冬小麥倒伏災(zāi)害損失實驗研究與應(yīng)用

趙金濤　張化　賈麗華

【摘? ?要】? ?倒伏是河北省冬小麥常見的自然災(zāi)害之一，幾乎每年都會造成大量減產(chǎn)。選取河北定興縣冬小麥種植區(qū)，采用倒伏模擬實驗評估了生育期不同生長階段冬小麥產(chǎn)量損失率。結(jié)果表明，灌漿初期冬小麥倒伏損失率最高，達到45.02%；灌漿半粒期次之，為28.70%；乳熟期、蠟熟期、成熟期損失依次降低；成熟期損失最小，為2.87%；灌漿期也是冬小麥需水旺盛期，因此規(guī)劃好灌漿期灌溉，降低倒伏概率十分必要。該研究為冬小麥倒伏保險產(chǎn)品開發(fā)及區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃提供借鑒，同時也可為小麥倒伏災(zāi)害快速定損理賠提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】? ?冬小麥；倒伏；災(zāi)害；損失率

Study on the Experimental and Application on Lodging Disaster Losses

of Winter Wheat in Dingxing County， Hebei Province

Zhao Jintao1， Zhang Hua2*， Jia Lihua1

（1.Langfang Normal University， Langfang 065000， China;

2.Beijing Normal University， Beijing 100875， China）

【Abstract】? ? Lodging is one of the common natural disasters of winter wheat in Hebei Province， which will cause a large amount of grain yield reduction almost every year. The yield loss rate of winter wheat at different growth stages was evaluated by lodging test in Dingxing County， Hebei Province. The results showed that the lodging loss rate of winter wheat was 45.02% at the early stage of filling， 28.70% at the half-grain stage of filling， and decreased successively at the milky， waxy and mature stages， while the lodging loss at the mature stage was the smallest， 2.87%. The filling period is also a period of high water demand for winter wheat. Therefore， it is necessary to plan irrigation during grouting to reduce the possibility of lodging. The research results can provide a reference for the planning of winter wheat lodging insurance products and regional disaster prevention and mitigation planning， as well as provide a basis for rapid determination of losses.

【Key words】? ? ?winter wheat; lodging; disaster; loss rate

〔中圖分類號〕? X43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標(biāo)識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2023）02- 0057 - 04

0? ? ?引言

中國的自然災(zāi)害種類多、分布廣、發(fā)生頻率高，是世界上災(zāi)情最為嚴(yán)重的國家之一［1-3］。2021年，我國各種自然災(zāi)害共造成1.07億人次受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失3340.2億元［4］。隨著全球氣候變化加劇，持續(xù)性降雨及大風(fēng)等極端天氣頻發(fā)，小麥倒伏已成為最常見的農(nóng)業(yè)災(zāi)害之一。冬小麥倒伏災(zāi)害具有突發(fā)性、不可預(yù)見性及多發(fā)性的特點，是冬小麥發(fā)育期間面臨的最大風(fēng)險。資料表明，倒伏往往造成小麥的群體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，誘發(fā)各種病蟲害，嚴(yán)重影響籽粒灌漿過程［5］，影響小麥的蛋白質(zhì)合成和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運，對其品質(zhì)及產(chǎn)量都會造成極大的影響［6］。除此之外，倒伏還會影響小麥的機械化收割成本，總體增加收獲成本和農(nóng)田損失。據(jù)統(tǒng)計，我國每年因倒伏造成的小麥產(chǎn)量損失達2.0×109kg，直接經(jīng)濟損失在33 億元左右［7］。

測算冬小麥發(fā)生倒伏造成的損失率，是小麥倒伏保險產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵問題之一［8-9］。目前，冬小麥倒伏的研究主要集中在倒伏發(fā)生的原因［10］、抗倒伏的實現(xiàn)途徑、對產(chǎn)量造成的影響及提高小麥抗倒伏能力的農(nóng)藝措施等方面［11-12］，對冬小麥倒伏損失率的研究較少。因此，通過人工實驗的方法，測算冬小麥灌漿初期、灌漿半粒期、乳熟期、蠟熟期和成熟期發(fā)生倒伏的產(chǎn)量損失率具有重要的應(yīng)用價值，為開發(fā)小麥倒伏專項保險產(chǎn)品，進行災(zāi)后精準(zhǔn)快速定損理賠服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。

1? ? ?實驗方法

1.1? ?實驗設(shè)計

實驗采用固定致災(zāi)因子強度（倒伏程度），在冬小麥生育期不同階段進行人工倒伏實驗，小麥?zhǔn)崭詈鬁y定產(chǎn)量并計算損失率。

1.2? ?實驗方案

選取河北省定興縣李郁莊鄉(xiāng)楊家營村長勢良好的條帶狀麥田作為實驗田，設(shè)置了5個處理、1個對照，共3次重復(fù)，每個處理實驗小區(qū)寬3.5米，長10米。實驗小區(qū)之間設(shè)立隔離帶（正常生長小麥）進行隔離（圖1）。

1.3? ?實驗方法

用長竹竿輕壓小麥至倒伏狀，立桿標(biāo)識日期。為了保證實驗科學(xué)合理，必須由專人進行實驗操作并對倒伏程度（致災(zāi)因子強度）嚴(yán)格控制。從5月26日至6月15日 ，每隔5天進行一次，共進行5次倒伏實驗，實驗時間及小麥生長階段見表1。

1.4? ?數(shù)據(jù)采集

方法一：在每個實驗小區(qū)和對照小區(qū)分別隨機采收50個麥穗，因為小麥倒伏后麥穗疊壓，表層和底層的麥穗產(chǎn)量差異較大，故倒伏小麥在與地面垂直方向隨機采收50穗。將每個小區(qū)采集的麥穗分別裝袋，帶回實驗室晾干，搓粒后稱重，獲得50穗產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

方法二：測定每一個小區(qū)小麥總產(chǎn)量，采用人工收割打捆，用收割機進行脫粒，分別將麥粒裝入標(biāo)好序號的口袋。收獲過程中嚴(yán)格細(xì)致，人工收割小麥時，不在實驗小區(qū)內(nèi)遺失麥穗，每個小區(qū)脫粒完成后，將收割機內(nèi)的麥粒全部入袋，沒有殘留，以避免影響下一個小區(qū)的數(shù)據(jù)，整個收獲過程確保顆粒歸筐，經(jīng)過稱重后記錄產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

2? ? ?結(jié)果及分析

根據(jù)50穗或整個小區(qū)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，都可以得到冬小麥倒伏的損失率，計算公式如下：

Li=（Cp-Epi）/Cp? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：[Li]表示每個時期冬小麥倒伏損失率；[Cp]表示對照小區(qū)冬小麥產(chǎn)量；[Epi]表示實驗小區(qū)冬小麥產(chǎn)量；i表示冬小麥5個生長時間段。最后將生育期不同生長階段實驗小區(qū)損失數(shù)據(jù)分別求均值，計算結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2是基于50穗產(chǎn)量測算的冬小麥倒伏損失率，隨著生長期的推移損失率呈現(xiàn)總體下降趨勢，符合實際情況。冬小麥在灌漿初期發(fā)生倒伏，其損失率達到45.68%，收獲的小麥籽粒干癟，嚴(yán)重影響產(chǎn)量；灌漿后期發(fā)生倒伏，則已有成形的麥粒，損失率減少到33.62%；小麥?zhǔn)斋@期發(fā)生倒伏，損失率已經(jīng)很少，僅為3.14%；從灌漿期到成熟期，損失率變化幅度達到42.54個百分點。

圖3是基于實驗小區(qū)總產(chǎn)量計算的冬小麥倒伏損失率。灌漿初期損失率為44.35%，灌漿半粒期損失率減少到23.78%，收獲期損失率僅為2.59%。測算結(jié)果與依據(jù)50穗數(shù)據(jù)得到的損失率相比略低，存在這種差異的原因可能是整個實驗小區(qū)總產(chǎn)量在剛剛收割脫粒后稱重得到的數(shù)據(jù)，測的是濕重；而50穗數(shù)據(jù)測的是干重，是在實驗室晾干后得到的數(shù)據(jù)，另外這種差異也可能和隨機選取的麥穗有關(guān)。

這兩種方法測算出來的生育期不同階段小麥倒伏損失率可以相互驗證，為了更合理地確定冬小麥倒伏損失率，將兩種方法測算的結(jié)果再取均值，確定冬小麥不同生長階段發(fā)生倒伏的損失率，灌漿初期達到45.02%，灌漿半粒期為28.70%，乳熟期為23.55%、蠟熟期為19.11%、成熟期僅為2.87%。變化曲線如圖4所示。從圖中可以看出，灌漿期到成熟期小麥倒伏損失率變化規(guī)律非常明顯，出現(xiàn)兩個快速下降期和一個平穩(wěn)期，第一個快速下降期是從灌漿初期到灌漿半粒期，小麥倒伏損失率從45.02%降低到28.70%，每天減少損失3.39個百分點；第二個快速下降期是從蠟熟期到成熟期，小麥倒伏損失率從19.11%降低到2.87%，下降了16.24個百分點，每天減少損失3.25個百分點；一個平穩(wěn)期是從灌漿半粒期到乳熟期，再到蠟熟期，小麥倒伏損失率降低速率平穩(wěn)，每天降低0.68個百分點。

3? ? ?冬小麥倒伏保險產(chǎn)品的定損理賠應(yīng)用

冬小麥倒伏專項保險產(chǎn)品因受損情況清晰可見，定損方便，是類似于車險的農(nóng)業(yè)保險，值得開發(fā)和推廣。理賠人員對冬小麥倒伏面積進行精確測量，按照標(biāo)準(zhǔn)進行賠付，實現(xiàn)當(dāng)場定損，即時理賠。根據(jù)冬小麥不同生長階段倒伏損失率數(shù)據(jù)，進行定損，計算賠付額度，計算公式如下。

M=S×G×L×P×V? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中，[M]表示賠付額；[S]表示倒伏面積；[G]表示保障水平；[L]表示損失率；[P]表示冬小麥單產(chǎn)水平；[V]表示小麥?zhǔn)召弮r格。

舉例說明：在6月6日，某農(nóng)戶有0.5畝冬小麥發(fā)生倒伏，假設(shè)在100%產(chǎn)量保障水平下，賠付額是多少？

6月6日冬小麥正處在乳熟期，該時期的小麥倒伏損失率為23.55%，當(dāng)?shù)囟←湹钠骄鶈萎a(chǎn)水平800斤/畝，最近三年冬小麥的平均價格為1.2元/斤，根據(jù)公式（2）計算得出：

M=0.5×100%×23.55%×800×1.2=113.04（元）

即保險公司支付農(nóng)戶113.04元。

經(jīng)入戶調(diào)查，農(nóng)戶要求保險公司對小麥倒伏定損時要精確到平方米，這對雙方都是公平的，避免了工作中定損的誤差。根據(jù)定興縣冬小麥生產(chǎn)的實際情況，以畝產(chǎn)800斤為基準(zhǔn)產(chǎn)量，每斤1.2元的價格水平下，計算了100%、80%、70%賠付率的賠付額，結(jié)果見表2。冬小麥賠付額是動態(tài)的，它隨著小麥價格的變化而變化，同樣需要農(nóng)戶繳納的保險費也會隨著小麥價格的變化而變化，保險費率穩(wěn)定不變。定興縣冬小麥畝產(chǎn)量基本穩(wěn)定，因此，每年賠償標(biāo)準(zhǔn)的變更只需關(guān)注冬小麥的價格這一個參數(shù)。

4? ? ?結(jié)論與討論

經(jīng)過人工倒伏實驗，得出了定興縣冬小麥灌漿初期到成熟期5個時間段的倒伏損失率，隨著冬小麥生長期的推移，損失率由45.02%降低到2.87%，降低幅度為42.15個百分點。從灌漿初期到灌漿半粒期每天損失率降低3.39個百分點、從蠟熟期到成熟期每天損失率降低3.25個百分點，這兩個階段是小麥倒伏損失率快速降低的階段，研究結(jié)果為冬小麥倒伏保險產(chǎn)品定損提供了科學(xué)依據(jù)。

現(xiàn)行的冬小麥產(chǎn)量保險產(chǎn)品存在著定損難度大、不精準(zhǔn)的弊端，而小麥倒伏專項保險產(chǎn)品的理賠對象清晰可見，類似車險，定損容易、賠償快捷。冬小麥倒伏專項保險產(chǎn)品符合中國農(nóng)戶的要求，尤其在定損方面，該產(chǎn)品有著突出的優(yōu)勢，開發(fā)該產(chǎn)品有著很好的前景，會極大地激發(fā)農(nóng)戶投保的熱情。

冬小麥倒伏保險產(chǎn)品可以作為產(chǎn)量保險的附加險，定損理賠的工作量并不會增加，客戶的基本單位仍然是農(nóng)戶，省去了理賠過程中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)村等中間環(huán)節(jié)。為了降低業(yè)務(wù)成本，可考慮村民互相監(jiān)督機制，自報倒伏面積。隨著無人機技術(shù)的興起，這一技術(shù)可應(yīng)用于快速精準(zhǔn)提取小麥倒伏面積及其分布［13］，給農(nóng)業(yè)保險理賠及災(zāi)后應(yīng)急處置提供數(shù)據(jù)支持，為小麥倒伏專項產(chǎn)品的開發(fā)提供技術(shù)保障。

小麥發(fā)生倒伏后不僅損失了產(chǎn)量，還增加了收割費用，如果核算小麥發(fā)生倒伏后農(nóng)戶的實際損失，在賠償額中應(yīng)該把增加的收割費用考慮進去。

在災(zāi)害損失評估研究中，對任何一種災(zāi)害來說，不同致災(zāi)強度與災(zāi)害損失程度之間都存在著一種函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系的表現(xiàn)形式被稱為脆弱性曲線。同樣，倒伏災(zāi)害對冬小麥來說也存在這樣一條脆弱性曲線，那就是在一定時期內(nèi)，倒伏程度與小麥損失之間的函數(shù)關(guān)系。另外，在倒伏程度一定的情況下，倒伏發(fā)生的日期與小麥產(chǎn)量損失之間也存在函數(shù)關(guān)系。由于時間短，本次試驗只是采用了固定倒伏程度測算生長期損失率變化規(guī)律，而理想的狀態(tài)應(yīng)該是繪制從揚花期到收割期的每一天不同倒伏強度及倒伏方向的冬小麥損失率表，保險公司可以根據(jù)這個損失率表進行賠付核算，關(guān)于這方面的內(nèi)容還有待進一步研究。

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[收稿日期]? ?2023-01-08

[基金項目]? ?國家重點研究開發(fā)項目“海岸帶和沿海地區(qū)全球變化綜合風(fēng)險研究”（2017YFA0604903、2017YFA0604904）

[作者簡介]? ?趙金濤（1973- ）男，博士，廊坊師范學(xué)院經(jīng)濟與管理學(xué)院副教授，研究方向：自然災(zāi)害與區(qū)域地理。

[通訊作者]? ?張化（1979- ）男，博士，北京師范大學(xué)國家安全與發(fā)展戰(zhàn)略研究院副教授，研究方向：自然災(zāi)害與風(fēng)險評估。