第八章 农业气象灾害及其防御

第八章农业气象灾害及其防御第一节低温害与热害第二节干旱第三节洪涝灾害与湿害第四节风害第五节其他灾害第一节低温害与热害一、低温害(一)寒潮(前面已讲过)(二)冷害冷害是主要气象灾害之一。如我国东北三省1969、1972、1976年因低温冷害，粮食减产均在50亿公斤以上。四川盆地早春低温冷害可使麦类作物空壳率比正常年份增加10—20％。1、冷害的概念是指温度在0℃以上，有时甚至是在接近20℃条件下对农作物产生的危害。这种温度之所以会危害农作物，是因为不同作物在其不同的生育阶段，生理上要求的适宜温度与能忍受的临界低温，大不相同。2、低温冷害的类型主要有以下四种类型。(1)延迟型冷害在作物营养生长期(有时也包括生殖生长期)的较长时间内遭受比较低的低温危害，影响了农作物正常的生理活动，使作物生育期延迟，不能在初霜到来之前成熟，而导致产量的降低，称为延迟型冷害。这种冷害在我国东北地区称为“哑吧灾”。(2)障碍型冷害在作物生殖生长时期内(主要是从颖花分化到抽穗开花期)遭受较短时间(一般仅几天)的异常低温，使生殖器官的生理活动遭到破坏，造成颖花不育、籽实空秕而减产。这种冷害在我国南方就是水稻的“寒露风”害。(3)混合型冷害延迟型冷害和障碍型冷害在同一生长季中相继出现或同时发生，使作物在生长发育初期和孕穗时期都遭受低温的危害，不仅造成不育，而且延迟了种子的成熟，导致严重减产.(4)稻瘟病型冷害在水稻生长期内因低温阴雨而发生稻瘟病的，称稻瘟病型冷害。3、抗御低温冷害的措施(1)选育耐低温、早熟品种如选用早熟晚稻品种，在9月下旬以前抽穗扬花，就可以躲过低温对花粉受精的影响。(2)调节播种期如适当提早播种插秧，由于播种期提前，减少了农耗热，结合增施农家肥，改善农田的热状况，即改善了农田小气候，这样便可促进农作物的正常成熟。(3)灌水根据天气预报，在低温来临之前，向农田灌水，可提高土壤温度和植株间的温度，改善农田小气候。据安徽资料，1976年采取灌水8—9厘米，2—3厘米深和湿润灌溉三种处理，得出灌深水的地面温度(水层下)比灌浅水的平均温度增高0．3℃，比湿润灌溉增温1．2℃，这一试验说明灌水的增温效应，并以灌适当的深水，增温效果较显著。(4)喷水和根外追肥在低温来临之前，喷水以及根外追肥，均可达到增温的目的。如广西南宁农业气象站，在低温来临前一星期，喷施磷肥加人尿，结实率提高13．5％。1、霜冻：指在一年中日平均气温高于0℃的温暖季节里，夜间土壤表面和植物表层的温度下降到足以引起植物遭受伤害、死亡的短时间低温冻害现象。(三)霜冻霜和霜冻的区别霜和霜冻是两个不同的概念，霜是由于夜间辐射冷却，使地面和贴近地面的气层温度降到露点温度以下(露点温度低于0℃)时，空气中水汽达到过饱和，直接在地面和地物表面凝华的白色冰晶。霜冻是指温暖时期(日平均气温在0℃以上)地面和植物表面的温度突然下降到足以使植物遭受冻害或死亡的天气现象。在发生霜冻时，可能有霜也可能没有霜。人们常将没有白色水汽凝结物的低温冻害称为黑霜。3、霜冻对植物的危害：是低温引起的冻害。①这是因为在低温下，细胞原生质透性增大，水分外溢，植物因大量失水而死亡。②同时低温还以破坏植物正常的新陈代谢，使植物体内产生毒素而受害。③当气温降到0℃以下时，植物体内细胞间隙中的水分冻结成冰晶，而冰晶继续吸取细胞中渗透出来的水分，并逐渐膨胀。从而使细胞因受冰晶的机械挤压，遭受到伤害。再加上原生质脱水，引起胶体凝固，使植物萎蔫，甚至死亡。④当霜冻形成之后，如果植物在阳光直接照射下，温度急剧上升，使细胞间隙中的冰晶迅速融化成水，这些水分还没有被植物的细胞吸收时，就被蒸腾掉了，这样植物体内细胞失去水分平衡，植株常因失水过多而死亡，这种霜冻对植物的危害最大。不同的植物或同一种植物在不同的发育期对低温的忍耐能力是不同的。如水稻、棉花、芝麻、花生、瓜类等，在0～-1℃之间的低温就会受害；而玉米、高梁、马铃薯等只能忍受-2～-3℃的霜冻。春季时，植物已萌芽，这时新叶和新梢刚生成，不耐低温。植物的营养器官比繁殖器官的抗寒性强。花蕾，尤其雌蕊抗寒力最弱，一般在0～-2℃都可以遭受冻害。在-3℃低温下便普遍受害。4.霜冻的种类霜冻的产生不仅与北方冷空气活动有关，而且受夜间地面辐射冷却程度的影响。霜冻按其成因可分为三类：(1)平流霜冻因温度低于0℃以下的北方冷空气入侵而引起的霜冻，称为平流霜冻。平流霜冻的特点是：一天中的任何时间都可出现，因冷空气侵袭的范围较大，而且持续时间较长,有时甚至接连几天都出现霜冻，所以造成霜害的区域较广，小气候的差异较小。(2)辐射霜冻在晴朗、无风或微风的夜晚，由于地面或植物表面温度下降到足以使植物受害的低温而形成的霜冻，称为辐射霜冻。它一般发生在夜晚和清晨，日出后终止。辐射霜冻的特点是：具有局部性，小气候的差异显著，它的强弱受地形、地势和土壤性质的影响较大。所以，辐射霜冻一般常出现在谷底、洼地、干松的土壤和枯枝叶层上面。(3)平流辐射霜冻由冷空气的入侵和夜间辐射冷却共同作用下形成的霜冻，称为平流辐射霜冻。入侵的冷空气温度在0℃以上，并不足以形成霜冻；但因夜间的辐射冷却，促使地面和贴近地面的气层温度降到0℃以下；形成霜冻。这种霜冻常出现在初秋和晚春，一个地区每年的初霜冻和终霜冻多属混合霜冻。春季正值植物发芽时期，秋季则作物将届成熟，这时出现的霜冻危害性最为严重。5.影响霜冻的主要因子霜冻的发生首先取决于天气条件，其次还与地方的自然地理环境有关，而尤以地形的影响最大。(1)天气条件当冷空气入侵后，地面为冷高压控制；天空无云或少云，无风或微风的天气条件下，有利于地面和接近地面气层的辐射冷却；有效辐射大，降温剧烈，形成较重的霜冻。(2)下垫面状况干燥疏松的土壤表面易形成霜冻。因在这种情况下，土壤的导热率和热容量小，升温和降温都很剧烈。反之，紧实的土壤霜冻要轻些。(3)地形的影响①洼地、盆地和谷地，霜冻要重些(见表17-1)，并且霜冻期也长些；这是因为冷空气易于聚积而不易宣泄的缘故。表17-1不同地形发生霜冻的危害程度②坡地霜冻危害情况，一般冷空气总是沿山坡下滑，山脚易堆积冷空气，所以山脚霜冻最重，山顶较轻；只有平流霜冻，山坡中部最轻（如图）。③不同坡向对霜冻的影响也不同，一般北坡霜冻重于南坡。因冬季北坡几乎没有太阳的直接辐射，地面的温度低，再加上北方冷空气侵袭时，北坡又首当其冲，使温度降低，易形成霜冻，故北坡霜冻重，南坡轻。④东坡及东南坡的霜冻危害比西坡及西南坡严重，因日出时，东坡、东南坡受阳光直接照射，温度回升快，植物体内细胞因蒸腾失去水分平衡，植株失水过多而受害甚至死亡，故受霜冻危害较重。6、初、终霜冻及霜期(1)早霜冻和初霜冻秋季发生的霜冻为早霜冻，秋季出现的第一次霜冻，称为初霜冻；(2)晚霜冻和终霜冻春季发生的霜冻为晚霜冻，春季出现的最后一次霜冻，称为终霜冻。初霜冻发生的越早，终霜冻出现越晚，对农作物的危害就越大。(3)霜期和无霜期霜期：从秋季的初霜开始到第二年春季的终霜止,这段时间称为霜期。无霜期：终霜到初霜之间的时期，称为无霜期。四川盆地霜期一般在12月到次年2—3月，甘孜、阿坝等川西高原地区，初霜在8—9月，终霜为5—6月。一般无霜期长对植物生长发育有利。7.霜冻防御措施预防霜冻的措施大致可以分为两类。一类是改进栽培管理技术，增强植物抗寒性。另一类是霜冻来临前夕，用直接加热或减少辐射冷却作用，提高植株附近地面层空气温度，防御霜害。(1)采用合理的栽培管理技术措施①因地制宜，合理配置作物品种。如在谷地和洼地霜冻较重的地方，选择耐寒性品种。在山坡中部和靠近水域的地方，霜害较轻，可种植抗寒能力较弱的品种。例如，华南地区为了避免霜冻的危害，多将橡胶树种植在避风向阳的中上坡。②改良品种，提高抗霜冻能力。③冬前增施磷钾肥，可增强植株健康度和抗寒力。④营造防护林。防护林可以减弱寒风的侵袭，提高田间温度，使霜不易生成。(2)防御霜冻的物理方法①熏烟法在霜冻出现前，先准备一些干草、树叶、谷秆堆成烟堆，大约一公尺一个，预计有霜之夜，当温度降到作物受害的临界值以上1—2℃时，点燃预先堆放于田间的烟堆，使形成稳定的烟幕.②灌水法灌水是一种预防霜冻的好方法。试验证明，一般在霜冻来临前1—2天灌水，地面平均温度可提高2—3℃，持续时间也可保持2—3夜，从而改善了农田小气候。熏烟防霜的原理：①烟幕可减小地面有效辐射，使地面降温速度减慢。②烟堆燃烧，放出热量，提高近地气层的温度，增温效果约1—3℃。③烟雾中亲水性微粒吸附大气中的水分，使水汽凝结放出潜热，缓和气温下降的幅度。近年来，利用燃烧化学烟雾剂，造成烟幕防霜，由于烟幕的浓度大，范围广，维持时间长，防霜冻的效果好。干热风是我国北方麦区的主要气象灾害之一。研究干热风害发生的规律和防御措施对北方小麦的增产有重要意义。(一)干热风的概念1、干热风：是高温、低湿及伴随一定风力而造成大量蒸发的一种灾害天气。二、热害（干热风）2、干热风对植物的危害：这种天气出现时，主要表现为大气干旱，而土壤中的水分含量并不缺少。因植物蒸腾作用强烈，植物损失水分过多，破坏了植物的水分平衡和光合作用，结果在短时间内给作物的生育和产量带来巨大的影响。3、干热风和干旱的差异：干旱发生时是由于长期无雨、土壤缺水，致使植物体内水分平衡和叶绿素逐渐破坏，植株枯黄而死。而干热风发生时，由于温、湿、风等气象要素的急剧变化，使植物蒸腾量很大，即使在土壤水分充足的条件下，也易发生植物水分失调，正常的生理活动受到抑制或遭到破坏，因而使植株受到危害甚至死亡。在干热风影响下，由于叶绿素来不及分解，植株表现青枯、灰绿或青灰等现象。干热风(高温、低湿、风)在整个昼夜都可发生，植物的水分支出在夜间几乎没有减弱。(二)干热风的类型干热风的标准：一般是日最高气温30℃，日最小相对湿度30％，风速3米／秒(或风力在三级以上)。据研究，我国的干热风主要有以下三种类型：1.高温低湿型特点是大气急剧增温变干，以大气干旱为主要特征。一般地面吹偏南风或偏西南风(有的地方吹偏东风)。对小麦危害的主要因子是高温和低湿，风加剧干、热的危害程度。这种天气是华北和黄淮地区干热风的主要类型。2.雨后枯熟型主要出现在小麦乳熟及蜡熟初期，若遇到雨后高温或雨后猛晴，日晒强烈，吹热风，常造成小麦青枯或枯熟。这种天气多发生在华北和西北地区。3.旱风型特点是空气湿度低、风速大，但气温不一定高于30℃，对小麦的危害主要是风和干旱。多发生在黄淮平原的苏北、皖北等地区。一、干旱的概念干旱是指在农业水平不高的情况下，植物对水分的需求量和从土壤中吸收的水量在一个相当长的时期内不相适应，而使农作物产量降低的天气现象。第二节干旱二、干旱的类型(一)按干旱的成因分类1、土壤干旱土壤干旱是由于长期无雨，土壤水分缺少，形成厚的干涸层，因而引起植株水分平衡破坏的现象。2、大气干旱大气干旱是由于高温低湿而引起植物水分平衡的破坏。这时，尽管土壤中具有一定的有效水分，但因植物蒸腾量很大，蒸腾所消耗的水量超过了根系吸收的水量，使植物发生凋萎。上节讲的干热风就是大气干旱的一种形式。(二)按干旱发生的季节分类1、春旱干旱发生在春季3-5月份，其特点是温度不高，相对湿度低，缺雨或少雨。我国黄河流域和淮河以北的地区最常发生，西北和长江上游也常出现。2、夏旱夏旱是7、8月份作物生育旺盛时期的干旱，其特点是太阳辐射强烈，温度高、湿度低，蒸发、蒸腾量大。夏季，当副热带高压向北推进时，长江流域常在它的控制下，形成连晴高温天气。四川西部常在5、6月初夏就发生干旱，称为夏旱；长江中下游包括四川东部地区在盛夏7、8月份，常有几天到十几天的连晴高温天气，而这时正是“三伏期”，故称伏旱。伏旱不但影响晚稻生长发育，而且也影响旱地作物的产量。农民常把伏旱称为“卡脖旱”。3、秋旱秋季，副高压向南撤退到华中地区时，出现秋高气爽天气，引起秋旱。在长江流域秋旱比春旱、夏旱更为经常，秋旱不但影响晚秋作物和夏播作物的生长发育和产量，而且也影响冬作物的播种。(三)按干旱发生的面积分类根据干旱发生的面积占本地区面积百分数的大小把干旱分为