東北地區(qū)農(nóng)作物低溫冷害研究

裴永燕 岳紅偉

摘要 農(nóng)作物低溫冷害是我國(guó)主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一,并以北方地區(qū)特別是我國(guó)東北地區(qū)發(fā)生得最為頻繁和嚴(yán)重。近些年,由于氣候變暖的趨勢(shì)比較明顯,基本沒(méi)有發(fā)生大范圍的嚴(yán)重延遲型低溫冷害,但區(qū)域性和階段性的低溫冷害仍然時(shí)有發(fā)生,而且由于氣候異常的事件增多,年內(nèi)氣溫波動(dòng)幅度加大,都使作物障礙型低溫冷害有頻繁和嚴(yán)重的趨勢(shì),因此,防御低溫冷害仍然是東北各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要工作內(nèi)容之一。

關(guān)鍵詞 東北地區(qū);農(nóng)作物;低溫冷害;研究

中圖分類號(hào) S429文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào)1674-6708(2009)08-0016-02

1 低溫冷害的概念

關(guān)于低溫冷害的定義,不同年代、不同地區(qū)的學(xué)者有過(guò)不同的說(shuō)法,但基本的內(nèi)涵是一致的。從低溫冷害形成機(jī)理角度出發(fā),同時(shí)綜合各家的看法,我們把低溫冷害定義為:在作物生長(zhǎng)發(fā)育期間,盡管日最低氣溫在0oC以上、天氣比較溫暖,但出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)性低溫天氣,或者在生殖生長(zhǎng)期間出現(xiàn)短期的墻低溫天氣過(guò)程,日平均氣溫低于作物生長(zhǎng)發(fā)育適宜溫度的下線指標(biāo),影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和結(jié)實(shí)而引起減產(chǎn)的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害。

2低溫冷害對(duì)東北農(nóng)業(yè)的影響

東北地區(qū)是我國(guó)重點(diǎn)糧食生產(chǎn)基地之一,目前每年生產(chǎn)糧食700億kg左右,約占全國(guó)的14%,其年產(chǎn)量波動(dòng)直接影響著全國(guó)糧食的供給。由于熱量資源不足等原因,低溫冷害是東北地區(qū)主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一,嚴(yán)重冷害減產(chǎn)20%以上,是造成產(chǎn)量不高、不穩(wěn)的主要因素之一。近40年來(lái),東北各地糧豆一般冷害和嚴(yán)重冷害發(fā)生頻率都比較高。一般冷害年出現(xiàn)頻率,遼寧省大部分為15%以下;吉林省中、西部和黑龍江省南部為15%~25%,黑龍江省北部及吉林省西南部在5%以下;吉林省中部及黑龍江省南部為5%~10%;吉林省半山區(qū)及黑龍江省中部為10%~15%;黑龍江省北部及吉林省東部山區(qū)為15~25%,也就是說(shuō),東北糧食主產(chǎn)區(qū)每隔3~5年有一次一般性低溫冷害,每隔5~10年有一次嚴(yán)重冷害。水稻障礙型冷害發(fā)生頻率,遼寧省大部在15%~20%之間,東北地區(qū)中部多為25%~40%,吉林省東部山區(qū)較高海拔地帶及黑龍江省北部在40%~60%左右,即東北地區(qū)大部每隔2~3年就有一次較明顯障礙型冷害,冷害年減產(chǎn)20%以上。

3 低溫冷害對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的危害

3.1低溫對(duì)水稻的危害

水稻是對(duì)低溫反應(yīng)比較敏感的喜溫作物,低溫、寡照是水稻空秕率偏高的重要原因。我國(guó)北方地區(qū)氣溫不高,熱量不足,即使在夏季7~8月也常出現(xiàn)低溫天氣過(guò)程,因而易發(fā)生水稻低溫冷害。水稻生產(chǎn)除了經(jīng)常發(fā)生延遲型冷海外,還經(jīng)常發(fā)生障礙型冷害,即因生殖生長(zhǎng)關(guān)鍵期出現(xiàn)明顯低溫天氣,導(dǎo)致結(jié)實(shí)不良。近20多年來(lái),雖然大范圍延遲型冷害發(fā)生較少,但區(qū)域性水稻障礙型冷害頻繁而嚴(yán)重。如1980年、1982年、1986年、1988年、1993年、1998年、2001年和2003年,東北地區(qū)的延邊和牡丹江等地均發(fā)生嚴(yán)重障礙型冷害,減產(chǎn)都在20%以上,部分縣市損失過(guò)半,年損失糧食達(dá)數(shù)10萬(wàn)t。水稻栽培以水利灌溉為基礎(chǔ),受降水影響不大,其產(chǎn)量豐歉及品質(zhì)好壞主要是看是否發(fā)生低溫冷害,這是北方地區(qū)水稻生產(chǎn)最大的風(fēng)險(xiǎn)性因素。

水稻生殖生長(zhǎng)階段對(duì)低溫反應(yīng)敏感的時(shí)期有3個(gè),即幼穗分化期、花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂期、抽穗開(kāi)花期。我國(guó)北方障礙型低溫冷害的敏感期強(qiáng)調(diào)前兩個(gè)時(shí)期,多數(shù)人認(rèn)為減數(shù)分裂期是造成結(jié)實(shí)障礙的主要時(shí)期。水稻生殖生長(zhǎng)期受到低溫影響會(huì)產(chǎn)生障礙型冷害。水稻生殖器官形成和發(fā)育的臨界溫度比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期要高,因而它們對(duì)低溫的反應(yīng)比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)敏感。在遇到降溫時(shí),水稻莖葉尚無(wú)反應(yīng),而正在發(fā)育的的幼穗或花粉卻已受害。由于障礙型冷害直接破壞穗和花的發(fā)育,所以是形成籽?？诊醯闹饕?也是導(dǎo)致我國(guó)水稻遭受低溫減產(chǎn)的主要原因。一般認(rèn)為是低溫導(dǎo)致減數(shù)分裂期生理機(jī)能紊亂,使花粉不能正常發(fā)育,形成空殼或畸形粒;抽穗開(kāi)花期遇低溫,則抑制花粉粒正常生長(zhǎng),物質(zhì)代謝失常,這種受害的花粉粒有的雖然仍可完成發(fā)芽和受精過(guò)程,但受精后的谷粒不能進(jìn)一步發(fā)育,后期仍形成空殼。

3.2低溫對(duì)高粱的危害

低溫對(duì)高粱的危害主要有兩個(gè)方面:一是表現(xiàn)在雜交高粱的小花敗育;二是表現(xiàn)在灌漿期低溫影響正常成熟。所謂小花敗育,是指花器官的雌蕊或雄蕊發(fā)育不正常,使雌蕊無(wú)受精的能力,雄蕊發(fā)育不正常,使雄蕊無(wú)受精的能力,雄蕊無(wú)花粉或花粉甚少,這種現(xiàn)象是制種田不育系經(jīng)常遇到的問(wèn)題。小花敗育的關(guān)鍵時(shí)期是孕穗前8~10天,內(nèi)部幼穗分化正處于雌雄分化期,外部形態(tài)是打苞中、后期,這一時(shí)期稱為小花敗育的敏感期。高粱灌漿成熟期要求天氣晴朗,日照充足,日平均溫度23~25oC為宜,如氣溫低于20oC則影響灌漿的正常進(jìn)行,導(dǎo)致空殼或千粒重降低,因此高粱灌漿期易受低溫的危害。

3.3低溫對(duì)玉米的危害

低溫對(duì)玉米的影響也分延遲型和障礙型兩類,前者發(fā)生在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期,后者發(fā)生在開(kāi)花授粉期。由于玉米生殖器官的形成和發(fā)育過(guò)程對(duì)低溫的反應(yīng)遠(yuǎn)不如水稻和高粱敏感,因此,人們關(guān)注最多的是玉米延遲型低溫冷害。東北地區(qū)低溫對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育速度的影響很大,正常水分條件下,播種出苗間氣溫降低1oC,出苗期推遲3天左右,出苗速度降低17%左右;出苗至抽雄期間氣溫降低1oC,發(fā)育期推遲6天左右,生育速度降低18%;玉米抽雄至成熟期間氣溫降低會(huì)延遲抽穗,使整個(gè)玉米生育期向后推遲。

低溫對(duì)玉米開(kāi)花授粉的影響也比較明顯。在抽雄開(kāi)花時(shí)期平均氣溫要求為24~25oC,低于20oC的低溫陰雨天氣會(huì)妨礙花藥的開(kāi)裂,并影響雌雄的發(fā)育,低溫時(shí)間延長(zhǎng),則易發(fā)生空稈。

低溫對(duì)玉米灌漿影響也比較大,在吐絲至完熟期間,相對(duì)積溫減少10%,相對(duì)百粒干重降低13%左右。玉米在灌漿成熟期間,要求日平均氣溫為20~24oC,低于20oC玉米灌漿緩慢,溫度低于16oC,則影響淀粉酶的活性,使籽粒不飽滿。

低溫對(duì)玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響最終要體現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)量的影響。在水分基本適應(yīng)的條件下,出苗至成熟期間積溫減少100oC,玉米單產(chǎn)降低6.3%左右,抽雄至成熟期平均氣溫降低1oC,公頃產(chǎn)量減少550kg左右。東北地區(qū)玉米抽雄至成熟期間氣溫在22oC以上,干燥度在0.75~0.90之間玉米產(chǎn)量最高,低溫和干燥都將使玉米單產(chǎn)明顯下降。

總之,由于導(dǎo)致作物低溫冷害的因素比較多,而且是自然和人為因素共同作用的結(jié)果,因此,綜合評(píng)價(jià)各地防御冷害的能力、效益及差別是困難的,這與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及冷害防御技術(shù)的多樣性、綜合性有關(guān)。隨著人們對(duì)作物冷害認(rèn)識(shí)的提高及冷害防御體系及專門技術(shù)研究的深入,各地作物低溫冷害的防御能力都會(huì)有較大提高。

參考文獻(xiàn)

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浙江省科協(xié)研討新形勢(shì)下工作思路

11月12~13日,浙江省科協(xié)召開(kāi)黨組理論學(xué)習(xí)中心組會(huì)議,以黨的十七屆四中全會(huì)精神為指導(dǎo),探討新形勢(shì)下科協(xié)工作的創(chuàng)新發(fā)展,認(rèn)真研究明年科協(xié)工作思路。此前,黨組理論學(xué)習(xí)中心組已多次組織學(xué)習(xí)黨的十七屆四中全會(huì)和省委十二屆六次全委會(huì)精神,黨組成員和各部門負(fù)責(zé)人分別深入基層作了調(diào)研。

與會(huì)人員根據(jù)黨的十七屆四中全會(huì)和省委全委會(huì)精神,結(jié)合調(diào)研情況,圍繞新時(shí)期科協(xié)組織的工作定位、科協(xié)工作“有所為、有所不為”、學(xué)會(huì)的創(chuàng)新發(fā)展、扎實(shí)推進(jìn)科普工作、建設(shè)科技工作者之家、整合科協(xié)資源、加強(qiáng)自身隊(duì)伍建設(shè)等問(wèn)題,各抒己見(jiàn),在深入研討的基礎(chǔ)上初步形成了明年工作思路。

在討論中,大家認(rèn)為,胡錦濤總書(shū)記在紀(jì)念中國(guó)科協(xié)成立50周年大會(huì)的重要講話,對(duì)科協(xié)工作作了充分肯定,對(duì)新時(shí)期科協(xié)的地位、作用作了深刻闡述,對(duì)廣大科技工作者和科協(xié)干部提出了新的要求,是指導(dǎo)科協(xié)工作創(chuàng)新發(fā)展的綱領(lǐng)性文件。黨的十七屆四中全會(huì)又對(duì)加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)期黨的建設(shè)提出了新要求,作出了新部署。我們要自覺(jué)地把科協(xié)工作納入其中,堅(jiān)定不移地貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,進(jìn)一步認(rèn)清科協(xié)組織的政治屬性、科技屬性和社團(tuán)屬性,推進(jìn)科協(xié)事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

大家認(rèn)為,中國(guó)科協(xié)在實(shí)踐中探索形成的“三服務(wù)一加強(qiáng)”的工作定位、“搭建平臺(tái)、資源共享”的工作思路,以及“大聯(lián)合、大協(xié)作”的工作方式,是符合新形勢(shì)對(duì)科協(xié)工作新要求的?！叭?wù)”要突出為科技工作者服務(wù)這條主線,全心全意為科技人員服務(wù)是科協(xié)組織永恒的主題,科協(xié)的一切工作都應(yīng)該為此而展開(kāi)。要做好這項(xiàng)工作,就要從基礎(chǔ)工作做起,比如正在開(kāi)展的科技人員狀況調(diào)查要常態(tài)化、制度化、規(guī)范化,從而動(dòng)態(tài)地了解掌握科技工作者的需求變化,增強(qiáng)科協(xié)服務(wù)科技人員的針對(duì)性和有效性。有些同志認(rèn)為,要進(jìn)一步加強(qiáng)與對(duì)中青年科技人員的聯(lián)絡(luò),加大培育和支持力度,為他們健康成長(zhǎng)營(yíng)造環(huán)境,創(chuàng)造條件。

會(huì)議對(duì)大家提出的意見(jiàn)建議進(jìn)行梳理歸納,提出了明年工作的大致思路:以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),深入貫徹落實(shí)黨的十七屆四中全會(huì)和中國(guó)科協(xié)、省有關(guān)會(huì)議精神,堅(jiān)持“三服務(wù)一加強(qiáng)”的工作定位,著力在鞏固、完善、提高、創(chuàng)新上下功夫,團(tuán)結(jié)帶領(lǐng)全省廣大科技工作者和科協(xié)干部,深入開(kāi)展“我為‘兩創(chuàng)做貢獻(xiàn)”活動(dòng),扎實(shí)推進(jìn)“五項(xiàng)工程”,突出重點(diǎn)、注重特色,打造品牌、形成亮點(diǎn),提升能力、務(wù)求實(shí)效,為推動(dòng)浙江省經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展作出新成績(jī)。

根據(jù)這一思路,明年,浙江省科協(xié)在做好日常工作的同時(shí),將舉辦2010浙江科協(xié)年會(huì)、長(zhǎng)三角科技論壇、全國(guó)科普日、全省科協(xié)領(lǐng)導(dǎo)干部讀書(shū)會(huì)和創(chuàng)辦科技新論壇等系列重大活動(dòng)。

浙江省科協(xié)黨組書(shū)記魯善增在會(huì)上強(qiáng)調(diào),明年是浙江省經(jīng)濟(jì)繼續(xù)企穩(wěn)回升、加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、扎實(shí)推進(jìn)“兩創(chuàng)”總戰(zhàn)略實(shí)施的關(guān)鍵年,是浙江省“十二五”規(guī)劃的編制之年,也是本屆科協(xié)創(chuàng)新發(fā)展的重要一年。做好明年的科協(xié)工作,意義重大。在明確任務(wù)的基礎(chǔ)上,必須講究方法、轉(zhuǎn)變作風(fēng)、狠抓落實(shí)。要圍繞中心,服務(wù)大局;要量力而行,盡力而為;要整合資源,形成合力;要真抓實(shí)干,務(wù)求實(shí)效;要以身作則,勤政廉政。

浙江省科協(xié)副主席虞龍寶、隗斌賢,秘書(shū)長(zhǎng)董克軍,副巡視員吳惠林、吳高盛,以及省科協(xié)機(jī)關(guān)、各直屬事業(yè)單位副處以上領(lǐng)導(dǎo)干部參加了會(huì)議。

(浙江省科協(xié))