霧霾天氣對(duì)農(nóng)作物的影響因素研究

呂孟雨+李曉煜+董福雙+周碩

摘要：指出了近年來(lái)我國(guó)霧霾天氣頻發(fā)，河北省尤其嚴(yán)重，霧霾對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響也日趨嚴(yán)重。針對(duì)霧霾天氣對(duì)作物產(chǎn)量、質(zhì)量和病蟲(chóng)害的影響進(jìn)行了分析，探討了解霧霾對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的危害，提出了應(yīng)加強(qiáng)對(duì)治理霧霾的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：霧霾；農(nóng)作物；影響

中圖分類(lèi)號(hào)：S42

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）21-0043-02

1 引言

近年來(lái)我國(guó)京津冀、華東等地區(qū)霧霾天氣頻發(fā)，并有逐年嚴(yán)重的傾向，霧霾不僅對(duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重危害，對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育也帶來(lái)許多不利影響，因此對(duì)霧霾的研究已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視。霧霾對(duì)農(nóng)作物的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面，空氣中較大的細(xì)顆粒物濃度影響植株的呼吸作用；另一方面，霧霾天氣時(shí)，光照條件差，進(jìn)而影響植物的光合作用，導(dǎo)致減產(chǎn)[1]。同時(shí)，霧霾也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物生育期的延遲、病害多發(fā)，以及農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降等許多問(wèn)題。通過(guò)分析霧霾對(duì)農(nóng)作物的影響因素，在完全根治霧霾以前，可以幫助我們采取必要的技術(shù)措施和手段，減輕霧霾天氣對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響。

2 霧霾的定義

2.1 霧、霾氣象學(xué)定義

根據(jù)氣象學(xué)定義，霧是浮游在空氣中的大量微小水滴或冰晶，形成條件要具備較高的水汽飽和因素；而霾是大量極細(xì)微的干氣溶膠粒子等均勻地浮游在空中，使水平能見(jiàn)度小于10 km的空氣混濁現(xiàn)象[2]。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項(xiàng)是霧霾的主要組成成分，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的主要因素。

2.2 細(xì)顆粒物（PM2.5）與霧霾的關(guān)系

細(xì)顆粒物（PM2.5）是空氣中直徑小于或等于2.5 μm的固體顆?；蛞旱蔚目偡Q(chēng)[2]。根據(jù)《2010年灰霾試點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告》，灰霾天中的PM2.5明顯高于平時(shí)，PM2.5是灰霾天氣能見(jiàn)度降低的主要原因。如今，PM2.5濃度與大氣能見(jiàn)度、相對(duì)濕度等氣象要素并列為霾預(yù)警分級(jí)的重要指標(biāo)[2]。這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)的載體。細(xì)顆粒物（PM2.5）的增加是導(dǎo)致霧霾形成的重要因素，霧霾對(duì)作物的多種影響因素在很大程度上緣于細(xì)顆粒物（PM2.5）。

3 霧霾對(duì)農(nóng)作物的影響

3.1 霧霾對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響

霧霾天氣污染物顆粒懸浮于空氣中，吸收、反射了太陽(yáng)輻射達(dá)到地面的部分光照和熱量，通過(guò)對(duì)光的遮擋、降低空氣的流動(dòng)性、顆粒物的增加以及有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物的生理狀態(tài)產(chǎn)生不良影響，影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，使作物產(chǎn)量下降。霧霾主要通過(guò)如下幾個(gè)方面影響農(nóng)作物產(chǎn)量。

3.1.1 霧霾對(duì)作物光合作用的影響

農(nóng)作物的光合作用是作物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的物質(zhì)和能量的重要來(lái)源，光合作用的強(qiáng)弱會(huì)直接影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和作物產(chǎn)量的形成。在霧霾天氣時(shí)，空氣的流動(dòng)性較差，通過(guò)顆粒物對(duì)光的遮擋和吸收造成光照強(qiáng)度的降低，同時(shí)，污染物濃度增加導(dǎo)致了能見(jiàn)度的降低，太陽(yáng)直接照射的時(shí)間減少，因此日照時(shí)數(shù)減少，溫度也會(huì)因?yàn)楣庹諒?qiáng)度的降低而隨之下降。其光照時(shí)間一般會(huì)縮短3～4 h，嚴(yán)重的可達(dá)6～8 h，使光合作用的效能顯著下降[3]。光照強(qiáng)度的降低直接影響農(nóng)作物的光合作用強(qiáng)度，霧霾的形成大多數(shù)是在氣溫較低的季節(jié)，在這樣的季節(jié)由于霧霾的原因使溫度進(jìn)一步降低，也會(huì)影響到許多農(nóng)作物光合作用的正常進(jìn)行，使光合作用強(qiáng)度進(jìn)一步降低。其結(jié)果是霧霾通過(guò)影響農(nóng)作物的光合作用，使農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分和能量得不到充分滿(mǎn)足，從而影響其正常的生長(zhǎng)和發(fā)育，最終影響到作物產(chǎn)量的形成。

3.1.2 霧霾對(duì)作物呼吸作用的影響

在霧霾天氣發(fā)生時(shí)，由于空氣中細(xì)微顆粒物濃度過(guò)大和空氣流通不暢，大量的固體顆粒、液滴和有害的氣體，通過(guò)氣孔被農(nóng)作物吸收進(jìn)入體內(nèi)，導(dǎo)致二氧化碳和氧氣的比例失調(diào)，有害氣體吸入過(guò)多，從而在影響作物光合作用的同時(shí)對(duì)作物的呼吸作用也會(huì)造成不利影響，對(duì)作物的正常新陳代謝產(chǎn)生干擾，危害農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重的可以使葉片發(fā)黃，萎蔫甚至死亡。

3.1.3 霧霾對(duì)作物生長(zhǎng)的其它影響

受霧霾天氣的影響，葉色變淺、植株莖桿變細(xì)、葉莖嫩，出現(xiàn)不同程度徒長(zhǎng)；花開(kāi)的整齊度差，謝花早。霧霾天氣使蔬菜作物根系的須根減少，蔬菜的長(zhǎng)勢(shì)減弱。此外，由于霧霾天氣發(fā)生時(shí)，菜農(nóng)為了保持設(shè)施內(nèi)的溫度，不揭簾子或草苫，間接導(dǎo)致設(shè)施蔬菜不能及時(shí)通風(fēng)換氣，二氧化碳濃度持續(xù)降低，棚內(nèi)有害氣體無(wú)法排除，影響植株長(zhǎng)勢(shì)，不利于植物光合作用[2]。作物通過(guò)氣孔吸收的有害氣體對(duì)作物往往造成傷害，有害氣體可以降低作物的抗性，給作物生長(zhǎng)帶來(lái)不利影響。小麥作為我國(guó)重要的越冬糧食作物，其苗期正是霧霾天氣多發(fā)季節(jié)，對(duì)于小麥形成壯苗和安全越冬極為不利，對(duì)越冬后的小麥生長(zhǎng)發(fā)育和保證一定數(shù)量的畝穗數(shù)產(chǎn)生不良影響，通過(guò)影響小麥產(chǎn)量形成要素而導(dǎo)致減產(chǎn)。

3.2 霧霾對(duì)農(nóng)作物質(zhì)量的影響

由于霧霾導(dǎo)致農(nóng)作物的光合作用降低以及溫差減小均不利于作物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，由于作物的光合產(chǎn)物減少使?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)下降，特別是糖分減少，還會(huì)影響到食用品質(zhì)的下降。例如霧霾天氣嚴(yán)重時(shí)，草莓長(zhǎng)勢(shì)弱、不開(kāi)花，已經(jīng)開(kāi)花的不長(zhǎng)果，已經(jīng)長(zhǎng)好的果實(shí)，不變紅，已經(jīng)變紅的果實(shí)口感也不甜，嚴(yán)重影響了草莓品質(zhì)[2]。溫室內(nèi)的茄果類(lèi)的蔬菜品種，也會(huì)由于霧霾而影響到其品質(zhì)的下降和食用價(jià)值的降低，甚至由于有害物質(zhì)的殘留而對(duì)人體造成危害。作為北方冬季食用的主要蔬菜品種——大白菜，由于為露天栽培，生長(zhǎng)季節(jié)的中后期處于霧霾多發(fā)的時(shí)段，對(duì)它的產(chǎn)量形成和質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生不良影響。霧霾對(duì)光照強(qiáng)度的降低和光照時(shí)間的縮短及溫度的降低，對(duì)許多果實(shí)的著色十分不利，甚至出現(xiàn)畸形果，在影響其食用品質(zhì)的情況下對(duì)果實(shí)的外觀(guān)品質(zhì)也造成不利影響，導(dǎo)致降低其經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 霧霾對(duì)作物病蟲(chóng)害的影響

霧霾天氣極易誘發(fā)蔬菜病蟲(chóng)害的暴發(fā)和流行，嚴(yán)重影響蔬菜生產(chǎn)。由于霧霾天寡照低溫，溫室不能進(jìn)行放風(fēng)，造成溫室內(nèi)濕度較高，與低溫和高濕有關(guān)的灰霉病、晚疫病、霜霉病、黑星病等會(huì)明顯加重，同時(shí)，由于植株抗性減弱，一些與蔬菜抗性有關(guān)的病害從花期到結(jié)果期也明顯加重[2]。病蟲(chóng)害的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致茄果類(lèi)蔬菜落花落果，葉菜類(lèi)則直接影響其產(chǎn)量。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重的霧霾天氣除了會(huì)影響草莓的生長(zhǎng)、造成減產(chǎn)外， 還會(huì)導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)草莓病害高發(fā)。由于霧霾會(huì)影響光照，為了保持設(shè)施內(nèi)足夠的溫度， 并且不受霧霾污染的影響， 設(shè)施大棚會(huì)減少通風(fēng)， 這樣會(huì)在設(shè)施大棚內(nèi)產(chǎn)生高濕的環(huán)境， 適溫高濕的環(huán)境有利于白粉病、灰霉病等病害的發(fā)生與流行，進(jìn)而影響草莓的品質(zhì)和質(zhì)量[4]。露天栽培的作物更容易直接遭受霧霾危害，特別是在受到有害氣體的影響時(shí)，使其生理狀態(tài)產(chǎn)生異常而發(fā)生生理性病害。霧霾通過(guò)加重農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生，既降低了農(nóng)作物的產(chǎn)量，也降低了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)給予高度重視。

4 討論

霧霾現(xiàn)象是霧與霾的混合產(chǎn)物，盡管霧與霾的成因不同，其成分和特性各異，但是霧霾天氣可以通過(guò)多種途徑，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，并引起農(nóng)作物病蟲(chóng)害的發(fā)生，還可導(dǎo)致有害物質(zhì)在農(nóng)作物中的殘留。霧霾天氣一方面導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)、品質(zhì)下降，影響到經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，通過(guò)食用這些受到污染的有害食品，間接危害到人們的身體健康。因此，治理霧霾是一項(xiàng)不容忽視的緊迫任務(wù)，要從戰(zhàn)略高度認(rèn)識(shí)其危害的嚴(yán)重性，從全民健康的角度和食品安全的角度去理解根治霧霾的重要意義。

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