冬小麦倒伏灾害损失实验研究与应用

赵金涛　张化　贾丽华

【摘   要】   倒伏是河北省冬小麦常见的自然灾害之一，几乎每年都会造成大量减产。选取河北定兴县冬小麦种植区，采用倒伏模拟实验评估了生育期不同生长阶段冬小麦产量损失率。结果表明，灌浆初期冬小麦倒伏损失率最高，达到45.02%；灌浆半粒期次之，为28.70%；乳熟期、蜡熟期、成熟期损失依次降低；成熟期损失最小，为2.87%；灌浆期也是冬小麦需水旺盛期，因此规划好灌浆期灌溉，降低倒伏概率十分必要。该研究为冬小麦倒伏保险产品开发及区域防灾减灾规划提供借鉴，同时也可为小麦倒伏灾害快速定损理赔提供依据。

【关键词】   冬小麦；倒伏；灾害；损失率

Study on the Experimental and Application on Lodging Disaster Losses

of Winter Wheat in Dingxing County， Hebei Province

Zhao Jintao1， Zhang Hua2*， Jia Lihua1

（1.Langfang Normal University， Langfang 065000， China;

2.Beijing Normal University， Beijing 100875， China）

【Abstract】    Lodging is one of the common natural disasters of winter wheat in Hebei Province， which will cause a large amount of grain yield reduction almost every year. The yield loss rate of winter wheat at different growth stages was evaluated by lodging test in Dingxing County， Hebei Province. The results showed that the lodging loss rate of winter wheat was 45.02% at the early stage of filling， 28.70% at the half-grain stage of filling， and decreased successively at the milky， waxy and mature stages， while the lodging loss at the mature stage was the smallest， 2.87%. The filling period is also a period of high water demand for winter wheat. Therefore， it is necessary to plan irrigation during grouting to reduce the possibility of lodging. The research results can provide a reference for the planning of winter wheat lodging insurance products and regional disaster prevention and mitigation planning， as well as provide a basis for rapid determination of losses.

【Key words】     winter wheat; lodging; disaster; loss rate

〔中图分类号〕  X43                             〔文献标识码〕  A              〔文章編号〕 1674 - 3229（2023）02- 0057 - 04

0     引言

中国的自然灾害种类多、分布广、发生频率高，是世界上灾情最为严重的国家之一［1-3］。2021年，我国各种自然灾害共造成1.07亿人次受灾，直接经济损失3340.2亿元［4］。随着全球气候变化加剧，持续性降雨及大风等极端天气频发，小麦倒伏已成为最常见的农业灾害之一。冬小麦倒伏灾害具有突发性、不可预见性及多发性的特点，是冬小麦发育期间面临的最大风险。资料表明，倒伏往往造成小麦的群体结构发生改变，诱发各种病虫害，严重影响籽粒灌浆过程［5］，影响小麦的蛋白质合成和养分的转运，对其品质及产量都会造成极大的影响［6］。除此之外，倒伏还会影响小麦的机械化收割成本，总体增加收获成本和农田损失。据统计，我国每年因倒伏造成的小麦产量损失达2.0×109kg，直接经济损失在33 亿元左右［7］。

测算冬小麦发生倒伏造成的损失率，是小麦倒伏保险产品开发的关键问题之一［8-9］。目前，冬小麦倒伏的研究主要集中在倒伏发生的原因［10］、抗倒伏的实现途径、对产量造成的影响及提高小麦抗倒伏能力的农艺措施等方面［11-12］，对冬小麦倒伏损失率的研究较少。因此，通过人工实验的方法，测算冬小麦灌浆初期、灌浆半粒期、乳熟期、蜡熟期和成熟期发生倒伏的产量损失率具有重要的应用价值，为开发小麦倒伏专项保险产品，进行灾后精准快速定损理赔服务提供科学依据。

1     实验方法

1.1   实验设计

实验采用固定致灾因子强度（倒伏程度），在冬小麦生育期不同阶段进行人工倒伏实验，小麦收割后测定产量并计算损失率。

1.2   实验方案

选取河北省定兴县李郁庄乡杨家营村长势良好的条带状麦田作为实验田，设置了5个处理、1个对照，共3次重复，每个处理实验小区宽3.5米，长10米。实验小区之间设立隔离带（正常生长小麦）进行隔离（图1）。

1.3   实验方法

用长竹竿轻压小麦至倒伏状，立杆标识日期。为了保证实验科学合理，必须由专人进行实验操作并对倒伏程度（致灾因子强度）严格控制。从5月26日至6月15日 ，每隔5天进行一次，共进行5次倒伏实验，实验时间及小麦生长阶段见表1。

1.4   数据采集

方法一：在每个实验小区和对照小区分别随机采收50个麦穗，因为小麦倒伏后麦穗叠压，表层和底层的麦穗产量差异较大，故倒伏小麦在与地面垂直方向随机采收50穗。将每个小区采集的麦穗分别装袋，带回实验室晾干，搓粒后称重，获得50穗产量数据。

方法二：测定每一个小区小麦总产量，采用人工收割打捆，用收割机进行脱粒，分别将麦粒装入标好序号的口袋。收获过程中严格细致，人工收割小麦时，不在实验小区内遗失麦穗，每个小区脱粒完成后，将收割机内的麦粒全部入袋，没有残留，以避免影响下一个小区的数据，整个收获过程确保颗粒归筐，经过称重后记录产量数据。

2     结果及分析

根据50穗或整个小区的产量数据，都可以得到冬小麦倒伏的损失率，计算公式如下：

Li=（Cp-Epi）/Cp                       （1）

式中：[Li]表示每個时期冬小麦倒伏损失率；[Cp]表示对照小区冬小麦产量；[Epi]表示实验小区冬小麦产量；i表示冬小麦5个生长时间段。最后将生育期不同生长阶段实验小区损失数据分别求均值，计算结果如图2、图3所示。

图2是基于50穗产量测算的冬小麦倒伏损失率，随着生长期的推移损失率呈现总体下降趋势，符合实际情况。冬小麦在灌浆初期发生倒伏，其损失率达到45.68%，收获的小麦籽粒干瘪，严重影响产量；灌浆后期发生倒伏，则已有成形的麦粒，损失率减少到33.62%；小麦收获期发生倒伏，损失率已经很少，仅为3.14%；从灌浆期到成熟期，损失率变化幅度达到42.54个百分点。

图3是基于实验小区总产量计算的冬小麦倒伏损失率。灌浆初期损失率为44.35%，灌浆半粒期损失率减少到23.78%，收获期损失率仅为2.59%。测算结果与依据50穗数据得到的损失率相比略低，存在这种差异的原因可能是整个实验小区总产量在刚刚收割脱粒后称重得到的数据，测的是湿重；而50穗数据测的是干重，是在实验室晾干后得到的数据，另外这种差异也可能和随机选取的麦穗有关。

这两种方法测算出来的生育期不同阶段小麦倒伏损失率可以相互验证，为了更合理地确定冬小麦倒伏损失率，将两种方法测算的结果再取均值，确定冬小麦不同生长阶段发生倒伏的损失率，灌浆初期达到45.02%，灌浆半粒期为28.70%，乳熟期为23.55%、蜡熟期为19.11%、成熟期仅为2.87%。变化曲线如图4所示。从图中可以看出，灌浆期到成熟期小麦倒伏损失率变化规律非常明显，出现两个快速下降期和一个平稳期，第一个快速下降期是从灌浆初期到灌浆半粒期，小麦倒伏损失率从45.02%降低到28.70%，每天减少损失3.39个百分点；第二个快速下降期是从蜡熟期到成熟期，小麦倒伏损失率从19.11%降低到2.87%，下降了16.24个百分点，每天减少损失3.25个百分点；一个平稳期是从灌浆半粒期到乳熟期，再到蜡熟期，小麦倒伏损失率降低速率平稳，每天降低0.68个百分点。

3     冬小麦倒伏保险产品的定损理赔应用

冬小麦倒伏专项保险产品因受损情况清晰可见，定损方便，是类似于车险的农业保险，值得开发和推广。理赔人员对冬小麦倒伏面积进行精确测量，按照标准进行赔付，实现当场定损，即时理赔。根据冬小麦不同生长阶段倒伏损失率数据，进行定损，计算赔付额度，计算公式如下。

M=S×G×L×P×V                     （2）

式中，[M]表示赔付额；[S]表示倒伏面积；[G]表示保障水平；[L]表示损失率；[P]表示冬小麦单产水平；[V]表示小麦收购价格。

举例说明：在6月6日，某农户有0.5亩冬小麦发生倒伏，假设在100%产量保障水平下，赔付额是多少？

6月6日冬小麦正处在乳熟期，该时期的小麦倒伏损失率为23.55%，当地冬小麦的平均单产水平800斤/亩，最近三年冬小麦的平均价格为1.2元/斤，根据公式（2）计算得出：

M=0.5×100%×23.55%×800×1.2=113.04（元）

即保险公司支付农户113.04元。

经入户调查，农户要求保险公司对小麦倒伏定损时要精确到平方米，这对双方都是公平的，避免了工作中定损的误差。根据定兴县冬小麦生产的实际情况，以亩产800斤为基准产量，每斤1.2元的价格水平下，计算了100%、80%、70%赔付率的赔付额，结果见表2。冬小麦赔付额是动态的，它随着小麦价格的变化而变化，同样需要农户缴纳的保险费也会随着小麦价格的变化而变化，保险费率稳定不变。定兴县冬小麦亩产量基本稳定，因此，每年赔偿标准的变更只需关注冬小麦的价格这一个参数。

4     结论与讨论

经过人工倒伏实验，得出了定兴县冬小麦灌浆初期到成熟期5个时间段的倒伏损失率，随着冬小麦生长期的推移，损失率由45.02%降低到2.87%，降低幅度为42.15个百分点。从灌浆初期到灌浆半粒期每天损失率降低3.39个百分点、从蜡熟期到成熟期每天损失率降低3.25个百分点，这两个阶段是小麦倒伏损失率快速降低的阶段，研究结果为冬小麦倒伏保险产品定损提供了科学依据。

现行的冬小麦产量保险产品存在着定损难度大、不精准的弊端，而小麦倒伏专项保险产品的理赔对象清晰可见，类似车险，定损容易、赔偿快捷。冬小麦倒伏专项保险产品符合中国农户的要求，尤其在定损方面，该产品有着突出的优势，开发该产品有着很好的前景，会极大地激发农户投保的热情。

冬小麦倒伏保险产品可以作为产量保险的附加险，定损理赔的工作量并不会增加，客户的基本单位仍然是农户，省去了理赔过程中的乡镇村等中间环节。为了降低业务成本，可考虑村民互相监督机制，自报倒伏面积。随着无人机技术的兴起，这一技术可应用于快速精准提取小麦倒伏面积及其分布［13］，给农业保险理赔及灾后应急处置提供数据支持，为小麦倒伏专项产品的开发提供技术保障。

小麦发生倒伏后不仅损失了产量，还增加了收割费用，如果核算小麦发生倒伏后农户的实际损失，在赔偿额中应该把增加的收割费用考虑进去。

在灾害损失评估研究中，对任何一种灾害来说，不同致灾强度与灾害损失程度之间都存在着一种函数关系，这种函数关系的表现形式被称为脆弱性曲线。同样，倒伏灾害对冬小麦来说也存在这样一条脆弱性曲线，那就是在一定时期内，倒伏程度与小麦损失之间的函数关系。另外，在倒伏程度一定的情况下，倒伏发生的日期与小麦产量损失之间也存在函数关系。由于时间短，本次试验只是采用了固定倒伏程度测算生长期损失率变化规律，而理想的状态应该是绘制从扬花期到收割期的每一天不同倒伏强度及倒伏方向的冬小麦损失率表，保险公司可以根据这个损失率表进行赔付核算，关于这方面的内容还有待进一步研究。

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[收稿日期]   2023-01-08

[基金项目]   国家重点研究开发项目“海岸带和沿海地区全球变化综合风险研究”（2017YFA0604903、2017YFA0604904）

[作者简介]   赵金涛（1973- ）男，博士，廊坊师范学院经济与管理学院副教授，研究方向：自然灾害与区域地理。

[通讯作者]   张化（1979- ）男，博士，北京师范大学国家安全与发展战略研究院副教授，研究方向：自然灾害与风险评估。