了出苗期⁃拔节期间的天
数，在变化趋势上与前人研究结果相似，但在量值上
有所差异．
株高是影响作物产量的一个重要因素［３３］ ．作物
的株高既受遗传基因的影响，也受环境因素的影响，
尤其环境因素对株高的影响较大．本研究表明，白天
增温 １、２ ℃，春小麦株高降低了 ５．８％和 １３．０％．房世
波等［２２］研究认为，夜间温度升高造成了冬小麦生育
期缩短，使得株高降低．而田云录等［２１］研究显示，无
论白天增温还是夜间增温或全天增温都提高了株
高．造成差异的原因可能是研究区域的特殊性以及
所采用的研究手段与供试作物不同．
作物叶面积在很大程度上决定了冠层对光的利
用能力和生长速率，从而影响作物生物量和产
量［３４］ ．作物的叶面积也同样受遗传基因和环境因素
的共同影响，环境因素中除水、氮因素外，温度对叶
面积的影响作用最大．本研究发现，在生育前期，大
气温度较低，随着温度增高，春小麦叶面积指数增
加；从拔节期开始，随着温度升高，叶面积指数则降
低．而田云录等［２１］ 发现，在冠层温度平均增加
０．９～１．７ ℃、水分状况没有明显改变的条件下，开花
期冬小麦的旗叶面积和总绿叶面积都显著提高．这
与本研究结果相反，可能与试验地所处的环境背景
以及作物不同有关．
３􀆰 ３　 开放式增温对春小麦产量的影响
气候变暖使农业生产的不稳定性增加，作物产
量波动性加大．多数研究者认为，温度升高将对作物
产量起到负面效应，温度过高使得作物受到高温胁
迫的影响，光合作用受到阻碍，抑制了光合产物的形
成和输送，甚至中断或停止作物的正常生长过
程［３５］，导致产量降低．温度也是影响作物籽粒灌浆
的主要因子之一，作物籽粒灌浆期的长短主要取决
于温度，温度升高加快了灌浆进程、缩短了灌浆时
间，从而造成粒重下降［３６］，产量减少． Ｓｔｏｎｅ 等［３７］研
究表明，如果在小麦籽粒灌浆前期经历 １０ ｄ ３５ ℃
以上的高温胁迫，其穗粒数、粒质量和产量都会显著
降低．房世波等［２２］利用红外辐射器模拟起身到成熟
期夜间增温对冬小麦生长和产量的影响，结果表明
夜间冠层增温 ２．５ ℃导致冬小麦无效穗数显著增
加，小穗数、穗粒数和千粒重显著减小，冬小麦减产
达 ２６．６％．本研究认为，当温度增加 １ ～ ２ ℃时，春小
麦产量较对照降低了 ２５．４％ ～ ４５．５％．可见，气温升
高特别是灌浆结实期的增温能导致小麦产量明显降
６８６２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
低，但是在不同增温情景和增温幅度下，小麦受影响
的程度有所差异．
３􀆰 ４　 增温对土壤水分的影响
土壤水分是地表水文过程的一个综合指标［３８］，
与气候变化相互作用且密不可分，是对气候变化反
应较为敏感的环境因子之一［３９］ ．在影响土壤水分的
环境因子中，降水和蒸发是 ２个最主要的因素，而蒸
发与温度高低有关，温度升高会导致蒸发量过高，土
壤有效水分减少， 进一步加剧干旱发生的程度［１７］，
作物受到的干旱胁迫更为严重，引起作物产量的降
低．近年来，许多研究［４０－４１］主要采用长序列气象资
料和土壤水分资料对气候变暖背景下农田生态系统
的土壤水分变化规律进行了研究．通过模拟增温试
验，肖国举等［４２］研究认为，宁夏引黄灌区冬季增温
０．５～２．５ ℃与未增温比较，土壤含水率减少，尤其是
０～２０ ｃｍ层减少 ０．２％ ～ ３．９％；田云录等［１１］研究认
为，耕层土壤水分含量在 ３ 种增温（全天、白天和夜
间增温）情境下均略有下降，降幅为 ０．７％ ～１．４％．而
本研究认为，增温 １和 ２ ℃与对照相比，春小麦生长
季 ０ ～ １００ ｃｍ 土壤贮水量分别降低了 ８􀆰 １％和
２０􀆰 ２％，降幅相对还是比较大，可能与该地区作物生
长季降水量较少有关．这也是本研究增温条件下的
产量明显低于对照的一个原因．
本文仅研究了增温单因子对春小麦的直接影
响，没有综合考虑气候变化对春小麦带来的其他改
变（如 ＣＯ２浓度、降水）和增温导致的间接影响（如
病虫灾害等）．此外，在研究过程中仅采用了 １ 年的
试验资料，只得到一个初步结果，为了更深入认识增
温对春小麦的影响及其机制，还需要开展进一步的
试验．
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ｍａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ｇｒａｓｓｌａｎｄ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ
ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｈｅａｔ ｅｘｔｒｅｍｅｓ： Ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ ｒｉｃｈｎｅｓｓ．
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ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｃａｒｂｏｎ
ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｉｎ ａ ｔａｌｌｇｒａｓｓ ｐｒａｉｒｉｅ． Ｇｌｏｂａｌ Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ
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［２０］　 Ｇｒａａｅ ＢＪ， Ｅｊｒｎæｓ Ｒ， Ｍａｒｃｈａｎｄ ＦＬ， ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ
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７８６２９期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 张　 凯等： 田间增温对半干旱区春小麦生长发育和产量的影响　 　 　 　 　 　
ｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ Ａｒｃｔｉｃ． Ｐｏｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２００９， ３２： １１１７ －
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（邓艾兴）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ ｕｎｄｅｒ ｆｒｅｅ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２０１１， ２２
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［２２］　 Ｆａｎｇ Ｓ⁃Ｂ （房世波）， Ｔａｎ Ｋ⁃Ｙ （谭凯炎）， Ｒｅｎ Ｓ⁃Ｘ
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ｈｉｇｈｅｒ ｎｉｇｈｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ． Ｓｃｉ⁃
ｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ （中国农业科学）， ２０１０， ４３
（１５）： ３２５１－３２５８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２３］　 Ｔａｎ Ｋ⁃Ｙ （谭凯炎）， Ｆａｎｇ Ｓ⁃Ｂ （房世波）， Ｒｅｎ Ｓ⁃Ｘ
（任三学）． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ
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Ｓｉｎｉｃａ （气象学报）， ２０１２， ７０（４）： ９０２－９０８ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
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（田云录）， ｅｔ ａｌ． Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｆｒｅｅ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ （ ＦＡＴＩ） ｆｏｒ ｆｉｅｌｄ ｎｉｇｈｔｔｉｍｅ ｗａｒｍｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉ⁃
ｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｒｉｃｅ⁃ｗｈｅａｔ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ａｃｔａ
Ａｇｒｏｎｏｍｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （作物学报）， ２０１０， ３６（４）： ６２０－
６２８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２５］　 Ｄｏｎｇ Ｗ⁃Ｊ （董文军）， Ｄｅｎｇ Ａ⁃Ｘ （邓艾兴）， Ｚｈａｎｇ Ｂ
（张　 彬）， ｅｔ ａｌ． Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｕｒｎａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ
ｒｉｃｅ ｗｉｔｈ ｆｒｅｅ ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ （ＦＡＴＩ） ｆａｃｉｌｉｔｙ．
Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （生态学报）， ２０１１， ３１ （ ８）：
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［２６］　 Ｚｈａｎｇ Ｘ （张　 鑫）， Ｃｈｅｎ Ｊ （陈　 金）， Ｊｉａｎｇ Ｙ （江　
瑜）， ｅｔ ａｌ． Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｎｉｇｈｔｔｉｍｅ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｒｉｃｅ ｇｒｏｗｔｈ
ｓｔａｇｅ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｌｅａｄｉｎｇ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎ ｄｉｆ⁃
ｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄｓ ｉｎ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２０１４， ２５
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［２７］ 　 Ｌｉｕ Ｄ （刘 　 丹）， Ｚｈａｎｇ Ｊ⁃Ｈ （张佳华）， Ｍｅｎｇ Ｆ⁃Ｃ
（孟凡超）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ
ａｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ
ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｍａｉｚｅ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
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Ｓｉｎｉｃａ （生态学报）， ２００８， ２８（８）： ３７６０－ ３７６８ （ ｉｎ
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［２９］　 Ｚｈａｎｇ Ｑ （张　 强）， Ｄｅｎｇ Ｚ⁃Ｙ （邓振镛）， Ｚｈａｏ Ｙ⁃Ｄ
（赵映东）． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｇｌｏｂｅ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｏ
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（生态学报）， ２００８， ２８（３）： １２１０－１２１８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３０］　 Ｚｈａｎｇ Ｙ （张　 宇）， Ｗａｎｇ Ｓ⁃Ｌ （王石立）， Ｗａｎｇ Ｆ⁃Ｔ
（王馥棠）． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｅ
ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ （应用气象学报 ），
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ｔｕｒｅｓ ｒｉｓｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｒｅｎｄｓ： Ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ｔｉｍｅ ｔｏ ｆｌｏｗ⁃
ｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｍａｔｕｒｉｔｙ ｉｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ ａｎｄ Ａｒｇｅｎｔｉｎａ． Ｆｉｅｌｄ
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卫建）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｌｌ⁃ｄａｙ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ， ｄｅ⁃
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｂｒｅｄ ｉｎ ｄｉｆ⁃
ｆｅｒｅｎｔ ｐｅｒｉｏｄｓ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用
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ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ｃｒｏｐｓ ｐｏｔａｔｏ ａｎｄ ｗｈｅａｔ． Ｆｉｅｌｄ Ｃｒｏｐｓ Ｒｅ⁃
ｓｅａｒｃｈ， ２００１， ７２： １１９－１４２
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ｃｈａｎｇｅ ｆｏｒ ｃｒｏｐ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｃｒｏｐ Ｓｃｉ⁃
ｅｎｃｅ， ２００２， ４２： １３１－１４０
［３６］ 　 Ｆｉｔｔｅｒ ＡＨ， Ｆｉｔｔｅｒ ＲＳＲ， Ｈａｒｒｉｓ ＩＴＢ． Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅ⁃
ｔｗｅｅｎ ｆｉｒｓｔ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｄａｔｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｌｏｒａ ｏｆ
ａ ｌｏｃａｌｉｔｙ ｉｎ ｃｅｎｔｒａｌ Ｅｎｇｌａｎｄ． Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｅｃｏｌｏｇｙ， １９９５，
９： ５５－６０
［３７］ 　 Ｓｔｏｎｅ ＰＪ， Ｎｉｃｏｌａｓ ＭＥ． Ｗｈｅａｔ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｖａｒｙ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ
ｔｈｅｉｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ
ｐｏｓｔ⁃ａｎｔｈｅｓｉｓ ｈｅａｔ ｓｔｒｅｓｓ． Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎｔ
Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ， １９９４， ２１： ８８７－９００
［３８］　 Ｂａｉ Ｊ⁃Ｙ （柏晶瑜）， Ｓｈｉ Ｘ⁃Ｙ （施小英）， Ｙｕ Ｓ⁃Ｑ （于
淑秋）． Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ ｅａｓｔｅｒｎ
ｐａｒｔ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （气象科技）， ２００３， ３１（４）： ２２６－２２９ （ ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３９］　 Ｙａｎｇ Ｘ⁃Ｌ （杨小利）． Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ Ｌｏｎｇｄｏｎｇ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ．
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄｅｓｅｒｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ （中国沙漠）， ２００９， ２９（２）：
３０５－３１１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４０］ 　 Ｐｕ Ｊ⁃Ｙ （蒲金涌）， Ｙａｏ Ｘ⁃Ｙ （姚小英）， Ｄｅｎｇ Ｚ⁃Ｙ
（邓振镛）， ｅｔ ａｌ． Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｈａｎｇｅ ｏｎ ｓｏｉｌ ｗａ⁃
ｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ， Ｇａｎｓｕ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ （土壤通报）， ２００６， ３７（６）： １０８６－１０９０
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４１］　 Ｃｈｅｎｇ Ｓ⁃Ｊ （程善俊）， Ｇｕａｎ Ｘ⁃Ｄ （管晓丹）， Ｈｕａｎｇ Ｊ⁃
Ｐ （黄建平）， ｅｔ ａｌ． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ
ｔｏ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＬＤＡＳ ｄａｔａ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｒｉｄ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ （干
旱气象）， ２０１３， ３１（４）： ６４１－６４９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４２］　 Ｘｉａｏ Ｇ⁃Ｊ （肖国举）， Ｚｈａｎｇ Ｑ （张　 强）， Ｌｉ Ｙ （李　
裕）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗａｒｍｉｎｇ ｏｎ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ
ｓａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎ． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉ⁃
ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （农业工程学报）， ２０１１， ２７（８）：
４６－５１ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介 　 张 　 凯，男，１９７６ 年生，博士研究生，副研究员．
主要从事干旱气候变化与应用气象研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌａｎｚｈｏｕｚｈｋ
＠ １６３．ｃｏｍ
责任编辑　 孙　 菊
８８６２ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷