霧霾天氣對農作物的影響因素研究

呂孟雨+李曉煜+董福雙+周碩

摘要：指出了近年來我國霧霾天氣頻發，河北省尤其嚴重，霧霾對農業生產以及對農產品質量的影響也日趨嚴重。針對霧霾天氣對作物產量、質量和病蟲害的影響進行了分析，探討了解霧霾對農產品質量的危害，提出了應加強對治理霧霾的認識。

關鍵詞：霧霾；農作物；影響

中圖分類號：S42

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）21-0043-02

1 引言

近年來我國京津冀、華東等地區霧霾天氣頻發，并有逐年嚴重的傾向，霧霾不僅對人們的身體健康造成嚴重危害，對農作物的生長發育也帶來許多不利影響，因此對霧霾的研究已經越來越引起人們的重視。霧霾對農作物的危害主要表現在兩個方面，一方面，空氣中較大的細顆粒物濃度影響植株的呼吸作用；另一方面，霧霾天氣時，光照條件差，進而影響植物的光合作用，導致減產[1]。同時，霧霾也會導致農作物生育期的延遲、病害多發，以及農產品的產量和質量下降等許多問題。通過分析霧霾對農作物的影響因素，在完全根治霧霾以前，可以幫助我們采取必要的技術措施和手段，減輕霧霾天氣對農作物生長的影響。

2 霧霾的定義

2.1 霧、霾氣象學定義

根據氣象學定義，霧是浮游在空氣中的大量微小水滴或冰晶，形成條件要具備較高的水汽飽和因素；而霾是大量極細微的干氣溶膠粒子等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10 km的空氣混濁現象[2]。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物這三項是霧霾的主要組成成分，前兩者為氣態污染物，最后一項顆粒物才是加重霧霾天氣污染的主要因素。

2.2 細顆粒物（PM2.5）與霧霾的關系

細顆粒物（PM2.5）是空氣中直徑小于或等于2.5 μm的固體顆粒或液滴的總稱[2]。根據《2010年灰霾試點監測報告》，灰霾天中的PM2.5明顯高于平時，PM2.5是灰霾天氣能見度降低的主要原因。如今，PM2.5濃度與大氣能見度、相對濕度等氣象要素并列為霾預警分級的重要指標[2]。這種顆粒本身既是一種污染物，又是重金屬、多環芳烴等有毒物質的載體。細顆粒物（PM2.5）的增加是導致霧霾形成的重要因素，霧霾對作物的多種影響因素在很大程度上緣于細顆粒物（PM2.5）。

3 霧霾對農作物的影響

3.1 霧霾對農作物產量的影響

霧霾天氣污染物顆粒懸浮于空氣中，吸收、反射了太陽輻射達到地面的部分光照和熱量，通過對光的遮擋、降低空氣的流動性、顆粒物的增加以及有害物質對農作物的生理狀態產生不良影響，影響作物的生長發育，使作物產量下降。霧霾主要通過如下幾個方面影響農作物產量。

3.1.1 霧霾對作物光合作用的影響

農作物的光合作用是作物生長發育所需要的物質和能量的重要來源，光合作用的強弱會直接影響到農作物的生長發育和作物產量的形成。在霧霾天氣時，空氣的流動性較差，通過顆粒物對光的遮擋和吸收造成光照強度的降低，同時，污染物濃度增加導致了能見度的降低，太陽直接照射的時間減少，因此日照時數減少，溫度也會因為光照強度的降低而隨之下降。其光照時間一般會縮短3～4 h，嚴重的可達6～8 h，使光合作用的效能顯著下降[3]。光照強度的降低直接影響農作物的光合作用強度，霧霾的形成大多數是在氣溫較低的季節，在這樣的季節由于霧霾的原因使溫度進一步降低，也會影響到許多農作物光合作用的正常進行，使光合作用強度進一步降低。其結果是霧霾通過影響農作物的光合作用，使農作物生長所需要的養分和能量得不到充分滿足，從而影響其正常的生長和發育，最終影響到作物產量的形成。

3.1.2 霧霾對作物呼吸作用的影響

在霧霾天氣發生時，由于空氣中細微顆粒物濃度過大和空氣流通不暢，大量的固體顆粒、液滴和有害的氣體，通過氣孔被農作物吸收進入體內，導致二氧化碳和氧氣的比例失調，有害氣體吸入過多，從而在影響作物光合作用的同時對作物的呼吸作用也會造成不利影響，對作物的正常新陳代謝產生干擾，危害農作物的健康生長發育，嚴重的可以使葉片發黃，萎蔫甚至死亡。

3.1.3 霧霾對作物生長的其它影響

受霧霾天氣的影響，葉色變淺、植株莖桿變細、葉莖嫩，出現不同程度徒長；花開的整齊度差，謝花早。霧霾天氣使蔬菜作物根系的須根減少，蔬菜的長勢減弱。此外，由于霧霾天氣發生時，菜農為了保持設施內的溫度，不揭簾子或草苫，間接導致設施蔬菜不能及時通風換氣，二氧化碳濃度持續降低，棚內有害氣體無法排除，影響植株長勢，不利于植物光合作用[2]。作物通過氣孔吸收的有害氣體對作物往往造成傷害，有害氣體可以降低作物的抗性，給作物生長帶來不利影響。小麥作為我國重要的越冬糧食作物，其苗期正是霧霾天氣多發季節，對于小麥形成壯苗和安全越冬極為不利，對越冬后的小麥生長發育和保證一定數量的畝穗數產生不良影響，通過影響小麥產量形成要素而導致減產。

3.2 霧霾對農作物質量的影響

由于霧霾導致農作物的光合作用降低以及溫差減小均不利于作物營養物質的積累，由于作物的光合產物減少使營養品質下降，特別是糖分減少，還會影響到食用品質的下降。例如霧霾天氣嚴重時，草莓長勢弱、不開花，已經開花的不長果，已經長好的果實，不變紅，已經變紅的果實口感也不甜，嚴重影響了草莓品質[2]。溫室內的茄果類的蔬菜品種，也會由于霧霾而影響到其品質的下降和食用價值的降低，甚至由于有害物質的殘留而對人體造成危害。作為北方冬季食用的主要蔬菜品種——大白菜，由于為露天栽培，生長季節的中后期處于霧霾多發的時段，對它的產量形成和質量都會產生不良影響。霧霾對光照強度的降低和光照時間的縮短及溫度的降低，對許多果實的著色十分不利，甚至出現畸形果，在影響其食用品質的情況下對果實的外觀品質也造成不利影響，導致降低其經濟效益。

3.3 霧霾對作物病蟲害的影響

霧霾天氣極易誘發蔬菜病蟲害的暴發和流行，嚴重影響蔬菜生產。由于霧霾天寡照低溫，溫室不能進行放風，造成溫室內濕度較高，與低溫和高濕有關的灰霉病、晚疫病、霜霉病、黑星病等會明顯加重，同時，由于植株抗性減弱，一些與蔬菜抗性有關的病害從花期到結果期也明顯加重[2]。病蟲害的發生會導致茄果類蔬菜落花落果，葉菜類則直接影響其產量。調查發現，嚴重的霧霾天氣除了會影響草莓的生長、造成減產外， 還會導致設施內草莓病害高發。由于霧霾會影響光照，為了保持設施內足夠的溫度， 并且不受霧霾污染的影響， 設施大棚會減少通風， 這樣會在設施大棚內產生高濕的環境， 適溫高濕的環境有利于白粉病、灰霉病等病害的發生與流行，進而影響草莓的品質和質量[4]。露天栽培的作物更容易直接遭受霧霾危害，特別是在受到有害氣體的影響時，使其生理狀態產生異常而發生生理性病害。霧霾通過加重農作物病蟲害的發生，既降低了農作物的產量，也降低了農產品的質量，應當給予高度重視。

4 討論

霧霾現象是霧與霾的混合產物，盡管霧與霾的成因不同，其成分和特性各異，但是霧霾天氣可以通過多種途徑，影響農作物的生長發育，并引起農作物病蟲害的發生，還可導致有害物質在農作物中的殘留。霧霾天氣一方面導致農作物減產、品質下降，影響到經濟效益；另一方面，通過食用這些受到污染的有害食品，間接危害到人們的身體健康。因此，治理霧霾是一項不容忽視的緊迫任務，要從戰略高度認識其危害的嚴重性，從全民健康的角度和食品安全的角度去理解根治霧霾的重要意義。

參考文獻：

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