干旱害

一、干旱的概念

干旱是指在当前的农业生产水平条件下,较长时段内因降水量比常年平均值特别偏少,影响农作物正常生长发育而造成损害的一种农业气象灾害。尤其在生长发育需水关键期,干旱往往给农作物带来严重危害。

水是农业的命脉。农业生产离不开水,农业用水的主要来源是大气降水。因为土壤蒸发和植物蒸腾不断消耗土壤中的水分,长时间无降水或降水显著偏少,会导致土壤水分入不敷出而逐渐变干。最先使浅根作物或需水多的作物发生萎蔫,旱情进一步发展,浅根作物严重受旱以至死亡,深根作物也发生萎蔫,进而枯死。随着灌溉农业的发展,水资源紧缺问题日益突出,特别是进入“国际减灾十年”的90年代,世界各国十分重视研究如何合理利用水资源以及由此而引发的种种问题。

干旱通常有两种含义:一是干旱气候,一是干旱灾害。干旱气候是指最大可能蒸发量比降水量大得多的一种气候现象,但它不一定会造成灾害,主要用于大范围的气候区划。而干旱灾害是指某一具体时段内的降水量比常年平均降水量显著偏少而对农业生产产生灾害。干旱气候与干旱灾害之间的关系是:干旱灾害的发生不仅在干旱、半干旱气候区有,在湿润、半湿润气候区也有。尤其是在干旱、半干旱气候区,由于降水量的年际变化特别大,降水显著偏少的年份较多,干旱灾害发生的频率较高;而在湿润、半湿润气候区则相反,干旱灾害发生的频率较小。

在农业气象上,研究作物受旱机制时,通常分为大气干旱、土壤干旱和生理干旱。大气干旱的特点是空气干燥、高温和太阳辐射强,有时伴有干风。在这种环境下植物蒸腾大大加强,使得植物体内水分失去平衡而受害;土壤干旱主要是土壤含水量少,水势低,作物根系不能吸收足够的水分,以补偿蒸腾的消耗,致使植物体内水分状况不良而受害;生理干旱是指由于土壤环境条件不良,使作物根系生命活动减弱,影响根系吸水,造成植株体内缺水而受害。

二、干旱的气候成因

干旱是季风反常的结果。对农业生产影响程度来说,主要是春旱和秋旱两种,夏旱和冬旱也有,但夏旱持续时间一般较短,范围也较小;冬季少雨是正常的气候现象,且冬种多为旱作,需水较少,也较耐旱。故下面主要讨论春旱和秋旱。

(一)春旱的成因

本省春季的降水主要是由冷暖气团交绥引起的,其天气系统表明为锋面系统。产生春旱的原因主要是冷暖气团未能在本省境内交锋。具体有以下几种情况:(1)由于冬季风在大陆过于强盛,使夏季风不能及时进入本省陆地,以致本省为冷气团控制,天气晴好,降水量少,本省的早春旱大都是这种原因造成的。(2)西北太平洋(含南海)副热带高压西伸北移较早,暖气团势力过强,而本省陆地冬季风势力弱,全省大部分地区受夏季风控制,这时虽有大量水汽进入本省陆地,但冷暖气团交锋处在广东以北,本省少雨或无雨,也易酿成春旱,本省晚春旱大都是此种原因造成的。(3)有时冷暖气团交锋处虽在本省境内,但因北方冷空气到达本省已成强弩之末,同时受到南岭山地阻挡,许多水汽已经在南岭以北凝结成雨降落,所以冷暖气流在本省交锋短暂,降水量也不多。由此可见,春季只有冷暖气团都相当强盛,而又在本省境内接触交锋不休时,才会有大量及较长时间的降水。此外,春旱与春季气温升高、蒸发量增大也有关系,有些背风山区,由于焚风效应,蒸发更强,也是造成春旱的一个原因。

(二)秋旱的成因

从气候角度而言,主要有两个原因:(1)热带气旋影响小。广东盛夏季节锋面雨几乎绝迹,地方雷阵雨又属局地性降水,所以夏秋降水的主要来源是热带气旋雨,有些年份影响广东的热带气旋特别少,大面积降水的机会就少,因而造成秋旱。有些年份,热带气旋侵入广东的路径偏西或偏东,也往往不会使全省普遍大量降水。如果热带气旋中心经粤西沿海登陆后西行,就会形成粤西有雨而粤东干旱,如果热带气旋中心在粤东海面北上,就会形成粤东有雨而粤西干旱。秋季热带气旋路径多是偏西经沿海登陆,对粤北山区影响小,故粤北常有“8月(农历)旱”的威胁。(2)西北太平洋副热带高压强盛。副热带高压是下沉性的,气流下沉,气温升高,水汽会大量蒸发消耗,所以往往是万里无云,烈日当空,天气特别干热,这个高压系统在秋季是自北向南移动的,常在广东境内摆动,有些年份由于副热带高压强盛,本省各地出现大范围的持续多日晴热天气,以致干旱。

三、干旱害的标准及其总的特点

研究干旱的首要问题是对干旱指标的确定,指标恰当与否直接影响对干旱强度、范围、持续时间等的正确评估。干旱是多方面原因综合影响的结果,其中大气环流异常、副热带高压长期控制一个地区是造成干旱害的气象原因。地形、地貌对干旱害的形成也具有重要作用。夏季暖湿气流受山脉的影响,可使山脉背风面降水量显著偏少,容易出现干旱害。土壤植被状况、水利设施与干旱害的发生也有密切关系,土层深厚、质地较细的土壤,保水、蓄水能力较强,旱害较轻;砂质土和瘠薄土壤容易出现旱象。植物多的地方旱害较轻,反之,则较重。人类活动对旱害的发生也有一定的影响。如毁林开荒,造成农业生态恶化,能使偏旱年出现几率增大,等等。因此确定干旱指标是一个复杂的问题。从理论上讲,从农田水分平衡原理出发进行旱涝评估最为理想,但资料不容易获得,实际操作中有一定困难。这里着重根据广东省干旱规律以及农业上的需求特点,采用“无透雨时段”来分析本省的干旱特征。

(一)干旱害的标准

两场“透雨”之间的日数就是“无透雨时段”。所谓“透雨”是指一场雨(一日或连续几日)累积降水量能够基本满足作物的需水要求,其量值随地区、季节、下垫面、作物种类及其生长发育期等因素不同而变化。根据多年实践经验,广东省冬、春季由于气温较低蒸发较小,采用大于20毫米作为“透雨”;夏、秋季由于气温较高蒸发较大,采用大于40毫米作为“透雨”。这里采用干旱害的季节划分标准为:春旱2~5月;夏旱6~7月;秋旱8~10月;冬旱11~1月。

为方便分析,我们根据“无透雨时段”天数将任意干旱过程分为无、轻、中、重4个等级;根据“无透雨时段”起始、结束时间所处季节,将干旱分为16个类型。

(二)广东干旱害的特点

本省地处低纬,属热带和亚热带季风气候区,总的来看降水量比较充沛,大部分地区年雨量都在1500毫米以上,是我国的多雨地区之一。但由于本省降水时空分布不均,季节之间、地区之间差异很大,降水变率大,加上太阳辐射强,气温高,蒸发和作物蒸腾量较大,作物生长期较长,需水量较多等,干旱仍然时有发生。从季节气候看,由于广东冬半年主要为来自西伯利亚的寒冷干燥气团控制,海洋气团影响小,气候干燥,每年10月至次年3月雨量只占全年雨量的20%~30%,高温强日照使蒸发量超过降雨量,入不敷出,形成季节性的春(冬春连)旱、秋旱。建国后,广东省全省有四分之一耕地(55万公顷以上)经常受旱,季节性春旱严重的粤西沿海11~5月蒸发量超过雨量的1倍以上,徐闻蒸发量超过雨量的2倍以上,1月份的雨量只有同期蒸发量的九分之一。粤北受热带气旋影响小,9月开始雨量陡减,9~11月雨量仅为蒸发量的二分之一,12~2月比例继续减少,常发生秋冬连旱,甚至夏秋冬连旱现象。秋旱是粤北丘陵山区发展农业生产的重要自然灾害。

本省干旱灾害特点是:持续时间长,影响范围广,春旱、秋旱最多。

春旱主要发生于中南部及其以南地区。若冷、暖气团交锋的锋面远离本省,或冷空气太强而一扫而过,都会导致本省春水短缺而发生春旱。粤西南沿海,尤其是雷州半岛,由于春季冷锋不容易到达,同时常受副热带高压影响,春季日照较强,气温较高,蒸发量大,成为春旱多发地区,年平均春旱次数达70%以上。

秋旱主要发生于北部内陆地区。秋季降水主要来源于热带气旋,若热带气旋登陆次数偏少,全省又处于副热带高压强盛控制下,内陆地区甚至全省就会出现秋旱。

目前广东干旱主要分布在韶关、清远、河源、梅州、茂名等市的山区县和历史性干旱的雷州半岛。由1950~1990年41年共计受旱面积1959万公顷,平均每年受旱面积47.8万公顷,其中年受旱面积达80万公顷以上的有:1955年103万公顷;1956年84.1万公顷;1963年123.5万公顷;1977年153.4万公顷,1980年95.9万公顷;1984年81.4万公顷;1986年119.6万公顷;1987年87.7万公顷;1988年129.0万公顷;1989年97.8万公顷;1990年98.4万公顷;1991年超过200万公顷。

从全省范围看,春旱、秋旱每年都有发生,仅是波及范围大小和旱情轻重程度不同而已。据资料统计,建国以来冬春连旱较严重的年份有1984~1955年、1962~1963年、1976~1977年、1981~1982年等。其中以1962~1963年最为严重。该年春旱受旱面积达123.5万公顷,占当年春播面积的46%,有20万公顷水稻插不下秧,插下的旱死8.35万公顷,造成早稻减产4亿公斤,加上春作物,减产粮食价值达15亿元。

建国以来,较严重的秋旱年有1955年、1966年、1971年、1986年、1989年、1991和1992年,严重的干旱带来极大的危害,据统计,受旱面积66.67万公顷以上的有6年,133.3万公顷的有1年,损失粮食5万吨以上的有5年,25万吨以上的有4年。

四、干旱对农业生产的影响和危害

干旱害对农业生产的影响和危害程度与其发生季节、时间长短以及作物所处的生育期有关。2~4月是早稻播种、插秧以及旱地作物种植的繁忙季节。此时,农业用水明显增多,如水分不足就会影响春季农业生产。春旱往往造成早稻缺水耕田,不能适时播种、插秧,使春种作物缺苗断垄,影响春收作物后期的正常生长,延迟果树的发芽时间和降低发育势等。夏旱影响夏种作物的出苗和生长,影响早稻和春玉米正常灌浆及晚稻的移栽成活。秋旱会影响晚稻和其它秋收作物的生长发育和产量形成。冬旱影响冬种作物播种、出苗及其生长发育。干旱轻者影响农作物正常生长发育,重者导致作物死亡,使农作物减产或失收。

干旱对作物生理活动将会产生系列影响,首先当植株吸收水分不足时,作物净光合强度下降,甚至停止;干旱破坏了光合生理机能正常活动,使CO2同化量减少;干旱时,气孔保卫细胞水势降低,使气孔关闭,阻碍了CO2的扩散及其透过性。其次,干旱使作物绿色叶片的光合能力降低,干物质积累少,供给器官生长的营养物质不足,因而生长慢,这是水对生长的间接影响。干旱影响作物植株呼吸作用正常进行,当植株严重缺水时,呼吸释放的能量,以热的形式散失掉,影响了代谢过程。干旱可削弱作物的蛋白质合成过程,增强其分解过程,影响脯氨酸的形成及氮素来源。干旱对细胞的分裂和细胞体积的增长有明显的抑制,从而影响作物正常的生长发育使产量降低。

1、干旱对水稻生长发育的影响和危害

水稻是沼泽植物,抗旱能力很弱,广东一些水利设施较差的望天田常因旱害而导致水稻减产。受干旱危害的水稻,生育期明显延长。据报导,中籼稻从拔节到灌浆连续受旱,生育期比未受旱的延长14~18天。同时,抽穗很不整齐,从始穗到齐穗比未受旱的可延长5~6天,且多白穗。受旱害的植株矮小,分蘖极少,往往发生不正常的地上分枝。孕穗至抽穗期间受旱害会导致抽穗不良,稻穗不能全部抽出剑叶鞘,开花授粉不正常,秕谷大增。有的颖花雌、雄蕊不发育,成为“白稃”。

(一)干旱害的影响机制

据研究,当土壤含水量降到田间持水量的60%以下时,水稻的生长发育就要受到影响,产量降低;再降到40%以下时,叶尖吐水停止,生长发育受到严重影响,产量剧减;田间持水在30%时,稻叶开始凋萎;再降至20%时,则1天内稻叶即卷缩成针状,并从叶尖开始干枯。

土壤水分缺乏,水稻根系吸收的水分减少,当植株蒸腾所消耗的水分超过根系所吸收的水分时,就会造成水分亏缺,在一定限度内,植株可通过调节气孔运动来减弱蒸腾作用,但持续时间过长,则会使水稻体内严重缺水,导致一些生理过程破坏,而受到伤害。

(二)各生育期的耐旱能力

水稻不同生育阶段,干旱造成的损失是不一样的,生殖生长期受旱影响最大,移栽期次之。分蘖期干旱,生长受到抑制,甚至一部分叶片受旱枯死,但只要干旱持续时间不太长,一旦有了水,仍能很快恢复生长,对产量影响较小。在生殖生长期,干旱造成的危害是无法消除的,故损失较大。在这时期中,对干旱最敏感的是孕穗期,更精确地说是在花粉母细胞减数分裂期到花粉形成期。这个时期由于配子体的发育,新陈代谢旺盛,叶面积大,光合作用强,蒸发量大,是水稻一生中需水的临界期。这时受旱就会严重影响光合作用和对矿质养分的吸收,影响有机质的合成和转运,引起大量颖花形态败育和生理败育,形态败育减少了总颖花数,生理败育使花粉粒发育不健全、畸形、抽穗后不能受精而使稻粒成为空粒。因此,群众有“禾怕胎里旱”的说法。抽穗开花期发生干旱,会影响抽穗,造成包颈,或抽出的穗不舒展,开花不顺利,花粉生活力下降,甚至干枯死亡,或不能正常进行授粉,致使结实率降低,空壳率增加。开花到成熟期干旱,主要破坏了有机物质向穗部的运输,使叶片的光合作用产物和叶鞘、茎秆中的贮藏物质向穗部运输困难,有些谷粒过早地停止灌浆而成瘪粒。干旱使根系吸收水分和养分的数量大为减少,矿物营养的运输无法正常进行,同时功能叶寿命缩短,过早枯黄,造成粒重降低,产量下降。

水稻的不同生态型对干旱的忍耐能力差异显著。种植在深水的浮水稻生态型和深水稻生态型很不抗旱;浅水稻抗早能力比上述两种稍强;陆稻生态型的抗旱力最强,因此在缺乏灌溉条件的地方,栽种水稻常有干旱危害,改种陆稻,受旱将大为减轻。

2、干旱害对玉米生长发育的影响和危害

在玉米生长发育过程中,由于持续少雨或无雨,会造成空气干燥和土壤缺水现象。当玉米的耗水量大于吸水量时,植株体内便发生水分亏缺。过度的水分亏缺会使植株不能正常生长发育,甚至枯死等现象。

干旱害对玉米生长发育的影响有以下几方面:

(一)干旱对光合作用的影响

光合强度的高低与叶片水势的关系非常密切。据Boyer,J.S.(1970年)等研究,当叶片水势(注:叶片水势由两个主要部分组成:(1)渗透势:来源于细胞溶解的溶质;(2)膨压势:来源于细胞壁对细胞施加的压力,以压力单位表示)低于-0.3Mpa(Mpa为压力单位,兆帕或兆牛顿/米2,下同)时,玉米的净光合强度开始降低;当叶片水势低于-1.2Mpa时,净光合强度降低50%左右。玉米开花授粉后发生干旱,叶片水势为-2.0Mpa时,净光合作用基本停止。

干旱后,玉米叶片的叶绿蛋白降解,叶绿素受到破坏,含量降低,减少了对光能的吸收。同时,叶绿蛋白降解后,抑制了同化CO2的原动力,促使光合强度降低。干旱时,叶片气孔保卫细胞水势降低,膨压下降,使气孔关闭,阻碍了CO2的扩散,长期干旱还能使叶片角质层增厚,减弱CO2的透性。这是干旱促使净光合降低的另一个重要原因。

水分亏缺,不仅使光合能力降低,而且光合产物的运输亦受到阻碍。据有关研究报道,玉米抽雄后不久,减少土壤中的水分,使植株的叶片水势降至-1.8~1.2Mpa,并一直保持到籽粒成熟。在这样的条件下,净光合实际处于停顿伏态,但籽粒产量仍然达到对照的47%~69%。表明在籽粒灌浆过程中,受旱植株动用体内更多贮藏性有机物质,进行重新分配,运往籽粒。

(二)干旱对呼吸作用的影响

据Boyer,J.S.(1970年)研究,叶片水势低于-0.3Mpa,呼吸强度迅速上升达-0.7Mpa以后,随含水量的减少,呼吸强度又下降,叶片水势下降至-1.6Mpa以后,含水量继续减少,呼吸强度则不再继续降低,而保持低而稳定状态。另据报道,当植株严重缺水时,植株呼吸释放的能量以热的形式散失掉,影响了各种代谢和生长发育。若干旱时又遇高温,危害更严重。

(三)干旱对氮素代谢的影响

干旱削弱了蛋白质的合成过程,加强了其分解过程,因此,受旱后蛋白质含量减少,叶绿体受到破坏,植株生长缓慢,甚至死亡。

(四)干旱对植株生长发育的影响

水分亏缺对细胞的分裂和扩大都有显著的抑制作用,特别对细胞体积的增长抑制作用更大。据有关研究指出,叶片水势-0.4Mpa时,叶片伸长受到明显抑制;接近-0.8Mpa时,叶片基本停止伸长。同时,缺水还能引起器官间水分重新分配,幼嫩部分从老叶中夺取水分,促使老叶早衰。因此,干旱时叶面积小,光合势降低,株矮,产量低。拔节前后干旱,对营养生长影响较大。中后期干旱,主要影响生殖器官的生长。胚囊发育期遇干旱,则胚囊发育不全,雌花不育数增加。抽雄前干旱,分化小花数减少。抽穗前和抽穗后都干旱,败育小花数增加,结实率降低。抽穗后发生干旱能破坏雌、雄穗发育的同步化,在中度缺水(叶片尚未萎蔫)和严重缺水(叶片萎蔫)时,从抽雄到吐丝的时间比正常供水时延长3~4天,造成花期不遇。这主要是受旱植株的花丝伸长速度受到了抑制。乳熟期至腊熟期缺水,千粒重降低。

玉米自大喇叭期至开花阶段为需水临界期,此期缺水遇旱,人们称它为“卡脖旱”。“卡脖旱”将导致雄穗抽出迟缓或抽出的雄穗干枯死亡,导致花粉量大大减少和雌雄不调,从而严重减产或绝收。

3、干旱对甘蔗生长发育的影响和危害

由于降水季节分配不均和年际变化大等原因,广东一年四季都可能出现甘蔗旱害,不同时期的干旱,对甘蔗生长发育的影响是不同的。

(一)春旱

春季是春蔗下种及幼苗生长期和秋冬植蔗的分蘖和伸长期。这时干旱,对高旱地区就会影响春植甘蔗下种及蔗芽萌发,出苗以后幼苗得不到必要的水分,蔗株亦会死亡,从而造成缺苗;处于分蘖和伸长期的秋冬植甘蔗就会影响甘蔗的分蘖数和减缓伸长速度。但春旱主要威胁本省高旱地区的甘蔗而对本省围田地区的甘蔗反而有利,由于围田地区地势较低,土壤水分比较充足,而春旱带来温高光足,起到促进甘蔗分蘖和幼苗生长的作用,对甘蔗高产有利。

(二)夏旱

夏季甘蔗处于大伸长期,是甘蔗需水最多时期,故这段时间干旱,就会降低甘蔗的光合作用强度,呼吸作用加强。因此,夏季干旱将严重影响甘蔗伸长,从而明显降低产量。据广东顺德糖厂调查,7~9月,降水天数超过45天,分布均匀,每月降水量超过200毫米,这样的降水条件完全可以满足甘蔗生长的需要,甘蔗工业亩产超过4吨;如降水天数小于45天,每月降水量小于150毫米,降水条件就显得不足,甘蔗生长缓慢,株高较矮,甘蔗工业亩产平均3.5吨左右。据广东、广西有关甘蔗耗水量试验,甘蔗伸长期平均每天耗水量为4~5毫米,即每月耗水150毫米左右,由于降水有效性不可能达到100%,因此平均每月降水量应不小于200毫米。

(三)秋旱

秋季为上年秋冬植蔗和当年春植蔗的成熟期和秋植蔗下种、萌发及幼苗生长分蘖期。因此,秋旱对秋植蔗下种、萌芽分蘖、伸长均有不利的影响,而对处于成熟期的甘蔗,一般轻度秋旱却是有利的。但降水量过少,亦不利于甘蔗生长发育和产量形成,据广东顺德糖厂调查,如果10~11月每月降水日数小于5天,每月雨量小于40毫米,就对甘蔗生育产生不利影响,使甘蔗生长缓慢,茎长变短,因而产量降低。一般在出现秋旱的年份,每月日照时数超过200小时,日夜温差在8℃以上,这种天气条件有利于甘蔗成熟和蔗糖累积,含糖分高,所以秋旱对甘蔗既有不利的一面,也有有利的一面。

(四)冬旱

冬季是广东秋植蔗分蘖或伸长处于停顿状态时期,其抗旱能力也大为加强,加上冬季温度低,甘蔗生长缓慢,故此时干旱对秋植蔗影响不大,相反,此时的干旱能起到蹲苗作用。但对正在下种萌芽的冬植蔗影响很大,主要影响蔗根蔗芽萌发,由于土壤湿度过小,会使蔗茎干枯死亡和死茎缺苗。据调研,下种后半个月需要20~30毫米的雨量,才有利于蔗芽萌发。

关于甘蔗干旱的农业气象指标,除了上述谈及降雨量多少可供参考外,据蔗区栽培实践,甘蔗不同生育期需要进行灌溉的土壤湿度,以占田间持水量大小表示如下:下种前后,在土壤耕作层内土壤水分含量低于占田间持水量的50%时,应于下种后灌水一次;萌芽期在20~30厘米土层内,分蘖期则在30~40厘米土层内,土壤水分低于占田间持水量50%;伸长期在50~70厘米土层内,土壤水分低于田间持水量60%;成熟期在50~60厘米深的土层内,土壤水分低于田间持水量50%时,都应及时灌水。

4、干旱对花生生长发育的影响和危害

影响广东花生生长发育的干旱,主要是春旱和秋旱,尤其是秋旱影响较大。春旱主要影响粤西南地区,特别是雷州半岛旱地花生下种及幼苗生长,在特别干旱的年份,种子出苗后幼根得不到必要的水分,幼苗亦会枯死,从而造成缺苗,个别年份春花生结荚期也会受干旱威胁。但是,粤中、粤北地区春旱问题不突出,故对花生生长发育影响不大。

秋旱对粤中、粤北秋植花生的影响和危害较大。秋季是本省秋植花生荚果发育及成熟期,荚果发育期是花生需水最多时期,成熟期需水量虽然相对减少,但仍需一定的水量,而粤中、粤北地区从9月开始雨量明显减少,以后逐月继续减少,常出现秋旱现象,由于秋旱影响花生正常结荚和成熟,因而影响产量。

花生各生育期缺水,均会抑制植株生长。干旱对花生的光合作用,呼吸作用,氮素代谢及生长发育和产量形成都有明显影响。以结荚期缺水对产量影响最大,并会降低种子质量。花生开花后,受旱的外部表现,在中午前后如花生出现反叶现象,即需及时灌水。

据调研,在花生结荚期连旱8~10天以上,对花生结荚期即有明显的影响,当土壤水分低于田间持水量的50%时,在中午前后花生植株顶部叶片就会出现“反白”(凋萎)或闭合现象;大致以5厘米土深的土壤湿度小于15%时即开始凋萎。据湛江地区农科所调查(1974年),处于结荚期的春花生,5月18日开始无雨,至5月24日花生就开始出现干旱现象,说明在高温情况下,连续7~8天无雨就可能造成干旱现象。又如湛江地区(1965年)对处于结荚期的花生进行了灌溉与不灌溉对比试验。

无论坡地或水田花生,在连旱13天以上灌溉的比不灌溉的,无论株高、荚果数、果针数、荚果重均有明显效果。据试验,在干旱情况下,每灌水一次,可保持10~12天。

5、干旱对果树生长发育的影响和危害。

由于果树需水量大,又多种植在山区坡地上,迳流较多,所以干旱仍然是发展果品生产中的一种自然灾害。

果树遇干旱时生理活动会发生一系列变化,由于长时间无雨或少雨,果树吸收的水分不敷蒸腾支出,体内水分收支失去平衡,发生水分亏缺。开始出现轻度的缺水,使气孔部分关闭,光合作用减弱,细胞的伸长受到限制,细胞壁的组成物质和蛋白质的合成都减少,致使茎和叶片的生长速率降低。随着水分的减少,水分亏缺更多,植株受到的旱害加重,气孔关闭的时间延长,光合作用显著减弱,而呼吸作用反而加强,消耗很多有机物质,细胞分裂减慢,有些酶的活性降低,生长大大减慢,叶片开始下垂。水分进一步减少,旱害随着加重,木质部水柱可能发生断裂而出现气泡,堵塞运输管道,加大水流的阻力,有机物质的运转受阻,某些水解酶的活性提高,使贮藏物质转向分解,乙烯的产生量增加,导致叶片脱落。水分继续减少,果树将受严重旱害,枝条逐渐枯干,并扩大到主干,最后全株死亡。

干旱还会引起果树生理性病害,柿、梅、李、枇杷的果实发生灼黑斑病,葡萄产生烂心病,石榴、密柑产生裂纹病和日斑病。干旱会使果实出现开裂、凹入、变色、变味、硬化、缝隙等现象。

不同种的果树抗旱力有差异。一般来说,根系发达、根深、叶片多茸毛、角质化程度高或腊质层厚的抗旱力强。同一品种,用的砧木不同,抗旱力也不同。如柑桔,用枳壳做砧木的抗旱力强,用甜橙做砧木的抗旱力弱。

果树不同生育期的抗旱性有显著差异。通常在开花、结果期对缺水比较敏感。开花前遇旱,常常引起花蕾脱落。如甜橙,在春季遇旱后,花芽和叶片会大量脱落。柑桔类的幼果脱落也与干旱有关。脐橙在座果期发生干旱会大量落果。不过有些果树遇旱后反而引起开花增多,如咖啡要经过一段适度的干旱诱发才能开花;荔枝在土壤水分充分时只有50%的枝条开花,土壤干旱可使75%~95%的枝条开花。果实发育阶段,土壤干旱使果实的增大减慢,严重干旱时白天果实体积缩小,夜间重新增大,恢复到原来的大小。果实成熟阶段,干旱使有的果实正常成熟,有的则延迟成熟。桃在成熟阶段遇严重干旱,水分、矿质和碳水化合物不能顺利进入果实,从而推迟成熟。

五、干旱害的防御对策

目前广东水利设施尚未过关,全省还有30多万公顷耕地没有水利设施。在现有水利设施中,还有相当一部分是抗旱能力低的小型工程,在有效灌溉面积中,保证旱期能灌溉的只占86%,还有14%,即28.4万公顷是不保证的。有的水利工程失修失管老化,实际灌溉面积下降,旱坡耕地一般比较分散,地形地貌上的差异也较大。故广东经常发生不同程度的春旱和秋旱。因此,必须加强对干旱害的防御,及时采取相应对策,减轻干旱害对农业生产的影响。

1、兴修水利,搞好农业基本建设

加强农田基本建设,进行综合治理,建设旱涝保收的基本农田。在广大平原和沿江、沿海地区,可修建引水灌溉工程,也可建机电排灌站网。在山区和丘陵区宜修水库、塘坝,把雨季的降水贮蓄起来,供少雨季节使用。要根据当地水源的实际情况,制定发展水利的科学规划,有步骤地加以实施,才能发挥更大的抗旱作用。广开水源,扩大农田灌溉面积是防御干旱的根本措施。

平整土地是减小迳流、控制水土流失、增加土壤蓄水量的有效办法。山坡地修成水平梯田后,大大减慢了迳流速度,增加雨水渗入土壤时间,水土流失减少。河道平原区要修好灌水渠道,改良土壤结构以提高农田蓄水、保肥、保水能力。

2、造林种草,涵养水源,改善小气候

为了从根本上解决旱涝灾害,要造林种草、涵养水源、改善小气候,保护生态环境。造林种草,起保护农田和提供饲料的作用。群众说:“山上长满树,像个大水库,雨多它能吞,雨少它能吐。治山治水不种树,有土有水保不住。”树林能够提高空气湿度,据有关研究报道,森林上空比农田上空的空气湿度高10%,林区年降水量可增长5%~20%,甚至30%,炎热季节气温比无林地偏低0.7℃~2.3℃,在树高的20~25倍范围内平均风速降低46%~60%,提高土壤湿度1%~4%,所以能显著减轻林区的旱灾危害。

三、合理布局,抗旱栽培

根据干旱害的发生规律,因地制宜实行作物合理布局;选种抗旱作物和耐旱品种;调整作物播期,趋利避害,躲过干旱威胁;在干旱发生时选用相应的抗旱栽培措施。

3、节水灌溉,提高水的利用率

节水灌溉包括两个方面:

一是根据农作物生长发育各阶段的耗水规律和本地的降水、蒸发等气候特点,以及土壤水分状况,制定一套合理的灌溉制度,做到既满足作物需水,又不浪费水资源。

二是采用先进的喷灌、滴灌、地下水灌溉等节水灌溉技术。在水源不富裕的地区还可集中灌水,即在农作物生长发育的需水临界期或关键时期集中灌水,使少量的水用在刀刃上,提高水分利用率。

4、耕作保墒

根据土壤水分一年四季的变化规律,采取各种农田耕作措施,保持土壤水分,增加土壤蓄水能力。主要措施有:深耕保水,中耕保水以及变浅耕为深耕,变浅种为深种,变浅锄为深锄,深松耕作等抗旱耕作方式,目的是切断土壤毛细管,抑制土壤水分蒸发,起保墒作用。

5、覆盖抑制农田蒸发可用地膜覆盖或其它作物残留物覆盖农田土壤,抑制土壤蒸发。还可利用某些化学物质,铺洒于农田土壤表面,形成一层薄膜覆盖层、泡末覆盖层或粉末覆盖层,抑制土壤蒸发。

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