劉亮 范吉月 劉悅 范婷婷
摘 要 吉林省大安市是玉米種植基地之一,玉米生產效益關乎區域農業發展。因此,為推動大安市玉米生產效益提升,結合大安市氣候條件,闡述了氣象服務與玉米生產的關系,論述了大安市玉米生產主要氣象災害,包括干旱、洪澇、大風、冰雹、寒潮及高溫,并針對性提出了氣象服務在玉米生產中的應用策略。
關鍵詞 氣象服務;農業生產;玉米;吉林省大安市
中圖分類號:S513 文獻標志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.02.031
大安市位于吉林省西北部,地處中溫帶季風氣候區,四季分明,溫度與降水變化劇烈。大安市是我國玉米優勢種植帶之一,玉米播種面積約10.47萬hm2。劇烈變化的氣候條件對玉米豐產、穩產造成了一定影響,如何在玉米生產中應用氣象服務手段,關乎玉米生產安全。因此,探究玉米生產中的氣象服務應用策略具有非常突出的現實意義。
1 氣象服務與玉米生產的關系
1)氣象服務助力玉米生產防災減災。玉米生產過程中的產量、質量受天氣、氣候的直接影響,特別是氣象災害的發生,將直接導致玉米減產甚至絕收[1]。氣象服務的提供可以助力玉米防災減災,減少自然災害對農業生產的干擾,確保玉米優質高產。
2)玉米生產驅動氣象服務轉型升級。根據玉米生產過程對各層級跨部門農業氣象融會貫通的要求,大安市相關部門可深入玉米田間調查氣象服務需求。根據調查結果,有針對性地建設農業氣象服務基地,推動氣象服務更加接地氣,精準服務玉米田間地頭[2]。
2 主要氣象災害
2.1 玉米播種期
大安市玉米播種期在4月上中旬到5月中旬,此時主要氣象災害為大風、沙塵天氣,直接導致土壤含水量下降,引發干旱災害。例如,2023年4月10日9:35,大安市氣象臺發布沙塵藍色預警,預計24 h內風力較大,部分地區出現能見度小于5 000 m的沙塵天氣;2023年4月20日14:47、4月24日21:35,大安市氣象臺先后發布大風黃色預警、大風藍色預警,平均風力分別在8級以上、6級以上,陣風在10級以上,局部伴隨揚沙、浮塵。同期,當地氣象臺繼續發布干旱橙色預警信號,局部地區維持重旱。
2.2 玉米幼苗期
大安市玉米幼苗期在5月初到6月上旬,此時主要氣象災害為大風、冰雹寒潮。例如,2023年5月2日19:52、5月25日14:14,大安市氣象臺先后發布大風黃色預警信號、雷暴大風藍色預警信號,局部地區風力分別在8級、7級以上,陣風超10級;2023年5月29日15:23,大安市氣象臺發布冰雹黃色預警信號,預計出現冰雹災害。
2.3 玉米吐穗期
大安市玉米吐穗期在6月中旬到下旬,此時主要氣象災害為高溫天氣。例如,2023年6月19日12:01、6月25日11:15,大安市氣象臺先后發布高溫黃色預警、高溫橙色預警,預計局部地區最高氣溫分別在35 ℃以上、37 ℃以上。
2.4 玉米灌漿期
大安市玉米灌漿期在7月到8月中旬,此時主要氣象災害為高溫、暴雨洪澇。例如,2023年7月25日13:02、7月31日14:24,大安市氣象臺先后發布高溫藍色預警,大部分鄉鎮最高氣溫在33 ℃以上;2023年7月1日00:52、7月23日00:14、7月27日5:03,大安市氣象臺發布暴雨藍色預警、橙色預警,降水量將在30 mm、50 mm以上,且暴雨持續時間超3 h。
2.5 玉米成熟期
大安市玉米成熟期在8月下旬到9月,此時主要氣象災害為暴雨洪澇、雷暴大風。例如,2023年9月12日4:30,大安市氣象臺發布暴雨黃色預警,部分地區降水量超出50 mm,1 h降水量超出20 mm,降水持續6 h以上。
2.6 玉米收獲期
大安市玉米收獲期為9月中旬到10月上旬,此時主要氣象災害為雷暴大風。例如,2023年9月18日15:48、9月25日10:32,大安市氣象臺先后發布雷暴大風藍色預警信號,局部陣風分別超6級、7級。
3 氣象服務應用策略
3.1 加強干旱預警
1)播種期。干旱天氣會直接影響玉米正常出苗齊苗。基于此,大安市相關部門可以借助氣象衛星的預報數據,建立干旱風險預報模型。在干旱風險預先評測估量報告模型內,對玉米主產區進行干旱風險評估,獲得干旱風險指數。最終關聯歷史干旱風險指數、實時干旱風險指數、預報干旱風險指數,判定大安市玉米主產區在播種期發生干旱災害的概率,便于種植戶提前選擇抗旱玉米品種,確保干旱期玉米出齊苗。
2)幼苗期。干旱天氣將抑制玉米苗生長,導致植株根系發育受阻,上部矮小細弱,個別植株會出現葉片凋落枯萎死亡的情況。大安市相關部門應以玉米吐穗期發生干旱災害概率較高的地區為對象,根據有限灌溉條件下的干旱指標,對區域干旱天氣玉米減產率進行評估,并將評估結果輸送給相關地區生產管理部門及種植戶,便于種植戶及時采取灌溉措施,降低干旱危害。
3.2 加強洪澇預警
灌漿期是玉米生長盛期,此時正處于大安市雨季,洪澇頻發。嚴重暴雨洪澇災害影響下,玉米下部葉片會逐漸干枯發黃、中上部葉色變淺,根系發黑腐爛,最終導致植株死亡。因此,在玉米灌漿期,大安市氣象部門應注重短時臨近天氣預報,依據每10 min一次的周期,提前收集氣壓信息,輔助判斷未來一段時間內氣壓場狀態。同時加密分析天氣雷達、監測強對流降雨,結合雷暴場,輔助訂正降水量、降水持續時間等預報信息,便于玉米種植戶及時采取中耕除草措施,最大限度減小洪澇對玉米灌漿的影響。
進入成熟期,玉米耐澇性逐漸提高。而嚴重洪澇會導致玉米根系處于缺氧環境,好氧微生物活動受抑制,釋放有毒還原性物質的厭氧微生物快速繁殖,致使玉米植株無法正常吸收養分,生長發育期推遲,難以正常成熟[3]。因此,在玉米成熟期,大安市氣象部門應注重恰當利用多普勒天氣雷達與常規氣象衛星云圖,結合地面氣象觀測數據,加密預報6 h內強對流降雨天氣,包括3 h內降雨量超出50 mm的對流性暴雨、1 h內降雨量超出25 mm的對流性暴雨,便于玉米種植戶及時采取田間中耕、病蟲預防、提前收獲等防災減災措施,減小暴雨洪澇災害對玉米生產的影響。
3.3 加強大風預警
1)幼苗期。大安市大風災害主要指地方性局部大風或季節性大風。大風災害常與降溫、干旱災害并發。玉米苗期遭遇大風天氣,將加快土壤表層水分散失,降低土壤墑情,影響玉米苗正常生長發育[4]。當地氣象部門應以現代化技術產品為支撐,提前6~24 h,
進行大安市大風災害天氣的精準預報,包括大風災害開始時間、預計結束時間、大風天氣發生位置坐標、大風強度等。借助上述信息,玉米種植戶可以合理調整玉米行向,科學追施苗肥,促進玉米幼苗根系發育,降低大風對玉米幼苗的毀損作用。
2)成熟期。玉米是典型高稈作物,成熟期遭受大風天氣,將造成玉米大面積倒伏,影響植株光合作用,最終導致減產、絕收。因此,氣象部門應注重研究大安市歷年大風天氣發生規律,以玉米生長周期為依據,明確大風天氣發生節點,便于玉米種植戶在栽種前了解大風發展傾向,優選矮穗位、根系發達、莖稈粗壯的玉米品種,并適當噴灑化學控劑,最大限度避免玉米大面積倒伏。
3)收獲期。玉米收獲期遭遇極端大風災害,將加劇玉米秸稈折斷或倒伏,影響玉米機械收獲活動的正常開展。因此,相關氣象部門應認識到大風等災害性天氣對玉米生產的直接影響,正確認識現有對流性大風預報技術的不足。進而根據大安市大風天氣突發性、局地性、破壞力大的特點,引入多雷達現象自動識別技術及對流性大風相關特征預報技術,聯系強切變、孤立回波、噪聲等因素,進行對流性大風災害的自動、精準、全面臨近預報,便于玉米種植戶提前進行收獲,確保玉米機械收獲效率。
3.4 加強冰雹預警
玉米幼苗期遇冰雹,會影響玉米壯苗培育[5]。因此,大安市氣象部門應以人工目擊報告為基礎,聯動冰雹高密度區域自動氣象站、高分辨率衛星云圖、冰雹定位資料,精準推測未來一段時間內是否會發生冰雹及冰雹持續時間、冰雹危害范圍。同時氣象部門應主動與農業生產部門進行信息交流,了解玉米幼苗期生長特點及氣象影響因素,精準選取冰雹預報指標及量化結果。進而將推測結果以報告的形式發送給特定區域農戶,便于其及時在玉米田覆蓋地膜或者防護棚,減小冰雹對玉米幼苗生長的負面影響。
3.5 加強寒潮預警
寒潮會影響玉米幼苗正常生長,寒潮持續時間過長將直接導致幼苗死亡。因此,根據大安市寒潮發生發展規律,相關部門可以進行寒潮預報內容的細化完善,如在發布寒潮預警信號時,關聯寒潮覆蓋范圍、寒潮持續時間、下一階段寒潮發生周期及玉米作物幼苗期可能遭受的危害。有條件的情況下,相關部門可以分模塊預報每一個玉米生產區當天發生寒潮的可能性,便于寒潮發生概率較高的玉米生產區農戶根據預報內容,提前1 d進行全田灌水,或者在玉米田周邊堆放柴火熏煙,減小寒潮低溫對玉米苗期生長發育的不利影響。
3.6 加強高溫預警
1)吐穗期。玉米吐穗期遇高溫,將造成雄穗無法抽出,花粉無法開裂散播。同時高溫天氣下玉米螟偏重發生,對玉米植株生長造成較大危害[6]。因此,相關部門可以查閱歷史資料中的氣象數據,建立歷史風險評估模型。依托該模型對大安市進行高溫風險評估,獲得大安市在玉米吐穗期的歷史高溫風險指數。隨后相關部門可以借助現有大安市氣象站溫度測定裝置,記錄大安市玉米主產區實時氣象數據,建立實時高溫風險評估體系,借助該體系對待評估地區進行高溫風險評估,獲得大安市玉米主產區在高溫天氣內的實時高溫風險指數。根據高溫預警信息,玉米吐穗期發生高溫災害概率較高的地區,種植戶可以預先選取耐高溫玉米品種,適當降低玉米播種密度。在良好通風透光條件下,以玉米開花授粉期為節點,搖動玉米秸稈進行輔助授粉,減小高溫對玉米產量的不利影響。
2)灌漿期。高溫天氣下,淀粉酶活性受抑制,玉米植株營養物質轉移速率下降,影響玉米正常灌漿,最終出現生長發育期延遲的問題[7]。因此,根據大安市夏季高溫天氣多發特點,相關部門可以在原有高溫天氣播報數據支持下,根據溫室效應下區域高溫發展規律,研究導致玉米減產的高溫閾值、玉米主產區溫度特征,將天氣預報內容細化為高溫持續時間,便于玉米種植戶提前在早晨或傍晚灌溉,并適量施加磷酸二氫鉀類葉面肥,確保高溫天氣下玉米順利灌漿。
4 結語
大安市玉米生產過程中主要氣象災害涉及干旱、洪澇、大風等。根據主要氣象災害類別,當地氣象部門應完善氣象服務體系,提前預報氣象災害,加強玉米主要生長發育期的氣象災害預報,便于玉米種植戶及時采取災害防控措施,減小不良氣象因子對玉米生產的影響。
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(責任編輯:劉寧寧)