氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響及其預(yù)防對(duì)策探析

摘 要：干旱、洪澇、極端高溫和低溫等氣象災(zāi)害會(huì)對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。對(duì)此，從玉米生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣象條件的要求出發(fā)，分析了干旱、洪澇和極端溫度對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，并從選育抗逆玉米品種、優(yōu)化玉米種植技術(shù)和加強(qiáng)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警3個(gè)方面，探討了預(yù)防和減輕氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)影響的對(duì)策，旨在為玉米生產(chǎn)提供助力。

關(guān)鍵詞：氣象災(zāi)害；玉米生產(chǎn)；預(yù)防對(duì)策

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）08–0-03

在玉米生產(chǎn)過(guò)程中，受干旱、洪澇、極端高溫和低溫等氣象災(zāi)害的影響，玉米產(chǎn)量和品質(zhì)下降，給農(nóng)民帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，深入分析氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，探索預(yù)防和減輕氣象災(zāi)害影響的對(duì)策，對(duì)于提高玉米生產(chǎn)抗災(zāi)減災(zāi)能力，實(shí)現(xiàn)玉米的高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 玉米生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氣象條件的要求

玉米在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，對(duì)溫度、水分、光照等氣象因素有著特定的需求。玉米屬于喜溫作物，其生長(zhǎng)發(fā)育的適宜溫度范圍為10～32 ℃。在玉米的不同生長(zhǎng)階段，溫度的影響各不相同。例如，在玉米的發(fā)芽階段，適宜的溫度范圍為10～35 ℃；而在玉米的抽雄開(kāi)花階段，適宜的溫度范圍為20～28 ℃。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響，出現(xiàn)玉米生長(zhǎng)緩慢、葉片發(fā)黃、花粉活力下降等問(wèn)題，最終影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。

除溫度以外，水分條件也是影響玉米生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素。玉米在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)水分的需求量較大，尤其是在拔節(jié)、抽雄、開(kāi)花、灌漿等關(guān)鍵時(shí)期，缺水會(huì)嚴(yán)重影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量。最適宜玉米生長(zhǎng)的土壤含水量為田間持水量的60%～80%，過(guò)多或過(guò)少的水分供應(yīng)都會(huì)對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響。例如，水分過(guò)多會(huì)導(dǎo)致玉米根系缺氧，影響?zhàn)B分吸收；而水分過(guò)少則會(huì)導(dǎo)致玉米葉片卷曲、提前衰老，嚴(yán)重影響玉米的光合作用和產(chǎn)量[2]。

玉米屬于短日照植物，其生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)光照時(shí)間和強(qiáng)度有著特定的要求。玉米生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，光照時(shí)間一般需要在10～14 h，光照強(qiáng)度需要在30 000～

60 000勒克斯[3]。充足的光照條件可以促進(jìn)玉米的光合作用，提高玉米的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量。反之，如果光照時(shí)間過(guò)短或光照強(qiáng)度不足，就會(huì)影響玉米的正常生長(zhǎng)發(fā)育，出現(xiàn)玉米植株徒長(zhǎng)、葉片變黃、花粉活力下降等問(wèn)題，最終影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2 氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響

2.1 干旱對(duì)玉米生產(chǎn)的影響

干旱是影響玉米生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，其對(duì)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響不容忽視。玉米在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，特別是在拔節(jié)、抽雄、開(kāi)花、灌漿等關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)水分的需求量較大。如果在這些時(shí)期遭遇干旱，玉米的生長(zhǎng)發(fā)育將受到嚴(yán)重影響。干旱條件下，玉米植株會(huì)出現(xiàn)葉片卷曲、葉尖焦枯等癥狀，光合作用能力下降，同時(shí)根系因發(fā)育受阻，對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收能力減弱。干旱還會(huì)影響玉米的雌雄穗分化和花粉活力，導(dǎo)致玉米穗位下降、結(jié)實(shí)率降低，進(jìn)而影響玉米的產(chǎn)量。有研究表明，在玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，如果遭遇嚴(yán)重干旱，玉米的產(chǎn)量損失可能高達(dá)30%～50%[4]。

干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致玉米植株體內(nèi)水分虧缺，細(xì)胞膨壓降低，進(jìn)而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂。同時(shí)，干旱還會(huì)脅迫引起玉米體內(nèi)脫落酸（ABA）等激素水平的變化，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，蒸騰作用受到抑制，最終影響玉米的光合作用效率。干旱脅迫還會(huì)導(dǎo)致玉米體內(nèi)活性氧水平升高，引發(fā)膜脂過(guò)氧化等問(wèn)題，對(duì)玉米植株產(chǎn)生毒害作用。這些問(wèn)題將直接導(dǎo)致玉米植株生長(zhǎng)緩慢、發(fā)育不良，最終影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。干旱還會(huì)通過(guò)影響土壤環(huán)境，間接影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育。干旱條件下，土壤水分虧缺，土壤溫度升高，微生物活性下降，降低玉米轉(zhuǎn)化和吸收養(yǎng)分的能力。

干旱還會(huì)影響玉米植株體內(nèi)多種酶的活性和代謝過(guò)程。例如，干旱會(huì)降低玉米體內(nèi)與碳水化合物代謝相關(guān)的酶的活性，如蔗糖磷酸合成酶（SPS）、蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）等，導(dǎo)致玉米籽粒淀粉積累受阻。而一些與抗旱相關(guān)的物質(zhì)如脯氨酸、可溶性糖等的含量則會(huì)有所增加，這是玉米應(yīng)對(duì)干旱脅迫的一種保護(hù)機(jī)制。但這些生理生化變化又會(huì)進(jìn)一步影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育，加劇干旱對(duì)玉米的不利影響。

干旱除了對(duì)玉米產(chǎn)量產(chǎn)生影響，還會(huì)影響玉米品質(zhì)。干旱條件下，玉米籽粒灌漿不足，淀粉和蛋白質(zhì)含量下降，而糖分、脂肪和礦物質(zhì)含量相對(duì)升高。這些品質(zhì)指標(biāo)的變化將直接影響玉米的加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，最終導(dǎo)致玉米籽粒出現(xiàn)皺縮、破損等問(wèn)題，影響玉米的商品性和出口品質(zhì)。

2.2 洪澇對(duì)玉米生產(chǎn)的影響

洪澇是影響玉米生產(chǎn)的另一種主要?dú)庀鬄?zāi)害，其對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響同樣不容忽視。玉米在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，尤其是在苗期和抽雄開(kāi)花期，對(duì)土壤水分條件有著特定的要求。如果在這些時(shí)期遭遇洪澇災(zāi)害，玉米的生長(zhǎng)發(fā)育將受到嚴(yán)重影響。洪澇條件下，土壤水分過(guò)多，通氣性較差，溶解氧含量降低，導(dǎo)致玉米根系呼吸受阻，對(duì)養(yǎng)分的吸收能力下降。同時(shí)，洪澇還會(huì)導(dǎo)致土壤中有益微生物活性下降，病原菌滋生，增加玉米病害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。這些因素的綜合作用將直接導(dǎo)致玉米植株出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢、葉片黃化、根系腐爛等問(wèn)題，最終影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。

除了對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生直接影響，洪澇還會(huì)通過(guò)影響土壤環(huán)境，間接影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育。洪澇條件下，土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分大量流失，土壤肥力下降，影響玉米對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用。洪澇還會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)、透氣性差，影響玉米根系的生長(zhǎng)發(fā)育；加劇土壤侵蝕，致使土壤退化，影響土壤的可持續(xù)利用，進(jìn)而影響玉米的長(zhǎng)期生產(chǎn)。

洪澇對(duì)玉米產(chǎn)量有多方面的影響。一方面，洪澇會(huì)導(dǎo)致玉米植株生長(zhǎng)發(fā)育不良，光合作用能力下降，干物質(zhì)積累量減少，最終導(dǎo)致玉米產(chǎn)量下降；另一方面，洪澇還會(huì)影響玉米的授粉和受精過(guò)程，使得玉米穗位減少、結(jié)實(shí)率下降，進(jìn)而影響玉米的產(chǎn)量。有研究表明，在玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，如果遭遇嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，玉米的產(chǎn)量損失可能高達(dá)20%～40%[5]。

除了對(duì)玉米產(chǎn)量產(chǎn)生影響，洪澇還會(huì)影響玉米的品質(zhì)。洪澇條件下，玉米籽粒灌漿不足，淀粉含量下降，而蛋白質(zhì)、脂肪和礦物質(zhì)含量相對(duì)升高，這些品質(zhì)指標(biāo)的變化將直接影響玉米的加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。洪澇還會(huì)導(dǎo)致玉出現(xiàn)籽粒霉變、發(fā)芽等問(wèn)題，影響玉米的儲(chǔ)藏品質(zhì)和食用安全。

2.3 極端溫度對(duì)玉米生產(chǎn)的影響

2.3.1 極端高溫

極端高溫條件下，玉米植株體內(nèi)酶活性發(fā)生變化，影響玉米體內(nèi)的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。高溫會(huì)抑制玉米體內(nèi)與光合作用相關(guān)的酶的活性，如核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）等，導(dǎo)致二氧化碳同化速率下降，最終影響玉米的干物質(zhì)積累。同時(shí)，極端高溫還會(huì)誘導(dǎo)玉米體內(nèi)脂肪氧化、蛋白質(zhì)分解等異常代謝過(guò)程，導(dǎo)致活性氧大量積累，從而破壞細(xì)胞膜等細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

高溫對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，高溫會(huì)導(dǎo)致玉米葉片卷曲、葉面積指數(shù)下降，光合作用能力降低，干物質(zhì)積累量減少。第二，高溫還會(huì)影響玉米的雌雄穗分化和花粉活力，導(dǎo)致玉米穗位減少、結(jié)實(shí)率下降。第三，高溫會(huì)加速玉米衰老進(jìn)程，縮短玉米的生育期，影響玉米籽粒的灌漿和形成。第四，高溫還會(huì)導(dǎo)致玉米植株水分蒸騰速度加快，加劇水分虧缺，進(jìn)一步影響玉米的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3.2 極端低溫

極端低溫會(huì)引起玉米體內(nèi)脫落酸（ABA）、脫落酸-葡萄糖苷酯（ABA-GE）、玉米素（ZR）等內(nèi)源激素水平失衡，降低玉米體內(nèi)酶促反應(yīng)速率，抑制玉米的光合作用、呼吸作用等代謝過(guò)程，導(dǎo)致玉米生長(zhǎng)緩慢。極端低溫會(huì)影響玉米的光合作用和呼吸作用，導(dǎo)致玉米干物質(zhì)積累量減少，從而引發(fā)玉米植株生長(zhǎng)緩慢、葉片黃化、根系發(fā)育受阻等問(wèn)題。此外，低溫還會(huì)延長(zhǎng)玉米的生育期，影響玉米的成熟和收獲。如果玉米在幼苗期遭遇低溫冷害，容易出現(xiàn)植株死亡問(wèn)題，農(nóng)民需要進(jìn)行補(bǔ)播或重播。

3 預(yù)防氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)影響的對(duì)策

3.1 選育抗逆玉米品種

第一，在選育抗旱玉米品種方面，主要采用常規(guī)育種和分子育種相結(jié)合的方法。通過(guò)篩選和利用有關(guān)抗旱的種質(zhì)資源，如耐旱的地方品種、野生玉米等，可以為抗旱玉米品種的選育提供重要的基因源。利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，如分子標(biāo)記輔助選擇、基因工程等，加快抗旱基因的鑒定和利用，提高抗旱玉米品種的選育效率。選育出的抗旱玉米品種一般具有根系發(fā)達(dá)、氣孔調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、水分利用效率高等特點(diǎn)，能夠在干旱條件下維持較強(qiáng)的光合作用，促進(jìn)干物質(zhì)積累，從而實(shí)現(xiàn)抗旱減產(chǎn)。

第二，在選育抗洪澇玉米品種方面，主要采用種質(zhì)資源篩選、分子標(biāo)記輔助選擇等方法。通過(guò)評(píng)價(jià)不同玉米種質(zhì)資源的抗洪澇性，篩選出抗洪澇能力較強(qiáng)的種質(zhì)，并進(jìn)行雜交組合，選育出抗洪澇玉米新品種。利用分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)相關(guān)抗洪澇基因進(jìn)行定位和克隆，為抗洪澇玉米品種的選育提供分子標(biāo)記，提高選育效率。選育出的抗洪澇玉米品種一般具有通氣組織發(fā)達(dá)、根系發(fā)達(dá)、耐淹能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠在洪澇條件下維持較高的根系活力和養(yǎng)分吸收能力，降低洪澇對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的不利影響。

第三，在選育耐高溫和耐低溫玉米品種方面，主要采用常規(guī)育種和分子育種相結(jié)合的方法。通過(guò)評(píng)價(jià)不同玉米種質(zhì)資源的耐溫性，篩選出耐高溫和耐低溫能力較強(qiáng)的種質(zhì)，并進(jìn)行雜交組合，選育出耐溫玉米新品種。利用分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)耐溫相關(guān)基因進(jìn)行定位和克隆，為耐溫玉米品種的選育提供分子標(biāo)記，提高選育效率。選育出的耐高溫玉米品種一般具有熱穩(wěn)定性蛋白合成能力較強(qiáng)、葉片卷曲度小、花粉活力足等特點(diǎn)。

3.2 優(yōu)化玉米種植技術(shù)

一般情況下，在春玉米產(chǎn)區(qū)，農(nóng)民要在適宜的土壤溫度和水分條件下進(jìn)行播種，避免低溫和干旱對(duì)玉米出苗和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響；在夏玉米產(chǎn)區(qū)，則要避免高溫和強(qiáng)光照對(duì)玉米授粉和灌漿的不利影響。同時(shí)，農(nóng)民應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀鬄?zāi)害發(fā)生規(guī)律，合理調(diào)整玉米播種期，盡量避開(kāi)高溫、干旱、洪澇等災(zāi)害的高發(fā)期，減輕氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的不利影響。

在灌溉和排水方面，農(nóng)民要根據(jù)玉米生育期的需水特點(diǎn)和土壤水分狀況，制定科學(xué)的灌溉和排水方案。在玉米生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，如拔節(jié)期、抽雄開(kāi)花期、灌漿期等，農(nóng)民要為玉米生長(zhǎng)提供充足的水分供應(yīng)。對(duì)此，可以采用滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水分利用效率。在玉米生長(zhǎng)發(fā)育的其他時(shí)期，可以采用間歇灌溉、控制灌溉等方式，避免過(guò)多的水分供應(yīng)導(dǎo)致玉米出現(xiàn)徒長(zhǎng)、倒伏等問(wèn)題。

在施肥方面，農(nóng)民要根據(jù)玉米生育期的需肥特點(diǎn)和土壤養(yǎng)分狀況，制定科學(xué)的施肥方案。玉米在生長(zhǎng)發(fā)育的不同時(shí)期，對(duì)氮、磷、鉀等養(yǎng)分的需求量不同，要根據(jù)需求特點(diǎn)有針對(duì)性地施肥，避免過(guò)量施肥導(dǎo)致玉米出現(xiàn)徒長(zhǎng)、倒伏、病蟲(chóng)害等問(wèn)題。同時(shí)，農(nóng)民還可采用緩釋肥、控釋肥等新型肥料，提高肥料利用率，在減少肥料流失的同時(shí)，降低肥料對(duì)環(huán)境的污染。

在其他栽培管理方面，農(nóng)民還要采用合理的密植、深耕、中耕除草等措施，優(yōu)化玉米的生長(zhǎng)環(huán)境，提高玉米對(duì)氣象災(zāi)害的抵抗力。合理的密植可以提高玉米群體光能利用效率，促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累；深耕可以避免土壤板結(jié)，促進(jìn)玉米根系生長(zhǎng)發(fā)育等。

3.3 加強(qiáng)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警

氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系的建設(shè)需要多部門(mén)、多學(xué)科的協(xié)同合作。加強(qiáng)氣象監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的建設(shè)，完善氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)，增強(qiáng)氣象監(jiān)測(cè)的時(shí)效性、精準(zhǔn)性，并擴(kuò)大其覆蓋面是做好氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的基礎(chǔ)。氣象部門(mén)要重點(diǎn)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化觀測(cè)站點(diǎn)布局，提高觀測(cè)要素的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平；充分利用氣象衛(wèi)星、雷達(dá)、自動(dòng)氣象站等現(xiàn)代化氣象觀測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米產(chǎn)區(qū)小氣候環(huán)境的精細(xì)化監(jiān)測(cè)。

氣象部門(mén)要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，加強(qiáng)氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)的數(shù)字化、規(guī)范化和共享化管理，提高氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)的可獲取性和利用率。在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)氣象災(zāi)害預(yù)警模型的研發(fā)和應(yīng)用。綜合利用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)等技術(shù)，針對(duì)不同類型的氣象災(zāi)害，建立完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系，開(kāi)發(fā)適用于玉米生產(chǎn)的干旱、洪澇、高溫、低溫等主要?dú)庀鬄?zāi)害的預(yù)警模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)，提高氣象災(zāi)害預(yù)警的準(zhǔn)確性和精細(xì)化水平，為玉米生產(chǎn)提供更加精準(zhǔn)、有效的氣象災(zāi)害預(yù)警指導(dǎo)。

在氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警方面，氣象部門(mén)可通過(guò)廣播、電視、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等多種傳播媒介，及時(shí)向農(nóng)民發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警信息，提示可能發(fā)生的氣象災(zāi)害類型、影響范圍、持續(xù)時(shí)間等，引導(dǎo)農(nóng)民采取相應(yīng)的防災(zāi)減災(zāi)措施。氣象部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)氣象災(zāi)害預(yù)警信息的解讀和應(yīng)用，充分發(fā)揮農(nóng)技推廣部門(mén)、農(nóng)民專業(yè)合作社等組織的作用，使其積極開(kāi)展氣象災(zāi)害預(yù)警信息的科普宣傳和技術(shù)培訓(xùn)，提高農(nóng)民科學(xué)利用預(yù)警信息的能力，促進(jìn)農(nóng)民主動(dòng)采取防災(zāi)減災(zāi)措施。

氣象部門(mén)應(yīng)根據(jù)氣象災(zāi)害預(yù)警信息，提前制定氣象災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，明確各部門(mén)、各單位的職責(zé)分工和協(xié)調(diào)機(jī)制，做好人員、物資、裝備等應(yīng)急資源的準(zhǔn)備和調(diào)配工作；加強(qiáng)氣象災(zāi)害應(yīng)急演練，提高部門(mén)應(yīng)急處置的組織協(xié)調(diào)和現(xiàn)場(chǎng)處置能力，最大限度地減少氣象災(zāi)害帶來(lái)的損失，將災(zāi)害影響降到最低。

4 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)防和減輕氣象災(zāi)害對(duì)玉米生產(chǎn)的影響，需要從選育抗逆品種、優(yōu)化種植技術(shù)、加強(qiáng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警等多個(gè)角度入手，綜合采取措施。這不僅需要農(nóng)業(yè)科技人員在抗災(zāi)減災(zāi)品種選育、栽培技術(shù)優(yōu)化等方面加強(qiáng)研究，還需要?dú)庀蟛块T(mén)加強(qiáng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以及農(nóng)技推廣部門(mén)加大抗災(zāi)減災(zāi)技術(shù)的推廣力度，增強(qiáng)農(nóng)民的防災(zāi)意識(shí)和能力。

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