劉 亮,范吉月,劉 悅,范婷婷
(1.大安市氣象局,吉林 131300;2.洮南市氣象局,吉林 137100)
大安市位于吉林省西北部,地處中溫帶季風氣候區(qū),四季分明,溫度與降水變化劇烈。大安市是我國玉米優(yōu)勢種植帶之一,玉米播種面積約10.47 萬hm2。劇烈變化的氣候條件對玉米豐產、穩(wěn)產造成了一定影響,如何在玉米生產中應用氣象服務手段,關乎玉米生產安全。因此,探究玉米生產中的氣象服務應用策略具有非常突出的現(xiàn)實意義。
1)氣象服務助力玉米生產防災減災。玉米生產過程中的產量、質量受天氣、氣候的直接影響,特別是氣象災害的發(fā)生,將直接導致玉米減產甚至絕收[1]。氣象服務的提供可以助力玉米防災減災,減少自然災害對農業(yè)生產的干擾,確保玉米優(yōu)質高產。
2)玉米生產驅動氣象服務轉型升級。根據(jù)玉米生產過程對各層級跨部門農業(yè)氣象融會貫通的要求,大安市相關部門可深入玉米田間調查氣象服務需求。根據(jù)調查結果,有針對性地建設農業(yè)氣象服務基地,推動氣象服務更加接地氣,精準服務玉米田間地頭[2]。
大安市玉米播種期在4 月上中旬到5 月中旬,此時主要氣象災害為大風、沙塵天氣,直接導致土壤含水量下降,引發(fā)干旱災害。例如,2023 年4 月10 日9:35,大安市氣象臺發(fā)布沙塵藍色預警,預計24 h 內風力較大,部分地區(qū)出現(xiàn)能見度小于5 000 m 的沙塵天氣;2023 年4 月20 日14:47、4 月24 日21:35,大安市氣象臺先后發(fā)布大風黃色預警、大風藍色預警,平均風力分別在8 級以上、6 級以上,陣風在10 級以上,局部伴隨揚沙、浮塵。同期,當?shù)貧庀笈_繼續(xù)發(fā)布干旱橙色預警信號,局部地區(qū)維持重旱。
大安市玉米幼苗期在5 月初到6 月上旬,此時主要氣象災害為大風、冰雹寒潮。例如,2023 年5 月2 日19:52、5 月25 日14:14,大安市氣象臺先后發(fā)布大風黃色預警信號、雷暴大風藍色預警信號,局部地區(qū)風力分別在8 級、7 級以上,陣風超10 級;2023 年5 月29 日15:23,大安市氣象臺發(fā)布冰雹黃色預警信號,預計出現(xiàn)冰雹災害。
大安市玉米吐穗期在6 月中旬到下旬,此時主要氣象災害為高溫天氣。例如,2023 年6 月19 日12:01、6 月25 日11:15,大安市氣象臺先后發(fā)布高溫黃色預警、高溫橙色預警,預計局部地區(qū)最高氣溫分別在35 ℃以上、37 ℃以上。
大安市玉米灌漿期在7 月到8 月中旬,此時主要氣象災害為高溫、暴雨洪澇。例如,2023 年7 月25 日13:02、7 月31 日14:24,大安市氣象臺先后發(fā)布高溫藍色預警,大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)最高氣溫在33 ℃以上;2023 年7 月1 日00:52、7 月23 日00:14、7 月27 日5:03,大安市氣象臺發(fā)布暴雨藍色預警、橙色預警,降水量將在30 mm、50 mm 以上,且暴雨持續(xù)時間超3 h。
大安市玉米成熟期在8 月下旬到9 月,此時主要氣象災害為暴雨洪澇、雷暴大風。例如,2023 年9 月12 日4:30,大安市氣象臺發(fā)布暴雨黃色預警,部分地區(qū)降水量超出50 mm,1 h 降水量超出20 mm,降水持續(xù)6 h 以上。
大安市玉米收獲期為9 月中旬到10 月上旬,此時主要氣象災害為雷暴大風。例如,2023 年9 月18 日15:48、9 月25 日10:32,大安市氣象臺先后發(fā)布雷暴大風藍色預警信號,局部陣風分別超6 級、7 級。
1)播種期。干旱天氣會直接影響玉米正常出苗齊苗。基于此,大安市相關部門可以借助氣象衛(wèi)星的預報數(shù)據(jù),建立干旱風險預報模型。在干旱風險預先評測估量報告模型內,對玉米主產區(qū)進行干旱風險評估,獲得干旱風險指數(shù)。最終關聯(lián)歷史干旱風險指數(shù)、實時干旱風險指數(shù)、預報干旱風險指數(shù),判定大安市玉米主產區(qū)在播種期發(fā)生干旱災害的概率,便于種植戶提前選擇抗旱玉米品種,確保干旱期玉米出齊苗。
2)幼苗期。干旱天氣將抑制玉米苗生長,導致植株根系發(fā)育受阻,上部矮小細弱,個別植株會出現(xiàn)葉片凋落枯萎死亡的情況。大安市相關部門應以玉米吐穗期發(fā)生干旱災害概率較高的地區(qū)為對象,根據(jù)有限灌溉條件下的干旱指標,對區(qū)域干旱天氣玉米減產率進行評估,并將評估結果輸送給相關地區(qū)生產管理部門及種植戶,便于種植戶及時采取灌溉措施,降低干旱危害。
灌漿期是玉米生長盛期,此時正處于大安市雨季,洪澇頻發(fā)。嚴重暴雨洪澇災害影響下,玉米下部葉片會逐漸干枯發(fā)黃、中上部葉色變淺,根系發(fā)黑腐爛,最終導致植株死亡。因此,在玉米灌漿期,大安市氣象部門應注重短時臨近天氣預報,依據(jù)每10 min 一次的周期,提前收集氣壓信息,輔助判斷未來一段時間內氣壓場狀態(tài)。同時加密分析天氣雷達、監(jiān)測強對流降雨,結合雷暴場,輔助訂正降水量、降水持續(xù)時間等預報信息,便于玉米種植戶及時采取中耕除草措施,最大限度減小洪澇對玉米灌漿的影響。
進入成熟期,玉米耐澇性逐漸提高。而嚴重洪澇會導致玉米根系處于缺氧環(huán)境,好氧微生物活動受抑制,釋放有毒還原性物質的厭氧微生物快速繁殖,致使玉米植株無法正常吸收養(yǎng)分,生長發(fā)育期推遲,難以正常成熟[3]。因此,在玉米成熟期,大安市氣象部門應注重恰當利用多普勒天氣雷達與常規(guī)氣象衛(wèi)星云圖,結合地面氣象觀測數(shù)據(jù),加密預報6 h 內強對流降雨天氣,包括3 h內降雨量超出50 mm的對流性暴雨、1 h 內降雨量超出25 mm 的對流性暴雨,便于玉米種植戶及時采取田間中耕、病蟲預防、提前收獲等防災減災措施,減小暴雨洪澇災害對玉米生產的影響。
1)幼苗期。大安市大風災害主要指地方性局部大風或季節(jié)性大風。大風災害常與降溫、干旱災害并發(fā)。玉米苗期遭遇大風天氣,將加快土壤表層水分散失,降低土壤墑情,影響玉米苗正常生長發(fā)育[4]。當?shù)貧庀蟛块T應以現(xiàn)代化技術產品為支撐,提前6~24 h,進行大安市大風災害天氣的精準預報,包括大風災害開始時間、預計結束時間、大風天氣發(fā)生位置坐標、大風強度等。借助上述信息,玉米種植戶可以合理調整玉米行向,科學追施苗肥,促進玉米幼苗根系發(fā)育,降低大風對玉米幼苗的毀損作用。
2)成熟期。玉米是典型高稈作物,成熟期遭受大風天氣,將造成玉米大面積倒伏,影響植株光合作用,最終導致減產、絕收。因此,氣象部門應注重研究大安市歷年大風天氣發(fā)生規(guī)律,以玉米生長周期為依據(jù),明確大風天氣發(fā)生節(jié)點,便于玉米種植戶在栽種前了解大風發(fā)展傾向,優(yōu)選矮穗位、根系發(fā)達、莖稈粗壯的玉米品種,并適當噴灑化學控劑,最大限度避免玉米大面積倒伏。
3)收獲期。玉米收獲期遭遇極端大風災害,將加劇玉米秸稈折斷或倒伏,影響玉米機械收獲活動的正常開展。因此,相關氣象部門應認識到大風等災害性天氣對玉米生產的直接影響,正確認識現(xiàn)有對流性大風預報技術的不足。進而根據(jù)大安市大風天氣突發(fā)性、局地性、破壞力大的特點,引入多雷達現(xiàn)象自動識別技術及對流性大風相關特征預報技術,聯(lián)系強切變、孤立回波、噪聲等因素,進行對流性大風災害的自動、精準、全面臨近預報,便于玉米種植戶提前進行收獲,確保玉米機械收獲效率。
玉米幼苗期遇冰雹,會影響玉米壯苗培育[5]。因此,大安市氣象部門應以人工目擊報告為基礎,聯(lián)動冰雹高密度區(qū)域自動氣象站、高分辨率衛(wèi)星云圖、冰雹定位資料,精準推測未來一段時間內是否會發(fā)生冰雹及冰雹持續(xù)時間、冰雹危害范圍。同時氣象部門應主動與農業(yè)生產部門進行信息交流,了解玉米幼苗期生長特點及氣象影響因素,精準選取冰雹預報指標及量化結果。進而將推測結果以報告的形式發(fā)送給特定區(qū)域農戶,便于其及時在玉米田覆蓋地膜或者防護棚,減小冰雹對玉米幼苗生長的負面影響。
寒潮會影響玉米幼苗正常生長,寒潮持續(xù)時間過長將直接導致幼苗死亡。因此,根據(jù)大安市寒潮發(fā)生發(fā)展規(guī)律,相關部門可以進行寒潮預報內容的細化完善,如在發(fā)布寒潮預警信號時,關聯(lián)寒潮覆蓋范圍、寒潮持續(xù)時間、下一階段寒潮發(fā)生周期及玉米作物幼苗期可能遭受的危害。有條件的情況下,相關部門可以分模塊預報每一個玉米生產區(qū)當天發(fā)生寒潮的可能性,便于寒潮發(fā)生概率較高的玉米生產區(qū)農戶根據(jù)預報內容,提前1 d 進行全田灌水,或者在玉米田周邊堆放柴火熏煙,減小寒潮低溫對玉米苗期生長發(fā)育的不利影響。
1)吐穗期。玉米吐穗期遇高溫,將造成雄穗無法抽出,花粉無法開裂散播。同時高溫天氣下玉米螟偏重發(fā)生,對玉米植株生長造成較大危害[6]。因此,相關部門可以查閱歷史資料中的氣象數(shù)據(jù),建立歷史風險評估模型。依托該模型對大安市進行高溫風險評估,獲得大安市在玉米吐穗期的歷史高溫風險指數(shù)。隨后相關部門可以借助現(xiàn)有大安市氣象站溫度測定裝置,記錄大安市玉米主產區(qū)實時氣象數(shù)據(jù),建立實時高溫風險評估體系,借助該體系對待評估地區(qū)進行高溫風險評估,獲得大安市玉米主產區(qū)在高溫天氣內的實時高溫風險指數(shù)。根據(jù)高溫預警信息,玉米吐穗期發(fā)生高溫災害概率較高的地區(qū),種植戶可以預先選取耐高溫玉米品種,適當降低玉米播種密度。在良好通風透光條件下,以玉米開花授粉期為節(jié)點,搖動玉米秸稈進行輔助授粉,減小高溫對玉米產量的不利影響。
2)灌漿期。高溫天氣下,淀粉酶活性受抑制,玉米植株營養(yǎng)物質轉移速率下降,影響玉米正常灌漿,最終出現(xiàn)生長發(fā)育期延遲的問題[7]。因此,根據(jù)大安市夏季高溫天氣多發(fā)特點,相關部門可以在原有高溫天氣播報數(shù)據(jù)支持下,根據(jù)溫室效應下區(qū)域高溫發(fā)展規(guī)律,研究導致玉米減產的高溫閾值、玉米主產區(qū)溫度特征,將天氣預報內容細化為高溫持續(xù)時間,便于玉米種植戶提前在早晨或傍晚灌溉,并適量施加磷酸二氫鉀類葉面肥,確保高溫天氣下玉米順利灌漿。
大安市玉米生產過程中主要氣象災害涉及干旱、洪澇、大風等。根據(jù)主要氣象災害類別,當?shù)貧庀蟛块T應完善氣象服務體系,提前預報氣象災害,加強玉米主要生長發(fā)育期的氣象災害預報,便于玉米種植戶及時采取災害防控措施,減小不良氣象因子對玉米生產的影響。