赵广才:应对隐性灾害 保障粮食安全_农业科学
English
中国农科院微信公众号
农科专家在线微信公众号
MENU
当前位置: 首页» 新闻中心» 专家观点

赵广才:应对隐性灾害 保障粮食安全

【字体:
    受全球气候变化影响,农业灾害有日益频繁、逐渐加重的趋势,尤其是隐性灾害对农业生产的危害不可轻视。了解隐性灾害对农业生产的影响,积极采取应对措施,可以避免或减轻隐性灾害对农业造成的损失,保障国家粮食安全。
    一、农业隐性灾害的主要类型及其影响
    1. 低温冷害和冻害
    低温冷害指在农作物生长季节,0℃以上低温对作物的损害。低温冷害使作物生理活动受到障碍,严重时某些组织遭到破坏。冷害主要发生在春、夏、秋季。由于不同地区作物的种类不同,在某个发育期对温度条件要求有所差异,因此,冷害具有明显的地域性。冻害则是指农作物在越冬期间或生长季节,0℃以下的低温使作物细胞结冰,对作物造成的伤害。如小麦越冬期间或早春返青期的遇到0℃以下低温或剧烈降温所造成的灾害。冻害一般发生时间是秋、冬、春季。冷害或冻害的影响与降温速度、强度和持续时间,低温出现前后和期间的天气状况、气温日较差等及各种气象要素之间的配合有关,不同年份低温冷害和冻害对农作物造成的影响不尽相同,这与品种的抗寒性、冷害或冻害发生时作物的生育阶段有关。如2009-2010年度秋冬春持续低温,个别小麦品种因抗寒性较差,造成严重死苗,极少数麦田绝收或严重减产。
    2. 寡照
    指作物生产期间突然出现非正常较长时间的日照不足,经常伴随阴雨或低温,影响作物光合作用和开花授粉的天气灾害。如2010年新疆南疆西部棉区6-7月出现低温多雨天气,日照偏少,棉花发育迟缓,开花期偏晚,不利于棉花产量形成,伏前桃和伏桃少于常;西南地区东部6月和8月持续阴雨寡照,不利于一季稻、玉米等作物进行光合作用和营养物质积累,一季稻有效分蘖减少,未形成丰产群体,影响产量;同时,多雨寡照天气也会使进入成熟期的作物无法及时收晒,致使部分收获的玉米发生霉变。低温寡照对小麦不同生育期的影响不尽相同,冬前苗期遇低温寡照主要影响小麦叶片光合作用,对小麦苗期生长及分蘖不利,尤其对播种较晚的小麦影响较大,容易造成麦苗细弱,根系发育不良,影响冬前壮苗的形成,麦苗素质较差,不利于小麦安全越冬。开花期阴雨寡照会影响小麦授粉,造成结实率降低;灌浆期阴雨寡照,使光合效率下降,光合产物累积少,影响小麦灌浆,不利提高粒重。西南冬麦区气候潮湿,阴天多,光照强度时常不能满足灌浆期小麦绿色器官光合作用需求,造成麦粒饱满度差。此外,拔节期遇寡照容易诱发白粉病,抽穗扬花的阴雨寡照有利于小麦赤霉病的发生,最终影响产量。
    3. 高温热害
    指温度超过农作物生长发育上限温度,对农作物造成的危害。高温热害因作物种类和发育期不同而指标有别,一般笼统地把高温热害标准定为日平均气温≥29℃和≥30℃;日最高气温≥32℃和≥35℃。如水稻开花灌浆期受害温度指标为:日最高气温持续3天以上≥35℃。盛花期36~37℃严重受害。玉米各生育阶段的热害指标为:苗期为36℃;生殖期为32℃;成熟期为28℃。也有人将历年夏季的日最高温度≥35℃日数、日平均温度≥30℃日数、日相对湿度≤70%日数作为水稻高温热害的评价指标。对小麦而言主要表现为干热风危害,干热风是指高温、低湿和一定风力的天气条件,影响小麦生长发育造成减产的灾害性天气。重干热风的指标是日最高气温≥33℃,14时相对湿度≤25%,14时风速≥3米/秒。轻干热风指标是日最高气温≥30℃,14时相对湿度≤30%,14时风速≥3米/秒[4]。危害小麦的干热风一般出现在灌浆中后期,黄淮冬麦区、北部冬麦区常有发生,新疆的吐鲁番盆地和塔里木盆地也是重灾区。还有一种雨后热枯型高温危害:小麦成熟前10天内有一次降雨过程,雨后转晴升温,2-3天内日最高气温达30℃以上,造成小麦枯死,我国黄淮冬麦区常出现此类危害。干热风主要影响小麦灌浆,造成千粒重下降。严重时可致小麦迅速死亡,大幅减产。
    4.  季节性干旱
    农业干旱是指由外界环境因素造成作物体内水分失去平衡,引起生长滞缓、萎蔫、落花、落果、干枯死亡,进而导致减产或绝收的现象,季节性干旱指在农作物生长关键性时期发生较长时间的干旱。典型的季节性干旱如掐脖旱,是指农作物最需要水的时候无降水,如玉米大喇叭口期的掐脖旱,黄豆开花期的掐脖旱,小麦拔节至孕穗期的掐脖旱等。小麦的季节性干旱还可出现在播种期、冬前苗期、返青期、开花灌浆期等不同生长发育阶段。冬小麦播种期和苗期干旱可能导致不能适时播种,或出苗不全,或幼苗细弱,不能形成壮苗,素质降低,分蘖缺位,根系不良,个体不壮,群体不足,不能保证安全越冬,严重时可造成干旱死苗。返青期干旱可影响小麦正常返青,推迟返青期,生长缓慢,严重时可造成春季死苗。拔节至孕穗期是小麦需水的关键时期,此时若遇干旱,小麦将不能正常拔节抽穗,影响小穗分化,成穗数降低,穗粒数不足。开花灌浆期干旱不仅影响粒数,更会影响千粒重,导致严重减产。
    5. 渍害  
    指南方多雨地区麦类等作物遇连续降雨或低洼地区,土壤水分过多,土壤水饱和区侵及根系密集层,导致作物根层缺氧,造成植株生长发育不良,削弱作物干物质积累,诱导作物体内激素失衡,还可对小麦叶片光合功能、光合产物分配等形成不良影响,最终导致减产。多见于黄淮冬麦区南部的淮北地区和长江中下游麦区的稻茬麦。南方冬麦区受渍害的小麦,根系处在缺氧的环境中,吸收功能减弱,造成植株体内水分反而亏缺,严重时造成脱水凋萎或死亡,因此渍害又称为生理性旱害。小麦从苗期至扬花灌浆期都可受渍害,苗期受害造成种苗霉烂死苗,受害的麦苗分蘖延迟,根系不发达,苗小叶黄;拔节抽穗期受害时,上部的三片功能叶短小,光合作用减弱,有效穗减少;扬花灌浆期受害功能叶早衰,穗粒数减少,千粒重降低,出现高温高湿早熟,严重的青枯死亡。生产上中后期发生的渍害较前期重,其中拔节孕穗期发生渍害损失最重,此间受害有效穗少,每穗粒数减少,粒重下降,产量降低。
    6. 收获期降雨
    小麦、水稻、玉米等谷类作物灌浆成熟后迅速失水干燥,进入收获期。若此时遇到阴雨天气,则影响机械收获进程,种子休眠性不好的品种还会在收获前发芽,造成谷物品质严重降低,影响到收购价格,甚至下一季的种子质量。在长江流域、东北地区常见,黄淮冬麦区和北部冬麦区也时有发生。在小麦生产中通常把收获期间造成一定危害的降雨称为“烂场雨”,如收获前遇雨可能导致穗发芽,收获中或进场晾晒中遇雨可能导致籽粒发霉变质,造成品质下降,特别是食品加工品质变劣和种用价值丧失,给生产者造成重大经济损失。小麦收获期穗发芽是一种世界性灾害,在中国小麦产区频繁发生。近年小麦收储中在质量上存在的主要问题就是“芽麦”。发芽小麦不能用作种子,不能加工食品,只能用于饲料,价格低廉,直接导致农民收益受损。
    7. 生物灾害
    指有害生物对农业生产造成的危害。一般指由农业病源微生物、有害昆虫、有害植物和害兽引起的威胁或危害农业生产、农业生态环境和人类生命财产的各类灾害。极端气候条件对病原生物发生、发展、变种等都可能产生的不可预测的影响。异常的或致灾的气象因素可以诱发、促进有害生物的发生流行,最终对农业生产造成危害。其灾害源是农业的有害生物,气象条件是诱发或触发灾害发生的主要因素,还与人类活动、化学药剂的施用、外来生物入侵、生态环境破坏等因素有关。生物灾害具有三个明显的特征:一是突发性,二是危害大,三是时间紧。因此农业生物灾害也是农业生产面临的重要隐性自然灾害之一。
    生物灾害中的病、虫、草害对作物生产影响大,范围广,全国各生态区都有不同程度的发生。若防治不及时会造成严重减产。田间鼠害发生不普遍,但有鼠害的地区,作物苗期生长常受到威胁,造成减产。
    二、应对措施
    1. 加强农业隐性灾害的预警服务
    涉及气象因素和生物因素的农业隐性灾害应分别加强气象和植物保护部门的监测预警服务,包括各种农业隐性灾害监测预警分析、预警信息发布,灾害风险评估、灾害影响分析、灾害应急处理,灾害防御科普宣传等各项服务。其中各项预警分析、信息发布、灾害影响及风险评估等服务应尽量做到及时、准确、可靠;应急处理措施尽量做到科学可行、实用有效;农业隐性灾害的科普宣传应注意经常化、通俗化,注重实用性和可操作性。通过多方位的农业隐性灾害预警服务,防止或减轻灾害的发生或损失。
    2. 加强农田基本建设
    应特别注重农田水利设施建设,要因地制宜,分区进行合理布局,开展不同类型的农田基本建设。如北方冬麦区应加强灌溉渠系配套建设,重点加强防渗渠道和地下输水管道的建设,有条件的地区可建设喷灌、膜下滴灌设施;以随时有效应对频发的季节性干旱,应及时灌溉之需。南方冬麦区要加强田间三沟配套以及田间渠、闸、路的建设;以及时应对排水降渍之需。新疆冬春麦区应加强蓄水工程建设,充分利用天山积雪融水,做好田间渠系配套;发展膜下滴灌设施。青藏春冬麦区,灌区要加强渠系配套工程,加强节水灌溉设施建设,发展科学节水灌溉技术,防止土壤盐渍化。春麦区应针对干旱、多风的特点,要做好防风固沙,减少水土流失和风蚀沙化的农田基本建设;其中东北春麦区的东部湿润地区还应注意挖沟排渍,防止湿害。
    3. 加强 “一喷三防”作业队组建和农机具装备
    当前农村多数青壮年劳动力进城务工,农田管理缺乏有技术、有知识的种田能手;对于小麦生长中、后期遇到的病虫草害及干热风如何应对,如何喷雾,以及喷雾的组成成分、喷雾的时间、浓度、次数等一系列技术问题都困扰着小麦后期的科学管理,急需组建“一喷三防”作业队,在技术人员的指导下统一行动,科学喷雾,有效防止或减轻病虫草及干热风的危害。政府或集体投资,配备不同类型的电动喷雾器或自走式机动喷雾车,及时有效应对干热风和病虫草危害。
    4. 加强种植制度的调整
    随着全球气候变化和农业“隐性灾害”的频发,种植制度应随之适当调整。如充分利用气候变暖的总体趋势,适当提高复种指数,在适宜地区增加一年二熟的种植面积。在干旱频发的地区,调整作物品种类型,增加抗(耐)旱性的作物品种类型,减少耗水性强的作物品种;在易受冻害的地区,选用抗(耐)寒性强的品种,严格控制抗寒性较差的品种引入。在北部冬麦区严格控制半冬性小麦种植,黄淮冬麦区严格控制春性品种种植,黄淮冬麦区南部播种半冬性偏春性品种时要注意适期晚播。总之,要因地制宜,调整种植制度、种植结构和品种类型,以更好的适宜当地生态条件,防止或减轻农业隐性灾害的威胁。
    5.  备用作物品种和应对技术储备
    在农业“隐性灾害”频发的地区,应加强备用应急作物品种和应对技术的储备,以有效应对灾害发生后的及时补救,努力降低或挽回损失。
    三、技术研发重点
    1. 应对低温冷害和冻害
    深入研究当前气候变化条件下低温冷害和冻害的发生规律和特点、冷害或冻害预防及灾后补救措施。应用现代生物技术手段,加强作物抗寒基因的鉴定、克隆等应用基础研究及应用研究;利用现代分子辅助育种、太空育种和常规育种相结合,培育适合不同生态区的作物抗寒耐冷新品种。加强作物抗寒品种的鉴定与布局,合理安排不同抗寒类型品种的生态分区种植。如根据小麦品种的春化特性,合理安排适合当地生态条件的春化类型品种,控制跨区的品种种植;农技人员应做好品种的试种引种工作,切忌盲目引种,以减轻冷害或冻害的不良影响。
    2. 应对寡照
    研究不同生态区低温寡照和阴雨寡照的发生规律和特点、不同生育期低温寡照或阴雨寡照对作物生长发育的直接和间接影响及补救措施。充分利用新材料、新技术提高作物抗(耐)寡照能力。提高作物的光能利用率,进一步研发高光效栽培技术。充分利用现代生物技术与常规技术有机结合,培育作物抗低温寡照或阴雨寡照的高光效新品种。
    3. 应对干热风
    研究不同生态区干热风的发生规律和特点、对作物影响和产量的损失程度。利用新材料、新技术避免或减轻干热风的危害。充分利用现代生物技术与常规技术有机结合,培育作物抗(耐)干热风的新品种,提高作物品种本身的抗干热风能力,以减轻干热风的危害和损失。
    4. 应对季节性干旱
    研究不同小麦种植生态区的季节性干旱发生的规律和特点、作物不同生育期季节性干旱发生的规律和特点、不同时期干旱对作物生长发育的影响和损失程度,研究有效预防或减轻季节性干旱的技术措施。利用现代生物技术与常规技术有机结合,培育作物抗(耐)旱新品种。合理安排不同抗旱类型品种的生态分区种植。
    5. 应对渍害
    研究不同生态区作物不同生育期渍害发生的规律和特点、不同时期渍害对作物生长发育的影响和损失程度,研究有效的预防或减轻渍害的技术措施。利用现代生物技术与常规技术有机结合,选育和应用抗渍性强的品种。加强抗渍害品种的科学鉴定与布局,合理安排不同抗渍害类型品种的生态分区种植。
    6. 应对穗发芽
    研究不同生态种植区作物穗发芽发生规律和特点、抗穗发芽的技术材料和栽培措施。如通过调整生育期,躲避穗发芽或减轻作物穗发芽的程度。培育和推广具有穗发芽抗性的作物新品种。调整品种布局,应用综合措施,减轻穗发芽的危害。
    7. 应对生物灾害
    研究不同生态区各种生物灾害的发生规律和特点、不同植物病害病源生理小种的变异及应对措施、不同病虫草害的抗药性发展规律及应对措施、田间鼠害发生较多地区鼠害防治技术、高效低毒的新型农药品种、高效安全的农药使用技术。培育不同类型的抗病、抗虫作物新品种。研发新型的生物防治技术。
(农业科学作物科学研究所 赵广才研究员)
TOP