洮南市玉米種植氣象條件及氣象服務(wù)措施

摘 要 為了最大限度減小氣象條件對(duì)玉米種植造成的不利影響，以吉林省洮南市為例，分析玉米種植氣象條件、氣象災(zāi)害對(duì)洮南市玉米種植的影響，提出針對(duì)玉米種植的氣象服務(wù)措施，如加強(qiáng)溫度控制、加強(qiáng)水分控制、加強(qiáng)光照控制、推行病蟲(chóng)害氣象預(yù)報(bào)。

關(guān)鍵詞 玉米；氣象服務(wù)；吉林省洮南市

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.01.055

吉林省洮南市是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部認(rèn)定的國(guó)家級(jí)玉米種子生產(chǎn)基地、國(guó)家級(jí)玉米制種大縣，當(dāng)?shù)赜衩桩a(chǎn)量最大的區(qū)域是呼和車力鄉(xiāng)。洮南市西北高、東南低，中部為波狀平原，南部多起伏沙丘，其土質(zhì)以中性黑鈣土壤為主，有機(jī)質(zhì)含量高，自然肥力較強(qiáng)，具有良好的通氣性、透水性，可為玉米提供了充足的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)空間[1]。

1" 玉米種植氣象條件

1.1" 溫度條件

玉米是喜溫性農(nóng)作物，需要充足的熱量資源維持其正常生長(zhǎng)，其中早熟玉米品種的發(fā)育活動(dòng)溫度條件和積溫條件分別為≥10 ℃、2 100～2 400 ℃，中熟玉米品種的發(fā)育活動(dòng)溫度條件和積溫條件分別為≥10 ℃、2 500～2 700 ℃，晚熟玉米品種的發(fā)育活動(dòng)溫度條件和積溫條件分別為≥12 ℃、3 000 ℃。在播種至三葉期，玉米緩慢出芽，外界溫度適宜在10～25 ℃，日均氣溫不低于18 ℃。玉米三葉期至拔節(jié)期，外界環(huán)境溫度適宜在24～26 ℃。穗期是指玉米從拔節(jié)長(zhǎng)至抽雄的階段，是玉米生長(zhǎng)發(fā)育最旺盛的時(shí)期，外界環(huán)境溫度應(yīng)控制在25～28 ℃，日平均氣溫不得低于24 ℃?；Ｆ?，玉米開(kāi)花、受精、結(jié)實(shí)，籽粒在此期間迅速發(fā)育，開(kāi)花的適宜溫度為25～27 ℃，其他時(shí)間日均溫應(yīng)為20～24 ℃，以保證籽粒的養(yǎng)分積聚、充足灌漿。

洮南市為北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有溫差大、季節(jié)性強(qiáng)、雨熱同季等特征，年均有效積溫3 000.5 ℃，全年平均氣溫為4.8 ℃，最高氣溫為40.2 ℃，最低氣溫為-33.3 ℃，≥10.0 ℃活動(dòng)積溫2 910.0 ℃。玉米一般在5月播種，10月收獲，洮南市5月平均氣溫為9.6～22.9 ℃，6月平均氣溫為16.0～27.7 ℃，7月平均氣溫為19.2～28.9 ℃，8月平均氣溫為17.5～27.9 ℃，9月平均氣溫為10.1～22.5 ℃，10月平均氣溫為1.5～13.7 ℃，且近些年來(lái)洮南市的環(huán)境氣溫總體呈上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.04 ℃/10年?？偟膩?lái)看，洮南市的環(huán)境溫度與玉米生長(zhǎng)所需的溫度條件相契合，能夠滿足玉米的生長(zhǎng)需求，保證玉米的質(zhì)量和品質(zhì)[2]。

1.2" 水分條件

玉米是一種相對(duì)耐旱，但耐澇能力較弱的高稈作物，生長(zhǎng)期間環(huán)境溫度較高、水分蒸發(fā)量大。一般玉米種植區(qū)域全年降水量應(yīng)保持在410～640 mm。在播種至拔節(jié)期，玉米對(duì)水分的需求量較少，春玉米每667 m2需水量為135 mm，夏玉米每667 m2需水量為72 mm，耕層土壤濕度應(yīng)為70%～80%[3]。拔節(jié)至抽雄期，玉米需水量逐漸增大，春玉米每667 m2需水量約為170 mm，日平均需水強(qiáng)度為50 mm，夏玉米每667 m2需水量為140 mm，日平均需水強(qiáng)度為33 mm，土壤相對(duì)濕度為70%～80%。抽雄至成熟期間為玉米需水量最大的階段，春玉米每667 m2需水量為253 mm，日平均需水強(qiáng)度為87 mm，夏玉米每667 m2需水量為280 mm，日平均需水強(qiáng)度為74 mm，土壤相對(duì)濕度不得低于50%，否則會(huì)直接影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。

洮南市年均降水量約為377.9 mm，年蒸發(fā)量為2 083.3 mm，降水集中在6—8月，其中7月降水量最大，夏季降水約占總降水的85%。根據(jù)歷年調(diào)查報(bào)告可知，洮南市5月平均降水量為25 mm，6月平均降水量為75 mm，7月平均降水量為131 mm，8月平均降水量為85 mm，9月平均降水量為37 mm，10月平均降水量為15 mm。綜合對(duì)比上述信息，可以發(fā)現(xiàn)玉米在生長(zhǎng)各階段的需水量與洮南市降水時(shí)間分布具有一定的重合性，而且需水關(guān)鍵期與當(dāng)?shù)亟邓衅谇『梦呛?，洮南市水分條件能夠滿足玉米的生長(zhǎng)需求。

1.3" 光照條件

玉米是短日照喜光性農(nóng)作物，屬于C4植物，光飽和點(diǎn)較高，全生育期所需日照時(shí)間為600～800 h。玉米在出苗階段對(duì)光照的需求量最大，要求日照時(shí)間保持在8～12 h。玉米乳熟至成熟階段，要求日照時(shí)間不得低于8 h。合理的光照有利于促進(jìn)玉米積累更多的干物質(zhì)，提高籽粒飽滿度。

洮南市光照資源充足，全年無(wú)霜期136 d，年平均日照時(shí)間為2 917.20 h，其中夏季平均日照時(shí)間為811.77 h，秋季平均日照時(shí)間為672.96 h，5月平均日照時(shí)間最長(zhǎng)，且洮南市光照資源呈逐年增加趨勢(shì)，氣候傾向率為67.519 h/10年，綜合來(lái)看，洮南市光照資源比較充足，而且較為穩(wěn)定，能夠?yàn)橛衩椎恼ＩL(zhǎng)提供基本保障。

2" 氣象災(zāi)害對(duì)洮南市玉米種植的影響

2.1" 溫度條件對(duì)應(yīng)的氣象災(zāi)害

2.1.1" 霜凍災(zāi)害

霜凍是指空氣溫度突然下降，地表溫度驟降到0 ℃以下，農(nóng)作物受害的一種農(nóng)業(yè)災(zāi)害。洮南市地處北緯45°17′45″～45°23′25″，冬季漫長(zhǎng)且寒冷，通常每年4月上旬出現(xiàn)霜凍災(zāi)害。在地理位置和西部冷空氣的雙重作用下，春季洮南市的氣溫一般為-2～5 ℃，土壤溫度低至-4～-1 ℃，難以滿足玉米正常的生長(zhǎng)發(fā)育需求，甚至可能會(huì)造成玉米輕霜凍（環(huán)境溫度低于0 ℃）或嚴(yán)重霜凍（環(huán)境溫度低于-3 ℃）。受凍后，玉米發(fā)芽率至少降低12%，已經(jīng)長(zhǎng)出葉片的玉米受凍后期葉片變得枯黃，無(wú)法正常進(jìn)行光合作用，吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大幅減少，而且其穗頸會(huì)受凍死亡，對(duì)玉米的品質(zhì)和產(chǎn)量均造成不利影響。

2.1.2" 冰雹災(zāi)害

洮南市幾乎每年都有冰雹災(zāi)害發(fā)生，集中在5—9月，降雹時(shí)常會(huì)伴有大風(fēng)，對(duì)玉米種植的不利影響主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。1）對(duì)玉米植株造成物理?yè)p傷，如果在灌漿期砸傷植株，玉米籽粒會(huì)因破損發(fā)生霉變。如果在抽穗后期砸傷植株，會(huì)阻礙其正常生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)80%以上，甚至導(dǎo)致絕收。2）降低玉米根系的環(huán)境溫度，凍傷植株，抑制其生理活動(dòng)，直接影響玉米的正常授粉、結(jié)實(shí)及籽粒發(fā)育。3）破壞植株的葉片和莖稈，削弱其光合作用的能力，且破損部分會(huì)成為病害入侵通道，導(dǎo)致玉米的空稈率大幅上升。4）玉米周邊的土壤會(huì)被冰雹砸實(shí)，致使土壤板結(jié)，阻礙玉米根系的呼吸作用，造成根系腐爛。

2.2" 水分條件對(duì)應(yīng)的氣象災(zāi)害

2.2.1" 干旱災(zāi)害

干旱是水分條件不足造成的一種災(zāi)害，也是洮南市主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一。洮南市素有“十年九旱”之稱，其干旱發(fā)生率達(dá)57%，主要集中在春末階段，具有成災(zāi)面積大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特征。玉米需水量較大，對(duì)水分條件極為敏感，遭遇一般干旱時(shí)會(huì)減產(chǎn)20%～30%。洮南市干旱期與玉米播種育苗期重合，不利于玉米的生長(zhǎng)發(fā)育，難以實(shí)現(xiàn)保全苗[4]。

2.2.2" 暴雨洪澇災(zāi)害

洮南市的汛期為每年的6月1日至9月30日，主汛期為7月15日至8月15日，雨量較大，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。這期間降水過(guò)多超出了玉米的承受范圍，而且伴隨著的陰霾天氣會(huì)導(dǎo)致玉米光照不足。連續(xù)3天暴雨，玉米三葉期表現(xiàn)為紅、細(xì)、瘦弱、停止生長(zhǎng)；連續(xù)5天暴雨，玉米苗弱黃或死亡；在玉米生長(zhǎng)的中后期，其抗?jié)承杂兴鰪?qiáng)，受災(zāi)時(shí)會(huì)出現(xiàn)空稈、減產(chǎn)等問(wèn)題；大喇叭口期之后遇暴雨，玉米的開(kāi)花授粉會(huì)受到影響，出現(xiàn)大量禿尖和空粒，嚴(yán)重受災(zāi)時(shí)會(huì)出現(xiàn)澇根等問(wèn)題。玉米根系長(zhǎng)期浸泡在水中難以正常呼吸，可能絕收。

2.3" 光照條件對(duì)應(yīng)的氣象災(zāi)害

洮南市受冬季燃煤供暖的影響經(jīng)常出現(xiàn)霧霾災(zāi)害，尤其是每年的1月、2月、12月，環(huán)境中的PM2.5濃度普遍在120 mg·m-3以上，對(duì)玉米的生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響。霧霾災(zāi)害可阻礙玉米的光合作用，使玉米出現(xiàn)發(fā)育不良的問(wèn)題。霧霾的影響主要體現(xiàn)光強(qiáng)、光質(zhì)、光照時(shí)間3個(gè)方面：空氣中聚集的大量污染物小顆粒覆蓋在玉米葉面上，導(dǎo)致光強(qiáng)度被大幅削弱；霧霾增加了光照中綠光與藍(lán)光等低效光的比例，不利于玉米的光合作用；懸浮小顆粒的增多使光照時(shí)間大幅減少，降低了玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3" 氣象服務(wù)措施

3.1" 加強(qiáng)溫度控制

為了減小極端溫度條件對(duì)玉米生長(zhǎng)的不利影響，需要加強(qiáng)溫度控制，樹(shù)立防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，提高旱情預(yù)報(bào)或寒潮預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。氣象部門應(yīng)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門通力合作，在洮南市進(jìn)行全面調(diào)研，組織農(nóng)業(yè)服務(wù)人員深入田間地頭實(shí)地勘查玉米的生長(zhǎng)情況，動(dòng)態(tài)掌握土壤墑情，為農(nóng)戶提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)和生產(chǎn)建議，如調(diào)整灌溉方案、做好覆蓋遮陽(yáng)工作等，幫助農(nóng)戶及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施，減少溫度過(guò)低或過(guò)高帶來(lái)的不利影響。此外，根據(jù)霜凍、冰雹災(zāi)害的特點(diǎn)建立健全氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警體系，筑牢氣象防災(zāi)減災(zāi)的首道防線，保證在災(zāi)害性天氣發(fā)生時(shí)可以迅速實(shí)現(xiàn)信息的多部門預(yù)警和共享。

3.2" 加強(qiáng)水分控制

一般來(lái)說(shuō)，500 kg玉米獲得400 m3的水分供給才能正常生長(zhǎng)，轉(zhuǎn)換成降水條件時(shí)則約為600 mm的降水量。然而，每年洮南市的降水都具有一定差異性，并非一直保持在穩(wěn)定狀態(tài)。為了不影響玉米的種植，農(nóng)業(yè)氣象工作人員應(yīng)重點(diǎn)做好降水預(yù)報(bào)工作，以加強(qiáng)對(duì)環(huán)境水分的控制，幫助農(nóng)戶根據(jù)降水量的變化趨勢(shì)調(diào)整并優(yōu)化灌溉方案，或是及時(shí)采取排水措施，保證玉米在發(fā)育過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)缺水或積水的情況，以增加農(nóng)戶的種植收入。

3.3" 加強(qiáng)光照控制

提高光照預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度，有利于農(nóng)戶及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，優(yōu)化玉米種植方案，實(shí)現(xiàn)玉米豐產(chǎn)增質(zhì)。光照預(yù)報(bào)主要是對(duì)霧霾天氣、連陰天做出預(yù)警，指導(dǎo)農(nóng)戶及時(shí)采取補(bǔ)光、加溫等措施，減少寡日照造成的實(shí)際減產(chǎn)損失。光照屬于氣象預(yù)報(bào)中的新型指標(biāo)，氣象部門應(yīng)強(qiáng)化相應(yīng)氣象服務(wù)的基礎(chǔ)建設(shè)，通過(guò)對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)分析的有效融合實(shí)現(xiàn)氣象科研，提升智能網(wǎng)格預(yù)報(bào)空間分辨率。此外，定期檢查光照預(yù)警系統(tǒng)，并進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí)，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上提高其預(yù)警的精確度和時(shí)效性，依托信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智慧氣象服務(wù)，保證農(nóng)戶能夠及時(shí)掌握光照的變化情況[5]。

3.4" 提高觀測(cè)水平

為了保證玉米的產(chǎn)量與品質(zhì)，減小氣象條件帶來(lái)的不利影響，氣象部門應(yīng)提高其氣象觀測(cè)水平，為農(nóng)戶提供更好的氣象服務(wù)。洮南市氣象部門應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?duì)觀測(cè)業(yè)務(wù)的需求建立健全氣象觀測(cè)體系，在地面、探空、雷達(dá)、空基觀測(cè)等方面引入新技術(shù)、新裝備和新方法，完善標(biāo)定方法，提高觀測(cè)精度。氣象部門應(yīng)對(duì)受災(zāi)頻繁的區(qū)域?qū)嵭兄攸c(diǎn)監(jiān)控，并加強(qiáng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的核查，防止出現(xiàn)氣象觀測(cè)盲區(qū)。針對(duì)已經(jīng)發(fā)生的氣象災(zāi)害，工作人員應(yīng)深入比對(duì)、分析觀測(cè)數(shù)據(jù)和預(yù)期數(shù)據(jù)的差異，若存在較大差別，需及時(shí)采取改進(jìn)措施，不斷提升觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。氣象觀測(cè)不僅能夠在短期內(nèi)緊急預(yù)報(bào)氣象災(zāi)害，還能預(yù)測(cè)區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)期的氣象條件，推動(dòng)洮南市玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

4" 結(jié)語(yǔ)

洮南市的氣候條件適宜種植玉米，但是氣象災(zāi)害會(huì)對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)造成不利影響。因此，氣象部門應(yīng)加強(qiáng)氣象服務(wù)，提升預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度、時(shí)效性，確保農(nóng)戶可以根據(jù)雨水、溫度、光照等環(huán)境指標(biāo)選擇合適的種植方式、采取相應(yīng)的預(yù)防措施，降低玉米的受害程度。此外，農(nóng)戶應(yīng)全面掌握玉米在生長(zhǎng)發(fā)育期間對(duì)氣象條件的需要，著重關(guān)注氣象預(yù)警信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]" 王緣怡，李曉宇，王寅，等.吉林省農(nóng)戶玉米種植與施肥現(xiàn)狀調(diào)查[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2021，42（9）：262-271.

[2]" 張文婧，趙錦，崔文倩，等.氣候平均態(tài)和極端態(tài)變化對(duì)東北玉米氣象產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，56（10）：1859-1870.

[3]" 李莉，孫輝，姜兆遠(yuǎn)，等.2010—2020年吉林省國(guó)審水稻品種特征特性分析[J].中國(guó)稻米，2023，29（1）：103-107.

[4]" 崔愛(ài)民，張松，張虎，等.不同種植方式對(duì)玉米產(chǎn)量要素的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，68（8）：55-58.

[5]" 王杏鋒，李代超，吳升，等.水稻種植環(huán)境綜合適宜性評(píng)價(jià)方法研究[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，23（8）：1484-1496.

（責(zé)任編輯：張春雨" 敬廷桃）

收稿日期：2023-12-21

作者簡(jiǎn)介：范吉月（1991—），本科，工程師，主要從事氣象預(yù)報(bào)。

E-mail：2755899155@qq.com。