張曉妍
農業干旱是農業氣象災害之一,指植物生長所需的水分與從土壤中獲取的水分存在相當大的差異,且差異維持時間較長,從而導致植物因缺水而出現發育問題,使得產量有所降低。近年來,隨著全球溫度的不斷上升,我國各地幾乎每年都爆發了農業干旱現象,給種植戶帶來了嚴重的影響,從而使得當年的農產品供應出現供不應求的情況。通過早期對農業干旱做出評價,調整農作物的耕種方式、耕種時期和收獲時間,能夠在很大程度上降低農業干旱對農業生產的影響,保證農業產量。
評估農業干旱主要是為了幫助種植戶確定作物受災情況和耕種期的缺水情況。現代農業干旱的評估方法比較多樣化,筆者將著重以土壤墑情法和連續無雨日數法分析農業干旱的評估方法。
1.1 土壤墑情法 土壤墑情法就是通過監測和評價土壤的干濕程度來判斷是否存在農業干旱,也就是土壤水分含量,一般以土壤含水量占烘干土壤重量的百分比來表示,也可以用土壤含水量等同于田間持水量的百分比來表示,另外一種表達方式則是相對于飽和水量的百分比等相對含水量表示。計算公式為:

其中,W代表土壤相對濕度(%),Q代表土壤平均含水量;F代表土壤平均田間持水量。土壤墑情法的應用對監測點的選擇尤為重要,要求監測點應當具有代表性,能夠代表某一區域土壤的干濕特點。土壤相對濕度<40%為重旱;40%≤土壤相對濕度<60%為輕至中旱;60%≤土壤相對濕度<90%為適宜;土壤相對濕度≥90%為偏濕。
1.2 連續無雨日數法 連續無雨日數法是通過統計計算在作物生長周期內的無效降雨天數來評價農業干旱。無效降雨天數并不單指無降雨天數,還包括其他對農業物生長作用不大或者無作用的天數。評價無效降雨天數的標準為:在春季(3—5月)、秋季(9—11月)日雨量不超過3 mm;夏季(6—8月)日雨量不超過5 mm。連續無雨日數法也分為輕旱、中旱、大旱和特大旱四個等級,不同季節的分級標準不同。春季評價標準為:輕旱(16~30 d)、中旱(31~45 d)、大旱(46~60 d)、特大旱(>61 d);夏季評價標準為:輕旱(16~25 d)、中旱(26~35 d)、大旱(36~45 d)、特大旱(>46 d);秋、冬季評價標準為:輕旱(31~50 d)、中旱(51~70 d)、大旱(71~90 d)、特大旱(>91 d)。
小麥雖然是一種抗旱性較高的作物,但在其生長期間內依舊需要水分供給。如果在生長周期內,小麥從土壤中吸收到水分不能夠滿足自身對水分的需求,就會導致植株體內水分的過分蒸發而得不到補充,從而影響小麥生長,甚至直接死亡。小麥根系在土壤中的深度為0~20 cm,所以需要保持0~20 cm土層的相對濕度,以保障小麥的水分供給,穩定小麥產量[1]。小麥適宜生長在相對濕度在70%~80%的土壤環境下,如果土壤相對濕度降至70%以下,就會影響小麥的生長。
2.1 播種-出苗 小麥播種一般在9月下旬到10月中旬,要使小麥種子正常發芽,需要保持種子吸水達到干種子重量的45%~50%,因此,需要將土壤的相對濕度控制在60%~70%。這一期間如果出現農業干旱,就會導致小麥發芽遲緩,甚至無法出芽,從而推遲小麥的生長周期,導致幼穗發育不利,麥苗的質量也會相對降低。
2.2 分蘗-越冬 小麥進入分蘗期之后,小麥每日的水分蒸騰量會逐步提升,此時需要增加水分的供給,應將土壤水分保持在60%~80%;但在越冬期間,蒸騰量減少,一般所需土壤相對濕度為60%~75%。分蘗期間發生農業干旱,會影響小麥的蒸騰和光合作用,減少分蘗,并影響生根的發育,降低小麥的抗倒伏能力,此外,對小麥產量也存在不利影響。
2.3 拔節-抽穗 拔節-抽穗時間為2月中旬到4月上旬,這一時期小麥的營養生長與生殖生長都非常旺盛,而且葉片面積逐步增加,孕穗期也達到高峰,小麥植株的各類生長活動都非常活躍,每日蒸騰量也高出許多,而且2月中旬到4月上旬氣溫逐漸升高,土壤水分蒸發嚴重,因此小麥生長所需的水分需求會更大[2]。此時,小麥適宜的土壤相對濕度條件為:深度0~20 cm土壤相對濕度在80%左右,一旦出現農業干旱,就會影響麥穗的形成和生長,導致麥穗不孕,出現大量的小穗、小花,直接影響到當年小麥的產量,導致減產。
2.4 抽穗-成熟 抽穗-成熟期在4月底到5月中下旬,這一期間也是籽粒的形成期和灌漿期,土壤的相對濕度將直接影響小麥粒度的飽滿度和品質。小麥的蒸騰作用與光合作用都非常活躍,也是形成產量的關鍵周期。抽穗-成熟期小麥適宜的土壤相對濕度為65%~80%。等到乳熟期后,蒸騰與光合作用會逐漸弱化,適宜的土壤相對濕度應是50%~70%。這一期間發生農業干旱,將導致植株早衰、不能正常成熟,或是抑制灌漿,直接影響小麥產量。
3.1 早春鎮壓 冬季土壤受凍,春季解凍期間,土壤的密度也有所下降,因此而過于疏松,早春時期采取鎮壓措施,讓表層土壤沉實,增加土壤密度,使之更好地與小麥根系相接觸,保證小麥根系能夠吸收到充足的水分,同時降低水分的蒸發量,提高小麥的抗凍性。
3.2 及時中耕,減少水分蒸發 已經出苗的麥田,要及時除草,避免雜草與小麥爭搶水分;此外,中耕還能切斷土壤毛管孔運送,避免水分過分蒸發,保持土壤中有充足的水分,并起到一定的保溫防凍作用。
3.3 及時補水灌溉 適時灌溉是保證小麥水分充足的直接方法,也是預防農業干旱最有效的方法,能夠從根本上解決水分不足的問題。一般情況下,應選擇在上午或下午灌溉,避免中午高溫灌溉,增加水分蒸發量,常用灌溉技術為潤濕灌溉,可反復多次灌溉,從而保證灌溉量適宜,同時也避免了水資源浪費。對于農業干旱等級較低的麥田,可采取覆蓋方式保持水分,如將秸稈、稻草、樹葉作為覆蓋料,以減低土壤和幼苗的水分蒸發量。一般情況下,不在早春時節灌溉,因為冷水的添加會降低土壤溫度,導致小麥受到低溫凍害;而對于苗穗較為健壯的麥田,應采取促控結合的措施;針對土壤肥力較低和一般的麥田適宜在起身期進行灌溉;對于土壤肥力好、播種面積大的麥田,不適宜在起身期灌溉;針對缺少水源的麥田,適宜提前灌溉;針對在春季生長旺盛的麥田,要以控為主[3]。總之,灌溉應視小麥的具體生長情況和土壤條件決定,采取適當的方法。
農業干旱對于小麥的生長存在較大的影響,在不同的生長周期內,需要準確評估農業干旱的程度,掌握土壤的相對含水量,而后依據小麥的生長需求,控制和調節土壤的含水量,采取灌溉、覆蓋、中耕、早春鎮壓等方式,保證小麥吸水量充足,促進小麥生長,以此提升小麥產量。
[1]蔡衡,唐宏祥.農業干旱的評估及對小麥生長的影響[J].現代農業科技,2011(8):62-63.
[2]徐新創,葛全勝,鄭景云,等.區域農業干旱風險評估研究——以中國西南地區為例[J].地理科學進展,2011(7):32-33.
[3]劉憲鋒,朱秀芳,潘耀忠,等.農業干旱監測研究進展與展望優先出版[J].地理學報,2015(11):104-105.