李偉偉
(山西省侯馬市氣象局,山西 臨汾 043010)
侯馬市位于汾河下游,與汾河盆地的南部相鄰,面積為222平方千米,其中耕地面積0.98萬公頃,水田面積0.8萬公頃,旱地面積為0.19萬公頃。侯馬市全市人口為23.36萬。流經侯馬市的河流主要是汾河和澮河,這兩條河流在侯馬市段的平均凈流量分別是9.87億平方米和0.3億平方米。侯馬市屬于溫帶大陸性氣候,全年干旱少雨,平均降水量為520毫米左右,平均蒸發量在1700毫米左右。與此同時,降水在時空上的分布并不均勻,超過60%的降雨都會集中在7-8月份這一主汛期,這導致侯馬市經常發生災害性的天氣。
根據統計,侯馬市干旱的頻率比較高。春旱頻率為3.1年一次,夏旱頻率為3.8年一次,秋旱的頻率為7.8年一次,而冬旱的頻率則為4.7年一次。同時,侯馬市還經常會發生連旱的問題,干旱天氣對小麥等農作物的生長產生了重要的影響,對當地的經濟發展和社會穩定也帶來了不良的影響。
侯馬市干旱的原因主要包含以下幾個方面。第一是年降雨量少且分配不均勻。根據當地的降水記錄,1997年侯馬市的年降雨量只有277.3毫米,相當于多年平均降水量的50%。與此同時,侯馬市的降水在時空上較為集中,每年的10月到次年的4月這半年的時間內降雨較少,僅占全年降水量的30%左右,這導致秋冬春這三個季節經常出現連旱,這不利于小麥等農作物的生長。第二是侯馬市的抗旱水源相對較少,可調蓄的水量也比較少。調查發現,侯馬市人均水資源占有量約為80立方米,每公頃的平均水資源占有量不足2000立方米,與山西省臨汾市380立方米以及2970立方米的指標有明顯的差距。同時,侯馬市的提水工程多、蓄水工程少,這導致當地水資源調蓄能力相對較差。雖然建有蓄水工程,但是來水量比較少,仍然依靠周邊溝壑和降水補給。部分水庫還存在明顯的滲漏現象,無法有效蓄水,如果遇到連續干旱天氣,無法提供充足的備用水源。
在農作物生長的過程當中,光合作用是合成營養物質的基礎,而水分則是影響光合作用的重要因素。由此可見,在干旱天氣當中,小麥等農作物無法充分地進行光合作用,和光合速率明顯降低。宋霄君、張敏、武雪萍等人將2013—2015 年度以小麥品種京冬 8(JD8)、河農 825(HN825)、冀麥 585(JM585)、農大 211(ND211)為試驗材料,設節水灌溉(W)和旱作(D)2 種處理,研究干旱脅迫對小麥胚乳淀粉的含量進行了研究。研究發現,干旱脅迫顯著抑制了小麥籽粒中總淀粉、直鏈淀粉以及支鏈淀粉的積累。小麥胚乳淀粉組分與粒度分布都會發生改變,小麥胚乳當中所含有的直鏈淀粉以及直鏈淀粉的含量都會進一步降低,進而使其粒重降低。實驗數據如下表2-1所示。

表2 -1 干旱對小麥胚乳淀粉及其組分含量的影響統計表
與此同時,侯馬市的干旱天氣多發生在秋、冬、春這三個季節,其中春季是小麥生長發育的重要階段。在這一階段遭遇干旱威脅的話,小麥葉片的生理形狀將會發生改變。具體來說,在小麥蘗到拔節階段持續受旱,或者在孕穗期受旱,表皮細胞氣孔器體積變小,葉脈變密,氣孔密度增大約20%-30%。為了應對干旱天氣,小麥會對氣孔的密度、分布以及導度等進行調節,以此來降低水分的流失。隨著干旱程度的進一步加劇,小麥葉片無法充分地進行光合作用,這會對葉片的凈光合速率、蒸騰速率以及氣孔導度都造成影響。
山西省侯馬市常年處于干旱的條件當中,這不僅會對小麥等農作物的生長發育造成影響,同時也會阻斷干物質的積累。在小麥生長的過程當中,根系是重要的器官,它的生長狀態會直接決定整株小麥生長狀況。只有根系發達,小麥才能從土壤當中吸收水分和營養物質,降低水分的散失。在干旱天氣當中,小麥根系的形態結構將會發生變化,導致地上部分干物質的積累速度進一步降低,進而影響小麥的整體產量。與此同時,小麥在后期的生長會受到幼苗生長狀態的影響,尤其是會對根系的生長產生影響。侯馬市的干旱天氣會對小麥種子和幼苗的生長產生影響。不僅會影響種子的呼吸作用和營養物質的轉移,同時還會影響幼苗萌發期的物質積累。除此之外,小麥在返青期、拔節期等如果遇到干旱脅迫的話,株高還會受到影響。
農作物會通過光合作用來產生干物質,其在生長過程當中積累的干物質的量就是作物產量的主要決定因素。除了受到光合作用的影響之外,這還與小麥地上生物量的分配產生影響。小麥所處的生長環境較為復雜,其產量會受到水資源和天氣等多方面因素的影響,在這些因素當中,水資源成了制約小麥生長和小麥產量的主要因素。在小麥生長發育的過程當中,小麥在孕穗期和抽穗期對水分的需求比較大。在抽穗期,干旱天氣會對小麥每穗的粒數、千粒的重量等產生影響。由于山西省侯馬市長期處于干旱的狀態,小麥的產量也會受到影響。有學者通過研究之后發現,如果小麥在生長前期受到了干旱的脅迫,如果保證其在發育后期水分供應充足,可以表現出一定的補償效應,使其整體的產量維持在應有的水平。對于侯馬市來說,如果春夏兩季降水充足的話,干旱天氣對小麥產量的影響可以被降低;但如果發生連旱的話,這種影響將無法消除。
首先,無論是種子的發芽還是出苗,水分都是其中的必要條件。作為小麥種子必須吸收達到自身重量百分之四十五以上的水分才能夠發芽,如果水分不足則會對小麥的出苗和產量的提升形成限制,所以采用足墑下種是比較合理的方式,對于一些底墑水澆不到位的麥田,應該進行適期的早播,避免因為缺墑而造成缺苗。
其次,要確保麥苗能夠安全的越冬。在小麥進行越冬之前,應該對其進行適當的冬灌,確保其能夠安全的越冬,這同樣也是早春防旱的有效措施。保證土壤當中能夠具備充足的水分,對低溫變化進行調節,避免因為凍害情況的出現而造成死苗,同時也為返春時期保蓄水分。
第三,做好水分管理工作。小麥生育后期需要很多水分,為確保結實灌漿的正常進行,在抽穗后需要遵循地皮見濕不見干的基本原則,進行連續性的澆水,滿足這一時期小麥的水分需求,保障灌漿期水分的充足,增加小麥的粒重。同時,要根據地塊大小來對灌溉的水量和時間進行明確,在節約用水的同時,也要確保小麥農作物的產量得到提升。另外,在灌溉方法的選擇上可以選擇噴灌等方式,從而避免水資源的浪費。
第四,密切關注天氣變化。掌握有利天氣,適當進行人工增雨工作,在減少春旱影響的同時做好蓄水工作,為小麥生長用水做好充分的準備。
第五,改善農業生態環境。通過種草種樹的方式來達到防風固沙的效果,從而對土壤中的水分進行保持。具體可結合當地情況來與農業和畜牧業相互結合,建立生態結構,改善干旱生態環境,降低干旱對小麥農作物造成的影響。
總的來說,山西省侯馬市的干旱天氣對當地小麥等農作物的生長發育產生了明顯的影響。從小麥生長的角度來說,干旱天氣會抑制小麥葉片的光合生理作用,導致胚乳當中淀粉的含量降低。從小麥形態的角度來說,干旱天氣會對根系的生長產生影響,導致干物質無法有效積累,營養物質無法得到轉移。從小麥產量的角度來說,持續的干旱天氣會影響小麥地上的分配量,降低作物的整體產量。