田原張蕊張磊
(1.山東省臨沂市氣象局,山東 臨沂 276000;2.山東省蘭陵縣氣象局,山東 蘭陵 277700)
小麥是我國北方地區種植特別廣泛的一種糧食作物。臨沂市隸屬于山東省,地處山東南部,地跨N34°22′~36°13′,E117°24′~119°11′,境內自北有沂蒙等山脈延伸控制著沂沐河上游流向,向南沖積出廣袤的臨郯蒼平原。臨沂屬溫帶季風區大陸性氣候,整體氣候特點為四季分明,氣溫適宜,光照充足,降水量豐富,雨熱同季,無霜期長,適宜種植小麥。臨沂市屬于重要的商品糧基地,小麥是當地的主要糧食作物。小麥生長發育和氣候條件具有十分緊密的聯系,本文對臨沂市小麥種植的有利氣候條件和常見氣象災害進行分析,并闡述了氣象服務措施和小麥優質高產措施,以提升臨沂市糧食產量。
溫度是小麥生長發育必不可少的氣象條件。在小麥各個生長發育階段需要理想的溫度條件,才能夠促使小麥正常生長發育。不同生長階段需要的溫度指標也有所不同[1]。一般而言,小麥播種到出苗階段,最理想的溫度指標為15.0~20.0℃。分蘗到越冬階段,小麥最為合適的溫度指標為11.0~16.0℃;小麥返青到拔節最理想的溫度指標為3.0~9.0℃;抽穗到開花所要求的最合適溫度指標為17.0~22.0℃。在小麥灌漿至成熟階段最理想的溫度指標為18.0~23.0℃,在此生長過程中應避免高溫天氣,一旦溫度過高,會導致小麥灌漿期有所縮短,最終使得小麥千粒重大幅下降,從而影響小麥實現優質高產[2]。依據臨沂市氣候觀測資料可知,臨沂市年平均溫度為14.3℃,年平均最高氣溫為19.8℃,年平均最低氣溫為10.0℃;臨沂市小麥播種出苗期通常在9月底—11月上旬,該時間段平均氣溫為16.0~22.0℃,非常適宜小麥苗期生長發育;分蘗至拔節期一般為12月—次年4月,臨沂市該時間段平均氣溫為0~15℃;臨沂市4月下旬—5月上旬平均氣溫為15.0~21.0℃,非常適宜于小麥抽穗開花;5月下旬—6月平均氣溫為21.0~25.0℃,非常適宜于小麥灌漿乳熟。不難發現,臨沂市溫度條件可以較好地滿足小麥生長需求。
小麥生長過程中需要一定的光照條件。只有滿足足夠的光照條件,小麥才能夠更健康地生長發育。通常來說,小麥在出苗后每天需8~12h的光照條件,以促進小麥的健康生長發育[3]。光照資源豐富才可以確保小麥新器官的有效形成,分蘗也會越來越多;拔節至抽穗的階段,光照時間越長,對于小麥正常抽穗以及開花就更有利;在小麥開花以及灌漿階段,充足的光照資源對于小麥開花授粉比較有利,可以更好地促進小麥灌漿成熟。臨沂市年平均日照時數為2386.8h,在小麥灌漿至收獲的過程中臨沂市日平均日照時數可達8h以上,臨沂市的光照條件對于小麥的生長發育比較有利,可以為小麥實現優質高產提供充足的光照資源。
小麥生長的過程中需要適量的水分。一般情況下,小麥整個生長發育過程所需的降水條件處于400~600mm。小麥播種至出苗階段,所消耗的土壤含水率為17%左右,大約占田間持水的60.0%[4]。小麥分蘗到拔節階段,所需理想土壤相對濕度約為65.0%,一旦降水量過少,則不能較好地滿足麥田土壤所需水分,導致分蘗不正常亦或分蘗越來越少,進而對小麥產量的提高產生不良影響。小麥抽穗開花階段屬于需水臨界階段,在這個過程中應確保水分充足。如降水不足,土壤太干燥,往往會對小麥的幼穗分化帶來不良影響;小麥灌漿到成熟階段需具備適宜的水分,不可過多,也不可過少,以避免對小麥品質以及產量提升造成不利影響。臨沂市年平均降雨量為836.0mm,主要生長期降水量為387mm,臨沂市降水量基本上能夠很好地滿足小麥生長過程所要耗費的水分,小麥需水關鍵階段若遭遇干旱少雨的氣候則需及時灌溉,確保臨沂市小麥健康發育。
暴雨屬于臨沂市主要農業氣象災害。因為該區域屬于暖濕性季風氣候,夏季降水十分集中,非常容易引發暴雨洪澇災害,易出現麥田積水嚴重,小麥出現機械損傷,甚至出現各類病蟲害,從而導致小麥品質以及產量大幅降低,造成十分嚴重的經濟損失。如,2021年6月13—14日,臨沂出現1次暴雨天氣過程,降水量為75.5mm;此次降水天氣影響到小麥的正常收割,給未完成小麥收割的農民帶來很大損失,小麥倒伏十分嚴重,許多農戶冒雨搶收,然而水分較高,麥穗發黑,使得小麥品質下降。
干旱屬于臨沂市小麥種植時期發生幾率很高的災害性天氣,常常會對小麥品質和產量造成不良影響。小麥播種至出苗階段,臨沂市通常為秋季,一旦出現干旱少雨氣候,土壤會在很長時期呈干燥狀態,不能滿足小麥生長所需水分,往往會造成小麥播種期推遲,致使小麥出苗發育遲緩,小麥發芽受阻。如在小麥抽穗至灌漿階段出現干旱少雨天氣,則危害更大,因此階段小麥蒸騰速率非常大,屬于小麥需水關鍵階段,一旦出現春旱、夏旱,會影響穗粒數以及千粒重,還會增加空秕率,從而影響小麥產量。如,2014年初春臨沂市干旱少雨,給當地小麥生產造成十分嚴重的危害;據相關資料統計顯示,臨沂市種植小麥33.34萬hm2有余,受旱面積高達12.93萬hm2,其中重旱面積2.8萬hm2;受旱小麥地塊淺層土壤相對含水量降低至50%左右,尤其是小麥拔節孕穗階段發生旱情,對小麥穗數以及粒數的增加造成不利影響;此外,因為干旱少雨,還導致小麥爆發嚴重病蟲害,爆發面積高達19.33萬hm2。
干熱風一般發生于春末夏初,此時段屬于臨沂市小麥抽穗、揚花至灌漿的關鍵時期,若碰上干熱風,往往會使得小麥植株蒸騰速率加速,造成小麥灌漿不充分,使得大量秕粒產生,嚴重的還會導致小麥枯萎死亡,不利于小麥品質以及產量的提升。
低溫凍害屬于臨沂市小麥生長過程中經常發生的災害性天氣,通常涉及到4種類型。初冬氣溫驟降型,一般出現在小麥越冬前或越冬時,即11—12月,這個時期小麥幼苗的抗寒性非常差,尤其是土壤空隙大、土質較差、缺墑和苗質非常弱的麥田,如出現低溫雨雪天氣,特別容易導致小麥發生凍害;越冬交替凍融型,此類低溫凍害一般發生于12月下旬—次年1月末,此時段小麥進入越冬階段,通常具備一定的抗寒性,然而隨著幼苗不斷成長,其抗寒能力也隨之下降,此時若遭遇低溫寒潮,則會對小麥造成十分嚴重的凍害;初春氣溫驟變型,這種低溫凍害發生于2月中旬—3月下旬,此時段是小麥返青至拔節階段,返青后小麥植株一般會迅速生長,并且初春麥田的氣候非常復雜,若遭遇低溫天氣會對小麥的健康發育造成不良影響;春末晚霜型,這種低溫凍害往往發生于3月下旬—4月上中旬,小麥處于拔節到抽穗期階段,如溫度低于0℃,很容易發生霜凍災害,影響小麥產量。臨沂市在小麥生長期幾乎每年都會出現低溫凍害,對小麥生長造成一定影響。如,2016年11月21—24日,受強冷空氣的影響,臨沂市發生1次低溫雨雪寒潮天氣過程,降溫幅度達到10℃左右,最低溫度僅為-5~-6℃,風力為4~5級,陣風6級;此次低溫雨雪天氣對小麥造成不同程度的凍害。
大風和冰雹是臨沂市經常出現的強對流天氣,風雹經常會給小麥造成機械損傷,還會造成大面積麥子出現倒伏現象,使得穗部落粒。冰雹還會將麥穗打斷,尤其是成熟期遭遇風雹災害,常常給小麥造成巨大損失。如,2021年5月17日夜間,臨沂市出現了1次風雹災害,導致小麥倒伏,產量減少。
結合小麥種植田間試驗以及農業氣象服務的經驗,臨沂市應積極構建規范、完善的小麥種植氣象監測預警服務平臺。依據季節時令,密切對氣溫、日照、相對濕度以及雨水等氣象要素進行嚴密監測,掌握精細化的氣象要素觀測資料,研究專門的小麥作物生長發育氣象服務產品。此外,要根據臨沂市各個地區氣候變化以及監測到的麥田小氣候變化,提供暴雨、干旱、干熱風、低溫凍害、冰雹、大風等復雜天氣預報,通過LED、手機短信、電視、抖音、微信公眾號、微博、快手等媒介第一時間向廣大群眾發布農業氣象災害預警資料,最大程度地降低各類復雜天氣給小麥作物帶來的損失。
在小麥生長發育主要時期,臨沂市氣象局應與農科院、農業合作社等單位合作,形成合力,共同落實氣象為小麥種植服務的專題調研事項,走進小麥種植區與農戶密切溝通交流,咨詢小麥種植大戶對氣象為農服務產品的精細化需求,向廣大小麥生產大戶詳細闡述氣象服務在小麥品種長勢、病蟲害防治、農業氣象災害防御等方面的知識。通過小麥產業直通式的服務交流活動,使農業氣象服務人員更加深入地了解臨沂市小麥生產實際情況,便于開展更加實用、針對性的農業氣象服務,指導農戶科學種植小麥,促進臨沂市小麥實現優質高產。
臨沂市各級氣象部門應根據地方小麥種植情況,對小麥種植戶開展特色農業氣象服務,在小麥產區開展農業氣象科普知識,借助于宣傳冊、宣傳臺、宣傳橫幅、咨詢臺、專家講座等相關方式對小麥種植知識以及農業氣象災害防御方法進行講解,進一步提高小麥種植戶的防災減災意識和能力,使廣大農戶及時采取可靠措施趨利避害,促使小麥產業健康、持續發展。
從我國各個地方小麥高產經驗可知,各地高產地塊均有其比較適宜的品種。具體的品種選擇,臨沂市還需結合當地的氣候生態條件,選擇生長發育特性適宜于當地條件的品種,防止冬性過強的小麥品種貪青晚熟,春性過強的小麥品種出現凍害。此外,臨沂市要選擇當地主推品種,不要盲目追捧新品種,應將當地種子公司提供的經過連續幾年試驗示范的品種作為主導品種,嚴禁個人盲目引種。
種子包衣對于小麥實現優質高產特別關鍵,因為在小麥生產過程中,常常會面臨各種病蟲害的威脅,這些病蟲害均會導致小麥產量減少。特別是近年來,全球氣候增暖趨勢加劇,氣象災害增多,病蟲害增多,種子包衣就顯得十分必要。包衣相當于提前給小麥種子穿了一層保護衣,外界病原菌無法進入,不能侵染小麥,小麥才能出好苗、出壯苗,為后期高產打好基礎。
播種環節在小麥栽培管理過程中具有非常重要的作用。只有打好播種基礎,后期才能獲得高產。小麥播種時間需考慮的因素較多,如全球氣候變暖的現實、暖冬還是寒冬的預測。具體的播種期可以依據地方的實際氣溫確定。不同小麥品種的播種期差異明顯。半冬性小麥品種適宜播種溫度為14.0~16.0℃,地溫為15.0~17.0℃;冬性強的小麥品種適宜播種溫度為16.0~18.0℃,地溫為17.0~19.0℃;春性強的小麥品種適宜播種溫度為12.0~14.0℃,地溫為13.0~15.0℃。
通常情況下,小麥播種深度最適宜為3~5cm。機播應調節好播種深度,人工播種比較適宜于條播,在選擇適宜墑情的基礎上做好整地,提升小麥播種質量。土質粘重的地塊播種深度宜淺不宜深,播種量加大,疏松的土壤宜深不宜淺,播種量掌控在最低水平為宜。
在小麥種植期間,土壤肥料管理技術直接影響小麥種植產量[5]。籽粒的形成和充實都需要充足的水肥,當麥田水含量過低時,會影響產量。所以,具體的澆水次數、澆水時間和澆水量要根據麥田的長勢和天氣情況而定。如土壤保水性能好、雨水多、有貪青的麥田,可以不澆水,或者少澆水。小麥生長后期有脫肥情況時,要適當進行補肥,以免葉片和根系早衰。一般以葉面噴施為主,如尿素、磷酸二氫鉀、硼砂等,促進開花,增加粒重,以提升小麥產量。此外,在小麥揚花灌漿階段噴施磷酸二氫鉀,還可以預防干熱風對小麥的危害。
綜上所述,農業作為嚴重依賴于自然資源的生產活動,易受到氣候變化的沖擊,表現出脆弱性和易損性,所以農業生產適應氣候變化迫在眉睫[6]。臨沂市的氣候條件非常適宜小麥種植,但是在種植過程中也時常會面臨暴雨、干旱、干熱風、低溫凍害、冰雹、大風等氣象災害。臨沂市氣象部門需根據當地氣候實際采取可靠的氣象服務策略,并且選擇適宜的品種、播種時間,加強水肥管理,通過科學有效的優質高產措施來提升當地小麥品質和產量。