鄭大瑋-小麥氣象災害及減災對策

1、小麥氣象災害及減災對策,中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院鄭大瑋 2011.9.26-27徐州,目 錄 一、農業(yè)災害學原理二、小麥對氣象環(huán)境要求與生態(tài)氣候區(qū)劃三、小麥不同生育期的主要氣象災害四、小麥生產的主要氣象災害及減災對策五、小麥生產適應氣候變化的對策,一、農業(yè)災害學原理,災害：直接危害人類生命財產和生存條件的各類事件災害系統(tǒng)：孕災環(huán)境、災害源(致災因子)、災害載體、承災體災害學：以災害為研究對象，研究發(fā)生演變規(guī)律，尋

2、求有效防災減災途徑的新興科學。災害事件五要素：時間、地點或范圍、類型和性質、強度、直接間接損失,災害的分類目的：正確識別科學應對，防止誤判按照災害源：自然災害、人為災害，有交叉自然災害按照致災因子：氣象水文災害、地質災害、海洋災害、生物災害、宇宙災害。每大類分多個災種，每災種有多個類型。復合災害按照損失：巨災、重災、中災、輕災、微災按照發(fā)生特征：突發(fā)型、累積型（緩變型）按照災害鏈：原生、次生、衍生災害自然災害共同特點：群

3、發(fā)性、災害鏈、周期性,災害鏈：致災因子與承災體相互作用，誘發(fā)或釀成原生災害及同源災害，并相繼引發(fā)一系列次生或衍生災害，以及災害后果在時間和空間上鏈式傳遞的過程。中國自然災害嚴重原因：兩大災害帶交叉部，地勢落差導致物質遷移強烈，大陸性季風氣候變異性，長期生態(tài)破壞，人均自然資源貧乏生態(tài)過渡帶脆弱多災社會發(fā)展與災害：因災死亡人數(shù)減少，直接經(jīng)濟損失絕對值上升，但占GDP%下降。人類社會在與災害斗爭中發(fā)展,,,1949-2009人均GDP

4、增長,因災死亡人數(shù),受災面積與直接經(jīng)濟損失,糧食畝產與人均占有kg,中國位于環(huán)太平洋和30-40ºN世界兩大災害帶的交叉部,農業(yè)災害：以農業(yè)系統(tǒng)為直接承災體(農業(yè)生物、農業(yè)設施、農業(yè)環(huán)境、農事作業(yè))，人類為間接和最終承災體。自然災害為主：氣象、地質、生物災害農業(yè)是對災害最敏感的弱質產業(yè)：對象是生物，主要在露天生產。發(fā)展中國家農業(yè)災害嚴重原因：依靠農業(yè)原始積累發(fā)展工業(yè)，農業(yè)地位低下脆弱。自然條件嚴酷，長期生態(tài)破壞。減災能

5、力差。農業(yè)災害學：研究農業(yè)災害規(guī)律與農業(yè)減災對策及技術體系的科學。,農業(yè)自然災害的特點：季節(jié)性和區(qū)域性強；多數(shù)災害具有非線性；災害與資源具有相對性；累積型災害的危害往往大于突發(fā)型；復雜性、多樣性和關聯(lián)性。農業(yè)災害過程：孕育期、潛伏期、征兆顯露期、爆發(fā)期、高潮期、消退期、恢復期。減災過程：災前防、災中抗、災后補救恢復農業(yè)減災管理：體制，法制，機制(預警、響應、應急、統(tǒng)籌協(xié)調、風險轉移分散)，監(jiān)測、預報、預案、風險分析與評估農業(yè)減

6、災科技進步,風險=風險可能性與危害程度的乘積 R=P×S 農業(yè)是高自然風險的產業(yè)減災管理發(fā)展階段：單災種管理、綜合減災管理、風險管理農業(yè)風險的管理對策：接受風險；消除或削弱風險源；消除災害載體；時空規(guī)避風險；控制風險的擴散轉移；增強承災體抗性與適應能力；切斷誘發(fā)次生、衍生災害的災害鏈；轉移、分散和共擔風險。氣候變化帶來農業(yè)災害的新特點：南澇北旱，南方季節(jié)性干旱，熱害加重，低溫災害仍頻繁，病蟲害世代重疊危害期長北擴。,

7、二、小麥對氣象環(huán)境要求與生態(tài)氣候區(qū)劃,溫度：喜涼作物，>0℃有光合，15～25℃最強，白天>25℃午睡，日均>25℃加速衰老。冬前需抗寒鍛煉，穗分化前需春化階段，源自高寒地區(qū)品種強冬性，源自低緯春性。有效生長期長的西北歐和青藏單產高或潛力大。光照：喜光，長日照作物，原產高緯品種敏感水分：冬小麥需水400～600mm，春小麥少需150mm。較不耐鹽堿。,小麥種植界限和生態(tài)區(qū)劃冬麥、春麥、冬春麥混作，氣候區(qū)劃12區(qū)

8、。冬小麥越冬區(qū)劃：穩(wěn)定休眠區(qū)(黃河以北)、不穩(wěn)定休眠區(qū)(黃淮)、無休眠區(qū)(長江中下游緩慢生長、西南活躍生長)冬小麥北界：無穩(wěn)定積雪地區(qū)多年平均極端最低-20℃，或積雪期>5個月。春小麥北界：少于1700～1800℃?d不能成熟無明顯南界，實際取決于濕熱程度經(jīng)濟效益按照水分管理：華北西北大部灌溉麥區(qū)，長江中下游雨養(yǎng)，其它地區(qū)旱作為主。,穩(wěn)定冬眠區(qū),穩(wěn)定冬眠區(qū),不穩(wěn)定冬眠區(qū),無冬眠緩慢生長區(qū),無冬眠活躍生長區(qū),不穩(wěn)定冬眠區(qū)

9、,春雨過多或溫度過高不適宜冬麥種植,冬季嚴寒春小麥區(qū),冬季嚴寒春小麥區(qū),,,,中國冬小麥按冬眠分區(qū),小麥不同生態(tài)區(qū)常發(fā)氣象災害：北部冬麥區(qū): 凍害、冬春旱、麥收連陰雨。黃淮：干旱、 凍害、春霜凍、干熱風、雨害。長江中下游：濕害、凍害、光照弱灌漿涼品質差西南：冬春旱、 南部早春霜凍、川東升溫過快華南：冬溫過高生長期過短，收獲常遇雨。東北春麥：西部春旱風蝕，東北部雨害。北部春麥：春夏干旱，夏季冰雹，冬春風蝕。西北春麥：旱地低

10、產，沙漠邊緣干熱風。新疆冬春麥：積雪不穩(wěn)定凍害，春夏冷涼年水源不足，沙漠邊緣干熱風，積雪五個月受雪害。青藏春冬麥：凍害、干旱、霜凍、灌漿期低溫。,三、小麥不同生育期常發(fā)氣象災害,苗期：旱澇影響整地播種出苗；晚播冬前積溫少影響分蘗成穗；三葉前高溫分蘗缺位蘗節(jié)淺，過早播秋暖年徒長易受凍；春小麥播種過早低溫爛種，過晚分蘗期穗分化期縮短穗數(shù)粒數(shù)減少少。越冬期：強烈低溫、變溫、冬旱、積雪期過長、冰蓋、根拔掀聳都可造成死苗或凍枯損耗。穗分化

11、期：升溫過快粒數(shù)減少。拔節(jié)孕穗期對光溫水敏感，干旱、霜凍、陰害、濕害影響粒數(shù)。灌漿期：風雨冰雹倒伏，高溫逼熟粒重降，成熟前5-10天雨后暴熱或強干熱風灌漿急降或枯死。收獲期：連陰雨機收困難，籽粒穗發(fā)芽甚至霉爛。,小麥冬前主莖葉齡與積溫關系,山西各旬降水量對小麥單產影響,冬前小麥單株莖數(shù)與積溫成S型曲線關系,小麥播深與分蘗節(jié)深度關系,光合高峰早于灌漿高峰，多余養(yǎng)分貯存莖稈葉鞘，后期枯黃光合衰減，能否充分轉移決定粒重大小。好熟小麥轉移占

12、粒重40%以上。蛋白質主要在后期，需相對高溫干燥，世界小麥單產最高西北歐和青藏，但蛋白質含量低成熟前5-10天對高溫敏感，灌漿后期養(yǎng)分主要來自莖葉，枯黃后干熱有利轉移脫粒干燥。,,,,,,,小麥灌漿理論曲線：較低溫灌漿期長，高峰較低但長，最終粒重高（曲線積分面積）。,較低溫,較高溫,灌漿速率,光合速率,受精,成熟,理想豐產年型：伏雨充沛底墑好。播前有適量降水，出苗到三葉溫度略低抑制分蘗節(jié)上抬和徒長。冬前略偏高，抗寒鍛煉充

13、分有利壯苗。冬季平穩(wěn)稍偏暖，適量雨雪有利保苗。早春回暖早返青提前，后春氣溫偏低有利延長穗分化，拔節(jié)至孕穗有足量降雨。灌漿期光照足溫差大氣溫略偏低有利增重。蠟熟氣溫度偏高溫差大多晴無雨有利莖稈養(yǎng)分充分轉移和收獲。積分回歸證實理論分析。西北歐與青藏具有較理想條件，其次黃淮麥區(qū)。,,,月旬 10 11 12 1 2 3

14、 4 5 6,,播種 冬前分蘗 停止生長 冬季休眠 返青 起身 拔節(jié) 抽穗 灌漿 成熟,生育期各旬平均氣溫每偏高1℃對北京市小麥單產影響（kg/畝℃）的積分回歸曲線,四、小麥生產的主要氣象災害及減災對策,小麥氣象災害的分類：水分異常：濕害、雨害、干旱(秋、冬、春)溫度異常：凍害、霜凍、冷害、雪害、熱害（干熱風、雨后枯熟） 光照異常：陰害

15、 氣流異常：大風 其它：冰雹、沙塵暴危害程度依次：干旱、凍害、霜凍、濕害、倒伏、熱害、爛場雨,1 小麥干旱秋旱：田間持水量5cm根頸皺縮，>8cm分蘗節(jié)嚴重脫水，10cm一般死亡。需適時澆凍水，冬季鎮(zhèn)壓，回暖白天少量補墑，每mm水可消除1cm干土，多噴有害。不穩(wěn)定冬眠區(qū)關鍵在培育壯苗以利用深層水分，冬季回暖白天酌情補灌。無冬眠區(qū)需灌溉。春旱：威脅最大，尤其拔節(jié)孕穗。培育冬前壯苗，促根深扎，關鍵期灌溉，起身松土蹲苗。

16、初夏旱：早衰逼熟。應小水勤澆，噴抗旱劑。,。,冬旱的特殊性：除西南外休眠或緩慢生長需水少，北部風干土層因下層封凍形成生理干旱，黃淮表土干燥威脅根淺弱苗。長江中下游冬季降水偏少有利。西南冬旱威脅較大。氣象干旱與農業(yè)干旱的區(qū)別：氣象干旱以降水距平為指標，農業(yè)干旱取決于作物實際長勢。溫暖季節(jié)兩者基本一致，但冬旱往往不一致。黃淮關鍵在播種，伏雨足底墑好壯苗根深不怕冬旱，秋冬旱適當補灌。黃河以北常年必澆凍水，相當冬季降水3-6倍，鎮(zhèn)壓耱麥保墑

17、。冬灌風險：北部結冰致死，南部過旺，應小水,枯萎卷曲青枯是凍害特征，干旱抑制生長葉片沒這么長,測量麥田干土層厚度,2006北京旱凍麥田,2011山東受旱麥田,氣象干旱與土壤干旱并不一致,2 凍害類型：入冬劇烈降溫型、冬季長寒、旱凍交加、融凍、北疆積雪不穩(wěn)定型。其它：冰殼窒息、掀聳根拔、凍澇害。 影響因素：品種特性、播種質量、抗寒鍛煉、水分養(yǎng)分、土壤質地與結構。品種：冬性抗寒性相關但不全一致，播深與分蘗節(jié)深度關系，有的品種深播分蘗

18、節(jié)仍淺播期：冬前5～7葉齡蘗節(jié)粗壯抗寒性強，過旺提前穗分化初冬主莖易凍，晚弱苗經(jīng)不住凍旱消耗后冬早春死株。播深：淺播蘗節(jié)淺易受凍受旱，深播不發(fā)苗,判斷死活要看分蘗節(jié)剖面和生長錐,旺苗與弱苗越冬損耗,播深與凍害,冬前拔節(jié)凍害死苗,旱凍青枯弱苗,心葉凍死、凍傷、正常,防御措施：采取綜合措施，從兩個方面入手，抓好三個環(huán)節(jié)，注意合理布局。提高植株抗寒性，改善越冬環(huán)境。提高播種質量培育壯苗，越冬保苗，早春及時補救。品種、復種指數(shù)和種植制度。

19、溝播防凍抗旱保苗原理：適度淺播出苗早養(yǎng)分消耗少溫差大有利壯苗但不利越冬，適度深播有利保苗不利壯苗。壓輪溝內淺播墑好出苗早壯，凍水或鎮(zhèn)壓耱麥后分蘗節(jié)深抗旱防凍，早春抑制小蘗控徒長防倒伏。注意：溝不可太深。秋冬多雨地區(qū)不宜。,壓輪溝播,播深與葉齡、莖數(shù)、鮮重、次生根數(shù)的關系,受凍麥苗的補救：冬旱麥田補墑壓麥。受凍旺苗摟枯葉補水補肥。受凍弱苗淺松土提溫，優(yōu)質有機肥磷肥，不可立即大水大肥。嚴重受凍田根據(jù)存活莖數(shù)決定補種或改種。鑒別假生長現(xiàn)象

20、，看分蘗節(jié)剖面與小心葉。凍害與冬旱的區(qū)別：自上而下青枯、葉片扭曲是凍害特征；干旱抑制生長自下而上枯黃3 濕害長江中下游為主，根銹葉淡長勢弱，結實率粒重降低，拔節(jié)孕穗期敏感。深溝暗溝排水。改良土壤提高滲水和植株抗?jié)衲芰?。耐濕品種。適期早播防止僵苗。,瓦管：圓或方形，水田關閉，旱作開塞半暗管：土暗溝覆脊瓦鼠道：機動打洞器，鼠洞犁，4-5m1條，粘土可用3-5年，成本低，輕于中壤不宜。多孔塑料暗管可用20年,長江中下游四種田間暗

21、管排水系統(tǒng),4 冷害（零上低溫）冬前低溫：分蘗少鍛煉不足。按播期調節(jié)播量，每葉齡70-80℃?d。改善水肥早春促蘗。早春低溫：返青遲分蘗少，穗分化期灌漿期縮短粒數(shù)粒重下降。暖性有機肥磷肥，勤松土保墑，適當控制澆水次數(shù)和量，爭取早發(fā)。孕穗期冷害：花粉母細胞四分體期<1℃受害不育。低溫前澆水，前期適當控氮增磷。5 霜凍作物活躍生長的溫暖季節(jié)，為突發(fā)型。雌雄蕊分化到孕穗抗寒力最差易凍。,防御措施：避免用冬性弱品種，防止過早拔節(jié)

22、。旺長麥苗起身期鎮(zhèn)壓。增施磷鉀肥。霜前灌溉，熏煙。補救措施：僅葉凍影響不大。莖凍多數(shù)基部分蘗可迅速萌生，及時澆水追肥仍可獲得一定產量。,霜凍指標：不同品種、苗情有一定差異最低氣溫零上，地面和葉面最低可達零下，晴天無風干燥時溫差大。低洼處、沙土地、徒長苗受害重。黃淮春霜凍重于北部，西南冬季、青藏夏季發(fā)生。,2010北京麥葉凍枯,麥穗頂部凍后不孕,干熱風提前枯熟,,,,,,灌漿速率,高溫逼熟,突然枯熟,正常好熟,受精,成熟,6 熱

23、害干熱風：壯苗輕干熱風促進養(yǎng)分轉移，強干熱風能夠疼過度迅速枯黃癟粒，減產10-15%。新疆沙漠邊緣、太行山東麓較重。指標：輕干熱風14時T≥30，R≤30％，V≥3；重干熱風T≥32，R≤25％，V≥3。措施：早熟耐熱耐旱品種，適時早播促早發(fā)爭取早抽穗。增施磷肥有機肥。苗期控水松土促根下扎。氯化鈣或復方阿斯匹林拌種?？刂泼芏群偷史乐关澢唷P花灌漿初噴抗旱劑和磷酸二氫鉀。灌漿中后澆水。防護林。,雨后暴熱青枯指標：成熟前7-10d

24、>10mm降雨較強降溫，雨后一二天>30℃。氮肥多貪青晚熟受害重。措施：適時早播促早發(fā)。早熟灌漿快抗青枯品種。氮肥不過晚，春寒年增磷控氮。雨后高溫噴灌降溫。噴灑乙烯利、黃腐酸、氯化鉀。與干熱風區(qū)別：根系死亡不蒸騰灌漿終止，不干也不風，不應稱為干熱風，實際危害更大。高溫逼熟：單純高溫致癟粒，南方常見。7 冰雹山前常發(fā)。人工消雹。補救措施根據(jù)受害程度,8 風雨倒伏澆水或中雨后五六級風，是高產攔路虎。挑旗易兜水，乳熟

25、中期鮮重最大，易倒伏。防御：選用矮稈和莖稈韌性強品種。隨肥力提高適當降低播種量以分蘗成穗為主。增施磷鉀肥早春松土促進根系。拔節(jié)前控水肥防止中部葉片過大基部節(jié)間過長。灌漿中后期澆水注意避風雨，高產田間歇噴灌。點片倒伏單收。9 灌漿收獲期雨害長江流域與東北北部多發(fā)。蠟熟連陰雨粒重降>2mg，不利收曬，白麥休眠期短易穗發(fā)芽。需搶晴收獲曬場，烘干機。,冰雹砸后,倒伏小麥,五、小麥生產適應氣候變化對策,氣候變化：統(tǒng)計意義上氣候平均狀態(tài)

26、的巨大改變。聯(lián)合國氣候變化框架公約特指自然氣候變化之外由人類活動直接間接改變全球大氣組成所導致的氣候改變。以全球變暖為主要特征。對小麥生產的影響有利：CO2增高有利光合。冬季變暖超過夏季中高緯度有效生育期延長平均溫度降低。有利適度北擴，凍害總體減輕。西部降水增加，大風沙塵暴減少。大部地區(qū)蒸散有減少趨勢。,不利：北方與西南干旱化，水資源短缺。南方濕害加重。有利病蟲害越冬，北擴?，F(xiàn)階段全國大部有利超過不利，未來不利增加小麥霜凍為什么

27、反而加重？物候同步改變；氣候播種加劇；水肥條件改善，氮肥過多影響抗寒力；播期或品種選用不當。冬旱加重原因：冬季變暖土壤蒸發(fā)；產量提高蒸騰加劇。主要人為原因整地和播種質量差。凍害仍然頻發(fā)原因：品種抗寒性下降，氣候波動影響抗寒鍛煉，播期過早或過晚，整地播種質量差，水資源短缺凍水不及時量不足。,小麥生產的適應技術1 冬小麥適度北擴：傳統(tǒng)北界長城，冬季變暖1℃可北移100km，加上選用抗寒品種和溝播，可北移200-300km至遼中、晉中北

28、、寧夏。成功范例：遼寧河灘春播初夏易澇，寧夏改冬麥可減輕干熱風并可復種，黑龍江東部積雪穩(wěn)定地區(qū)選用俄高抗寒品種可適當種植，但國外品種不耐冬旱與變溫。2 調整品種布局：品種抗寒性與豐產性矛盾生產需兼顧。北京品種從70s冬性極強-17～-18℃到目前強冬性-15～-16℃基本合理。,北京1952-2000冬季負積溫變化,北京1952-2000冬季降水量的變化,北京地區(qū)主栽品種臨界致死溫度的鑒定值,北部改多穗型為中間型，南部改大穗型有利增粒

29、，但不宜過分削弱抗寒性。早播要求冬性強，晚播冬性可適當減弱。3 調整播種期：隨冬前積溫增加和品種改變，冬麥播種推遲如北京適播期從秋分頭變?yōu)槲?。但春麥頂凌播期明顯提前。對冬前穗分化要求改變，華北北部從不分化到允許進入伸長期，石家莊從伸長改為單棱，豫北從單棱改為二棱初。南方避免冬前拔節(jié)。4 調整播量：早播分蘗成穗為主，肥地精量播種；晚播依靠主莖成穗要求足夠基本苗。,播量計算：播種—出苗需80-90℃·d，主莖每葉齡80℃

30、83;d，三葉起按同伸規(guī)律S曲線分蘗(密度、品種、肥力等參數(shù))，推算某播期冬前莖數(shù)及所需苗數(shù)，根據(jù)發(fā)芽率出土率推算播量。隨播期提前和冬前變暖降低播量。北京10月上旬20-30萬苗，每晚1天加1萬。秋暖或肥地適當減，秋涼或瘠地適當增，不可盲目照搬上年經(jīng)驗，2005河南早麥凍害。4.小麥玉米適度兩晚技術：應通過小麥不同播期與玉米不同品種組合試驗綜合評價，分析不同年型保證率，確定全年高產適宜播期。不同地區(qū)最優(yōu)策略不可照搬。,5 加強應對極端