字雪明
(保山市隆阳区气象局,云南保山 678000)
保山市地处云南省西部,是云南省的粮食主产区之一,素有“滇西粮仓”之美称,其中玉米是保山市播种面积最大的粮食作物,尤其是夏玉米在全市粮食生产中占有较大比重[1]。隆阳区是保山市人民政府驻地,农村人口较多,夏玉米的高产、稳产对促进全区农业增产和农民增收发挥着十分重要的作用。玉米生长发育与气候条件之间有着密切的联系,及时、准确、有针对性的气象服务可以为玉米种植提供科学的决策依据,有助于减轻气象灾害给玉米生产带来的不利影响。本文对保山市隆阳区夏玉米种植的气候条件进行分析,阐述常见气象灾害,并提出4 条气象服务措施,助力保山市隆阳区夏玉米的高产稳产。
玉米从播种到成熟可分为3 个阶段,即营养生长阶段(播种—拔节期)、营养生长和生殖生长并进阶段(拔节—抽雄期)、生殖生长阶段(抽雄—成熟期)[2]。各生长阶段所需的气候条件有所不同。
保山市隆阳区的夏玉米一般从5 月中下旬陆续开始播种,最晚可到6 月上中旬,从9 月中下旬开始成熟收获,最晚可至10月上中旬。播种时应考虑当时的天气情况和土壤含水量,收获时机也应根据当时的天气条件决定。
玉米是喜温作物,在整个生育期中均需要足够的热量条件,通常中熟品种和早熟品种对积温的需求在2 500~2 700 ℃[3]。玉米不同生长时期对温度有不同的要求:玉米发芽阶段最适宜温度为10~25 ℃;日平均气温在18 ℃以上时,玉米植株开始拔节,并随着温度升高加快生长,最适宜温度一般为18~25 ℃;抽雄开花期最适宜温度为25~28 ℃,日平均气温低于24 ℃时对抽雄会产生不利影响;籽粒形成和灌浆期适宜温度一般为20~24 ℃,日平均气温超过25 ℃或低于16 ℃,均不利于玉米籽粒养分积累和运转,温度过低会降低灌浆速度,温度过高则会导致植株呼吸消耗增强,功能叶片加快老化,致使籽粒灌浆不足,影响玉米产量。
根据保山市隆阳区历年(1991—2020 年)的气象资料,保山市隆阳区年平均气温为16.8 ℃,最热月为6 月,月平均气温为21.9 ℃。在玉米整个生育期中,稳定通过10 ℃的有效积温在2 700 ℃以上,日平均气温可以满足玉米各生育期适宜温度的要求。总体来看,保山市隆阳区的温度条件适宜玉米生长。
玉米是既不抗旱也不耐涝的作物,在玉米整个生长发育过程中的最适宜降水量为410~640 mm[4]。1)播种时,耕层的适宜土壤相对湿度一般为70%~80%,超过85%可能会使种子腐烂,低于60%则会导致植株矮小,甚至会造成叶片凋萎、植株死亡。2)拔节前的适宜降水量不超过80 mm,是玉米整个生育期中耗水量最少的时期。3)拔节—抽穗期是玉米整个生育期中生长最为旺盛的时期,此阶段玉米适宜降水量为110~135 mm,土壤相对湿度控制在70%~80%为宜,如果土壤水分不足,会使玉米茎叶生长减缓,穗粒数减少,影响其产量。4)抽雄—成熟期需要控制土壤相对湿度在70%~80%,如果小于50%则不利于开花授粉,导致玉米籽粒不饱满、百粒重下降。
1991—2020 年,保山市隆阳区年平均降水量为964.2 mm,5月中旬至10月中旬平均降水量为764.4 mm;年平均相对湿度为69.8%,5 月中旬至10 月中旬平均相对湿度为76%,水分条件能满足玉米需水量要求。每年玉米各个生育期的天气形势不一,气象要素也有所差异,但总体上看,保山市隆阳区的水分条件适宜玉米生长发育。
玉米是一种短日照喜光作物,需要适宜的光照条件进行光合作用,在全生育期,一般需要日照时间在600~800 h。玉米光合作用的饱和点较高,故光照越强干物质积累就越多,越能够获得高产,特别是在灌浆期需要有充足的光照,否则会对玉米产量造成不良影响[5]。保山市隆阳区年平均日照时间为2 435.8 h,5 月中旬至10 月中旬年平均日照时间为850.1 h,能够满足玉米全生育期对光照的要求。
虽然保山市隆阳区的气候条件适宜玉米生长,但是每年都会发生不同程度的气象灾害,给玉米生产带来不可估量的损失。气象灾害种类多、频率高、地域性强和受灾面广,是影响最大、危害最强的自然灾害之一。近年来,随着全球气候变暖的加剧,保山市隆阳区气象灾害的发生也越来越频繁。干旱、涝渍、大风、冰雹、连阴雨等气象灾害,均会对夏玉米产量造成不利影响。
干旱是保山市隆阳区主要农业气象灾害之一,持续时间长,影响面积广。1978 年以来,最强干旱过程为2009 年9 月9 日至2010 年3 月31 日,持续时间达204 d,最长连续干旱日数达90 d,干旱过程强度达28.68。长期无降水或降水异常偏少、气温异常偏高、地表蒸发量大、空气干燥和持续时间长,是干旱发生的主要原因。玉米是需水量较多、对水分比较敏感的作物,一般干旱可使玉米减产20%~30%。一般情况下,若玉米在苗期遭遇干旱,则很难实现保全苗,中后期遭遇干旱也会对玉米的生长发育产生严重影响,抑制玉米的开花、孕穗,虫害也会加重,导致玉米严重减产[6]。从气象灾害普查成果来看,保山市隆阳区玉米干旱高风险区主要分布在西北部及东南部玉米种植集中的区域和干旱灾害等级较高的区域。由于种植面积大,玉米的干旱暴露度较高,干旱灾害风险总体较大。
玉米在生长发育过程中的需水量较大,但水分过多也会造成不良影响。若在发育时期玉米根部长时期浸泡在雨水中,会导致其根部缺氧,影响根部正常呼吸,严重时会出现涝根,直接影响玉米成活率[7]。保山市隆阳区的雨季一般于5 月中下旬开始,到10 月上中旬结束,从暴雨日数来看,最多为7 月、10 月,6 月、8 月次之。统计保山国家基本气象站建站(1950 年)以来的降水资料,发现保山市隆阳区5 年重现期1 日、3 日、5 日、10 日的最大降水量分别为76.2、113.9、140.3、185.7 mm,10 年重现期分别为87.1、128.6、159.2、209.6 mm,20年重现期分别为97.0、141.8、176.3、231.3 mm,50 年重现期分别为109.2、158.1、197.4、257.8 mm,100年重现期分别为118.0、169.7、212.6、276.8 mm。从气象灾害风险的行政区划分布来看,保山市隆阳区北部的瓦马乡、瓦房乡、瓦窑镇、芒宽乡、杨柳乡及南部的西邑乡、辛街乡、汉庄镇、丙麻乡、蒲缥镇的暴雨灾害风险等级较高。
大风和冰雹是保山市隆阳区比较常见的强对流天气,降雹时常会伴有5~10 级的大风。从国家气象站历史资料来看,保山市隆阳区极大风速5 年、10 年、20 年、50 年重现期分别为23.0 m·s-1、23.9 m·s-1、24.6 m·s-1、25.5 m·s-1,有记录的冰雹最大直径为10 mm(2017年5月13日);降雹时极大风速最大为17.7 m·s-1(2009 年3 月31 日)。从冰雹灾害风险的行政区划分布来看,汉庄镇、辛街乡、西邑乡、丙麻乡、蒲缥镇等南部地区及部分东部地区,约占全区面积5.50%的区域为冰雹灾害高危险等级区。
1)若冰雹出现在玉米发芽出苗期,其影响相对较小,幼苗可在后期恢复生长,但在玉米抽穗后遭遇冰雹,则会对植株造成较大损伤,对产量产生较大影响,如玉米穂节被冰雹砸断,将会导致严重减产,甚至绝收。2)大风则会导致玉米植株折断、倒伏。在小喇叭口期前遭遇大风,大部分玉米可以自行直立,甚少出现大面积倒伏、折断,对产量影响相对较小;但在小喇叭口期后遭遇大风且出现大面积倒伏、折断,若不及时扶正,会严重影响玉米的产量;在进入授粉期后,大风则会影响玉米的正常授粉,导致籽粒发育不正常、籽粒不饱满。
1)在玉米苗期,充足的光照有利于培育壮苗。若遭遇连阴雨天气,光照不足会导致幼苗无法从自身光合作用合成的有机物质中汲取养分,从而导致玉米苗弱黄甚至死亡。累积降水量过多则会使土壤透气性变差,根系会因缺氧而窒息坏死,影响玉米苗正常的生长发育。2)在拔节—抽雄期,适宜的水分和光照条件对玉米多结粒、成大穂具有十分重要的意义,若在此期间出现连阴雨天气,会使玉米光合作用减弱,导致玉米植株瘦弱,甚至形成空秆。3)在玉米开花期出现连阴雨天气,则会影响玉米正常的开花授粉,导致结实率降低,出现缺粒、秃尖、秃尾,影响玉米产量及品质。
保山市隆阳区5 月中旬至10 月下旬常会出现夏季连续阴雨寡照天气及秋季连阴雨天气,如2013 年9 月1—12 日连阴雨天气,累计日照时间9.4 h;2015 年7月下旬至8 月下旬降雨日数35 d,累计日照时间77.7 h。
结合玉米种植对气象要素的需求,在玉米种植密集区或实验区建设一套小气候自动观测站,开展温湿度、降水、日照、风向风速、土壤水分、土壤温度等多种气象环境要素的观测,对观测数据和玉米生育期特征进行分析,构建出一套适宜保山市隆阳区玉米生产的气候指标。
依据适宜玉米生长的气象指标,结合实际构建气象服务平台,完善农业气象指标体系,制定气象为农周年服务方案,密切监测气候变化情况,及时提供各类预报预警信息,将各村的村支部书记和种植大户全部纳入气象服务对象名单,实现气象灾害预警信息的全覆盖,最大限度地降低各类气象灾害对玉米种植造成的各项损失。
与农业部门建立合作,实现气象数据共享,共同组织农业气象服务人员开展田间调研,向当地种植户了解玉米生长发育状况,调查玉米种植大户对农业气象服务产品的具体需求。针对各部门单位、农户的气象服务需求,结合气象条件,分析天气变化趋势,及时制作并发布专题气象服务产品。向广大农户传授玉米生育期常见气象灾害的防御技巧、病虫害防治等方面的知识,提高农户对气象灾害的认知水平,提升农业气象灾害防控能力。
农业气象服务人员应不断加强理论知识学习,总结经验教训,做到监测精密、预报精准、服务精细。健全农业气象服务体系,规范气象为农服务流程,多途径传播农业气象服务信息,加大气象为农服务产品的开发力度,增强气象为农服务产品针对性。突破传统、单一的预报服务模式,围绕现代设施农业、品牌农业、观光农业等,进一步拓展气象为农服务的广度和深度,深化气象为农服务工作,开发精细化、个性化的气象为农服务产品,为农业发展提供强有力的气象服务支撑。
保山市隆阳区的气候条件适宜种植夏玉米,但每年不同程度的气象灾害会对玉米生产造成不良影响。农户应密切关注气象部门发布的预报预警信息,实现科学防御农业气象灾害;气象部门应加强部门间的协作配合,提升气象监测预警水平,加强气象为农服务能力,积极制作发布针对性的气象为农服务产品,助力保山市隆阳区夏玉米高产稳产。