1 引言

近年来，全球气候变暖趋势显著，对农业生产带来了多方面的影响。气候模型预测，未来高温极端天气事件的频率和强度将继续上升。高温会对作物的生长、产量和品质构成威胁，对农业可持续发展提出了新的挑战。杂粮（如小米、荞麦、燕麦等）在应对气候变化中的作用备受关注，其在生态适应性、抗逆性、营养价值方面具有显著优势，成为维持粮食安全、改善营养结构的重要资源。与传统的主要粮食作物（如水稻、小麦、玉米）相比，杂粮具有较高的抗旱、抗贫瘠性，对土壤和水资源需求较低，因此在农作环境恶劣的地区具有更强的适应能力。此外，杂粮富含膳食纤维、维生素、矿物质等，具有较高的营养价值。尤其在当今人们对健康膳食需求日益增长的背景下，杂粮在全球粮食系统中的地位逐渐提升。因而，保障杂粮生产在应对气候变化中的适应性，对于保障粮食安全、促进健康饮食具有重要意义。

高温胁迫作为气候变化的主要表现之一，对杂粮生产带来诸多不利影响。高温可能在作物生长的各个阶段对其生理过程造成干扰，如降低光合作用效率、破坏酶活性、抑制花粉形成等，导致作物生长受阻、产量下降。同时，高温也会影响土壤水分含量、养分可利用性和土壤微生物活性，对杂粮的水分吸收、根系生长和营养获取带来间接影响。因此，研究高温对杂粮生理和生长的多方面影响，成为提升其适应性的重要任务。

2. 高温对杂粮生产的生理和生长影响

高温胁迫是影响杂粮生产的重要环境因素，它在杂粮生长的各个阶段都会产生显著影响。高温不仅直接影响杂粮的光合作用和蒸腾作用，还对其生长发育、产量和品质带来不利后果。

2.1 高温对杂粮光合作用的影响

光合作用是作物生长的基础，通过捕获光能生成有机物质，为植物的生长发育提供能量和碳源。然而，光合作用对温度非常敏感，高温会通过多种途径抑制杂粮的光合作用效率。叶片温度升高导致气孔关闭，二氧化碳吸收减少，碳固定效率下降。同时，光系统特别是光系统II的破坏、叶绿素含量的降低以及活性氧（ROS）的积累也会对光合作用产生持续性的负面影响。这些机制共同导致杂粮光合效率下降，从而直接影响其生长速率和产量。

2.2. 高温对籽粒灌浆的影响

在籽粒灌浆期，高温胁迫会抑制籽粒的营养积累过程。灌浆期是籽粒快速生长、干物质积累的重要时期，高温会加速籽粒成熟，缩短灌浆时间，从而降低籽粒的大小和质量。高温还会抑制籽粒中碳水化合物和蛋白质的合成，导致最终籽粒重量下降，产量减少。尤其是对于一些对温度敏感的杂粮，如小米和荞麦，高温会显著减少籽粒的灌浆速率，直接影响到最终的产量水平。

2.3 高温对杂粮产量的影响

高温通过抑制光合作用、阻碍生长发育以及缩短灌浆时间，最终导致杂粮产量的降低。高温使得作物在生长期内的干物质积累减少，影响籽粒的形成与发育。高温胁迫下的杂粮作物，往往表现出减产的趋势。尤其在开花和灌浆期遭遇高温胁迫时，产量损失更加明显。

2.4 高温对杂粮品质的影响

除了对产量的影响，高温还会改变杂粮的品质特性。首先，高温会减少籽粒中的淀粉含量，影响籽粒的膨胀性和加工品质。其次，高温还会降低籽粒中的蛋白质含量和必需氨基酸的比例，进而影响杂粮的营养价值。此外，高温胁迫还会影响籽粒中的微量元素含量，如锌、铁等，这对以杂粮为主要膳食来源的地区可能具有更为显著的负面影响。

高温对杂粮生产的生理和生长影响贯穿整个生长周期，从光合作用的抑制到生长发育的障碍，再到产量和品质的下降。

3. 应对高温胁迫的杂粮管理策略

高温胁迫对杂粮生产构成多方面的挑战，涵盖光合作用、根系生长、水分和养分吸收等多个生理过程。针对这些挑战，将详细介绍几项主要的管理策略，包括农艺措施、水分管理、施肥策略的应用等。

3.1 适时播种

通过调整播种时间，尽量避免作物的生长关键阶段（如开花和灌浆期）处于高温季节。适时播种可以使作物错开最炎热的时期，从而减少高温对其生长发育的影响。例如，在温度较低的早春或晚秋进行播种，利用较为温和的气候条件，有助于改善杂粮产量和品质。

3.2 覆盖和中耕

地膜覆盖和中耕可以减少土壤水分蒸发，提高土壤温度的调节能力。地膜覆盖可以减少土壤表层的水分散失，稳定土壤温度，保持根系周围的湿润环境。此外，中耕可以疏松土壤，增强土壤的保水能力，提高根系对水分和养分的吸收效率，从而增强杂粮的抗高温性。

3.3 优化灌溉

高温胁迫期间，合理的灌溉管理至关重要。通过精确控制灌溉的频率和时间，可以在作物最需要水分时提供充足的水源，减少高温对杂粮的影响。例如，在清晨或傍晚进行灌溉，减少水分的蒸发损失，确保作物能够充分吸收水分。合理的灌溉可以缓解高温对植物水分状况的负面影响，稳定作物生长。

3.4 节水灌溉技术

使用滴灌、微喷灌等节水灌溉技术可以减少水分浪费，提高水分利用效率。这些技术通过控制水量直接浸润作物根系周围的土壤，避免了大面积的蒸发损失，同时还可以减少水分供给不均导致的根系受损。节水灌溉技术特别适用于干旱和半干旱地区的杂粮种植，帮助作物在有限的水资源下维持正常的生长发育。

3.5 调整氮肥和钾肥的使用，以及合理施用有机肥

在高温条件下，杂粮对氮肥和钾肥的需求有所增加。氮肥有助于提升作物的光合作用效率和生长速度，而钾肥可以增强植物的水分调节能力和抗逆性。因此，在高温季节适量增加氮肥和钾肥的施用，有助于提高杂粮的抗逆性。然而，过量施肥可能导致肥害，应根据具体土壤状况和作物需求进行科学配方施肥。

有机肥可以改善土壤的保水能力和通气性，增加土壤有机质含量，提高土壤微生物活性。在高温胁迫下，有机肥的应用有助于缓解土壤的温度波动，提供稳定的养分供给，为作物根系提供更好的生长环境。同时，有机肥能够逐步释放养分，延长肥效，提高作物对高温胁迫的抵御能力。

4. 结论与展望

高温胁迫对杂粮生产的各个生理和生长阶段带来了显著的负面影响，涵盖了光合作用效率的降低、生长发育的障碍、产量和品质的下降。高温通过抑制气孔调节、破坏光系统结构、降低碳固定效率、加速土壤水分蒸发和影响土壤养分可利用性，进一步削弱了杂粮的生长和产量。应对这些挑战，需要结合农艺措施、水分管理、合理施肥等多种管理策略，以提高杂粮的抗逆性，确保其产量和品质的稳定。