基于自然降水条件下的冬小麦生育期干旱频率及应对措施

孙培良　刘顼　曹东浩　冯彩波　路政文　程宗春

摘要：依据聊城1961～2011年小麦生育期的降水统计资料，采用小麦生育期内供需水量比作为干旱指标，对冬小麦生育期内的自然降水和小麦需水量进行计算分析。结果表明，51年中冬小麦生育期内出现干旱年份44年，其中重旱22年、极旱5年、轻旱17年，干旱频率为86%。说明在自然降水条件下，聊城冬小麦生育期发生干旱的概率极大，而且以重旱等级为主。聊城市农业干旱发生频率较高，根据生产实际提出了相应的应对措施。

关键词：自然降水；农业干旱；冬小麦；干旱指标；干旱等级

中图分类号：S423文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4460-03

聊城市地处山东省西部，总面积为8 590 km2，全市为黄河冲积平原，地势平坦，属于温带季风气候区。春季干旱多风，回暖迅速，光照充足，太阳辐射强；夏季高温多雨，雨热同季；秋季天高气爽，气温下降快，太阳辐射减弱。农业气候资源较为丰富，适合种植多种农作物。根据51年的统计资料，年平均气温为13.4 ℃。年平均降水量为583.3 mm，年降水量最多为985.8 mm，年降水量最少为309.0 mm。全年降水近70%集中在夏季，易出现局部内涝，秋季雨量多于春季，春季干旱发生频繁，有“十年九春旱”之说，冬季降水最少。

由于气候资源比较丰富，且可由黄河水灌溉弥补，所以聊城气候对多种农作物有较好的适应性，是华北主要作物棉花、小麦、玉米、林果、蔬菜的集中种植区。同时，自然灾害出现频繁，主要气象灾害有旱涝、冰雹、大风、干热风、低温连阴雨、霜冻等，每年都造成不同程度的危害。干旱是影响聊城农业生产的主要气象灾害。基于小麦生育期内自然降水量，分析小麦生育期的干旱频率，确定干旱等级，可为找到小麦生育期的抗旱措施提供参考。

1材料与方法

1.1资料来源

冬小麦生育期气象资料来自聊城市气象局农业气象观测报表；气象要素资料来自同站台的同期大气观测报表。

1.2分析方法

农业干旱是指在作物生长发育过程中，因降水不足、土壤含水量过低和作物得不到适时适量的灌溉，致使供水不能满足作物的正常需水而造成农作物减产。体现干旱程度的主要因子有降水、土壤含水量、土壤质地、气温、作物品种和产量以及干旱发生的季节等。这里仅以自然降水量与冬小麦全生育期的需水量进行对比分析。当自然降水量小于农作物的需水量时，就认为作物受旱。

农业干旱指标有很多，为了更好地便于基层技术人员的计算和服务，选用简化了的作物生长期的需水量与同期供水量之比作为干旱指标，计算公式[1-5]为：

K=S/D

式中，K为干旱指标；S为作物生长期可供水量，采用同期自然降水量（mm）；D为作物需水量（mm）。

2结果与分析

2.1聊城市冬小麦需水与供水差异分析

研究表明，冬小麦一生中的耗水量多年平均为500 mm，在一般年份，冬小麦的需水量得不到满足，需灌水300 mm左右[6]。由图1、图2可知，冬小麦耗水量在不同发育阶段表现不同。越冬期，由于气温较低，表土冻结，小麦处于休眠状态，耗水量较小。抽穗至灌浆期间是耗水高峰期，平均日耗水量达47 778.0 kg/hm2，这段时间若降水较少，又得不到灌溉，则不利于产量形成[7]。

若秋季降水较多，冬小麦播种前底墒较好，加上冬小麦全生育阶段有200 mm以上的自然降水，且时空分布比较均匀时，冬小麦的正常生育和产量形成就不会受到旱情的影响（表1）[1]。

2.2干旱等级评定

因小麦生长期一般不会出现暴雨，为简化起见，采用小麦播种期到成熟期的总雨量和总需水量（以需求降水量表示）计算干旱指标，计算出了聊城1961～2011年冬小麦生育期的干旱指标和干旱等级。

根据干旱指标划分干旱等级，标准如下[1]：

K≥1.00为不旱；

0.99≥K≥0.70为轻旱；

0.69≥K≥0.40为重旱；

K≤0.39为极旱。

按以上方法计算全市冬小麦干旱等级结果见表2。由51年冬小麦生育期干旱等级统计可知， 1961～2011年共51年中冬小麦不旱的年份有7年，出现干旱年份44年，其中重旱22年，极旱5年，轻旱17年，干旱出现的频率为86%。说明在自然降水条件下，聊城冬小麦生育期发生干旱的概率较大，且以重旱为主。

3小结

聊城市属半干旱半湿润大陆性季风气候区，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷雪稀。年降水量时空分布不均，1～5月年平均降水量为98.2 mm，占年降水量的16.8%；6～9月年平均降水量为429.8 mm，占年降水量的73.7%；10～12月年平均降水量为53.3 mm，占年降水量的9.5%。冬小麦是聊城市的主要粮食作物，生长期正处于降水少的10月中旬至翌年6月上旬。

通过对51年年降水量统计发现，采用农业干旱指标计算得出的小麦生育期干旱年，有很多年份的年降水量是属于平水年、丰水年甚至涝年，如小麦生育期出现极旱的1985年年降水量则达到了819.6 mm，较51年平均值高40.5%，且发生了特大洪涝灾害，最大日降水量达到328.7 mm；2010和2011年的降水分别偏多36.8%和20.4%，但该两年小麦生长期内的降水量分别为100.7 mm和92.2 mm，较小麦生长期需水量分别偏少90.3 mm和107.8 mm，导致小麦生育期内干旱。聊城市农业灾害的基本特征是洪、涝、旱灾害均在一年内发生，以干旱较为突出。根据对51年的年降水量统计，年内降水呈现出1～5月、10～12月两个枯水期和6～9月的丰水期。冬小麦生育期正处于枯水期内，干旱发生频率较高，且大多数旱情较重，会影响小麦的生育和产量的形成。为了确保小麦的高产稳产，针对小麦生育期干旱频率高的特点，建议采取如下应对措施：

1）选种耐旱品种，采取滴灌、喷灌、渗灌等适时节水灌溉。积极推进农业高技术节水，进行农作物抗旱品种选育和栽培模式、水肥耦合等节水技术研究，提高现有水资源利用效率。

2）合理利用空中水资源利用率。人工增雨是提高抗旱能力最有效的措施之一，具有投入少、见效快、受益面大等优点。在农事干旱季节，抓住有利天气开展人工增雨作业，扩大作业范围，做好较长作业时间的准备，适时利用有限的空中水资源，以缓解因自然降水量少造成的农业干旱。

3）发挥黄河灌区的调蓄功能，提高黄河灌区水资源利用效率。聊城市滨临黄河，引用黄河水灌溉农田有得天独厚的条件，使得聊城冬小麦生育期内常常出现严重气象干旱而对农业生产影响不大的现象。近年来加大了对黄河水量的调控力度，引黄灌溉受到了一定的制约。因此应提高黄河灌区水资源利用效率。

4）地下水开采与高效节水密切结合，提高地下水资源利用效率。聊城市作为黄河冲积平原，海拔高度一般在27.5～49.0 m，地下水较丰富。然而前些年大规模开采地下水，地下水补给量逐步减少，导致地下水水位大幅度降低，地下水净增水量有较大幅度减少。因此地下水开采利用应逐步从增水作用过渡到调节供需水季节的不平衡，提高地下水资源综合利用效率上来。

参考文献：

[1] 戴荣法，韩家田，丁占民，等.河北省水旱灾害[M].北京：中国水利水电出版社，1998.299-302.

[2] 张海仑.中国水旱灾害[M].北京：中国水利水电出版社，1997. 281-285.

[3]“华北平原作物水分胁迫与干旱研究”课题组.作物水分胁迫与干旱研究[M].郑州：河南科学技术出版社，1991.111-134.

[4] 刘昌明.魏忠义.华北平原农业水文及水资源[M].北京：科学出版社，1989.133-136.

[5] 赵聚宝.李克煌.干旱与农业[M].北京：中国农业出版社，1995. 32-39.

[6] 王道龙.农作物需水系数及其影响因子初探[J].北京农业大学学报，1986，12（2）：211-218.

[7] 李彩霞，马三力.小麦的需水规律[J].农业与技术，2005，25（4）：68-69.