李伟伟
(山西省侯马市气象局,山西 临汾 043010)
侯马市位于汾河下游,与汾河盆地的南部相邻,面积为222平方千米,其中耕地面积0.98万公顷,水田面积0.8万公顷,旱地面积为0.19万公顷。侯马市全市人口为23.36万。流经侯马市的河流主要是汾河和浍河,这两条河流在侯马市段的平均净流量分别是9.87亿平方米和0.3亿平方米。侯马市属于温带大陆性气候,全年干旱少雨,平均降水量为520毫米左右,平均蒸发量在1700毫米左右。与此同时,降水在时空上的分布并不均匀,超过60%的降雨都会集中在7-8月份这一主汛期,这导致侯马市经常发生灾害性的天气。
根据统计,侯马市干旱的频率比较高。春旱频率为3.1年一次,夏旱频率为3.8年一次,秋旱的频率为7.8年一次,而冬旱的频率则为4.7年一次。同时,侯马市还经常会发生连旱的问题,干旱天气对小麦等农作物的生长产生了重要的影响,对当地的经济发展和社会稳定也带来了不良的影响。
侯马市干旱的原因主要包含以下几个方面。第一是年降雨量少且分配不均匀。根据当地的降水记录,1997年侯马市的年降雨量只有277.3毫米,相当于多年平均降水量的50%。与此同时,侯马市的降水在时空上较为集中,每年的10月到次年的4月这半年的时间内降雨较少,仅占全年降水量的30%左右,这导致秋冬春这三个季节经常出现连旱,这不利于小麦等农作物的生长。第二是侯马市的抗旱水源相对较少,可调蓄的水量也比较少。调查发现,侯马市人均水资源占有量约为80立方米,每公顷的平均水资源占有量不足2000立方米,与山西省临汾市380立方米以及2970立方米的指标有明显的差距。同时,侯马市的提水工程多、蓄水工程少,这导致当地水资源调蓄能力相对较差。虽然建有蓄水工程,但是来水量比较少,仍然依靠周边沟壑和降水补给。部分水库还存在明显的渗漏现象,无法有效蓄水,如果遇到连续干旱天气,无法提供充足的备用水源。
在农作物生长的过程当中,光合作用是合成营养物质的基础,而水分则是影响光合作用的重要因素。由此可见,在干旱天气当中,小麦等农作物无法充分地进行光合作用,和光合速率明显降低。宋霄君、张敏、武雪萍等人将2013—2015 年度以小麦品种京冬 8(JD8)、河农 825(HN825)、冀麦 585(JM585)、农大 211(ND211)为试验材料,设节水灌溉(W)和旱作(D)2 种处理,研究干旱胁迫对小麦胚乳淀粉的含量进行了研究。研究发现,干旱胁迫显著抑制了小麦籽粒中总淀粉、直链淀粉以及支链淀粉的积累。小麦胚乳淀粉组分与粒度分布都会发生改变,小麦胚乳当中所含有的直链淀粉以及直链淀粉的含量都会进一步降低,进而使其粒重降低。实验数据如下表2-1所示。
表2 -1 干旱对小麦胚乳淀粉及其组分含量的影响统计表
与此同时,侯马市的干旱天气多发生在秋、冬、春这三个季节,其中春季是小麦生长发育的重要阶段。在这一阶段遭遇干旱威胁的话,小麦叶片的生理形状将会发生改变。具体来说,在小麦蘖到拔节阶段持续受旱,或者在孕穗期受旱,表皮细胞气孔器体积变小,叶脉变密,气孔密度增大约20%-30%。为了应对干旱天气,小麦会对气孔的密度、分布以及导度等进行调节,以此来降低水分的流失。随着干旱程度的进一步加剧,小麦叶片无法充分地进行光合作用,这会对叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度都造成影响。
山西省侯马市常年处于干旱的条件当中,这不仅会对小麦等农作物的生长发育造成影响,同时也会阻断干物质的积累。在小麦生长的过程当中,根系是重要的器官,它的生长状态会直接决定整株小麦生长状况。只有根系发达,小麦才能从土壤当中吸收水分和营养物质,降低水分的散失。在干旱天气当中,小麦根系的形态结构将会发生变化,导致地上部分干物质的积累速度进一步降低,进而影响小麦的整体产量。与此同时,小麦在后期的生长会受到幼苗生长状态的影响,尤其是会对根系的生长产生影响。侯马市的干旱天气会对小麦种子和幼苗的生长产生影响。不仅会影响种子的呼吸作用和营养物质的转移,同时还会影响幼苗萌发期的物质积累。除此之外,小麦在返青期、拔节期等如果遇到干旱胁迫的话,株高还会受到影响。
农作物会通过光合作用来产生干物质,其在生长过程当中积累的干物质的量就是作物产量的主要决定因素。除了受到光合作用的影响之外,这还与小麦地上生物量的分配产生影响。小麦所处的生长环境较为复杂,其产量会受到水资源和天气等多方面因素的影响,在这些因素当中,水资源成了制约小麦生长和小麦产量的主要因素。在小麦生长发育的过程当中,小麦在孕穗期和抽穗期对水分的需求比较大。在抽穗期,干旱天气会对小麦每穗的粒数、千粒的重量等产生影响。由于山西省侯马市长期处于干旱的状态,小麦的产量也会受到影响。有学者通过研究之后发现,如果小麦在生长前期受到了干旱的胁迫,如果保证其在发育后期水分供应充足,可以表现出一定的补偿效应,使其整体的产量维持在应有的水平。对于侯马市来说,如果春夏两季降水充足的话,干旱天气对小麦产量的影响可以被降低;但如果发生连旱的话,这种影响将无法消除。
首先,无论是种子的发芽还是出苗,水分都是其中的必要条件。作为小麦种子必须吸收达到自身重量百分之四十五以上的水分才能够发芽,如果水分不足则会对小麦的出苗和产量的提升形成限制,所以采用足墒下种是比较合理的方式,对于一些底墒水浇不到位的麦田,应该进行适期的早播,避免因为缺墒而造成缺苗。
其次,要确保麦苗能够安全的越冬。在小麦进行越冬之前,应该对其进行适当的冬灌,确保其能够安全的越冬,这同样也是早春防旱的有效措施。保证土壤当中能够具备充足的水分,对低温变化进行调节,避免因为冻害情况的出现而造成死苗,同时也为返春时期保蓄水分。
第三,做好水分管理工作。小麦生育后期需要很多水分,为确保结实灌浆的正常进行,在抽穗后需要遵循地皮见湿不见干的基本原则,进行连续性的浇水,满足这一时期小麦的水分需求,保障灌浆期水分的充足,增加小麦的粒重。同时,要根据地块大小来对灌溉的水量和时间进行明确,在节约用水的同时,也要确保小麦农作物的产量得到提升。另外,在灌溉方法的选择上可以选择喷灌等方式,从而避免水资源的浪费。
第四,密切关注天气变化。掌握有利天气,适当进行人工增雨工作,在减少春旱影响的同时做好蓄水工作,为小麦生长用水做好充分的准备。
第五,改善农业生态环境。通过种草种树的方式来达到防风固沙的效果,从而对土壤中的水分进行保持。具体可结合当地情况来与农业和畜牧业相互结合,建立生态结构,改善干旱生态环境,降低干旱对小麦农作物造成的影响。
总的来说,山西省侯马市的干旱天气对当地小麦等农作物的生长发育产生了明显的影响。从小麦生长的角度来说,干旱天气会抑制小麦叶片的光合生理作用,导致胚乳当中淀粉的含量降低。从小麦形态的角度来说,干旱天气会对根系的生长产生影响,导致干物质无法有效积累,营养物质无法得到转移。从小麦产量的角度来说,持续的干旱天气会影响小麦地上的分配量,降低作物的整体产量。