赤峰市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物的影響及其應(yīng)對(duì)措施

摘 要 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害通過(guò)影響作物生理過(guò)程和產(chǎn)量形成，造成顯著的產(chǎn)量損失。為提升作物抗災(zāi)能力，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，確保糧食安全，結(jié)合內(nèi)蒙古赤峰市常見(jiàn)的低溫冷害、干旱、冰雹和洪水四大農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量的影響，提出抗寒作物選育、高效灌溉與施肥技術(shù)、冰雹預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)和土壤管理與排澇優(yōu)化等措施。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；作物產(chǎn)量；低溫冷害；干旱；內(nèi)蒙古赤峰市

中圖分類號(hào)：S166 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.044

內(nèi)蒙古赤峰市地處內(nèi)蒙古高原，氣候條件苛刻，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨頻繁的氣象災(zāi)害威脅。近年來(lái)，該地區(qū)低溫冷害、干旱、冰雹及洪水等極端氣象事件發(fā)生次數(shù)增加，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響。筆者擬通過(guò)分析赤峰市氣候特征、各類氣象災(zāi)害發(fā)生規(guī)律及機(jī)理，評(píng)估其對(duì)主要作物產(chǎn)量的影響，并提出適宜的對(duì)策，為赤峰市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 赤峰市氣候特征與主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害

赤峰市地處內(nèi)蒙古高原中部，屬于溫帶大陸性干旱半干旱氣候。該地區(qū)年平均氣溫4.7 ℃，≥10 ℃積溫為1 800～2 600 ℃，無(wú)霜期在100 d左右；降水量年變化較大，平均為400 mm，降水主要集中在6—9月[1]。由于地處風(fēng)口地帶，赤峰市全年多風(fēng)，尤以春季最為頻繁。氣候特征的極端性增加了赤峰市遭受各類氣象災(zāi)害的可能性，具體來(lái)說(shuō)，3—5月低溫仍然頻繁發(fā)生，對(duì)初春連作農(nóng)作物的出苗和定植造成不利影響；夏玉米的生育期常出現(xiàn)不同程度的干旱，導(dǎo)致植株矮化、生育期延長(zhǎng)；入秋以后氣溫驟降，不適宜部分耐寒性較差作物的成熟。此外，影響赤峰市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害還包括冰雹及洪澇災(zāi)害。例如，2018年7月23日，由強(qiáng)對(duì)流天氣導(dǎo)致的冰雹災(zāi)害，最大冰雹直徑達(dá)2.5 cm，對(duì)玉米等夏作物造成不同程度的損傷[2]。氣候變化背景下極端降水的增加也導(dǎo)致該地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率增加，對(duì)農(nóng)田排澇系統(tǒng)及作物根系生長(zhǎng)環(huán)境造成破壞，不利于作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

2 赤峰市農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量的影響

2.1 低溫冷害對(duì)作物產(chǎn)量的影響

低溫冷害是影響赤峰市初春和晚秋作物產(chǎn)量的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一。該地區(qū)3—5月仍然低溫頻繁，極端最低氣溫可在-10 ℃以下。低溫通過(guò)引起代謝紊亂直接損傷作物組織，還可延緩種子吸水速率，抑制酶活性，影響光合作用和呼吸作用，最終導(dǎo)致出苗率下降、育苗期延長(zhǎng)。例如，2018年4月中下旬發(fā)生的極端低溫導(dǎo)致赤峰市局部地區(qū)玉米平均出苗率較常年下降近30%。低溫對(duì)早熟作物稻谷更為不利，研究表明氣溫低于15 ℃時(shí)，稻谷的葉綠素含量和希爾反應(yīng)活性急劇下降，嚴(yán)重影響光合速率[2]。此外，低溫條件下作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用效率降低，延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，最終導(dǎo)致產(chǎn)量損失。與冷害相比，晚秋低溫更多體現(xiàn)為促進(jìn)作物過(guò)早成熟，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。例如，2018年9月中下旬極端低溫致使赤峰市部分早熟水稻提前10 d成熟，增加了籽粒灌漿期的損失，單位面積相比常年減產(chǎn)15%以上[3]。

2.2 干旱災(zāi)害對(duì)作物生理過(guò)程的影響

干旱是影響赤峰市農(nóng)作物產(chǎn)量的關(guān)鍵性氣象災(zāi)害之一。該地區(qū)作物生長(zhǎng)期降水偏少，增大了作物遭遇干旱災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。土壤水分不足會(huì)引起植株體內(nèi)多種生理生化過(guò)程失衡，最終導(dǎo)致產(chǎn)量損失。具體來(lái)說(shuō)，干旱條件下，作物對(duì)水分的吸收發(fā)生障礙，減緩了養(yǎng)分向器官的運(yùn)輸速率，影響光合速率。例如，2017年7月中旬15 d無(wú)雨期間，赤峰市巴林右旗玉米光合作用凈光合速率較正常情況下降63%[3]。干旱導(dǎo)致作物氣孔限制開(kāi)啟，阻礙二氧化碳進(jìn)入葉肉細(xì)胞，是光合作用下降的重要原因。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如脯氨酸的累積也抑制了酶蛋白的合成，影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育。此外，干旱條件下植株體內(nèi)活性氧自由基的增加導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化，破壞細(xì)胞膜系統(tǒng)，影響水分運(yùn)輸和物質(zhì)交換，是造成產(chǎn)量損失的重要因素。以上生理過(guò)程的紊亂最終導(dǎo)致植株矮化、花藥不育及代謝能力下降等后果，影響農(nóng)作植物最終產(chǎn)量。

2.3 冰雹災(zāi)害對(duì)作物品質(zhì)和數(shù)量的損失評(píng)估

冰雹作為赤峰市一種較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，其機(jī)械打擊作用直接導(dǎo)致作物組織損傷，影響產(chǎn)量。此外，冰雹災(zāi)害后期的繼發(fā)性病害加重了損失程度。具體來(lái)說(shuō)，冰雹可引起植株機(jī)械傷害，如葉片撕裂、打落及莖稈折斷等。例如，2018年7月23日強(qiáng)對(duì)流天氣帶來(lái)的直徑2.5 cm的大冰雹導(dǎo)致赤峰市阿魯科爾沁旗天山鎮(zhèn)連作水稻植株機(jī)械損傷率達(dá)45%[4]。嚴(yán)重的機(jī)械損傷可導(dǎo)致植株光合作用明顯下降乃至死亡，還會(huì)破壞原有的維管組織，影響植株的養(yǎng)分運(yùn)輸與積累，最終可導(dǎo)致單位面積產(chǎn)量損失30%以上。除直接產(chǎn)量損失外，冰雹災(zāi)害還會(huì)導(dǎo)致各類繼發(fā)性病害大量發(fā)生。研究表明，冰雹災(zāi)害過(guò)后水稻紋枯病的發(fā)生率分別比不發(fā)生災(zāi)害提高15個(gè)百分點(diǎn)，降低了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，影響農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格，加重了赤峰市冰雹災(zāi)害后的農(nóng)業(yè)損失[5]。

2.4 洪澇災(zāi)害對(duì)作物根系和土壤環(huán)境的影響

洪澇災(zāi)害作為赤峰市常見(jiàn)的氣象災(zāi)害之一，對(duì)作物產(chǎn)量的影響主要體現(xiàn)在破壞根系生長(zhǎng)環(huán)境和土壤理化性質(zhì)這兩個(gè)方面。洪水淹沒(méi)會(huì)引起土壤中無(wú)氧環(huán)境持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，植株根系需氧量得不到滿足，發(fā)生萎蔫、腐爛乃至死亡。此外，洪澇災(zāi)害會(huì)引起土壤pH值、養(yǎng)分狀態(tài)及鹽分分布的異常變化，均對(duì)植株根系生長(zhǎng)極為不利。2017年7月，克什克騰旗局部地區(qū)遭遇特大暴雨，導(dǎo)致大豆根系活性下降超過(guò)35%，嚴(yán)重影響了光合產(chǎn)物的積累運(yùn)輸[4]。除根系損害外，洪水還對(duì)土壤理化性質(zhì)造成破壞，增加連作障礙，降低土壤肥力。洪水可導(dǎo)致表層肥沃土壤流失，土壤貧瘠，土壤養(yǎng)分含量下降，土層結(jié)構(gòu)松散，影響作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，最終造成產(chǎn)量損失。

3 應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對(duì)作物產(chǎn)量影響的對(duì)策

3.1 抗寒作物選育與推廣應(yīng)用

為應(yīng)對(duì)赤峰市初春和晚秋頻繁的低溫極端天氣，開(kāi)展適應(yīng)該地區(qū)氣候特點(diǎn)的抗寒作物選育與推廣至關(guān)重要。1）加大抗冷性狀鑒定體系的建設(shè)力度，開(kāi)展分子標(biāo)記與基因編輯技術(shù)在作物抗寒育種中的應(yīng)用。例如，利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除水稻抗寒關(guān)鍵基因OsMYB3R-2的抑制子，可顯著提高稻株的耐冷性。2）開(kāi)展育種雜交也是獲得抗寒作物的重要途徑。利用分子標(biāo)記準(zhǔn)確鑒定雄性不育系，可大大提高兩化型水稻與粳稻的雜交效率，培育出具有粳稻穩(wěn)產(chǎn)與東北秈稻抗寒特性的優(yōu)良組合。3）加大抗冷優(yōu)良種質(zhì)的挖掘與利用力度。利用基因組選擇等技術(shù)，可有效鑒定抗冷性狀，挖掘優(yōu)異的抗寒作物遺傳資源。在此基礎(chǔ)上，采用設(shè)計(jì)配套理論，可構(gòu)建多父本品系，更好地利用這些抗寒遺傳資源。4）加強(qiáng)抗寒分子標(biāo)記在輔助育種中的應(yīng)用，利用基因芯片等高通量基因檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)作物抗寒性狀的高效、精準(zhǔn)篩選，有助于加速抗寒品種選育進(jìn)程，培育出適宜赤峰市氣候條件的作物新品種。總體而言，通過(guò)分子設(shè)計(jì)育種手段培育抗寒作物新品種，是應(yīng)對(duì)赤峰市低溫災(zāi)害、確保區(qū)域糧食安全的重要技術(shù)路徑。

3.2 高效灌溉與合理施肥技術(shù)應(yīng)用

為有效緩解赤峰市夏玉米等作物生育期的干旱壓力，開(kāi)展高效節(jié)水灌溉與合理施肥對(duì)策至關(guān)重要。1）推廣玉米等經(jīng)濟(jì)作物葉面噴灌、溝灌相結(jié)合的微噴灌技術(shù)。采用兩側(cè)微噴頭定向供水，既可減少水分損失，又可使灌溉實(shí)現(xiàn)定量供應(yīng)。實(shí)踐表明，相比常規(guī)灌溉，微噴灌可提高灌溉水分利用效率超過(guò)35%[1]。2）發(fā)展旱作物秸稈還田是緩解表層土壤干旱的重要對(duì)策之一。利用秸稈覆蓋技術(shù)，既可增強(qiáng)土壤保墑能力，也可通過(guò)腐解釋放養(yǎng)分，部分補(bǔ)償化肥施用減少帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)流失。通過(guò)利用13C、15N等同位素示蹤發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈還田可提供土壤礦化氮的25%以上，明顯提高了氮素利用效率。3）研發(fā)適宜赤峰市土壤水分變化特征的控釋肥料。這類肥料可根據(jù)土壤濕度自動(dòng)調(diào)控養(yǎng)分釋放速率，防止干旱期間硝態(tài)氮流失加劇，實(shí)現(xiàn)高效合理施肥。目前已成功研制出多種含水致脹性控釋肥料，其氮肥利用效率可比普通化肥提高30%以上[1]。總體來(lái)看，發(fā)展節(jié)水灌溉與合理施肥技術(shù)，是確保赤峰市旱作物穩(wěn)產(chǎn)的重要途徑。

3.3 冰雹預(yù)警與防護(hù)體系建設(shè)

為有效減輕赤峰市冰雹災(zāi)害帶來(lái)的損失，建立完善的冰雹預(yù)警與防護(hù)體系至關(guān)重要。1）充分利用氣象雷達(dá)、風(fēng)廓線儀、探空氣球等多源監(jiān)測(cè)手段，建立起對(duì)該地區(qū)針對(duì)強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)和冰雹云的精細(xì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系。通過(guò)對(duì)冰雹云內(nèi)強(qiáng)上升氣流、液態(tài)水含量、顆粒濃度、粒徑分布等參數(shù)的探測(cè)，可提前判斷暴雨冰雹的發(fā)生和移動(dòng)趨勢(shì)，科學(xué)預(yù)報(bào)覆蓋范圍、持續(xù)時(shí)間等，為制訂防范措施提供準(zhǔn)確依據(jù)。2）氣象部門應(yīng)結(jié)合數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)等信息，研發(fā)符合赤峰市氣候特征的冰雹預(yù)警產(chǎn)品，提高預(yù)警的準(zhǔn)確率和預(yù)警時(shí)間。3）充分利用互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，建立自動(dòng)高效的冰雹預(yù)警信息發(fā)布體系。一旦監(jiān)測(cè)到冰雹風(fēng)險(xiǎn)，可通過(guò)短信、應(yīng)用程序推送等方式，向農(nóng)戶和防護(hù)隊(duì)伍實(shí)時(shí)發(fā)布詳細(xì)的預(yù)警信息。預(yù)警內(nèi)容既要包括可能受災(zāi)區(qū)域、災(zāi)害發(fā)生時(shí)間，也要提出針對(duì)性防護(hù)建議，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者有足夠時(shí)間采取有效的防災(zāi)措施。4）各級(jí)政府和企業(yè)應(yīng)加大對(duì)冰雹防護(hù)設(shè)施建設(shè)和技術(shù)應(yīng)用的支持力度，如鼓勵(lì)應(yīng)用溫室大棚、薄膜遮陽(yáng)等設(shè)施，使作物避開(kāi)冰雹打擊。此外，可在易發(fā)區(qū)試驗(yàn)應(yīng)用人工增雨抑雹技術(shù)，通過(guò)排放銀碘化物抑制冰雹的生成。這些設(shè)施和技術(shù)的應(yīng)用，可有效減輕冰雹對(duì)作物的損傷?？傮w而言，完善冰雹監(jiān)測(cè)、預(yù)警和防護(hù)體系，不僅可以直接減少農(nóng)業(yè)損失和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，也可為抗災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)支撐，是應(yīng)對(duì)冰雹災(zāi)害、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。

3.4 土壤管理與排澇系統(tǒng)優(yōu)化

為有效減輕赤峰市洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)作物根系和土壤環(huán)境的破壞，應(yīng)采取土壤管理與排澇系統(tǒng)優(yōu)化等綜合對(duì)策。1）加強(qiáng)災(zāi)后土壤改良，是維護(hù)土壤肥力的重要手段。宜施用有機(jī)肥改善土壤理化性質(zhì)，如覆蓋還田秸稈，補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤保水保肥能力。還可酌情施用土壤改良劑、漚熟肥等，改良土層結(jié)構(gòu)，增加土壤通氣性。此外，可通過(guò)施鈣、鋅等微量元素，補(bǔ)償洪水沖刷流失導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)缺失。通過(guò)實(shí)施這些措施，可有效恢復(fù)洪澇災(zāi)后土壤肥力，改善根系生長(zhǎng)環(huán)境。2）推廣套種雙（多）排玉米等立體栽培模式，增大單位面積作物種植量，減小洪災(zāi)損失。特別是前排作物在一定程度上可保護(hù)后排作物根系免受水淹傷害。

3）應(yīng)加快推進(jìn)田間排澇系統(tǒng)建設(shè)，確保洪水退去后農(nóng)田水分迅速排出。具體可采取埋管引排、開(kāi)溝引排等措施，形成有效的田間排水網(wǎng)絡(luò)，防止土壤長(zhǎng)時(shí)間潮濕，為作物恢復(fù)生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。4）氣象站和水利部門應(yīng)加強(qiáng)配合，根據(jù)降水量預(yù)報(bào)，提前疏導(dǎo)渠系，確保渠系暢通，增強(qiáng)排澇能力?？傊扇【C合措施優(yōu)化土壤環(huán)境和排澇條件，是減輕赤峰市洪澇災(zāi)害影響的重要技術(shù)途徑，可最大限度地維護(hù)土壤肥力，恢復(fù)作物生長(zhǎng)，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者通過(guò)對(duì)赤峰市氣候特征和主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害發(fā)生規(guī)律的分析，評(píng)估了低溫、干旱、冰雹與洪澇災(zāi)害對(duì)區(qū)域主要作物產(chǎn)量的影響，并提出了針對(duì)性的技術(shù)措施。赤峰市氣候條件復(fù)雜多樣，初春、盛夏及秋末都是發(fā)生氣象災(zāi)害的關(guān)鍵期，頻繁的低溫、干旱及暴雨災(zāi)害均對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程產(chǎn)生了重要影響。這些不利氣象事件可顯著降低光合速率、影響?zhàn)B分運(yùn)輸和積累、破壞細(xì)胞組織，導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。為應(yīng)對(duì)可能加劇的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，需要加大抗災(zāi)型作物選育力度，同時(shí)發(fā)展適宜微環(huán)境的高效灌溉、施肥、排澇等栽培管理技術(shù)。此外，利用氣象預(yù)警和防護(hù)設(shè)施可有效減輕短時(shí)強(qiáng)災(zāi)害造成的損失。全面實(shí)施上述對(duì)策，可提高作物抗災(zāi)能力，確保赤峰市和周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，保障國(guó)家糧食安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王雨婷.氣象服務(wù)在農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2023，54（14）：89-91.

[2] 王英琦.智慧農(nóng)業(yè)對(duì)氣象信息服務(wù)需求分析與對(duì)策研究[J].河北農(nóng)機(jī)，2023（11）：166-168.

[3] 孫瑋鴻，張冠華.赤峰地區(qū)“二十四節(jié)氣”氣候特征分析及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2022（1）：108-110.

[4] 徐天偉，劉航圖.氣象服務(wù)在農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用：以建平縣為例[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2022，12（7）：72-74.

[5] 晉亮亮.2017年8月赤峰初霜凍天氣分析及對(duì)農(nóng)業(yè)的影響[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備，2022（2）：129-130.

（責(zé)任編輯：張春雨）