郭麗紅 叢旭 張磊

收稿日期：2024-01-15

作者簡介：郭麗紅（1972—），女，吉林松原人，工程師，研究方向為氣象預報、防災減災。

摘 要：作為重要的糧食作物之一，大豆在全球范圍內扮演著重要的經濟和生態(tài)角色。然而，氣象災害的頻繁發(fā)生給大豆的生長、產量和質量帶來了巨大的挑戰(zhàn)。極端氣候事件、氣溫波動、洪澇和干旱等氣象災害不僅會對大豆的正常生長造成直接的影響，還會對農業(yè)生產系統(tǒng)產生深遠的影響。隨著全球氣候變化的不斷加劇，氣象災害對大豆產業(yè)的威脅日益嚴重。為此，分析了氣象災害對大豆的危害，提出氣象災害對大豆危害的預防措施，為農業(yè)生產提供科學、可持續(xù)的解決方案。

關鍵詞：氣象災害；大豆；高溫

中圖分類號：S565.1 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

大豆是我國重要的經濟作物之一，被廣泛應用于食品、飼料和工業(yè)原料等領域，對農業(yè)經濟和人民生計都具有重要意義。然而，在農業(yè)生產中，氣象災害成為制約大豆生產的重要因素之一。氣象災害如極端氣溫、干旱、洪澇等，不僅直接威脅著大豆的生長發(fā)育，還對大豆的產量和質量產生深遠的影響[1]。面對氣象災害的威脅，需要深入研究氣象災害對大豆的具體危害，同時制定科學、合理的預防措施，以確保大豆生產的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。

1 氣象災害對大豆的危害

1.1 高溫影響花粉活性

吉林省是我國主要的大豆種植區(qū)之一，該地區(qū)夏季高溫頻發(fā)，嚴重影響了當地大豆的生長發(fā)育和產量。尤其是在大豆的花期，高溫對花粉活性的影響尤為突出，給吉林大豆生產帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。吉林省7—8月是大豆的盛花期，此時正值夏季高溫時節(jié)。當氣溫超過30 ℃，尤其是遇到35 ℃以上的極端高溫天氣時，大豆花粉的活性會急劇下降。高溫使得花粉的酶活性下降，呼吸作用加快，消耗了花粉的能量和養(yǎng)分，導致花粉的活力下降，壽命縮短。同時，高溫還會引起花粉外壁的損傷，使得花粉容易脫水而失去活性。吉林省夏季晝夜溫差較小，炎熱的夜間溫度也會影響大豆的花粉活性。大豆花粉以夜間形成為主，當夜間氣溫超過25 ℃時，花粉母細胞的減數分裂過程會受到干擾，導致花粉發(fā)育不良，活性下降。持續(xù)性高溫還會抑制大豆植株雌、雄蕊的發(fā)育，引起花器官的發(fā)育畸形，進一步降低授粉的成功率。高溫引起的大豆花粉活性下降，直接導致吉林地區(qū)大豆坐果率的下降。研究表明，在吉林省中部和西部平原地區(qū)，當花期遇到3 d以上35 ℃高溫天氣時，大豆的坐果率可下降10%～20%，嚴重時甚至高達40%以上。坐果率的下降會導致大豆的單位面積莢數和粒數減少，最終引起大豆減產。此外，吉林省的高溫天氣往往伴隨著干旱，使得大豆在抗高溫的同時還要應對水分虧缺的脅迫，進一步加劇了高溫對花粉活性的負面影響。干旱與高溫的復合脅迫會嚴重抑制大豆植株體內的水分、養(yǎng)分、激素等物質的運輸，導致生殖器官發(fā)育受阻，花粉活力進一步下降[2]。

1.2 低溫引發(fā)凍害

在吉林地區(qū)，春季和秋季是大豆凍害高發(fā)的2個關鍵時期。春季3—5月大豆播種出苗后，經常會遇到倒春寒天氣。當夜間氣溫降至0 ℃以下，尤其是-3 ℃以下持續(xù)數小時，就會對大豆幼苗造成凍害。受凍的幼苗葉片變黃萎蔫，生長點受損，嚴重時整株死亡。吉林省中部和西部地區(qū)海拔較高，春季氣溫回升緩慢，更容易發(fā)生低溫凍害。5月下旬至6月，吉林地區(qū)大豆生長進入莖稈伸長和開花結莢階段，若遇到低溫陰雨寡照天氣，會導致植株徒長，花芽分化不良，花粉活性下降，嚴重影響坐果率。研究表明，開花結莢期若連續(xù)3 d以上日平均氣溫低于18 ℃，就會導致大豆單位面積莢數減少15%～25%。秋季9—10月是吉林地區(qū)大豆的成熟收獲期，這一階段的冷害主要有2種類型：早霜凍害、陰雨寡照引起的冷害。吉林省北部和東部地區(qū)緯度較高，晝夜溫差大，9月下旬有時會出現早霜凍，當氣溫降至0 ℃以下時，大豆植株的葉片、莖稈和莢果都會受到不同程度的凍害，嚴重影響大豆的產量與品質。陰雨寡照型冷害多發(fā)生在吉林省中部和西部地區(qū)，受到地形和季風環(huán)流的影響，秋季經常出現連陰雨天氣，光照不足，氣溫驟降，導致大豆籽粒灌漿積累養(yǎng)分不足，極易形成青莢。受冷害影響，大豆籽粒蛋白含量下降，出油率下降，商品率和加工品質下降。除了直接的凍害和冷害危害，吉林省的低溫還會通過多種間接途徑影響大豆生產。例如，低溫會延緩大豆的生育進程，使得大豆不能及時成熟，而吉林省北部早霜來臨較早，容易發(fā)生凍熟和凍莢。低溫還會降低植株的抗病性，加重病蟲害的危害，增加防治的難度和

成本[3]。

1.3 水分過剩導致病害

吉林省是我國重要的大豆主產區(qū)，該地區(qū)降水充沛，年均降水量為500～800 mm，但降水時空分布不均，夏季易發(fā)生連陰雨和暴雨等極端天氣，導致大豆生長期內土壤水分過剩，進而引發(fā)多種病害，嚴重制約了大豆的產量和品質。在大豆生長發(fā)育的過程中，適宜的土壤水分含量為70%～80%。當土壤水分超過85%，尤其是長時間積水時，就會引發(fā)大豆的水分過剩危害。吉林省6—8月正值大豆的開花結莢期，也是降水集中的時段。一旦遭遇連續(xù)陰雨天氣，并且不能及時排出土壤中的積水，大豆的根系就會因缺氧而受損，根毛和根瘤的生長發(fā)育受阻，導致養(yǎng)分和水分吸收能力減弱。同時，過量的水分還會稀釋土壤中的氧氣，加劇根系缺氧的癥狀。在水分過剩的條件下，大豆植株體內的代謝功能紊亂，光合產物合成與運輸受阻，植株生長發(fā)育緩慢，抗病性下降，極易感染多種病原菌并引發(fā)病害[4]。

吉林省水分過剩引發(fā)的大豆病害以根腐病、莖腐病和葉斑病等為主。大豆根腐病在吉林省發(fā)病率較高，主要由鐮刀菌、尖鐮刀菌、茄腐立克次體等病原真菌引起。這些病原菌在水分過剩的土壤環(huán)境中大量繁殖，通過侵染大豆的根部而引發(fā)病害。受害的大豆植株根系腐爛，根瘤數量減少，養(yǎng)分和水分吸收受阻，植株生長停滯，葉片發(fā)黃，最終導致早衰或死亡。大豆莖腐病主要由莖基腐霉菌引起，該病原菌在水濕條件下大量繁殖，通過傷口侵染大豆的莖基部。受害植株的莖基出現棕色至黑褐色腐斑，莖稈腐爛變軟，導致植株萎蔫倒伏，嚴重時整株死亡。吉林省夏季降水頻繁，大豆植株矮化、徒長，莖稈脆弱，極易感染莖腐病。大豆葉斑病在吉林省的發(fā)生率也較高，主要由褐斑病菌、球孢疫霉等病原真菌引起。這些病菌在水分過剩的條件下大量繁殖，通過葉面侵染引發(fā)病害。受害葉片出現褐色至黑色的斑點，斑點逐漸擴大，導致葉片枯萎脫落，嚴重影響了大豆的光合作用。連續(xù)陰雨天氣還會加劇葉斑病的傳播擴散，導致大面積發(fā)病[5]。

2 氣象災害對大豆危害的預防措施

2.1 選育耐熱、耐寒品種

吉林省是我國重要的大豆種植區(qū)，該地區(qū)氣候條件復雜，既有夏季高溫，又有早春和秋季的低溫冷害，熱害和冷害輪番發(fā)生，是制約吉林省大豆生產的兩大氣象災害。因此，選育和推廣耐熱、耐寒兼?zhèn)涞拇蠖蛊贩N，對提高大豆抗災保產能力至關重要。當前，吉林省農業(yè)科研部門應高度重視大豆的抗逆品種選育工作，利用常規(guī)育種與現代生物技術相結合的手段，選育出一批適應當地氣候條件、抗逆性強的大豆新品種。在耐高溫方面，相關人員需要通過篩選高溫脅迫下大豆種質資源的綜合性狀，鑒定出一批在高溫條件下能夠維持較高光合速率、較強根系活力、較高坐果率的耐熱種質材料，并以此為基礎開展雜交選育。這些品種能夠在吉林中部和西部平原區(qū)表現出良好的抗熱能力，在夏季高溫時能夠保持較高的花粉活性和坐果率，較好地抵御熱害風險。在抗低溫冷害方面，吉林省育種家應重點篩選出苗期耐低溫和秋季低溫下成熟性好的種質材料，利用傳統(tǒng)育種技術與分子標記輔助選擇相結合的手段，培育出一批苗期抗寒性和秋季耐冷性俱佳的大豆新品種，如“吉06-127”“吉育 81”等。這些品種苗期抗寒性強，出苗整齊，春季倒春寒來襲時表現出良好的抗寒性；秋季植株成熟快而整齊，抗早霜凍害能力強，大大降低了吉林北部和東部地區(qū)低溫冷害發(fā)生的概率。同時，吉林大豆育種工作者還應瞄準熱害與冷害的關鍵影響時期，選育出一批生育期“前緊后松”的大豆品種。這些品種春季出苗至開花結莢的生育速度偏快，夏季至初秋生育速度放緩，成熟期適中，能夠最大限度地避開春季倒春寒和盛夏高溫危害，并與當地秋季初霜時間錯開，實現苗期抗寒、花期耐熱、熟期避冷的“全程抗逆”。

2.2 合理調整種植時間

農業(yè)部門應根據氣象部門的預測預報信息，適當推遲大豆播種時間，將主栽品種的播期調整至5月中下旬，避開倒春寒高發(fā)期，可以顯著降低春季冷害對出苗期大豆的危害。與此同時，吉林省大豆生產還面臨7—8月盛夏高溫的脅迫。高溫會抑制大豆開花結莢，影響大豆花粉活性和坐果率。為了規(guī)避夏季高溫危害，吉林省農業(yè)部門應因地制宜地引導農民運用“早播早熟”的種植模式，利用5月上中旬氣溫回升的有利時機提前播種，并搭配成熟期較短的早熟品種，使得大豆提前進入開花結莢期，最大限度地避開7月中下旬至8月上旬的高溫高峰期，從而降低熱害風險，提高大豆單產。9—10月，吉林省秋季連陰雨頻繁，溫度驟降，大豆成熟期易受冷害和澇害。農業(yè)部門應根據大豆品種的熟期特性，合理安排大豆的種植時間，做到早熟品種早播、中熟品種適播、晚熟品種晚播，從而實現大豆成熟期與有利的氣象條件相匹配。同時，針對吉林省北部和東部山區(qū)早霜來臨的特點，引導當地農民適當縮短大豆生育后期，在確保大豆籽粒充分飽滿的基礎上，適當提前收獲，避免早霜凍害導致大豆減產。吉林省各地區(qū)的氣候特點存在顯著的差異，需要因地制宜地調整并精準施策。例如，吉林省西部地區(qū)海拔較高，晝夜溫差大，春季氣溫回升速度慢，適當推遲播種時間；而東部低山丘陵區(qū)緯度較高，秋季早霜風險大，則需要提前播種。農業(yè)部門應充分考慮不同區(qū)域的地形、氣候和土壤特點，因地制宜地制定大豆種植時間調整方案，并深入基層指導農民科學調整種植時間，提高區(qū)域內大豆種植時間調控的整體水平。

2.3 改善排水系統(tǒng)

吉林省農業(yè)、水利等部門應高度重視大豆田間排水系統(tǒng)的建設和改善，大力實施農田水利基本建設，因地制宜地開展大豆種植區(qū)的排澇治理工程。在吉林省中西部平原區(qū)，應大力推廣田間明溝、暗管、井灌等形式的排水設施，新建和疏浚一大批排水溝、排水渠，形成了“田—溝—渠—河”多級排水體系，可以顯著提高大豆種植區(qū)防澇排澇能力。同時，吉林省還應因地制宜地采取工程措施與生物措施相結合的方式，多措并舉推進大豆田間排水。在地勢低洼、易澇區(qū)，通過修筑圍堰、水閘等工程設施，加強田間蓄水和控水；在土壤黏重區(qū)，推廣深松整地、心土破碎等措施，打破犁底層，增強土壤的透水性；在地下水位高的區(qū)域，則通過建設明溝、暗管，降低地下水位，及時排除過剩水分。在生物措施方面，吉林省應積極推廣耐濕大豆品種和高壟種植模式。選育和示范一批在漬水條件下較高產量的抗?jié)炒蠖剐缕贩N，提高大豆對水澇逆境的耐受性；大力推廣大豆壟作種植技術，通過壟間溝與壟面種植相結合，既起到蓄水保墑、防止土壤板結的作用，又能夠快速排除過剩積水，從而在降雨頻繁年份有效改善大豆的田間排水條件。除了改善排水設施、調整種植模式，吉林省還應注重強化農田排水的精細化管理。通過安裝自動記水尺的測控設備，及時掌握田間漬水動態(tài)；充分利用氣象預警預報信息，對大豆生育后期的降雨趨勢進行滾動播報，及時啟動應急排澇預案；同時，組織農業(yè)技術人員深入田間，及時指導農民清溝理渠、開閘放水，確保大豆田間排水通暢。

2.4 建設防風林帶

加強吉林省大豆產區(qū)防風固沙工作，大力建設防風林帶，對于減輕大風危害，實現糧食穩(wěn)產、增產意義重大。吉林省大豆生產分布在松嫩平原和長白山地區(qū)兩大區(qū)域，不同區(qū)域風害的成因和危害特點存在顯著的差異。松嫩平原地區(qū)地勢平坦開闊，春季多大風天氣，極易引發(fā)風蝕和沙塵暴；而長白山地區(qū)坡度較大，山風大，這會導致大豆生長后期極易出現倒伏和莢果脫落的現象。針對不同區(qū)域風險的特點，吉林省分類施策，因地制宜地推進防風林體系建設。在松嫩平原腹地，通過營造大規(guī)模的農田防護林網，布設縱橫交錯的格狀林帶，減緩地表風速，阻截風沙，減輕風蝕危害。同時，發(fā)揮林帶的生態(tài)屏障功能，提高大豆田間小氣候調節(jié)能力，增強大豆抗寒、抗旱的能力。在防護林樹種選擇上，根據立地條件因地制宜，合理搭配楊樹、榆樹、柳樹等鄉(xiāng)土樹種，并通過補植改造，優(yōu)化林帶的多層次結構，增強整體防風效果。在長白山地區(qū)坡耕地集中區(qū)，吉林省應大力實施梯田化改造，在梯田界溝、梯面兩側營造大豆田間防風林，減輕山風對大豆的危害。同時，因地制宜地開展坡面植被恢復，通過造林種草適度覆蓋裸露山體，減少水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，為大豆生產創(chuàng)造良好的外部條件。在溝谷區(qū)還推廣經濟林—大豆復合種植模式，利用果樹、堅果樹建設立體防護林，取得了防風固沙和提高經濟效益的雙重效果。在具體實施中，吉林省應堅持政府主導、農民參與，將防風林建設作為農田基本建設的重要內容，納入高標準農田整治范疇，調動農民參與的積極性。同時，加強與林業(yè)、水利等部門的協作配合，統(tǒng)籌兼顧防風林建設與水土保持、生態(tài)修復等工作，形成多部門協同推進的合力，提高防風林建設的整體水平。建設防風林帶不僅在減災防災中具有重要作用，而且通過發(fā)揮林帶的生態(tài)功能，能夠有效改善吉林省大豆產區(qū)的田間小氣候。防風林帶通過阻擋寒風，減緩風速，減小晝夜溫差，從而延長大豆生育期，提高大豆產量。此外，林帶不僅可以截留降水，減少地表徑流，還可以涵養(yǎng)水源，增加土壤的貯水量，有效降低大豆面臨的干旱風險。

3 結束語

相關部門需要進一步加強氣象監(jiān)測和預測技術，提高對氣象災害的識別和應對的能力。同時，農業(yè)管理者和農民需要更加靈活地調整種植策略，選擇更耐旱、抗洪或適應極端氣候的大豆品種。通過全球合作，采取綜合性的預防措施，能夠更好地保護大豆產業(yè)，確保糧食供應的穩(wěn)定性，為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。

參考文獻

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