农业气象灾害对水稻生产影响及预防对策探究

2024-03-13车智敏王广维

种子科技 2024年2期

车智敏，王广维，董琳

（1.镇赉县气象局，吉林白城 137300；2.通榆县气象局，吉林白城 137200；3.蛟河市气象局，吉林吉林 132500）

水稻是我国的主要粮食作物之一，其生产稳定性事关国计民生。然而，在水稻生产过程中，常常会受到各种自然灾害的威胁，其中气象灾害为最具破坏性的因素之一。气象灾害是指由于自然气候因素异常变化，导致农作物在种植、生长、收获等环节遭受损失的现象。随着全球气候变暖和极端气候事件频发，水稻生产面临更大的挑战。因此，分析不同灾害因素对水稻产量和品质的影响程度，并提出有效的预防对策，对于提高水稻产量、确保国家粮食安全有重要的现实意义。

1 农业气象灾害对水稻生产影响

1.1 干旱

干旱会导致土壤水分不足，使水稻根系无法充分吸收水分和养分。根系受限会使植株的水分和养分供应不足，从而影响植株的生长和发育。水稻植株在干旱条件下表现为叶片卷曲、干枯，甚至出现焦枯和落叶的现象，严重影响水稻的光合作用和生长过程。由于缺水，水稻植株会出现气孔关闭现象，以减少蒸腾作用，然而，气孔关闭也导致水稻叶片无法充分吸收CO2，影响了光合作用的进行，从而限制了光合产物的合成和转运，减缓了水稻的生长速度。此外，在灌浆期，水稻需要大量水分来填充籽粒，而干旱会导致籽粒发育不完善，出现不饱满或不齐粒的现象，进而降低水稻产量和品质[1]。

1.2 暴雨和洪涝

暴雨和洪涝天气，水稻田可能面临大面积积水的情况，造成土壤内O2不足，导致根系无法正常呼吸和吸收养分。这会严重影响水稻植株的生长和发育，尤其是在灌浆期和抽穗期，水稻对养分和水分的需求量增加，一旦遭遇洪涝，会直接导致产量下降。水稻植株长时间处于水中，容易发生根系窒息，使植株叶片失去光合作用能力，导致植株生长缓慢，叶片逐渐枯黄。同时，洪涝时期，由于水稻田间水深较高，水稻植株容易因水流的冲击和水压的作用而倒伏。水稻植株长时间倒伏在水中，进一步影响光合作用的进行，导致产量损失。此外，积水还会增加病虫害的滋生风险，如水稻纹枯病、稻瘟病、稻飞虱等，严重影响水稻生长和产量。

1.3 高温

高温环境下，水稻花粉的发育和释放受到抑制，导致花粉的生活力降低，不易与雌蕊结合，造成结实率下降。这种现象被称为花粉不育，是高温影响水稻产量的主要原因之一。花药是花朵中负责产生和释放花粉的部分，在高温条件下，花药的细胞膨胀不足，导致开裂不畅，进而影响了花粉的正常散发，也会造成花粉不育问题。此外，在高温天气下，不同品种的水稻可能由于生育期缩短而产生花期错配现象，导致雄性不育和雌性不育的情况，从而影响了水稻的结实率。

另外，长期高温会加速水稻的生长，导致水稻生育期缩短，加快抽穗和成熟过程，虽然可能提前收获，但是因为水稻在较短的时间内完成生长发育，导致个体产量降低，也会使整体产量减少。

1.4 低温冻害

春季低温可能导致水稻幼苗受冻，造成叶片枯黄、倒伏、死亡等现象，严重影响幼苗的生长发育。苗期受损不仅会直接影响植株的生长和产量，还会导致成本增加，农民不得不进行二次播种，增加了劳动投入和种子等方面的开支。抽穗期是水稻生长的关键时期，植株高度逐渐增加，但同时植株的抗风能力相对较弱。在发生低温冻害时，水稻植株容易因结构脆弱而发生倒伏，导致产量大幅下降。

此外，由于水稻是适温作物，低温会导致生长速度放缓，影响生育期，使水稻的生长周期变长，导致收获期延后，产量减少。

1.5 风灾

大风是影响水稻生产的常见灾害之一。在大风的作用下，水稻植株容易发生倒伏，特别是在抽穗期和灌浆期，由于植株高度增加，叶片面积较大，抗风能力相对较弱。当大风袭击时，水稻植株容易被吹倒，造成植株生长受阻，影响养分吸收和传输，导致产量和质量下降。龙卷风是一种极端强风天气，具有严重破坏力，可能在短时间内摧毁整片水稻田。龙卷风带有极强的旋转气流，可以将水稻田内的植株瞬间摧毁，造成严重的经济损失。受到龙卷风袭击的水稻田可能需要重建，给农民带来沉重的经济负担[2]。

1.6 冰雹

冰雹会对水稻植株造成直接的物理损害。冰雹的冰粒会击打在水稻叶片上，导致叶片划伤、撕裂甚至击穿，造成叶片脱水和凋萎。较大的冰粒还会导致茎秆折断，使整个水稻植株发生倒伏，影响光合作用的进行和养分吸收。这些物理损害会削弱水稻植株的抗逆性和生长能力，进而影响水稻的生长发育和产量。如果冰雹在水稻抽穗期或灌浆期出现，可能击中花穗，导致花粉不育、胚珠受损，影响水稻的结实率和成穗率。可见，冰雹会直接影响水稻的产量，尤其在关键的生长阶段，可能导致产量明显下降。

2 预防农业气象灾害影响水稻生产的对策

2.1 建立气象监测与预警系统

建立气象监测与预警系统，关键是建立全面覆盖的气象监测网络，包括在重要的水稻种植区域布设气象观测站和自动气象站，利用卫星遥感技术实时获取气象信息。这些观测设施和技术能够准确记录气温、降水量、湿度、风速、日照时数等关键气象要素，为农业部门和农民提供及时准确的气象数据。

建立气象预警中心是确保预警信息传递的重要环节。预警中心负责整合气象监测数据和利用先进的气象预测模型，对可能出现的气象灾害进行预警和预报。预警中心通过短信、手机APP、电视、广播等多种渠道向农民发布预警信息，提醒农民注意气象变化，做好灾害防范和准备工作。例如，在即将发生暴雨时，预警中心可以发布洪涝预警，提示农民采取排水措施，防止田间积水对水稻造成危害。通过气象预警，农民能够根据实际情况及时调整农事活动；在干旱预警时，农民可以提前进行节水灌溉，采取积极的灌溉管理措施，确保水稻的水分供应。在高温预警时，农民可以合理安排施肥，减少氮肥施用量，避免高温对水稻产量和品质的影响；在冰雹预警时，农民可以尽量避免在露天田间进行农事活动，避免受到冰雹伤害。同时，对于刚刚抽穗或抽穗期的水稻，农民可以覆盖农用布、稻草等保护水稻，减少冰雹对植株的直接冲击。

此外，建立气象监测与预警系统也促进了科技与农业的深度融合。例如，利用现代科技手段，预警中心可以开发智能决策支持系统，根据气象数据和农艺要求，为农民提供精准的种植指导和技术建议。这样，农民在面对气象灾害时可以更加科学、高效地采取应对措施，最大程度地降低气象灾害对水稻生产的影响[3]。

2.2 推广适应性栽培技术

根据不同地区的气候特点和灾害频率，选择适应性强的水稻品种至关重要。例如，在干旱频发的地区，应推广耐旱品种。耐旱品种具有较强的抗旱性，能够在水分短缺的情况下保持较高的产量和品质。在冰雹频发的地区，可以推广种植抗冰雹品种的水稻。此类品种具有较硬的茎秆和叶片，可以更好地抵御冰雹的冲击，减少植株的损伤。在大风天气多的地区，水稻可能会面临倒伏的风险，通过合理密植，可以使水稻茎秆更加粗壮，从而降低倒伏的发生概率。合理密植还可以提高水稻田间的光合作用效率，提高光能利用率，进一步增加产量。同时，根据不同地区的气候条件和种植季节，合理调整水稻种植时间可以减少气象灾害的影响。例如，在高温天气频繁出现的地区，可以选择早熟的水稻品种，避开高温期，降低高温对产量的不利影响。在易受台风袭击的地区，种植时间可以适当提前或延后，避免台风影响水稻的生长发育。此外，施用有机肥料也是适应性栽培技术的重要策略之一。施用有机肥料不仅能增加土壤的肥力，提高水稻的产量，还可以改善土壤结构，增强土壤保水能力，提高水稻的抗旱能力。有机肥料还能促进土壤中有益微生物的生长，提高土壤的生态系统稳定性，减少土壤退化和降低病虫害发生的概率[4]。

2.3 加强水利建设与管理

改善水稻田水利条件是保证水稻生长的关键步骤。良好的排水条件有助于防止积水和水稻根系缺氧，从而减轻涝灾对水稻生产的影响。可以采用开挖排水沟、设置水泵等措施，改善水稻田的排水系统。同时，合理修建田埂、清理排水渠道、疏浚灌溉设施也是加强排水管理的重要举措。例如，有些水稻种植区广泛采用了稻田内外田埂和排水沟的设计，以确保水稻田的排水畅通。可以建设现代化灌排设施，如灌溉水渠、喷灌设施、滴灌系统等，提高灌溉水利用效率，减少水资源的浪费。在干旱地区，通过改进灌溉技术，可以实现精准灌溉，满足水稻生长所需。在洪涝频发地区，采用合理的排涝系统，如泵站排水、防渗墙建设等，可以有效提高水稻田的抗洪能力。另外，根据气象条件和水稻生长需求，合理安排灌溉时间和水量，避免发生过度灌溉和缺水的情况。例如，在高温天气，适时灌溉可以降低水稻遭受热害的风险。在持续降水时，灵活调整灌溉计划，避免水稻过度浸泡而引发根系窒息。

2.4 加强科普与培训

开展有针对性的气象灾害防范培训十分必要，培训内容包括气象灾害的种类和特征、气象预警信息解读、防灾应急措施等。通过现场演示、案例分析和互动讨论等方式，使农民深入了解气象灾害的危害性和预警的重要性，掌握相应的防灾技能和措施。例如，在洪涝灾害培训中，可以教授农民如何正确使用排水设施，及时转移农作物，以减少洪涝灾害对水稻产量的影响。同时，加强气象信息的科普宣传对提高农民的气象防灾意识至关重要。通过简明易懂的气象预警宣传手册、海报和视频，传播气象灾害预防知识。在乡村或农村广播电视台定时播放气象预警信息，向农民传递气象灾害预报，帮助农民及时做好防灾准备。并且，可以通过建立农民气象微信公众号或APP，提供气象灾害预警和应对技巧，方便农民随时获取气象信息和防灾指导。

加强科普与培训还需要与相关部门、农业科研机构和社会组织合作，共同推动气象灾害防范工作。可以建立农民气象灾害防范志愿者队伍，通过志愿者走访宣传、现场演示等形式，向农民普及气象灾害防范知识。也可以结合农村文化活动、庙会等场合，组织气象灾害防范宣传展示，提高农民对防灾知识的接受度和理解程度[5]。

2.5 建立灾后恢复机制

建立灾后恢复机制对于保障农业气象灾害影响下的水稻生产具有重要意义。一旦发生灾害，迅速、有序地展开灾后评估和救援工作至关重要。政府和相关部门应当建立紧急响应机制，确保救援力量能够在第一时间抵达受灾地区。通过快速评估损失情况，可以更精准地制订救援计划和分配资源，使受灾农民及时获得紧急救助和物资支持。在灾后恢复阶段，重点是帮助受灾农民早日恢复生产。政府可以提供相应的财政支持，资助农民购买种子、化肥、农药等生产资料。同时，鼓励农民采用先进的农业技术和管理方法，提高产量和抗灾能力。例如，在暴雨洪涝导致水稻田积水的情况下，引进适应水涝的水稻品种，快速建立排水系统，能够帮助水稻田快速恢复并减少灾害损失。

加强对受灾农民的技术指导和培训也至关重要。通过组织专业技术人员为农民提供实用的防灾减灾知识和技能，使他们能够更好地应对灾害，减轻灾后的损失。此外，为了更好地应对灾后恢复的挑战，政府和农业部门还应积极推动农业保险制度建设。农业保险可以为受灾农民提供经济上的保障，帮助他们度过灾后重建阶段，减少受灾农民因灾致贫的风险。农民参与农业保险，不仅可以减轻个体的经济压力，也有助于整个农业生产系统稳定运行。

2.6 加强合作与信息共享

加强合作与信息共享是预防农业气象灾害的关键策略，可以提高全球范围内的气象监测和预警能力，帮助各国共同应对气象灾害的挑战。

在地区层面，相邻国家或地区可以建立气象合作机制。相似的气象气候条件和灾害类型使得这些国家和地区在应对气象灾害时面临着相似的挑战。例如，东南亚地区的国家可以共同开展监测与预警合作，特别是针对季风、暴雨和洪涝等灾害。通过共享监测数据和技术，可以更好地应对季节性灾害，减轻灾害对水稻等农作物的影响。在国内层面，各级政府部门、农业机构和科研机构之间应加强合作与信息共享，可以联合制订区域性的防灾减灾方案，针对当地气象灾害的特点和趋势，提供定制化的技术指导。此外，加强合作与信息共享还促进了气象科学的发展和创新。不同国家和地区的气象研究机构可以共同开展科研项目，加大对气象灾害相关技术的研发投入力度，探索更有效的防灾减灾方法。通过科技创新，可以提高农业生产的适应性和抗灾能力，更好地保障水稻等粮食作物生产稳定和安全。