趙慧琴　李武元

摘要 本文通過對(duì)壽陽縣30余年玉米生育狀況、玉米土壤水分狀況觀測(cè)資料的整理，并結(jié)合近2年的實(shí)地觀測(cè)，分析總結(jié)玉米在不同干旱程度情況下，植株生長發(fā)育狀況和成熟后玉米產(chǎn)量情況。結(jié)果表明，玉米從出苗至成熟，干旱使玉米植株矮化，玉米生物量指標(biāo)下降，葉面積光合作用減少，玉米生育期時(shí)間延遲，最終導(dǎo)致玉米果穗性狀變差，玉米產(chǎn)量因素受到嚴(yán)重影響，造成玉米大幅度減產(chǎn)。通過對(duì)觀測(cè)資料和歷史資料的分析研究，得出不同程度的干旱對(duì)玉米各發(fā)育期及產(chǎn)量造成的影響，進(jìn)而提煉出玉米干旱的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，繪制玉米干旱風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖，為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)警提供科學(xué)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 干旱；玉米；生長發(fā)育；產(chǎn)量；影響

中圖分類號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）13-0226-02

壽陽縣位于山西省東部，太行山西麓，縣境四面環(huán)山，中間丘陵起伏，溝壑縱橫，整個(gè)地形由東北向西南傾斜，平均海拔在1 100 m以上，屬于典型的溫帶大陸性氣候。夏季短促而涼爽，冬季漫長而寒冷，春、秋季節(jié)變化不明顯。年平均溫度為7.6 ℃，年平均降水量為475.6 mm，年平均無霜期為153 d。壽陽縣是國家級(jí)商品糧生產(chǎn)基地縣，全縣耕地面積達(dá)69 333.33 hm2，其中玉米種植面積達(dá)53 333.33 hm2，是壽陽縣最主要的糧食作物。壽陽縣的氣候條件（如光、熱、水、肥、氣）非常適宜玉米生長。隨著高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種的推廣、地膜覆蓋栽培技術(shù)的應(yīng)用和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整力度的加大，壽陽縣委、縣政府在全縣開展聲勢(shì)浩大的“大玉米戰(zhàn)略”，取得了玉米產(chǎn)量的連年豐收，農(nóng)民收入逐年增加。但由于壽陽縣“十年九旱”的氣候特點(diǎn)嚴(yán)重影響和制約了玉米產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，玉米產(chǎn)量的高低不但對(duì)農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入具有直接的影響，而且還影響到玉米淀粉輕化工業(yè)、農(nóng)區(qū)養(yǎng)殖業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為此，加強(qiáng)干旱對(duì)玉米生長及產(chǎn)量影響的研究工作迫在眉睫[1-2]。

1 干旱的危害及其區(qū)域分布

干旱是長期無降水或降水顯著偏少，造成空氣干燥、土壤缺水，從而使作物體內(nèi)水分虧缺、正常生長發(fā)育受到限制，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降的一種氣候現(xiàn)象。按照土壤相對(duì)濕度干旱指標(biāo)的劃分，耕作層10～20 cm的土壤相對(duì)濕度R≥60%時(shí)為無旱等級(jí)；50%≤R<60%，為輕旱等級(jí)；40%≤R<50%，為中旱等級(jí)；30%≤R<40%，為重旱等級(jí)；R<30%則為特旱。

1.1 干旱的危害

從歷史資料看，壽陽縣干旱經(jīng)常發(fā)生，因而有“十年九旱”的說法，小等級(jí)的輕旱則年年發(fā)生。每年農(nóng)田受旱災(zāi)的面積占總耕地面積的43%，干旱造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失是其他全部氣象災(zāi)害總和的2倍以上。

壽陽縣干旱的發(fā)生范圍廣，少則幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，多則遍及全縣；尺度大，發(fā)生中旱的頻率每年幾乎有1次，發(fā)生重旱的頻率每年有0.6次；發(fā)生特旱則在0.3～0.4次之間。干旱一年四季均可出現(xiàn)，春旱出現(xiàn)的頻率最高，其次是春夏連旱、伏旱。嚴(yán)重的干旱連季節(jié)發(fā)生，甚至達(dá)到連年干旱。干旱的連續(xù)性使干旱程度加重，損失加大。玉米是壽陽縣種植面積最大的糧食作物，因而玉米平均每年因旱成災(zāi)面積占玉米總播種面積的35%左右，造成糧食減產(chǎn)5%～10%是常見現(xiàn)象，造成減產(chǎn)30%～50%的也時(shí)有發(fā)生，更有甚者能造成絕產(chǎn)[3-4]。

1.2 干旱的區(qū)域分布

壽陽縣處于溫帶干旱、半干旱氣候區(qū)，東部太行山脈在一定程度上阻礙了經(jīng)由華北平原到達(dá)的夏季暖濕氣流的深入，使得常年雨水偏少，水資源儲(chǔ)量不豐，這就構(gòu)成了壽陽縣易發(fā)生干旱的大背景。由于壽陽縣各地的地形條件不同，干旱的遲早、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間長短均有很大差異。一般沿東北到西南的地形干旱逐漸加重，中部大于四周，西南大于東北，山地大于平川，坡梁地大于溝河地（圖1）。

2 干旱對(duì)玉米生長發(fā)育的影響

壽陽縣玉米種植分布見圖2。玉米是喜溫、喜光的短日照作物，壽陽縣的氣候條件非常適合玉米的種植。玉米的生育期內(nèi)需水很多，一般需要350～500 mm，除苗期需水較少外，其余階段必須滿足水分要求才能獲得高產(chǎn)。據(jù)對(duì)壽陽縣30多年玉米生育狀況資料的分析得出，播種時(shí)土壤濕度應(yīng)保持在60%以上；苗期需水較少，土壤濕度在55%左右即可；拔節(jié)至抽雄期需水量劇增，到抽雄至灌漿期需水量達(dá)到臨界期，要求土壤水分達(dá)到田間最大持水量的80%；灌漿乳熟期需水仍較多，進(jìn)入乳熟后需水量逐漸減少，以保持在60%為宜。

2.1 干旱對(duì)玉米植株高度的影響

玉米的株高是一個(gè)動(dòng)態(tài)的生長過程，從出苗開始，玉米株高生長速度呈明顯的直線上升趨勢(shì)，在吐絲期后生長速度開始減緩，在乳熟期后株高生長漸漸停止。從出苗開始，不同程度的干旱脅迫均能對(duì)玉米株高起到抑制作用。出苗期玉米植株長勢(shì)相同，后期隨著干旱脅迫時(shí)間的持續(xù)和程度的加深，玉米植株的生長速度下降，植株矮化，至拔節(jié)期較為明顯，干旱越重，持續(xù)時(shí)間越長則玉米株高下降程度愈大，植株矮化幅度加劇。

2.2 干旱對(duì)玉米發(fā)育期的影響

玉米在光照充足、溫度適宜、降水正常的情況下，各發(fā)育期之間都有相對(duì)穩(wěn)定的間隔期?？偨Y(jié)壽陽縣玉米30余年的生長發(fā)育狀況資料得出：玉米從播種至出苗，需18 d；出苗至3葉7 d；3～7葉18 d；7葉至拔節(jié)28 d；拔節(jié)至抽雄20 d；抽雄至開花2 d；開花至吐絲2 d；吐絲至乳熟24 d；乳熟至成熟30 d。在發(fā)生春旱的1998年、2001年、2003年，玉米從播種至出苗所需的天數(shù)分別為24、28、26 d，分別較正常無旱年發(fā)育期推遲了6、10、8 d；在發(fā)生伏旱的1984年、1985年、1986年，拔節(jié)至抽雄期的天數(shù)分別為31、29、30 d，分別較正常無旱年的發(fā)育期天數(shù)推遲了11、9、10 d。1984年、1985年初秋干旱少雨，乳熟至成熟期的天數(shù)為50、51 d，分別較正常無旱年的發(fā)育期天數(shù)推遲了20、21 d。1993年春夏連旱，出苗至三葉期的天數(shù)為12 d，拔節(jié)至抽雄期天數(shù)為25 d；抽雄至開花期天數(shù)為4 d，開花至吐絲期天數(shù)為5 d，分別較正常無旱年的發(fā)育期天數(shù)推遲了5、5、2、3 d。玉米生育期因旱推遲，表明玉米生長發(fā)育遲緩，株高、葉片、莖稈、生物量等各項(xiàng)因素都受到影響，導(dǎo)致玉米授粉差、結(jié)實(shí)差、產(chǎn)量因素降低，最終導(dǎo)致穗粒惡化，大幅度減產(chǎn)。發(fā)育期的推遲，有的還會(huì)導(dǎo)致成熟時(shí)間延遲，這樣在玉米還未完全成熟時(shí)就極易遭受連陰雨、低溫冷害和秋霜凍的襲擊，最終導(dǎo)致玉米更大幅度的減產(chǎn)，甚至絕收[5]。

2.3 干旱對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

玉米苗期干旱，對(duì)玉米的生長有影響，但還不至于導(dǎo)致玉米大幅減產(chǎn)。玉米抽雄吐絲期是玉米全生育期需水的最高峰期，對(duì)水分特別敏感，如果在此階段能滿足玉米生長的需水要求，玉米果穗分化，正常授粉結(jié)實(shí)，玉米的產(chǎn)量基本穩(wěn)定。但如果在此階段出現(xiàn)干旱，則產(chǎn)生“卡脖旱”，致使玉米不能正常授粉，雄穗散粉和雌穗吐絲時(shí)間不一致，果穗不發(fā)育或發(fā)育不良，導(dǎo)致玉米出現(xiàn)空稈、穗粒少、結(jié)實(shí)差、畸形穗，使玉米總的基礎(chǔ)物質(zhì)不足，從而最終導(dǎo)致大幅減產(chǎn)或絕收，這一時(shí)期的干旱是最致命的，對(duì)玉米產(chǎn)量的影響是不可逆轉(zhuǎn)的。

根據(jù)玉米收獲前對(duì)不同區(qū)域、不同品種、不同種植方式的玉米田的多點(diǎn)抽樣調(diào)查以及對(duì)多年玉米生育狀況觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析得出：玉米在這一時(shí)期的中旱會(huì)使玉米減產(chǎn)46%；重旱和持續(xù)干旱則會(huì)造成玉米空稈多、成穗數(shù)下降、禿尖率高、穗粒數(shù)降低、成熟度差、百粒重變小，從而使產(chǎn)量大大降低直至絕產(chǎn)。

2006年，壽陽縣西洛鎮(zhèn)自6月以來至7月底無一次有效降雨（“卡脖旱”），致使3 275.33 hm2農(nóng)田遭受了歷史以來最重的旱災(zāi)（近乎絕收）。此次旱災(zāi)使65 985人受災(zāi)，因?yàn)?zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失2 846萬元。與此相反的是，2014年玉米全生育期內(nèi)降水量僅為311.7 mm，較2013年同期（494.4 mm）偏少182.7 mm，但由于降水季節(jié)分配適宜，與玉米各生育期的需水量吻合，特別是抽雄吐絲期，正值雨季高峰，降水充沛，極大地滿足了玉米需水高峰期的要求，玉米順利授粉結(jié)實(shí)，籽粒飽滿，穗大粒重，干物質(zhì)積累充分，玉米不但沒有因降水量少發(fā)生干旱而減產(chǎn)，反倒取得了歷史以來少有的高產(chǎn)記錄。

3 防御玉米干旱的技術(shù)措施

不同時(shí)期、不同程度的干旱會(huì)使玉米植株生長速度變緩，導(dǎo)致玉米植株矮化，引起玉米葉面積減小、發(fā)育期推遲、光合作用減弱，產(chǎn)量因素下降，最終導(dǎo)致玉米果穗惡化，空稈粒少，禿尖長，秕粒多，直接導(dǎo)致大幅減產(chǎn)或絕產(chǎn)。研究干旱對(duì)玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，就是要了解掌握干旱產(chǎn)生的原因、頻次、持續(xù)時(shí)間的長短、影響范圍的大小、造成災(zāi)害的程度以及災(zāi)害導(dǎo)致的損失等，進(jìn)而研制出干旱風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，制作干旱區(qū)劃圖、數(shù)據(jù)庫，從而強(qiáng)化對(duì)玉米干旱的防治和控制[6]。

一是優(yōu)選抗旱、耐旱玉米品種，推廣種子包衣劑、保濕劑拌種等技術(shù)，從選種、用種開始就著眼于防旱抗旱。二是在春季干旱期間，要抓住墑情最好的有利時(shí)間，搶墑播種，保墑播種（地膜覆蓋），造墑播種（浸泡玉米種，濕潤播種溝、穴等），確保玉米適時(shí)下種。三是加強(qiáng)田間管理，中耕培土，蓄水保墑，減少地表徑流，減少玉米蒸騰造成的水分流失。四是開展農(nóng)田水利建設(shè)，減少水土流失，通過在田間地頭打造蓄水井，修建集雨窖等水利設(shè)施，截住“天上水”，利用水泵、小白龍等，采取滴灌和微灌等節(jié)水措施，尤其是在拔節(jié)、抽雄、灌漿等玉米需水高峰期要進(jìn)行合理灌溉，抗旱增產(chǎn)。五是加大氣象為農(nóng)服務(wù)力度，利用區(qū)域自動(dòng)站和自動(dòng)土壤水分站開展實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)降水量距平和土壤濕度干旱指數(shù)，加強(qiáng)玉米干旱預(yù)測(cè)預(yù)警，建立干旱災(zāi)害防御機(jī)制，積極開展人工影響天氣作業(yè)，消雹增雨，為玉米等農(nóng)作物提供防災(zāi)減災(zāi)、增產(chǎn)增收專業(yè)氣象保障。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 杜順義，張洪濤.農(nóng)村氣象防災(zāi)減災(zāi)手冊(cè)[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2009.

[2] 楊曉晨，明博，陶洪斌，等.中國東北春玉米區(qū)干旱時(shí)空分布特征及其對(duì)產(chǎn)量的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015（6）：758-767.

[3] 王連喜，邊超鈞，李琪，等.陜西省干旱變化特征及其對(duì)玉米產(chǎn)量的影響[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2014（6）：193-199.

[4] 紀(jì)瑞鵬，車宇勝，朱永寧，等.干旱對(duì)東北春玉米生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012（11）：3021-3026.

[5] 王鵬文，戴俊英，魏云鵬.干旱脅迫對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究[J].玉米科學(xué)，1999（增刊1）：102-106.

[6] 董朝陽，劉志娟，楊曉光.北方地區(qū)不同等級(jí)干旱對(duì)春玉米產(chǎn)量影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（11）：157-164.