田 泓
(呼和浩特市氣象局,內蒙古 呼和浩特 010050)
近年來,全球氣候異常變化逐漸引起人們的高度關注,同時眾多氣象專家與學者針對氣候因子變化的研究逐漸深入。在此背景下,農業作為對氣候變化最為敏感的行業之一也備受關注。例如,孟淑華等[1]探討了山東省濟寧市兗州區小麥生產主要氣象災害及有效防御措施,有學者重點研究了水稻生產過程中的主要氣象災害及有效防御對策。
呼和浩特市位于內蒙古自治區中部,境內東南部蠻漢山與北部大青山屬山地地形,西南部與南部屬于土默川平原地形,地勢整體呈東北高、西南低的特點。呼和浩特市屬于典型的蒙古高原大陸性氣候,四季氣候變化顯著,年溫差與日溫差較大,春季干燥且大風較多、冷暖變化明顯,夏季短暫且炎熱,秋季降溫快且霜凍災害多發,冬季漫長且嚴寒。據統計,呼和浩特市南部與北部平均氣溫分別為6.7℃、2.0℃,年平均降水量為335.2~534.6 mm,年平均日照時間為1 600 h。呼和浩特市獨特的自然環境為玉米的種植與生長創造了有利條件。隨著呼和浩特市經濟的飛速發展,玉米栽植面積顯著增加,并逐漸發展成為當地的第一大經濟作物。但是,玉米對氣候的變化較為敏感。尤其是近年來,隨著全球氣候異常變化,呼和浩特市各種氣象災害頻發,對玉米的品質與產量產生了嚴重影響。因此,氣候逐漸成為影響玉米品質與產量的關鍵因素。與此同時,眾多學者針對玉米氣象條件及氣象災害開展了大量的研究工作。例如,有學者分析了河南省夏玉米生育期間主要氣象災害發生頻率,并對其未來發展進行了評估[2]。筆者則參考大量文獻資料,重點簡述玉米對氣象條件的要求,探討呼和浩特市玉米生育期內多發的氣象災害,在此基礎上提出若干條防御建議,以期能為提高玉米的品質與產量,增加民眾收益,進而促進當地經濟又好又快發展等提供一定的參考[3]。
呼和浩特市水熱資源豐富,加之土壤肥沃、光照充沛,為玉米生長創造了有利條件。玉米主要種植在土默川平原與陰山南麓一帶,該區域被稱為“黃金玉米帶”。近年來,隨著農業的飛速發展及當地政府部門的高度關注,玉米已發展為當地的第一大經濟作物,玉米種植面積占該地區糧食作物種植總面積的60%以上。據統計,2016年呼和浩特市玉米種植面積為17.79萬hm2,2020年7月中旬該地區玉米種植面積達到22.68萬hm2,增加了27.5%,玉米成為當地農民獲取經濟收益的主要來源。
玉米生長發育與溫度、光照、水分等因素密切相關,而且不同生育期對氣候條件的需求不同。因此,必須密切關注玉米生育期內的各項氣象因素,以盡可能減少氣象因素對玉米生長發育的影響,最終實現玉米優質高產[4]。
玉米屬于喜溫作物,其生長發育對溫度的要求較為嚴格。玉米整個發育期要求的總活動積溫為1 800~2 800℃,且玉米各個發育期對溫度的要求不同。對2011—2020年呼和浩特市氣溫進行統計得出,該地區溫度條件基本能滿足玉米生長所需。每年4—5月呼和浩特市氣溫開始回升,不小于10℃的活動積溫約為2 500℃;夏季平均氣溫為22.0℃,其中7月最高,為23.5℃;秋季平均氣溫為7.5℃,初秋氣溫相對較高。由此可見,該地區氣溫比較適宜玉米種植與生長發育。
玉米屬于短日照作物,其生長發育對光照的要求也比較嚴格。據統計,近10年來(2010—2020年)呼和浩特市年平均日照時間為1 600 h,而且其年變化波動較大,以3—5月日照時間最多,平均日照時間為275.6 h;夏季6—8月次之,平均日照時間為257.9 h。相對比而言,冬季日照時間最少,平均值為198.4 h。月日照時間的峰值出現在5月,達到291.5 h,完全符合玉米幼苗生長對光照的需求。此外,呼和浩特市日照充沛,為積累與運轉玉米光合物質創造了有利條件。
玉米各個生育期均需要一定量的水分,而且不同生育期對水分的需求量不同。對近10年(2010—2020年)呼和浩特市的降水量進行統計可見,年降水量為335.2~534.6 mm。統計月降水量得出,呼和浩特市以6—9月降水最為集中,占年總降水量的70%以上,6—8月降水量占年總降水量的58%,7月降水量最為充沛,月平均降水量最多為102.66 mm。整體而言,該地區降水分布也比較適宜玉米生長發育兩頭少、中間多的需水特征。
近年來,呼和浩特市氣候變化異常,常出現干旱、暴雨洪澇等氣象災害,對玉米的正常生長發育造成了嚴重影響,導致玉米的品質與產量大幅下降[5]。
干旱是呼和浩特市常見的氣象災害之一,以6月中旬至7月下旬發生頻率最高。玉米苗期發生干旱,不僅會導致玉米生長發育遲緩,延遲發育期,而且會導致葉片發黃甚至萎蔫。玉米喇叭口期發生干旱,將會導致雌穗發育遲緩,穗上部退化成半截穗,干旱現象嚴重時會導致雌穗敗育,最終導致出現空穗植株。玉米拔節至抽穗時期莖葉生長速度較快,同時雌雄穗持續分化,此時對水分的需求量較多,一旦發生干旱,將會嚴重影響雌雄穗分化,雌雄穗無法正常抽出,雌雄穗由于花期不遇,無法正常授粉而出現花籽粒,穗粒數及穗質量顯著降低,穗變短,最終導致玉米大幅減產歉收。玉米授粉期遭遇干旱,將會導致玉米抽穗提前,雌穗吐絲時間較長,對其授粉產生一定的影響,花粉由于缺水而干癟,最終導致其產量較低。玉米灌漿期遭遇干旱會影響養分傳輸與干物質積累,導致籽粒不夠飽滿。同時,這一時期遭遇干旱將會降低玉米體內調節能力,葉片出現灼傷,嚴重時葉片大面積枯萎。
洪澇災害是呼和浩特市發生頻率較高的又一個農業氣象災害,以6月上旬至9月下旬發生頻率最高。對玉米而言,洪澇災害發生時往往會折斷玉米的莖稈或將其葉片摧毀。另外,農田中大量的積水對玉米根系發育極為不利,不僅會出現爛根現象,而且極易誘發各種病蟲害,最終嚴重影響玉米的品質與產量。
霜凍指的是土壤表面或者植物株冠周圍的最低溫度低于0℃,導致農作物受凍的一種現象。霜凍發生時往往伴隨著大幅降溫,低溫極易導致玉米作物細胞中的水分變為冰晶,使玉米作物細胞出現脫水現象,不僅會破壞細胞膜與原生質的結構,而且會對細胞的代謝過程產生一定阻礙。另外,玉米制種時一旦發生霜凍災害,將會明顯降低玉米種子的發芽率,最終導致其產量明顯下降。此外,遭受霜凍災害后,玉米生長后期病蟲害防御能力及災害抗擊能力均顯著降低。由此可見,霜凍既會影響玉米的品質,還會導致其大幅減產,是呼和浩特市玉米生育期內必須重點防御的氣象災害之一。
呼和浩特市各個季節都有可能出現大風天氣,以春季大風發生頻率最高,對玉米生長發育的影響巨大。玉米苗期一旦遭遇大風天氣,不僅會導致地表土壤水分大量流失,而且會加重玉米蒸騰失水程度。通常,玉米生育期處于一年中的高溫時段,大風引起的缺水現象極易導致玉米發生生理干旱,輕則小苗葉片卷曲干枯,嚴重時會出現大量死苗;玉米7葉后一旦遭遇大風,極易導致玉米莖稈折斷或發生倒伏[6],進而使玉米正常生長受到嚴重影響。玉米吐絲至成熟期一旦出現大風天氣,不僅會出現倒伏現象,而且會對玉米開花授粉、籽粒成熟產生影響,最終玉米的品質與產量顯著下降。
呼和浩特市相關部門既要充分做好災害監測預警工作,確保第一時間發布災害預警信息,又要明確各部門分工,并保證每個部門均能嚴格聽從指揮。首先,應建立健全氣象災害防御長效機制。就玉米生育期內的各種氣象災害而言,應構建專門的管理機構,以期能使相關部門之間相互聯合,以實時監控玉米生育期內的各種氣象災害。同時,各部門應積極針對多發氣象災害進行探討與交流,在此基礎上制定一套科學、系統的氣象災害防御長效機制[6]。另外,氣象災害防御機構的構建與農業基礎設施建設緊密相關,這就要求相關部門必須及時建設與完善農業基礎設施,并適當增加水庫等設施的建設,確保土地干旱時能及時進行灌溉,農田水分過多時能及時疏通,盡可能減少或避免氣象災害對玉米生長發育的影響。
首先,選育優良的玉米品種,尤其是夏季玉米生育期多處于高溫多雨季節,因此,應選種抗逆性強、增產潛力大、穩產性能好、粒大飽滿的玉米新品種。其次,應選擇適宜的播種時間,既不能過早,也不宜過晚。最后,嚴格做好玉米生育期內的田間管理工作,使玉米植株具備更強的適應性及災害防御能力,以盡可能降低氣象災害對玉米生長的影響。
4.3.1 干旱防御措施。首先,應強化農田水利設施建設。呼和浩特市部分干旱發生頻率較高的地區應興建引水灌溉工程,增加澆地面積。如果有條件,可以興建中小型水庫,儲備一定的水資源,以防干旱。其次,積極改良土壤,對中低產田進行改造,顯著提升土壤儲水能力。再次,應推廣應用抗旱栽培技術,選用抗旱能力較強的玉米品種。如果玉米播種期遭遇干旱,則可以使用抗旱劑對土壤、種子等進行處理,以提高種子出苗率。最后,可以實時開展人工增雨作業,以有效緩解旱情[7]。
4.3.2 洪澇防御措施。第一,合理進行開溝、建渠,確保及時排除農田中多余的積水;第二,做好田間管理,洪澇災害發生后應第一時間進行排水,同時要適時進行中耕施肥,改善土壤的透氣性,防止土壤出現鹽漬化及板結現象[8];第三,選種抗澇能力較強的玉米品種,低洼地塊進行起壟栽培。
4.3.3 霜凍防御措施。選擇熟期適宜的玉米品種,確保玉米作物在霜凍發生之前正常成熟。選用熏煙技術,霜凍發生之夜在田間熏煙,以盡可能減輕霜凍對玉米的影響;霜凍發生之前適當增加大氣中的水蒸氣含量,利用水氣凝結放熱來有效預防霜凍災害[9]。
4.3.4 風災有效防御措施。第一,選植矮稈、抗倒伏與抗風能力較強的玉米品種[10];第二,在玉米拔節期,與中耕相結合,做好培土工作;第三,營造防風林網,削減風速,進而降低大風對玉米的危害;第四,采用間作套種的方法,以營造透光通風的農田環境,既能減少風壓,又能明顯降低大風對玉米造成的影響[11-12]。