字雪明
(保山市隆陽區氣象局,云南保山 678000)
保山市地處云南省西部,是云南省的糧食主產區之一,素有“滇西糧倉”之美稱,其中玉米是保山市播種面積最大的糧食作物,尤其是夏玉米在全市糧食生產中占有較大比重[1]。隆陽區是保山市人民政府駐地,農村人口較多,夏玉米的高產、穩產對促進全區農業增產和農民增收發揮著十分重要的作用。玉米生長發育與氣候條件之間有著密切的聯系,及時、準確、有針對性的氣象服務可以為玉米種植提供科學的決策依據,有助于減輕氣象災害給玉米生產帶來的不利影響。本文對保山市隆陽區夏玉米種植的氣候條件進行分析,闡述常見氣象災害,并提出4 條氣象服務措施,助力保山市隆陽區夏玉米的高產穩產。
玉米從播種到成熟可分為3 個階段,即營養生長階段(播種—拔節期)、營養生長和生殖生長并進階段(拔節—抽雄期)、生殖生長階段(抽雄—成熟期)[2]。各生長階段所需的氣候條件有所不同。
保山市隆陽區的夏玉米一般從5 月中下旬陸續開始播種,最晚可到6 月上中旬,從9 月中下旬開始成熟收獲,最晚可至10月上中旬。播種時應考慮當時的天氣情況和土壤含水量,收獲時機也應根據當時的天氣條件決定。
玉米是喜溫作物,在整個生育期中均需要足夠的熱量條件,通常中熟品種和早熟品種對積溫的需求在2 500~2 700 ℃[3]。玉米不同生長時期對溫度有不同的要求:玉米發芽階段最適宜溫度為10~25 ℃;日平均氣溫在18 ℃以上時,玉米植株開始拔節,并隨著溫度升高加快生長,最適宜溫度一般為18~25 ℃;抽雄開花期最適宜溫度為25~28 ℃,日平均氣溫低于24 ℃時對抽雄會產生不利影響;籽粒形成和灌漿期適宜溫度一般為20~24 ℃,日平均氣溫超過25 ℃或低于16 ℃,均不利于玉米籽粒養分積累和運轉,溫度過低會降低灌漿速度,溫度過高則會導致植株呼吸消耗增強,功能葉片加快老化,致使籽粒灌漿不足,影響玉米產量。
根據保山市隆陽區歷年(1991—2020 年)的氣象資料,保山市隆陽區年平均氣溫為16.8 ℃,最熱月為6 月,月平均氣溫為21.9 ℃。在玉米整個生育期中,穩定通過10 ℃的有效積溫在2 700 ℃以上,日平均氣溫可以滿足玉米各生育期適宜溫度的要求。總體來看,保山市隆陽區的溫度條件適宜玉米生長。
玉米是既不抗旱也不耐澇的作物,在玉米整個生長發育過程中的最適宜降水量為410~640 mm[4]。1)播種時,耕層的適宜土壤相對濕度一般為70%~80%,超過85%可能會使種子腐爛,低于60%則會導致植株矮小,甚至會造成葉片凋萎、植株死亡。2)拔節前的適宜降水量不超過80 mm,是玉米整個生育期中耗水量最少的時期。3)拔節—抽穗期是玉米整個生育期中生長最為旺盛的時期,此階段玉米適宜降水量為110~135 mm,土壤相對濕度控制在70%~80%為宜,如果土壤水分不足,會使玉米莖葉生長減緩,穗粒數減少,影響其產量。4)抽雄—成熟期需要控制土壤相對濕度在70%~80%,如果小于50%則不利于開花授粉,導致玉米籽粒不飽滿、百粒重下降。
1991—2020 年,保山市隆陽區年平均降水量為964.2 mm,5月中旬至10月中旬平均降水量為764.4 mm;年平均相對濕度為69.8%,5 月中旬至10 月中旬平均相對濕度為76%,水分條件能滿足玉米需水量要求。每年玉米各個生育期的天氣形勢不一,氣象要素也有所差異,但總體上看,保山市隆陽區的水分條件適宜玉米生長發育。
玉米是一種短日照喜光作物,需要適宜的光照條件進行光合作用,在全生育期,一般需要日照時間在600~800 h。玉米光合作用的飽和點較高,故光照越強干物質積累就越多,越能夠獲得高產,特別是在灌漿期需要有充足的光照,否則會對玉米產量造成不良影響[5]。保山市隆陽區年平均日照時間為2 435.8 h,5 月中旬至10 月中旬年平均日照時間為850.1 h,能夠滿足玉米全生育期對光照的要求。
雖然保山市隆陽區的氣候條件適宜玉米生長,但是每年都會發生不同程度的氣象災害,給玉米生產帶來不可估量的損失。氣象災害種類多、頻率高、地域性強和受災面廣,是影響最大、危害最強的自然災害之一。近年來,隨著全球氣候變暖的加劇,保山市隆陽區氣象災害的發生也越來越頻繁。干旱、澇漬、大風、冰雹、連陰雨等氣象災害,均會對夏玉米產量造成不利影響。
干旱是保山市隆陽區主要農業氣象災害之一,持續時間長,影響面積廣。1978 年以來,最強干旱過程為2009 年9 月9 日至2010 年3 月31 日,持續時間達204 d,最長連續干旱日數達90 d,干旱過程強度達28.68。長期無降水或降水異常偏少、氣溫異常偏高、地表蒸發量大、空氣干燥和持續時間長,是干旱發生的主要原因。玉米是需水量較多、對水分比較敏感的作物,一般干旱可使玉米減產20%~30%。一般情況下,若玉米在苗期遭遇干旱,則很難實現保全苗,中后期遭遇干旱也會對玉米的生長發育產生嚴重影響,抑制玉米的開花、孕穗,蟲害也會加重,導致玉米嚴重減產[6]。從氣象災害普查成果來看,保山市隆陽區玉米干旱高風險區主要分布在西北部及東南部玉米種植集中的區域和干旱災害等級較高的區域。由于種植面積大,玉米的干旱暴露度較高,干旱災害風險總體較大。
玉米在生長發育過程中的需水量較大,但水分過多也會造成不良影響。若在發育時期玉米根部長時期浸泡在雨水中,會導致其根部缺氧,影響根部正常呼吸,嚴重時會出現澇根,直接影響玉米成活率[7]。保山市隆陽區的雨季一般于5 月中下旬開始,到10 月上中旬結束,從暴雨日數來看,最多為7 月、10 月,6 月、8 月次之。統計保山國家基本氣象站建站(1950 年)以來的降水資料,發現保山市隆陽區5 年重現期1 日、3 日、5 日、10 日的最大降水量分別為76.2、113.9、140.3、185.7 mm,10 年重現期分別為87.1、128.6、159.2、209.6 mm,20年重現期分別為97.0、141.8、176.3、231.3 mm,50 年重現期分別為109.2、158.1、197.4、257.8 mm,100年重現期分別為118.0、169.7、212.6、276.8 mm。從氣象災害風險的行政區劃分布來看,保山市隆陽區北部的瓦馬鄉、瓦房鄉、瓦窯鎮、芒寬鄉、楊柳鄉及南部的西邑鄉、辛街鄉、漢莊鎮、丙麻鄉、蒲縹鎮的暴雨災害風險等級較高。
大風和冰雹是保山市隆陽區比較常見的強對流天氣,降雹時常會伴有5~10 級的大風。從國家氣象站歷史資料來看,保山市隆陽區極大風速5 年、10 年、20 年、50 年重現期分別為23.0 m·s-1、23.9 m·s-1、24.6 m·s-1、25.5 m·s-1,有記錄的冰雹最大直徑為10 mm(2017年5月13日);降雹時極大風速最大為17.7 m·s-1(2009 年3 月31 日)。從冰雹災害風險的行政區劃分布來看,漢莊鎮、辛街鄉、西邑鄉、丙麻鄉、蒲縹鎮等南部地區及部分東部地區,約占全區面積5.50%的區域為冰雹災害高危險等級區。
1)若冰雹出現在玉米發芽出苗期,其影響相對較小,幼苗可在后期恢復生長,但在玉米抽穗后遭遇冰雹,則會對植株造成較大損傷,對產量產生較大影響,如玉米穂節被冰雹砸斷,將會導致嚴重減產,甚至絕收。2)大風則會導致玉米植株折斷、倒伏。在小喇叭口期前遭遇大風,大部分玉米可以自行直立,甚少出現大面積倒伏、折斷,對產量影響相對較??;但在小喇叭口期后遭遇大風且出現大面積倒伏、折斷,若不及時扶正,會嚴重影響玉米的產量;在進入授粉期后,大風則會影響玉米的正常授粉,導致籽粒發育不正常、籽粒不飽滿。
1)在玉米苗期,充足的光照有利于培育壯苗。若遭遇連陰雨天氣,光照不足會導致幼苗無法從自身光合作用合成的有機物質中汲取養分,從而導致玉米苗弱黃甚至死亡。累積降水量過多則會使土壤透氣性變差,根系會因缺氧而窒息壞死,影響玉米苗正常的生長發育。2)在拔節—抽雄期,適宜的水分和光照條件對玉米多結粒、成大穂具有十分重要的意義,若在此期間出現連陰雨天氣,會使玉米光合作用減弱,導致玉米植株瘦弱,甚至形成空稈。3)在玉米開花期出現連陰雨天氣,則會影響玉米正常的開花授粉,導致結實率降低,出現缺粒、禿尖、禿尾,影響玉米產量及品質。
保山市隆陽區5 月中旬至10 月下旬常會出現夏季連續陰雨寡照天氣及秋季連陰雨天氣,如2013 年9 月1—12 日連陰雨天氣,累計日照時間9.4 h;2015 年7月下旬至8 月下旬降雨日數35 d,累計日照時間77.7 h。
結合玉米種植對氣象要素的需求,在玉米種植密集區或實驗區建設一套小氣候自動觀測站,開展溫濕度、降水、日照、風向風速、土壤水分、土壤溫度等多種氣象環境要素的觀測,對觀測數據和玉米生育期特征進行分析,構建出一套適宜保山市隆陽區玉米生產的氣候指標。
依據適宜玉米生長的氣象指標,結合實際構建氣象服務平臺,完善農業氣象指標體系,制定氣象為農周年服務方案,密切監測氣候變化情況,及時提供各類預報預警信息,將各村的村支部書記和種植大戶全部納入氣象服務對象名單,實現氣象災害預警信息的全覆蓋,最大限度地降低各類氣象災害對玉米種植造成的各項損失。
與農業部門建立合作,實現氣象數據共享,共同組織農業氣象服務人員開展田間調研,向當地種植戶了解玉米生長發育狀況,調查玉米種植大戶對農業氣象服務產品的具體需求。針對各部門單位、農戶的氣象服務需求,結合氣象條件,分析天氣變化趨勢,及時制作并發布專題氣象服務產品。向廣大農戶傳授玉米生育期常見氣象災害的防御技巧、病蟲害防治等方面的知識,提高農戶對氣象災害的認知水平,提升農業氣象災害防控能力。
農業氣象服務人員應不斷加強理論知識學習,總結經驗教訓,做到監測精密、預報精準、服務精細。健全農業氣象服務體系,規范氣象為農服務流程,多途徑傳播農業氣象服務信息,加大氣象為農服務產品的開發力度,增強氣象為農服務產品針對性。突破傳統、單一的預報服務模式,圍繞現代設施農業、品牌農業、觀光農業等,進一步拓展氣象為農服務的廣度和深度,深化氣象為農服務工作,開發精細化、個性化的氣象為農服務產品,為農業發展提供強有力的氣象服務支撐。
保山市隆陽區的氣候條件適宜種植夏玉米,但每年不同程度的氣象災害會對玉米生產造成不良影響。農戶應密切關注氣象部門發布的預報預警信息,實現科學防御農業氣象災害;氣象部門應加強部門間的協作配合,提升氣象監測預警水平,加強氣象為農服務能力,積極制作發布針對性的氣象為農服務產品,助力保山市隆陽區夏玉米高產穩產。