全 文 ：　 　 倡 科技支撑计划项目 （２００６BAD０４B０８）资助
收稿日期 ：２００５唱０４唱１９ 　 改回日期 ：２００５唱０７唱１２
黄淮麦区冬小麦拔节期的时空变化研究 倡
钟秀丽 　王道龙 　李玉中 　赵 　鹏 　闫旭宇 　孙忠富
（中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 　 １０００８１ 　 北京）
摘 　 要 　 依据黄淮麦区及其周边地区的 ３６ 个农业气象观测站 ２０a 的观察资料 ，分析了影响冬小麦拔节期的主要
因子 ；建立了已拔节概率随时间变化的方程 ，分析其重要参数的地区分布 。 并讨论了造成地区差异的原因和生产
应用上的问题 。
关键词 　 黄淮麦区 　 冬小麦 　 拔节期 　 时空变化
Temporal唱spatial variation of elongating time of wheat in Huang唱Huai wheat production area ．ZHONG Xiu唱Li ，WANG
Dao唱Long ，LI Yu唱Zhong ，ZHAO Peng YAN Xu唱Yu ，SUN Zhong唱Fu（Instiute of Agro唱Environment and Sustainable Devel唱
opment ，Chinese Academy of Agricultural Sciences ，Beijing １０００８１ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（２） ：２２ ～ ２５
Abstract 　 Twenty years data of winter wheat elongating time ，varieties ，vernalization feature ，and average air temperature
of every １０ days in spring ，occurrence and injury of frost ，etc ．were collected from ３６ agro唱meteorological observation sta唱
tions ，which are located in Huang唱Huai wheat production area and its around areas ．With these data ，the main factors that
affect the elongating time of w in ter wheat were analyzed ；the function on accumulative probability with time was estab唱
lished and the variations of some main parameters in this area were also analyzed ．Finally ，the causes for the variation in pa唱
rameters were discussed and the guidance for the practical production was also proposed ．
Key words 　 Huang唱Huai wheat Production area ，Winter wheat ，Elongating time ，Temporal唱spatial variation
（Received April ，１９ ，２００５ ；revised July １２ ，２００５）
冬小麦拔节期是决定每穗小穗数 、单位面积穗数和成穗率的重要时期 ，所以是栽培管理的关键时期［１］ 。
拔节后小麦抗冻力明显减弱 ，遇到足以造成伤害的低温常发生霜冻 ，叶片 、幼穗受害 ，影响产量 ，因此小麦拔
节期是霜冻敏感期［２ ，３］ 。 黄淮麦区是我国小麦主产区 ，是小麦霜冻害的多发地区 。 拔节期的地区差异和年
际变化都很大 。 研究拔节期时空变化规律 ，可以为指导栽培管理和制定霜冻防御对策提供依据 。
1 　 研究方法
研究的数据主要来源为农业气象观测站小麦物候期的系统观测记录 。 为反映当地的一般情况 ，选择适
时播种 、种植当地主栽品种的地段的连续观测记录 。 同时 ，为了揭示拔节期的变化规律 ，并使结果能与周围
地区相衔接 ，选取黄淮麦区及其周边地区具有代表性的 ３６ 个农业气象观测站 ，收集 １９８１ ～ ２０００ 年逐年的小
麦拔节期 、栽培品种及其春化特性 、春季各旬的平均气温和霜冻发生与危害情况资料 ，分析黄淮麦区冬小麦
拔节期的时空变化规律 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 影响拔节期的主要因素
温度 。 日平均气温回升到 ０ ℃ 时冬小麦开始返青 。 为了解返青后温度对拔节期的影响 ，统计历年初春
（多年平均超过 ０ ℃ 的下一旬 ～ 最早拔节期的前一旬）的平均温度 ，与各年拔节期进行回归分析 ，求出二者的
相关系数 R 。 计算结果显示各站的 R 均为负值 ，表明初春温度偏高具有提早拔节的作用 ，反之则推迟拔节 。
R 值比较分析表明 ，各站 R 值的差异很大 ；R 值高的站历年种植的品种变化很小 ，如莱阳站 ２０a中有 １５a种
植烟农 １５ 号 ，R 为 － ０畅７８ ，达极显著水平 ；R 值较高的站一般是历年品种更换较多 ，但春化特性相同 ，如运
城站 ，前后换了 １１ 个品种 ，但都是半冬性的 ，R ＝ － ０畅５３ ，达显著水平 ；R 值低的站往往是品种更换多 ，而且
第 １５ 第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol畅１５ 　 No畅２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
春化特性差异大 ，如安康站更换 １０ 个品种 ，而且有半冬性和春性交替 ，R ＝ － ０畅１３ ，相关不显著 。 可见在研
究初春温度对拔节期的影响时要考虑品种因素 。
品种 。 在播种期相同的条件下 ，不同品种的拔节期往往有明显差异 。 如河南省商丘市 ２００３ 年的品种比
较试验发现 ，春性品种在 ３ 月 １７ 日前后拔节 ，半冬性品种在 ３ 月 ２５ 日前后 ，而强冬性品种在 ４ 月 １１ 日左
右 ，拔节期最大相差 ２５d 。 返青 ～ 拔节期的积温差达 ２９０ ℃ 。 然而 ，同样这几个品种在北京地区种植 ，春性品
种在 ４ 月 ５ 日前后拔节 ，半冬性品种在 ４ 月 ７ 日 ，强冬性品种在 ４ 月 １１ 日 ，拔节期最大相差仅 ６d 。 可见品种
对拔节期的影响随地区而异 ，南部地区影响较大 ，北部地区影响较小 。 商丘北京两地的春季的气候差异很
大 ，春性品种在商丘的拔节期比在北京早 １８ ～ １９d ，半冬性品种早 １３ ～ １５d ，而冬性品种仅早 ０ ～ ２d 。 说明春
性品种在不同地点种植拔节期变化较大 ，而冬性品种则较小 。
生产上种植的选择品种是受农业气候条件制约 ，冬季严寒的地区只有种植冬性品种 ，安全越冬的比率才比
较高 。 反之冬季温暖的地区 ，只有春性品种才能够通过春化阶段而抽穗结实 。 唐山地区越冬期负积温达
－ ３００ ℃左右 ，历年种植冬性品种 。 肥乡的负积温减少到 － ２００ ℃ 左右 ，有些年份种植冬性品种 ，另一些年份种
植半冬性品种 。 濮阳的负积温减少到 － １００ ℃ 左右 ，多数年份种植半冬性品种 ，少数年份种植春性品种 。 兴化
的负积温是零 ，历年都种植春性品种 。即一个地方种植的品种可以很多 ，但都具有相近的与当地气候条件相适
宜的春化特性 。 故在一个地区生产上观察到的品种拔节期的差异小于品种比较试验中观察到的差异 。
播期 。 分期播种试验证明 ，晚播能推迟拔节 。 但拔节期的推迟小于播期的推迟 。 小麦适播期内晚播
１０d ，在北京地区拔节期只能推迟 ０ ～ ２d ，在商丘则推迟 ３ ～ ５d 。 在黄淮麦区 ，既可种植半冬性品种 ，又可种植
春性品种 ，可供选用的品种很多 。 前茬作物收获很早的年份 ，如果播种春性品种 ，则拔节期必将明显提早 ，
遭受霜冻害的危险性增大 ，所以通常改用偏冬性品种 ，以推迟拔节期 ，避免霜害 。 在晚播的年份 ，则多种植
偏春性品种 ，避免拔节期推迟太多而加大灌浆期遭受高温 、干热风的风险 。 这种人为的调整使得播种期对
拔节期的影响变小 。
2畅2 　 平均拔节期的地
　 　 区分布
由于每年种植的品
种 、温度 、播期不同 ，同
一观测站点不同年份的
拔节期早晚不同 ，两年
拔节期相同的情况很少
出现 。 故采用多年拔节
期的平均值反映当地拔
节的一般日期 。 根据
２０a的资料 ，３６ 个站的
平均拔节期见表 １ 。 从
表 １ 可以看出温度和种
植品种相近的站的平均
拔节期相近 ，如阜阳和
南阳的温度相近 ，且均
是多数年份种植春性品
种 ，少数年份种植半冬
性品种 ，两地平均拔节
期相差很小 。 种植品种
相近 ，温度条件不同 ，则
拔节期随温度而变 ，如
信阳 、徐州 、商丘和濮阳
都是多数年份种植半冬
性品种 ，少数年份种植
表 1 　 部分站点的平均拔节期
Tab畅１ 　 Average elongating time of winter wheat in some counties
站点
Agro唱meteorological
平均拔节期
（日／月）
标准差
St andard
种植品种
Variet ies
observation st atio ns Averag e elon唱
g ating t ime
（day／month）
erro rs 多数年份
In most
years
少数年份
In a f ew
years
个别年份
In several
years
合肥 ２０畅４／０３ １０畅７ 春性 半冬性
阜阳 ２０畅８／０３ ８畅４ 春性 半冬性
凤阳 ２６畅６／０３ １３畅２ 半冬性 春性
信阳 ２２畅５／０３ １３畅８ 半冬性 春性
南阳 ２０畅５／０３ ６畅３ 春性 半冬性
驻马店 ２３畅２／０３ ９畅０ 半冬性 春性
郑州 ２３畅９／０３ ８畅４ 半冬性 春性 冬性
商丘 ２８畅９／０３ ５畅７ 半冬性 春性
新乡 ３０畅３／０３ ８畅２ 半冬性 春性
濮阳 １畅０／０４ ６畅８ 半冬性 春性
兴化 １９畅３／０３ ９畅１ 春性
徐州 ２４畅１／０３ １０畅６ 半冬性 春性
滨海 ２７畅５／０３ ７畅８ 半冬性 春性
菏泽 １畅０／０４ ７畅８ 半冬性 冬性
临沂 ８畅０／０４ ４畅４ 冬性 半冬性
泰安 ８畅３／０４ ５畅０ 冬性 半冬性
栾城 ９畅５／０４ ４畅０ 冬性 半冬性
肥乡 ８畅９／０４ ２畅６ 半冬性 冬性
黄骅 １９畅７／０４ ３畅６ 冬性 半冬性
临汾 １１畅５／０４ ４畅６ 冬性 半冬性
太谷 ２０畅２／０４ ７畅１ 冬性 半冬性
万荣 ８畅８／０４ ４畅０ 冬性
第 ２期 钟秀丽等 ：黄淮麦区冬小麦拔节期的时空变化研究 ２３　
春性品种 ，但是温度条件不同 ，信阳最暖 ，小麦在冬季仍能生长 ，后 ３ 个站的温度按顺序逐步降低 ，返青期分
别为 １ 月中旬 、１ 月下旬和 ２ 月上旬 ，拔节期也依序推迟 。 种植的品种和温度都差异很大 ，则平均拔节期差
异也会很大 。 如合肥 、菏泽和黄骅 ，多数年份种植的品种分别为春性 、半冬性和冬性 ，合肥温暖 ，小麦在冬季
不停止生长 ，菏泽和黄骅的返青期分别在 １ 月下旬和 ２ 月中旬 ，因此菏泽的拔节期比合肥推迟 １１畅６d ，黄骅
比菏泽推迟 １８畅７d 。
如上所述 ，温度条件是决定种植品种的重要因素 。 平均拔节期又主要决定于品种和温度条件 ，所以拔
节期的地区分布与温度的地区分布相似 。 平均拔节期南北差异大 ，东西差异小 。 南部温暖 ，多数年份种植
春性品种 ，返青 ～ 拔节需要的积温少 ，拔节期在 ３ 月 ２１ 日以前 。 中部地区温度较低 ，多数年份种植半冬性品
种 ，１ 月中 、下旬返青 ，拔节期在 ３ 月 ２２ 日 ～ ４ 月 ５ 日 。 北部地区气候寒冷 ，多数年份种植冬性品种 ，２ 月上
旬后返青 ，返青 ～ 拔节需要的积温较多 ，拔节期在 ４ 月 ６ 日 ～ ４ 月 ２０ 日 。 由合肥到黄骅约 ７５０km ，拔节期相
差约 ３０d 。 东西方向上平均拔节期的差异也可以用温度和种植品种来解释 。 临汾 、新乡 、菏泽和临沂 ４ 个站
纬度相近 ，临汾在太行山以西 ，海拔高 ，温度低 ，多数年份种植冬性品种 ，拔节期很晚 ；新乡和菏泽在太行山
以东下沉气流形成的较高气温区内 ，多数年份种植半冬性品种 ，拔节期较早 ；临沂温度较低 ，多数年份种植
冬性品种 ，拔节期较晚 。 因此等拔节期线在太行山以东向北突出 ，在山西和近太平洋向南弯曲 。 临汾到临
沂相距约 ６９０km ，拔节期最大差仅 １２d 。
2畅3 　 拔节期变化的时间趋势
各站拔节期的年际变化较大 ，最早和最晚的差值 １０ ～ ５０d 。 对各站拔节期与年份进行回归分析表明 ，有
表 2 　 部分站点的 K 值及有关参数
T ab畅２ 　 The K value and some relevant parameters calculated f rom data provided by different
agro唱meteorological observation stations
组别
G roup
No ．
站 　 点
Agro唱meteorolo gical
observation st ations
K a R２ 进入拔节期的
日序
Greg orian day
o f elongat ing
１ 信阳 ０畅１２０５ ５畅４６ ０畅９６ ５７
１ 驻马店 ０畅１９０９ １０畅７２ ０畅７６ ６１
１ 郑州 ０畅２２３９ １３畅８０ ０畅９３ ６９
１ 濮阳 ０畅２６６９ １７畅２０ ０畅９７ ７５
１ 肥乡 ０畅５５４３ ５０畅２７ ０畅９４ ９３
１ 栾城 ０畅５３９９ ４８畅７５ ０畅９５ ９３
２ 合肥 ０畅１３００ ５畅０７ ０畅９４ ５２
２ 凤阳 ０畅１１４４ ４畅８０ ０畅７９ ５５
２ 徐州 ０畅１４７６ ７畅５７ ０畅９３ ６５
２ 泰安 ０畅３４６２ １９畅８３ ０畅９２ ９２
２ 黄骅 ０畅４５７８ ４５畅１９ ０畅９５ １０１
２ 唐山 ０畅４１５７ ４５畅９６ ０畅９２ １０４
３ 滨海 ０畅２３８０ １７畅６１ ０畅８７ ７４
３ 淮阴 ０畅１２６６ ５畅９６ ０畅８６ ６５
３ 宿州 ０畅２４３０ １５畅９８ ０畅９３ ７５
３ 商丘 ０畅３１５９ ２２畅８０ ０畅９１ ７７
３ 卢氏 ０畅２０６９ １４畅５６ ０畅９１ ７８
３ 商县 ０畅３２２７ ２６畅７２ ０畅９９ ８８
４ 临沂 ０畅３９１５ ３３畅５４ ０畅９７ ９１
４ 菏泽 ０畅２２５８ １８畅０２ ０畅９２ ８４
４ 新乡 ０畅２１６８ １４畅５６ ０畅７６ ７５
４ 运城 ０畅３３２７ ２５畅７１ ０畅９８ ８２
４ 万荣 ０畅４６７６ ４１畅３１ ０畅９１ ９２
４ 临汾 ０畅３９８８ ３５畅４２ ０畅９８ ９２
１４ 个站的相关系数达
到显著或极显著水平 ，
且为负值 ，说明 ３９ ％ 的
站点这 ２０a里拔节期有
可信的提早趋势 ，平均
提早 速 率 为 ０畅８d／a 。
这些站点多数分布在
华北平原的黄河以北
和渭河平原 。 相关系
数不显著的有 ２２ 个站 ，
其中 １８ 个站为负值 ，４
个 站 为 正 值 。 说 明
６１ ％ 的站这 ２０a里拔节
期没有可信的提早趋
势 。 这些站点分布在
淮河平原和秦岭到豫
西山地附近 。
2畅4 　拔节期的概率分布
分析各站 ２０a 的资
料可以看出拔节很早的
情况出现概率很小 ；随时
间推移 ，概率逐渐增大 ，
到平均拔节期前后达到
最大 ；之后又逐渐减小 。
以商县为例 ，３月 ２８ ～ ３０
日这一时段进入拔节期
的概率仅为 ５ ％ ；随后逐
渐增大 ，到 ４月 ６ ～ ８日达
２４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
３０ ％ ；之后又逐渐下降 ，到 ４ 月 １５ ～ １７ 日仅为 ５ ％ 。 概率随时间的变化呈偏态分布 。 如果某日出现严重低
温 ，那么这一天之前已经拔节的小麦可能遭受霜害 ，该日之前各时段进入拔节期的概率之总和为拔节概率 。
严重低温出现时已拔节概率越大可能造成的损失越重 。 各站已拔节概率随时间的变化曲线都是前期缓慢
增大 、中期迅速增大 、之后增长逐渐减慢的 S 型 。 用 Logistic方程拟合实测数据 ：
P ＝ １００
１ ＋ ９９ e－ （ k d ＋ a） （１）
式中 ，d 代表日序 ，P 为第 d 日的已拔节概率 。 k 和 a 是回归系数 。 用上述方程拟合各站点的资料 ，得出相
应的相关系数 R 和回归系数 。 结果表明除驻马店和新乡各站点 R２ 均在 ０畅８４ 以上 ，达到极显著水平 。 各站
的 k值差异很大 ，小的只有 ０畅１ ，大的达 ０畅５ 。 凤阳的 k值只有 ０畅１１４４ ，已拔节概率 P 随日序 d 增大很慢 ，由
５ ％ 到 １００ ％ 用了 ５１d ；郑州 k值为 ０畅２２３９ ，P由 ５ ％ 到 １００ ％ 用了 ２９d ；运城 k值为 ０畅３３２７ ，增加同样的概率
用了 １９d ；肥乡 k值为 ０畅５５４３ ，P由 ５ ％ 达到 １００ ％ 只用 １１d 。 可见 k 值决定已拔节概率随时间增大的速率 ，
是一个重要的参数 。 表 ２ 列出部分站点的 k值及有关参数 。 第 １ 、２ 组分别列出 １１４°E 和 １１８°E 附近几个站
的数据 ，可以看出 k值由南向北逐渐增大 ，第 １ 组栾城 、肥乡一带最大 、信阳 、驻马店最小 ，第 ２ 组的唐山 、黄
骅一带最大 ，凤阳 、合肥最小 ；序列 ３ 、４ 分别列出 ３４°N 和 ４１°N 附近几个站的数据 ，序列 ３ 的 k 值由东向西
是波动的 ，没有明显的趋势 ，序列 ４ 有先波动后增大的趋势 ，在运城 、临汾盆地 k 值最大 。
3 　 小结与讨论
本试验表明造成平均拔节期地区差异的主要原因是温度 。 冬季温度决定种植品种的春化特性 ，而春性
品种拔节较早 ，冬性则较晚 。 春季温度高低对拔节期有明显影响 。 平均拔节期的地区分布与温度的地区分
布相似 ，取决于纬度 、海拔高度 、离海岸远近和地形地势［４ ，５］等因素 。 ２０a来全球气候明显变暖 ，但是黄淮麦
区 ６１ ％ 的站点拔节期的逐年变化没有显著的提早趋势 。 分析其原因 ，一是这些站点初春温度没有变暖趋
势 ，或者虽有变暖趋势但变暖速率很小 ；二是品种变化很大 ，甚至有春性和半冬性的反复更换 。
k值决定已拔节概率随时间增大的速率 ，其大小与品种和温度有关 。 寒冷地区种植的冬性品种冬前不
进入幼穗分化阶段 ，拔节早晚取决于返青到拔节期的温度 。 拔节期年际变化小 ，已拔节概率在 ２０d左右的时
间内由 ０ 增大到 １００ ，k 值较大 。 温暖地区种植的春性品种 ，播种后一个月就进入幼穗分化期［６］ ，此时期到
拔节期时间长达 １００d左右 ，各个时段的温度变化都影响拔节期的早晚 ，拔节期变化大 ，k 值较小 。 太行山东
麓到运城 、临汾盆地的 k值相对较高 ，是因为气流由黄土高原 、太行山沿坡下沉增温［７ ，８］ ，初春温度升得快 ，
拔节期变化较小所致 。
灌拔节水是许多地方重要的增产措施 ，拔节期的地区分布可以为制定合理的调水配水计划提供参考 。
拔节后霜冻害是生产上的一个问题 ，躲避和抗御是两个主要的防霜途径 。 有些地方历年的拔节期比较集中
（ k值较大） ，通过调整品种 、播期和采用镇压等措施 ，使拔节期推迟 ，从而大大减轻遭霜害的危险 。 这类地区
可采用以躲避为主的途径 。 另一些地方历年的拔节期早晚差异很大（ k值较小） ，躲避措施对减轻霜害风险
的作用比较小 ，应该采取以抗为主的途径 ，如种植抗霜力强的品种 ，喷洒抗霜制剂等［９］ 。 因此 k 值可以为制
定防御对策提供依据 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 金善宝 ．中国小麦学 ．北京 ：中国农业出版社 ，１９９６ ，６００ ～ ６１６
２ 　 华东农业研究所 ，安徽省人民政府农业厅淮北小麦工作组 ．安徽宿县地区 １９５４ 年 ４ 月 ２０ 日小麦春霜冻害调查 ．华东农业科学通报 ，
１９５４ （９） ：１ ～ １５
３ 　 卜慕华等 ．１９５３ ～ １９５４ 年山西省小麦春霜冻害的调查研究 ．北京 ：财经出版社 ，１９５７
４ 　 张家诚 ，林之光 ．中国气候 ．上海 ：上海科学技术出版社 ，１９８５
５ 　 江爱良 ．橡胶树北移的几十个农业气象问题 ．农业气象 ，１９８３ ，４（１） ：９ ～ ２１
６ 　 河南省农业科学院 ．河南省小麦栽培学 ．郑州 ：河南科学技术出版社 ，１９８８ ．８９ ～ １０２
７ 　 顾庭敏 ．华北平原气候 ．北京 ：气象出版社 ，１９９１ ，２５ ～ ３８
８ 　 钱林清 ，郑炎谋 ，郭慕萍 ，等 ．山西气候 ．北京 ：气象出版社 ，１９９１ ．４３ ～ ８３
９ 　 钟秀丽 ．近 ２０ 年来霜冻害的发生与防御研究进展 ．中国农业气象 ，２００３ ，２４（１） ：４ ～ ６
第 ２期 钟秀丽等 ：黄淮麦区冬小麦拔节期的时空变化研究 ２５