車智敏,王廣維,董 琳
(1.鎮(zhèn)賚縣氣象局,吉林 白城 137300;2.通榆縣氣象局,吉林 白城 137200;3.蛟河市氣象局,吉林 吉林 132500)
水稻是我國的主要糧食作物之一,其生產(chǎn)穩(wěn)定性事關(guān)國計民生。然而,在水稻生產(chǎn)過程中,常常會受到各種自然災(zāi)害的威脅,其中氣象災(zāi)害為最具破壞性的因素之一。氣象災(zāi)害是指由于自然氣候因素異常變化,導(dǎo)致農(nóng)作物在種植、生長、收獲等環(huán)節(jié)遭受損失的現(xiàn)象。隨著全球氣候變暖和極端氣候事件頻發(fā),水稻生產(chǎn)面臨更大的挑戰(zhàn)。因此,分析不同災(zāi)害因素對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響程度,并提出有效的預(yù)防對策,對于提高水稻產(chǎn)量、確保國家糧食安全有重要的現(xiàn)實意義。
干旱會導(dǎo)致土壤水分不足,使水稻根系無法充分吸收水分和養(yǎng)分。根系受限會使植株的水分和養(yǎng)分供應(yīng)不足,從而影響植株的生長和發(fā)育。水稻植株在干旱條件下表現(xiàn)為葉片卷曲、干枯,甚至出現(xiàn)焦枯和落葉的現(xiàn)象,嚴重影響水稻的光合作用和生長過程。由于缺水,水稻植株會出現(xiàn)氣孔關(guān)閉現(xiàn)象,以減少蒸騰作用,然而,氣孔關(guān)閉也導(dǎo)致水稻葉片無法充分吸收CO2,影響了光合作用的進行,從而限制了光合產(chǎn)物的合成和轉(zhuǎn)運,減緩了水稻的生長速度。此外,在灌漿期,水稻需要大量水分來填充籽粒,而干旱會導(dǎo)致籽粒發(fā)育不完善,出現(xiàn)不飽滿或不齊粒的現(xiàn)象,進而降低水稻產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。
暴雨和洪澇天氣,水稻田可能面臨大面積積水的情況,造成土壤內(nèi)O2不足,導(dǎo)致根系無法正常呼吸和吸收養(yǎng)分。這會嚴重影響水稻植株的生長和發(fā)育,尤其是在灌漿期和抽穗期,水稻對養(yǎng)分和水分的需求量增加,一旦遭遇洪澇,會直接導(dǎo)致產(chǎn)量下降。水稻植株長時間處于水中,容易發(fā)生根系窒息,使植株葉片失去光合作用能力,導(dǎo)致植株生長緩慢,葉片逐漸枯黃。同時,洪澇時期,由于水稻田間水深較高,水稻植株容易因水流的沖擊和水壓的作用而倒伏。水稻植株長時間倒伏在水中,進一步影響光合作用的進行,導(dǎo)致產(chǎn)量損失。此外,積水還會增加病蟲害的滋生風(fēng)險,如水稻紋枯病、稻瘟病、稻飛虱等,嚴重影響水稻生長和產(chǎn)量。
高溫環(huán)境下,水稻花粉的發(fā)育和釋放受到抑制,導(dǎo)致花粉的生活力降低,不易與雌蕊結(jié)合,造成結(jié)實率下降。這種現(xiàn)象被稱為花粉不育,是高溫影響水稻產(chǎn)量的主要原因之一。花藥是花朵中負責(zé)產(chǎn)生和釋放花粉的部分,在高溫條件下,花藥的細胞膨脹不足,導(dǎo)致開裂不暢,進而影響了花粉的正常散發(fā),也會造成花粉不育問題。此外,在高溫天氣下,不同品種的水稻可能由于生育期縮短而產(chǎn)生花期錯配現(xiàn)象,導(dǎo)致雄性不育和雌性不育的情況,從而影響了水稻的結(jié)實率。
另外,長期高溫會加速水稻的生長,導(dǎo)致水稻生育期縮短,加快抽穗和成熟過程,雖然可能提前收獲,但是因為水稻在較短的時間內(nèi)完成生長發(fā)育,導(dǎo)致個體產(chǎn)量降低,也會使整體產(chǎn)量減少。
春季低溫可能導(dǎo)致水稻幼苗受凍,造成葉片枯黃、倒伏、死亡等現(xiàn)象,嚴重影響幼苗的生長發(fā)育。苗期受損不僅會直接影響植株的生長和產(chǎn)量,還會導(dǎo)致成本增加,農(nóng)民不得不進行二次播種,增加了勞動投入和種子等方面的開支。抽穗期是水稻生長的關(guān)鍵時期,植株高度逐漸增加,但同時植株的抗風(fēng)能力相對較弱。在發(fā)生低溫凍害時,水稻植株容易因結(jié)構(gòu)脆弱而發(fā)生倒伏,導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降。
此外,由于水稻是適溫作物,低溫會導(dǎo)致生長速度放緩,影響生育期,使水稻的生長周期變長,導(dǎo)致收獲期延后,產(chǎn)量減少。
大風(fēng)是影響水稻生產(chǎn)的常見災(zāi)害之一。在大風(fēng)的作用下,水稻植株容易發(fā)生倒伏,特別是在抽穗期和灌漿期,由于植株高度增加,葉片面積較大,抗風(fēng)能力相對較弱。當(dāng)大風(fēng)襲擊時,水稻植株容易被吹倒,造成植株生長受阻,影響?zhàn)B分吸收和傳輸,導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量下降。龍卷風(fēng)是一種極端強風(fēng)天氣,具有嚴重破壞力,可能在短時間內(nèi)摧毀整片水稻田。龍卷風(fēng)帶有極強的旋轉(zhuǎn)氣流,可以將水稻田內(nèi)的植株瞬間摧毀,造成嚴重的經(jīng)濟損失。受到龍卷風(fēng)襲擊的水稻田可能需要重建,給農(nóng)民帶來沉重的經(jīng)濟負擔(dān)[2]。
冰雹會對水稻植株造成直接的物理損害。冰雹的冰粒會擊打在水稻葉片上,導(dǎo)致葉片劃傷、撕裂甚至擊穿,造成葉片脫水和凋萎。較大的冰粒還會導(dǎo)致莖稈折斷,使整個水稻植株發(fā)生倒伏,影響光合作用的進行和養(yǎng)分吸收。這些物理損害會削弱水稻植株的抗逆性和生長能力,進而影響水稻的生長發(fā)育和產(chǎn)量。如果冰雹在水稻抽穗期或灌漿期出現(xiàn),可能擊中花穗,導(dǎo)致花粉不育、胚珠受損,影響水稻的結(jié)實率和成穗率。可見,冰雹會直接影響水稻的產(chǎn)量,尤其在關(guān)鍵的生長階段,可能導(dǎo)致產(chǎn)量明顯下降。
建立氣象監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng),關(guān)鍵是建立全面覆蓋的氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),包括在重要的水稻種植區(qū)域布設(shè)氣象觀測站和自動氣象站,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)實時獲取氣象信息。這些觀測設(shè)施和技術(shù)能夠準確記錄氣溫、降水量、濕度、風(fēng)速、日照時數(shù)等關(guān)鍵氣象要素,為農(nóng)業(yè)部門和農(nóng)民提供及時準確的氣象數(shù)據(jù)。
建立氣象預(yù)警中心是確保預(yù)警信息傳遞的重要環(huán)節(jié)。預(yù)警中心負責(zé)整合氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)和利用先進的氣象預(yù)測模型,對可能出現(xiàn)的氣象災(zāi)害進行預(yù)警和預(yù)報。預(yù)警中心通過短信、手機APP、電視、廣播等多種渠道向農(nóng)民發(fā)布預(yù)警信息,提醒農(nóng)民注意氣象變化,做好災(zāi)害防范和準備工作。例如,在即將發(fā)生暴雨時,預(yù)警中心可以發(fā)布洪澇預(yù)警,提示農(nóng)民采取排水措施,防止田間積水對水稻造成危害。通過氣象預(yù)警,農(nóng)民能夠根據(jù)實際情況及時調(diào)整農(nóng)事活動;在干旱預(yù)警時,農(nóng)民可以提前進行節(jié)水灌溉,采取積極的灌溉管理措施,確保水稻的水分供應(yīng)。在高溫預(yù)警時,農(nóng)民可以合理安排施肥,減少氮肥施用量,避免高溫對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響;在冰雹預(yù)警時,農(nóng)民可以盡量避免在露天田間進行農(nóng)事活動,避免受到冰雹傷害。同時,對于剛剛抽穗或抽穗期的水稻,農(nóng)民可以覆蓋農(nóng)用布、稻草等保護水稻,減少冰雹對植株的直接沖擊。
此外,建立氣象監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)也促進了科技與農(nóng)業(yè)的深度融合。例如,利用現(xiàn)代科技手段,預(yù)警中心可以開發(fā)智能決策支持系統(tǒng),根據(jù)氣象數(shù)據(jù)和農(nóng)藝要求,為農(nóng)民提供精準的種植指導(dǎo)和技術(shù)建議。這樣,農(nóng)民在面對氣象災(zāi)害時可以更加科學(xué)、高效地采取應(yīng)對措施,最大程度地降低氣象災(zāi)害對水稻生產(chǎn)的影響[3]。
根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點和災(zāi)害頻率,選擇適應(yīng)性強的水稻品種至關(guān)重要。例如,在干旱頻發(fā)的地區(qū),應(yīng)推廣耐旱品種。耐旱品種具有較強的抗旱性,能夠在水分短缺的情況下保持較高的產(chǎn)量和品質(zhì)。在冰雹頻發(fā)的地區(qū),可以推廣種植抗冰雹品種的水稻。此類品種具有較硬的莖稈和葉片,可以更好地抵御冰雹的沖擊,減少植株的損傷。在大風(fēng)天氣多的地區(qū),水稻可能會面臨倒伏的風(fēng)險,通過合理密植,可以使水稻莖稈更加粗壯,從而降低倒伏的發(fā)生概率。合理密植還可以提高水稻田間的光合作用效率,提高光能利用率,進一步增加產(chǎn)量。同時,根據(jù)不同地區(qū)的氣候條件和種植季節(jié),合理調(diào)整水稻種植時間可以減少氣象災(zāi)害的影響。例如,在高溫天氣頻繁出現(xiàn)的地區(qū),可以選擇早熟的水稻品種,避開高溫期,降低高溫對產(chǎn)量的不利影響。在易受臺風(fēng)襲擊的地區(qū),種植時間可以適當(dāng)提前或延后,避免臺風(fēng)影響水稻的生長發(fā)育。此外,施用有機肥料也是適應(yīng)性栽培技術(shù)的重要策略之一。施用有機肥料不僅能增加土壤的肥力,提高水稻的產(chǎn)量,還可以改善土壤結(jié)構(gòu),增強土壤保水能力,提高水稻的抗旱能力。有機肥料還能促進土壤中有益微生物的生長,提高土壤的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性,減少土壤退化和降低病蟲害發(fā)生的概率[4]。
改善水稻田水利條件是保證水稻生長的關(guān)鍵步驟。良好的排水條件有助于防止積水和水稻根系缺氧,從而減輕澇災(zāi)對水稻生產(chǎn)的影響。可以采用開挖排水溝、設(shè)置水泵等措施,改善水稻田的排水系統(tǒng)。同時,合理修建田埂、清理排水渠道、疏浚灌溉設(shè)施也是加強排水管理的重要舉措。例如,有些水稻種植區(qū)廣泛采用了稻田內(nèi)外田埂和排水溝的設(shè)計,以確保水稻田的排水暢通??梢越ㄔO(shè)現(xiàn)代化灌排設(shè)施,如灌溉水渠、噴灌設(shè)施、滴灌系統(tǒng)等,提高灌溉水利用效率,減少水資源的浪費。在干旱地區(qū),通過改進灌溉技術(shù),可以實現(xiàn)精準灌溉,滿足水稻生長所需。在洪澇頻發(fā)地區(qū),采用合理的排澇系統(tǒng),如泵站排水、防滲墻建設(shè)等,可以有效提高水稻田的抗洪能力。另外,根據(jù)氣象條件和水稻生長需求,合理安排灌溉時間和水量,避免發(fā)生過度灌溉和缺水的情況。例如,在高溫天氣,適時灌溉可以降低水稻遭受熱害的風(fēng)險。在持續(xù)降水時,靈活調(diào)整灌溉計劃,避免水稻過度浸泡而引發(fā)根系窒息。
開展有針對性的氣象災(zāi)害防范培訓(xùn)十分必要,培訓(xùn)內(nèi)容包括氣象災(zāi)害的種類和特征、氣象預(yù)警信息解讀、防災(zāi)應(yīng)急措施等。通過現(xiàn)場演示、案例分析和互動討論等方式,使農(nóng)民深入了解氣象災(zāi)害的危害性和預(yù)警的重要性,掌握相應(yīng)的防災(zāi)技能和措施。例如,在洪澇災(zāi)害培訓(xùn)中,可以教授農(nóng)民如何正確使用排水設(shè)施,及時轉(zhuǎn)移農(nóng)作物,以減少洪澇災(zāi)害對水稻產(chǎn)量的影響。同時,加強氣象信息的科普宣傳對提高農(nóng)民的氣象防災(zāi)意識至關(guān)重要。通過簡明易懂的氣象預(yù)警宣傳手冊、海報和視頻,傳播氣象災(zāi)害預(yù)防知識。在鄉(xiāng)村或農(nóng)村廣播電視臺定時播放氣象預(yù)警信息,向農(nóng)民傳遞氣象災(zāi)害預(yù)報,幫助農(nóng)民及時做好防災(zāi)準備。并且,可以通過建立農(nóng)民氣象微信公眾號或APP,提供氣象災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)對技巧,方便農(nóng)民隨時獲取氣象信息和防災(zāi)指導(dǎo)。
加強科普與培訓(xùn)還需要與相關(guān)部門、農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)和社會組織合作,共同推動氣象災(zāi)害防范工作。可以建立農(nóng)民氣象災(zāi)害防范志愿者隊伍,通過志愿者走訪宣傳、現(xiàn)場演示等形式,向農(nóng)民普及氣象災(zāi)害防范知識。也可以結(jié)合農(nóng)村文化活動、廟會等場合,組織氣象災(zāi)害防范宣傳展示,提高農(nóng)民對防災(zāi)知識的接受度和理解程度[5]。
建立災(zāi)后恢復(fù)機制對于保障農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響下的水稻生產(chǎn)具有重要意義。一旦發(fā)生災(zāi)害,迅速、有序地展開災(zāi)后評估和救援工作至關(guān)重要。政府和相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)建立緊急響應(yīng)機制,確保救援力量能夠在第一時間抵達受災(zāi)地區(qū)。通過快速評估損失情況,可以更精準地制訂救援計劃和分配資源,使受災(zāi)農(nóng)民及時獲得緊急救助和物資支持。在災(zāi)后恢復(fù)階段,重點是幫助受災(zāi)農(nóng)民早日恢復(fù)生產(chǎn)。政府可以提供相應(yīng)的財政支持,資助農(nóng)民購買種子、化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料。同時,鼓勵農(nóng)民采用先進的農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理方法,提高產(chǎn)量和抗災(zāi)能力。例如,在暴雨洪澇導(dǎo)致水稻田積水的情況下,引進適應(yīng)水澇的水稻品種,快速建立排水系統(tǒng),能夠幫助水稻田快速恢復(fù)并減少災(zāi)害損失。
加強對受災(zāi)農(nóng)民的技術(shù)指導(dǎo)和培訓(xùn)也至關(guān)重要。通過組織專業(yè)技術(shù)人員為農(nóng)民提供實用的防災(zāi)減災(zāi)知識和技能,使他們能夠更好地應(yīng)對災(zāi)害,減輕災(zāi)后的損失。此外,為了更好地應(yīng)對災(zāi)后恢復(fù)的挑戰(zhàn),政府和農(nóng)業(yè)部門還應(yīng)積極推動農(nóng)業(yè)保險制度建設(shè)。農(nóng)業(yè)保險可以為受災(zāi)農(nóng)民提供經(jīng)濟上的保障,幫助他們度過災(zāi)后重建階段,減少受災(zāi)農(nóng)民因災(zāi)致貧的風(fēng)險。農(nóng)民參與農(nóng)業(yè)保險,不僅可以減輕個體的經(jīng)濟壓力,也有助于整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
加強合作與信息共享是預(yù)防農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的關(guān)鍵策略,可以提高全球范圍內(nèi)的氣象監(jiān)測和預(yù)警能力,幫助各國共同應(yīng)對氣象災(zāi)害的挑戰(zhàn)。
在地區(qū)層面,相鄰國家或地區(qū)可以建立氣象合作機制。相似的氣象氣候條件和災(zāi)害類型使得這些國家和地區(qū)在應(yīng)對氣象災(zāi)害時面臨著相似的挑戰(zhàn)。例如,東南亞地區(qū)的國家可以共同開展監(jiān)測與預(yù)警合作,特別是針對季風(fēng)、暴雨和洪澇等災(zāi)害。通過共享監(jiān)測數(shù)據(jù)和技術(shù),可以更好地應(yīng)對季節(jié)性災(zāi)害,減輕災(zāi)害對水稻等農(nóng)作物的影響。在國內(nèi)層面,各級政府部門、農(nóng)業(yè)機構(gòu)和科研機構(gòu)之間應(yīng)加強合作與信息共享,可以聯(lián)合制訂區(qū)域性的防災(zāi)減災(zāi)方案,針對當(dāng)?shù)貧庀鬄?zāi)害的特點和趨勢,提供定制化的技術(shù)指導(dǎo)。此外,加強合作與信息共享還促進了氣象科學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新。不同國家和地區(qū)的氣象研究機構(gòu)可以共同開展科研項目,加大對氣象災(zāi)害相關(guān)技術(shù)的研發(fā)投入力度,探索更有效的防災(zāi)減災(zāi)方法。通過科技創(chuàng)新,可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適應(yīng)性和抗災(zāi)能力,更好地保障水稻等糧食作物生產(chǎn)穩(wěn)定和安全。
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害對水稻生產(chǎn)有廣泛、深遠的影響。干旱、暴雨和洪澇、高溫、低溫凍害、風(fēng)災(zāi)以及冰雹等災(zāi)害,給水稻生產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn),嚴重影響了農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展和糧食安全。未來,需要繼續(xù)加強技術(shù)創(chuàng)新,探索更加有效的預(yù)防措施,為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和糧食安全作出貢獻。