[00132209]豫东平原小麦晚霜冻害评估及抗灾减灾栽培技术应用

河南省是我国重要粮食产区,其产量和种植面积分别占中国冬小麦产量和种植面积的23.4%和28.3%,位居中国各省首位。因此,河南省冬小麦产量的丰歉直接关系着中国粮食安全。而豫东平原又是河南粮食生产主产区之一,受农业气象灾害的影响,粮食产量波动较大,其中晚霜冻害是危害小麦产量的主要气象灾害之一,对小麦稳产高产带来较大威胁。因此建立有效的评估和预测晚霜冻害发生及程度的预警体系,以及抗灾减灾栽培技术对冬小麦高产稳产有重大意义。目前国内外关于霜冻害的研究仍处于相对较低水平,总体处于摸索阶段。目前制约进一步深入研究晚霜冻害的问题有三个方面：一是通常以冻死茎率和最终产量作为小麦霜冻害发生程度时评价指标,忽略了小麦具有自我恢复补偿能力,以及轻微的霜冻对单株、单穗的影响;二是常用以霜冻害指标为日最低气温。但有研究表明,气象站观测的1.5m高度处气温数值比植株周围环境温度较高,高幅为1.5～3.0℃,因此日最低气温并不是最适宜的晚霜冻害指标。三是小麦生产中缺少防御晚霜冻害的栽培措施。针对这些问题,2012~2018年,在“十二五”农村领域国家科技计划课题《小麦霜冻害防控技术研究》（编号：2012BAD20B0306）,以及现代农业产业技术体系的资助下做了相关研究,积累了大量试验数据材料。主要研究了小麦霜冻害发生规律的研究,霜冻害对冬小麦产量及产量构成的影响,不同前期气象影响因子对冬小麦晚霜冻害的影响规律研究及其原因等等。通过分析试验数据,找到了适宜的晚霜冻害评估指标、晚霜冻害程度评价指标,影响晚霜冻害发生的关键气象因子等等,并找出了防御晚霜冻害的关键技术,同时将本项目的研究成果进行大力推广应用。 主要技术指标：1、提出以草面温度作为晚霜冻害指标。针对国内外普遍采用日最低气温为霜冻害指标,气象站测量的最低气温为离地面1.5m处的气温,与冬小麦植株体周围环境的温度相差较大。针对这个问题,提出了更能够代表小麦周围环境温度的草面温度作为霜冻害评估指标;2、建立霜冻害发生和恢复程度评价指标。通常以冻死茎率和最终产量作为小麦霜冻害发生程度时评价指标,忽略了小麦具有自我恢复补偿能力,以及轻微的霜冻对单株、单穗的影响。本研究首次依据受冻穗的长短对冻害进行分级,构建了残穗指数（DEI）作为总体冻害程度评价指标;3、筛出了两种晚霜冻害特征的决定性气象因子。其一为辐射型冻害特征。前期热量因子较为敏感,冻时天气条件为日较差大,日照时数较大,相对湿度较小,风速较低;其二为混合型霜冻特征。前期水分因子较为敏感。其冻时天气条件有两种,一种为相对湿度偏高,气温日较差和日照时数皆偏低,平均风速偏小;4、发现了田间最低气温出现的时段和位置。普遍认为田间最低气温在作物冠层的1/3处的情况下。本研究通过监测田间不同高度出的气温发现,最低气温总是出现在4/5冠层高度附近,并在2：00-6：00时段,尤以5：00左右发生频率最高,为更精确地监测冬小麦晚霜冻害的发生,最佳防御晚霜冻害的有利时段提供技术支持;5、提出的草面温度为晚霜冻害评估指标,评估了2007-2011年河南省17站的晚霜冻害发生情况。结果显示,晚霜冻害的报对次数和准确率相对于传统气象指标有了明显提高,分别提高了35.5%、9.3%;6、建立了防御晚霜冻害的关键技术。一是在低温来临前对小麦土壤进行中等水量（土壤重量含水量达到18%）以上浇水,可有效降低低温对小麦的冻害,并能促进小麦冬后恢复,降低小麦的产量损失30%以上,在生产上具有一定的指导作用。二是通过对低温处理小麦进行不同灌水时间和灌水量处理,得出最佳灌水时期（冻害发生后4d内）、灌水量（壤含水量达到18%以上）,且越早浇水霜冻对小麦的影响越小。 本研究紧密结合晚霜冻害评估和预警,以及防御晚霜冻害的栽培技术等工作,为小麦稳产高产,以及保障国家粮食安全作好基础性工作。2016-2018年,该项目通过科技下乡、“三区”科技服务、技术讲座等形式进行宣传推广,全市推广应用面积23.6万余亩,新增纯利润5292.69万元。2016和2017年商丘地区小麦未出现明显霜冻害。两年全市累计示范推广抗灾减灾栽培技术12.6万余亩,新增纯利润873.27万元;2018年精确监测评估了2018年4月6-7日发生在商丘地区的晚霜冻害及危害程度,及时指导了当地农民进行灾后恢复处理,全市采取灾后恢复处理的面积达11万亩,挽回经济损失7170.33万元,间接创造纯利润4419.43万元。项目的实施,产生了较大的经济和社会效益,提高晚霜冻害评估准确率,减少农民经济损失,具有重要的推广应用前景。