石河子地区小麦干热风的气象条件及防御措施浅析

（乌兰乌苏农业气象试验站，新疆石河子 832023）

在全球变暖的大背景下，气象极端灾害事件越来越频繁，农业气象灾害也越来越多，近年来，干热风成为影响我国北方地区小麦生产栽培中的主要农业气象灾害之一[1]，特别对新疆石河子地区小麦的产量和品质有较大影响。多年来，石河子各级农业部门都非常重视对小麦干热风的研究和防御，也取得了很多研究小麦干热风的成果，为农业生产部门搞好干热风防御提供了有效的技术方法和科学依据。

1 干热风的气象条件和类型

1.1 干热风的气象概念

了解干热风天气的气象要素变化，认识它的气象特征，有助于客观地选择确定干热风的气象指标和取值范围。干热风天气在气象学科中描述为在变性暖高压或暖高压脊影响控制下，上层大气盛行下沉运动，低层大气为暖平流输送，由于下沉气流的绝热增温，加上上游天气受沙漠或戈壁等下垫面辐射增温及地形背风坡的梵风影响，在这时的气象条件下最易发生高温低湿的干热风天气[2]。

1.2 干热风的气象要素变化特征

1.2.1 高温低湿型干热风

当高温低湿型干热风天气出现后，气温升高非常快，相对湿度也急剧下降，日最高气温持续高于34 ℃，14时的相对湿度持续低于30%以下，风速增大，蒸散加强，小麦由正常生长环境条件，突然转变为受害逆境，并受到持续的逆境冲击，天气过程结束后，温度下降，湿度回升，小麦恢复到正常的生长环境[3]。石河子地区历史资料统计数据显示，干热风天气出现时温、湿度出现突变，破坏了正常的温、湿度日变化规律，表现为昼夜持续的高温低湿现象。对统计数据进行分析发现，石河子地区高温突变表现为干热风过程始日较前一日最高气温平均突升5.0 ℃，最大突升温度可达16 ℃；14 时相对湿度较前一日平均突降16%，最大相对湿度突降58%。

1.2.2 雨后热枯型干热风

当雨后热枯型干热风出现后，温、湿度变化与高温低湿型略有不同，高温低湿型表现为突然升温降湿，再到降温升湿的一次性突变。而雨后热枯型干热风则表现为降温升湿，到升温降湿，再到降温升湿的两次性突变，即在高温之后，先有一次降水过程，温度突降，湿度升高，雨过天晴后，温度又升温很快，湿度急剧下降，出现高温低湿的现象[4]。据石河子冬麦区统计数据资料显示，表现为雨日较前一日最高气温平均下降3.2 ℃，最大下降温度可达5.2 ℃；相对湿度较前一日平均上升26%，最大相对湿度上升44%；雨后热枯日较前一日，最高气温平均突升5.5 ℃，最大突升温度可达8.5 ℃，相对湿度较前一日平均突降24%，最大相对湿度突降44%。

干热风天气，除了温、湿度气象要素出现突变的特征外，还表现为持续的高温低湿和强烈的蒸腾，干热风过程的持续日数、过程极端最高气温、过程极端最低最小相对湿度以及蒸腾强度的最大饱和差等气象要素数据都表现得非常明显[5]。这些气象要素的剧烈变化对小麦灌浆速度的影响非常大，干热风持续日数越多，过程极端最高气温越高，饱和差大，相对湿度越小，小麦受灾越重，灌浆速度下降值越大。

2 干热风对小麦的危害

2.1 干热风的间接胁迫伤害

干热风是一种农业气象灾害，也是目前石河子小麦环境胁迫的主要因子，它通过高温低湿的巨变和持续作用胁迫伤害小麦植株体，使小麦植株体的生理变化受阻[6]。当高温低湿持续一段时间后，干热风对小麦的危害就从开始对小麦植株的原生伤害转变为间接胁迫伤害，使小麦植株细胞代谢紊乱，生理变化失调，其主要表现为：冬麦叶片叶绿素含量降低；植株光合作用速率下降；植株的器官、组织和细胞的蛋白质被破坏，并显著减少；小麦植株的碳水化合物减少，并且细胞膜系统受到不可逆的伤害。

2.2 干热风的次生胁迫伤害

干热风对小麦的危害还有次生胁迫伤害，次生胁迫伤害主要有高温低湿引起小麦的水分亏缺，即干热风加剧了小麦叶片的蒸腾失水，强烈的蒸腾可以使小麦植株严重失水而死亡；还有水势和含水量的下降与小麦根系吸水力减弱等次生胁迫伤害。

2.3 干热风引起的麦田小气候变化

干热风天气对小麦的危害，还直接反映在麦田的小气候变化上，正常的麦田小气候一般是上午随太阳的升高，温度随时间回升，呈现渐进曲线，16 时温度最高，小麦穗部和活动层（株高的三分之二处）的升温落后于大气温度，16 时后，小麦穗部和活动层降温速度比气温快。但是干热风天气下的麦田小气候变化是温度猛升、湿度剧降以及持续高温低湿和强烈的蒸腾现象。通过田间试验观测，在干热风天气下，高温低湿层主要在小麦植株活动层，这个活动层正是冬麦生长后期穗部和旗叶进行光合作用的活动层，也是直接受干热风危害的边界层。此时穗部和三分之二株高区域的升温降湿速率远比正常天气要快，这也是干热风对冬麦危害较大的原因。

3 干热风的防御措施

3.1 干热风的生物防御

干热风的生物防御主要是通过培植生物改变环境来抵御干热风，比如植树造林，特别是在田间地头营造农田防护林，就是一种在较大范围内改变区域气候，防御干热风的重要生物措施。统计历史数据表明，大规模合理的植树造林或营造农田防护林可以调节温度和湿度，降低风速，减少蒸发，改善农田气候，减弱干热风灾害性天气的强度。

3.2 干热风的农业技术防御

3.2.1 选育抗干热风能力强的小麦品种

生产实践证明，小麦不同品种在抗御干热风能力方面存在着很大的差异，因此，对小麦品种的抗干热风性能进行鉴定，选用和培育抗逆性强的品种，是防御小麦干热风危害的一种经济有效的途径。

3.2.2 合理灌溉，防御小麦干热风

对小麦应用最多的浇灌方法是畦灌和沟灌，现如今，随着滴灌技术的普及与提升，水的利用效率得到了显著提高。小麦经过滴灌，土壤湿度增大，改变了农田土壤的水热状况，协调了植株体内水分的运转，促进了根系的吸水能力，其气象效应和生理效应有效抵御了小麦干热风危害。

3.2.3 干热风的化学防御

目前，采用化学药剂或化学制品对小麦进行喷施处理，通过改变小麦植株体内生化过程抗御干热风的技术已比较成熟。研究表明，应用化学防御技术可以改变小麦的生理机能，提高对干热风的抗性，减轻干热风的危害。

4 小结

对石河子地区小麦干热风气象条件进行分析，充分了解本地区小麦干热风发生与发展机理，有助于客观地选择确定干热风的气象条件和取值，并通过不同途径合理利用自然资源和人工干预的方式抵御干热风的危害，有着重要的经济、社会和生态效益[7]。气象部门和农业生产部门要加强合作，共同研究防御干热风措施，改善局地环境气候和农田小气候，保障农业生产。