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【关键词】园林植物;生长;极端温度;灾害;防御
1.寒潮
(1)寒潮的危害。寒潮是指大规模冷空气(在气压场上为冷高压)由亚洲大陆西部或西北部侵袭中国时所经过的地区出现剧烈降温、大风、霜冻、雨雪等灾害性天气的过程。北方冷空气入侵造成24小时内降温10℃,并且过程最低气温达5℃以下。寒潮天气急剧降温会使植物遭受严重冻害。尤其是晚春时节,天气逐渐转暖,万物苏醒,植物开始萌芽、生长,一旦有强大的寒潮暴发南下,常使幼嫩的植物遭受霜冻危害。另外,春季寒潮引起的大风,常给北方带来风沙天气,中国南方,寒潮天气除降温外,还有降水,尤其是在华南的地区,常有大范围较大阴雨天气。
(2)寒潮的防御。寒潮到来之前,可采用加覆盖物、设风障、搭拱棚等方法保护育苗地,对越冬园林植物选择优良品种,提高抗冻能力;加强冬前管理,如采取增施磷钾肥、镇压等措施:提高植株抗冻能力;改善小气候生态条件,如苗圃地越冬期间可采用冬灌、镇压、覆粪或覆土等措施,改善小气候生态环境,达到防御寒潮的目的。
2.霜冻
(1)霜冻的危害。霜冻是在平均温度0℃以上的温暖季节里。霜冻对园林植物的危害,主要是使植物组织细胞中的水分结冰,导致生理干旱,而使其受到损伤或死亡,给园林生产造成巨大损失。遭受霜冻后,植物不一定都会被冻死,当霜冻不严重时,温度回升后,可通过缓慢的解冻而恢复生命力,但如霜冻后太阳辐射强烈,气温急剧上升,会使细胞间的冰晶迅速融化成水,而这些水分在还未被细胞逐渐吸收前就大量蒸发,这样就会造成植物枯萎,甚至引起死亡。因此,霜冻强度越大,降温后天气越晴朗、气温回升越急剧,对植物危害越大,越容易造成植株死亡。
(2)霜冻的防御。
1)生产技术措施。①合理安排播种期和移栽期,对不同品种的苗木合理布局。如采取霜前播种,霜后出苗等技术措施,尽量避开霜冻的危害。②选择合适的地段,适地适树。如三面环山、开口朝南的地形,在山坡中部和靠近水边的地方,霜害较轻,可种植抗寒能力较弱的苗木,从南方引种到北方的苗木,尽量栽植在山坡中段,避开霜冻危害,以提高引种的成功率;南坡或北面有挡风的障碍物等地形,可以种植抗寒能力弱的树种。③混合施肥。特别是在冬前增施磷钾肥,可以提高园林植物的抗寒能力。④培育抗寒性能强的植物品种,这是最根本的提高植物抗霜冻能力的方法。
2)物理抗霜措施。①熏烟法。是用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、废机油、赤磷或其他尘烟物质,在霜冻来临前半小时或1小时点燃。这些烟雾能够阻挡地面热量的散失,它的增温效应在于燃烧烟堆形成烟雾,可以阻挡地面辐射,增加大气逆辐射,使地面有效辐射减弱,地面温度不致降得很低;同时形成烟雾时会因燃烧而产牛大量热量,使近地面的空气温度升高;烟雾里有许多吸湿性烟粒,可以充当凝结核,吸收空气中的水汽,促进水汽凝结,并放出大量潜热,也能提高近地面空气温度。据试验,一般熏烟能提高温度1℃~2℃左右。但这种方法要具备一定的天气条件:只适用于无风或微风的天气情况,风太大时熏烟效果很差,且成本较高,污染大气,不适应于普遍推广,只适用于短时霜冻的防止和在名贵林木及其苗圃上使用。②灌溉法。在霜冻来临前的l~2d灌水,通常灌水后可使温度升高2℃~3℃,持续时间为2~3d。至于小面积的园林植物还可以采用喷水法,其方法是在霜冻来临前1小时,利用喷灌设备对植物不断喷水。③覆盖法。将塑料薄膜、芦苇、秸秆、草木灰、稻草、土杂肥等覆盖物覆盖在植物表面,以减少地面辐射,同时使被保护植物与外界隔离,温度降低较少,即可达到防御霜冻的目的。对于经济价值高的树木可用稻草包裹树干,根部堆草或培土10cm~15cm也可防御霜冻。有些矮秆苗木植物,还可用土埋的办法,使其不致遭到冻害。④施肥法。在寒潮来临前早施有机肥,特别是用半腐熟的有机肥做基肥,可改善土壤结构,增强其吸热保暖的性能。也可利用半腐熟的有机肥在继续腐熟的过程中散发出热量,提高土温。入冬后可用暖性肥料壅培林木植物,有明显的防冻效果。暖性肥料常用的有厩肥、堆肥和草木灰等。这种方法简单易行,但要掌握好本地的气候规律,应在霜冻来临前3~4天施用。入冬后,可用石灰水将树木、果树的树干刷白,以减少散热。⑤直接加热法。用加热器直接加热空气以升高温度,多用于苗圃防霜冻。通常采用煤油、天然气等燃料,也可用红外线加热器来加热提高温度,达到防御霜冻的目的。
3.冻害
3.1冻害的危害
(1)细胞间隙结冰伤害:当环境温度缓慢降低,使植物组织内温度降到冰点以下,细胞间隙的水开始结冰,即胞间结冰。胞间结冰不一定使植物死亡,大多数植物胞间结冰后经缓慢解冻仍能恢复正常生长。
(2)细胞内结冰伤害:当环境温度骤然降低时,不仅细胞间隙结冰,细胞内也会同时结冰。细胞内冰晶体积小,数量多,它们的形成会对生物膜、细胞器和基质结构造成不可逆的机械伤害。原生质结构的破坏必然导致代谢紊乱和细胞死亡。
3.2冻害的防御
(1)根据当地温度条件,选用抗寒品种,并确定不同作物的种植北界和海拔上限。
(2)栽培措施:越冬作物播种适时、播种深度适宜、北界附近实施沟播和适时浇灌冻水,果树夏季适时摘心、秋季控制灌水、冬前修剪等。
(3)农业技术措施:在一定程度上也能提高植物抗寒性,如培育壮苗、增施磷钾肥、浇冻水、地面覆盖等。
(4)用植物生长调节剂处理植物,可以提高植物的抗逆性。如植物生长延缓剂AMO-1618、多效唑广泛用于果树,这些生长延缓剂能抑制GA的合成,提高树木的抗寒性。用矮壮素处理小麦、水稻、油菜等可以提高其抗寒性。
4.冷害
4.1冷害的危害
(1)光合作用减弱:低温使叶绿素生物合成受阻,冷害叶片发生缺绿或黄化;各种光合酶活性受到抑制,如果伴有阴雨、光照不足则光合速率下降更多。
(2)呼吸代谢失调:冷害使植物的呼吸速率大起大落,即先升高后降低。
(3)根系吸收能力下降:低温下根系生长减慢,吸收面积减少,呼吸减弱,供能不足,使植物体内矿质元素的吸收与分配受到限制,水分平衡遭到破坏,失水大于吸水,导致植株萎蔫、干枯。
(4)代谢紊乱:植物受冷害后,水解酶类活性常常高于合成酶类活性,物质分解加速,表现为蛋白质含量减少,可溶性氮化物含量增加,淀粉可溶糖含活性氧清除系统活性下降,活性氧积累,引发膜脂过氧化伤害。
4.2冷害的防御
(1)培育植物抗冷品种。
(2)根据当地气候条件,确定适合的作物品种和播栽期,以便在低温敏感期避开有害低温。
(3)低温锻炼。低温锻炼是提高植物抗冷性的一种有效途径。许多植物如预先给予适当的低温处理,尔后即可忍受更低(下转第115页)(上接第109页)温度而不致受害。如春季采用温室、温床育苗,在露天移栽前,必须先降低室温或床温至10℃左右,保持1~2天,移入大田后即可抗3℃~5℃的低温。
(4)调节农田小气候。利用塑料薄膜温床育苗移栽,既可克服春季低温危害,又能使作物提早成熟,避开秋季低温。在低温来临之前,灌水或喷洒保墒剂等常可改善近地层温度状况。 [科]
【参考文献】
1、苗情。据对主产区30个县苗情监测,油菜一类苗占36.2%,二类苗占40.6%,三类苗占23.2%,与越冬期苗情大体相当。由于12月下旬至今江淮以南地区有3次降雨过程,基本缓解了前期旱情,满足了油菜生长和越冬需要,苗情总体较好。
2、冻害及影响。12月上旬至1月下旬,相继发生三次寒潮天气,造成油菜大面积冻害,累计冻害面积1900万亩次,主要表现为叶片受冻。据30个县监测,个别大叶受冻的1级冻害占53%,半数叶片受冻的2级冻害占28.7%。其中江淮地区重于沿江地区,播种迟、长势差的田块重于适期播种、长势健壮的田块,丘陵岗地冻害重于水田、圩区。由于今年发生的3次寒潮冻害,均发生在越冬期且多为1、2级叶片冻害,因此,对产量影响不大。只要加强管理,确保技术措施落实,仍可获得较好收成。
二、田管关键技术
1、抗旱防冻。由于近期没有有效降雨,随气温回升,温度急剧升高,日照强,蒸发量大,油菜旱情日趋加重。据气象部门预报,2月19日前后全省还有一次寒潮天气过程,一旦寒潮发生,由于温度变幅大,油菜生长速度加快,抗寒物质大量转移供应蕾苔生长而抗寒能力降低,又将造成一次大面积的冻害。所以,在寒潮来临之前灌溉浇水,提高土壤湿度,是防冻和缓解冻害最为有效的措施。灌溉前清理田间“三沟”,以满足灌排需要。灌溉方法上应采取沟灌洇墒,水面不宜淹过畦面。
2、追施苔肥。油菜蕾苔期是营养生长与生殖生长并进的时期,对肥水需求量迅速增加,确保肥水供应,是促进分枝发育,增加有效分枝数和角果数的有效措施,特别是冻害较重、叶片发黄干枯的田块以及没有追施腊肥的田块,要结合灌溉早施、重施苔肥,每亩追施尿素7.5-10公斤,加快苗情转化升级。
3、中耕划锄,培土壅根。中耕划锄有利于破除土壤板结,提高地温,抗旱保墒,消灭杂草,促进根系发育,防止后期倒伏。有条件的地方都应开展中耕划锄,培土壅根,促进油菜健壮生长。
关键词:园林植物生长;极端温度灾害;防御
一、寒潮
1.寒潮的危害。寒潮是指大规模冷空气(在气压场上为冷高压)由亚洲大陆西部或西北部侵袭中国时所经过的地区出现剧烈降温、大风、霜冻、雨雪等灾害性天气的过程。北方冷空气入侵造成24小时内降温10℃,并且过程最低气温达5℃以下。寒潮天气急剧降温会使植物遭受严重冻害。尤其是晚春时节,天气逐渐转暖,万物苏醒,植物开始萌芽、生长,一旦有强大的寒潮暴发南下,常使幼嫩的植物遭受霜冻危害。另外,春季寒潮引起的大风,常给北方带来风沙天气,中国南方,寒潮天气除降温外,还有降水,尤其是在华南的地区,常有大范围较大阴雨天气。
2.寒潮的防御。寒潮到来之前,可采用加覆盖物、设风障、搭拱棚等方法保护育苗地,对越冬园林植物选择优良品种,提高抗冻能力;加强冬前管理,如采取增施磷钾肥、镇压等措施:提高植株抗冻能力;改善小气候生态条件,如苗圃地越冬期间可采用冬灌、镇压、覆粪或覆土等措施,改善小气候生态环境,达到防御寒潮的目的。
二、霜冻
1.霜冻的危害。霜冻是在平均温度0℃以上的温暖季节里。霜冻对园林植物的危害,主要是使植物组织细胞中的水分结冰,导致生理干旱,而使其受到损伤或死亡,给园林生产造成巨大损失。遭受霜冻后,植物不一定都会被冻死,当霜冻不严重时,温度回升后,可通过缓慢的解冻而恢复生命力,但如霜冻后太阳辐射强烈,气温急剧上升,会使细胞间的冰晶迅速融化成水,而这些水分在还未被细胞逐渐吸收前就大量蒸发,这样就会造成植物枯萎,甚至引起死亡。因此,霜冻强度越大,降温后天气越晴朗、气温回升越急剧,对植物危害越大,越容易造成植株死亡。
2.霜冻的防御。(1)生产技术措施。1)合理安排播种期和移栽期,对不同品种的苗木合理布局。如采取霜前播种,霜后出苗等技术措施,尽量避开霜冻的危害。2)选择合适的地段,适地适树。如三面环山、开口朝南的地形,在山坡中部和靠近水边的地方,霜害较轻,可种植抗寒能力较弱的苗木,从南方引种到北方的苗木,尽量栽植在山坡中段,避开霜冻危害,以提高引种的成功率;南坡或北面有挡风的障碍物等地形,可以种植抗寒能力弱的树种。3)混合施肥。特别是在冬前增施磷钾肥,可以提高园林植物的抗寒能力。4)培育抗寒性能强的植物品种,这是最根本的提高植物抗霜冻能力的方法。(2)物理抗霜措施。1)熏烟法。是用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、废机油、赤磷或其他尘烟物质,在霜冻来临前半小时或1小时点燃。这些烟雾能够阻挡地面热量的散失,它的增温效应在于燃烧烟堆形成烟雾,可以阻挡地面辐射,增加大气逆辐射,使地面有效辐射减弱,地面温度不致降得很低;同时形成烟雾时会因燃烧而产牛大量热量,使近地面的空气温度升高;烟雾里有许多吸湿性烟粒,可以充当凝结核,吸收空气中的水汽,促进水汽凝结,并放出大量潜热,也能提高近地面空气温度。据试验,一般熏烟能提高温度1℃~2℃左右。但这种方法要具备一定的天气条件:只适用于无风或微风的天气情况,风太大时熏烟效果很差,且成本较高,污染大气,不适应于普遍推广,只适用于短时霜冻的防止和在名贵林木及其苗圃上使用。2)灌溉法。在霜冻来临前的l~2 d灌水,通常灌水后可使温度升高2℃~3℃,持续时间为2~3 d。至于小面积的园林植物还可以采用喷水法,其方法是在霜冻来临前1小时,利用喷灌设备对植物不断喷水。3)覆盖法。将塑料薄膜、芦苇、秸秆、草木灰、稻草、土杂肥等覆盖物覆盖在植物表面,以减少地面辐射,同时使被保护植物与外界隔离,温度降低较少,即可达到防御霜冻的目的。对于经济价值高的树木可用稻草包裹树干,根部堆草或培土10cm~15 cm也可防御霜冻。有些矮秆苗木植物,还可用土埋的办法,使其不致遭到冻害。4)施肥法。在寒潮来临前早施有机肥,特别是用半腐熟的有机肥做基肥,可改善土壤结构,增强其吸热保暖的性能。也可利用半腐熟的有机肥在继续腐熟的过程中散发出热量,提高土温。入冬后可用暖性肥料壅培林木植物,有明显的防冻效果。暖性肥料常用的有厩肥、堆肥和草木灰等。这种方法简单易行,但要掌握好本地的气候规律,应在霜冻来临前3~4天施用。入冬后,可用石灰水将树木、果树的树干刷白,以减少散热。5)直接加热法。用加热器直接加热空气以升高温度,多用于苗圃防霜冻。通常采用煤油、天然气等燃料,也可用红外线加热器来加热提高温度,达到防御霜冻的目的。6)空气混合法。霜冻发生时,空气大多处于静稳状态,近地面空气层温度低,上层空气温度高,此时,使用安装在高塔上的马达驱动大型螺旋桨或鼓风机,将近地层空气不断上下混合,可防御霜冻的发生。
三、冻害
1.冻害的危害。(1)细胞间隙结冰伤害:当环境温度缓慢降低,使植物组织内温度降到冰点以下,细胞间隙的水开始结冰,即胞间结冰。胞间结冰不一定使植物死亡,大多数植物胞间结冰后经缓慢解冻仍能恢复正常生长。(2)细胞内结冰伤害:当环境温度骤然降低时,不仅细胞间隙结冰,细胞内也会同时结冰。细胞内冰晶体积小,数量多,它们的形成会对生物膜、细胞器和基质结构造成不可逆的机械伤害。原生质结构的破坏必然导致代谢紊乱和细胞死亡。
2.冻害的防御。(1)根据当地温度条件,选用抗寒品种,并确定不同作物的种植北界和海拔上限。(2)栽培措施:越冬作物播种适时、播种深度适宜、北界附近实施沟播和适时浇灌冻水,果树夏季适时摘心、秋季控制灌水、冬前修剪等。(3)农业技术措施:在一定程度上也能提高植物抗寒性,如培育壮苗、增施磷钾肥、浇冻水、地面覆盖等。(4)用植物生长调节剂处理植物,可以提高植物的抗逆性。如植物生长延缓剂AMO-1618、多效唑广泛用于果树,这些生长延缓剂能抑制GA的合成,提高树木的抗寒性。用矮壮素处理小麦、水稻、油菜等可以提高其抗寒性。
四、冷害
1.冷害的危害。(1)光合作用减弱:低温使叶绿素生物合成受阻,冷害叶片发生缺绿或黄化;各种光合酶活性受到抑制,如果伴有阴雨、光照不足则光合速率下降更多。(2)呼吸代谢失调:冷害使植物的呼吸速率大起大落,即先升高后降低。(3)根系吸收能力下降:低温下根系生长减慢,吸收面积减少,呼吸减弱,供能不足,使植物体内矿质元素的吸收与分配受到限制,水分平衡遭到破坏,失水大于吸水,导致植株萎蔫、干枯。(4)代谢紊乱:植物受冷害后,水解酶类活性常常高于合成酶类活性,物质分解加速,表现为蛋白质含量减少,可溶性氮化物含量增加,淀粉可溶糖含活性氧清除系统活性下降,活性氧积累,引发膜脂过氧化伤害。
2.冷害的防御。(1)培育植物抗冷品种。(2)根据当地气候条件,确定适合的作物品种和播栽期,以便在低温敏感期避开有害低温。(3)低温锻炼。低温锻炼是提高植物抗冷性的一种有效途径。许多植物如预先给予适当的低温处理,尔后即可忍受更低温度而不致受害。如春季采用温室、温床育苗,在露天移栽前,必须先降低室温或床温至10℃左右,保持1~2天,移入大田后即可抗3℃~5℃的低温。(4)调节农田小气候。利用塑料薄膜温床育苗移栽,既可克服春季低温危害,又能使作物提早成熟,避开秋季低温。在低温来临之前,灌水或喷洒保墒剂等常可改善近地层温度状况。(5)合理施肥。低温到来之前,合理调整施肥种类,适当增施磷、钾肥,少施或不施速效氮肥,有助于提高植物抗冷性。(6)化学诱导。脱落酸、细胞分裂素、2,4-D、油菜素内酯等均能提高植物的抗冷性,如在水稻苗期,用10mg·L-1油菜素内酯浸根24小时,可增强秧苗抵抗低温能力,有利培育壮秧。玉米、棉花种子播前用福美双(TMTD)处理也可提高幼苗抗冷性。
五、热害
1.热害的危害。高温胁迫引起植物的伤害称热害。植物受高温危害后,因体内蛋白质变性、代谢性饥饿、有毒物质积累以及生理活性物质缺乏会造成直接和间接的危害,出现各种热害病症:叶片出现明显的水渍状烫伤斑点,随后变褐,坏死,叶绿素破坏严重,叶色变为褐黄;木本植物树干(尤其是向阳部分)干燥、裂开;出现雄性不育,花序或子房脱落等异常现象。中国西北和南方地区有时太阳猛烈曝晒,西北、华北地区有时吹干热风,都会使植物严重受害。向阳果实和树干常出现的“日灼病”,是由于局部温度快速升高引起的一种热害。
2.热害的防御。(1)培育抗热品种。(2)高温锻炼:一般是将萌动的种子,在适当高温下锻炼一定时间再播种。高温时植物体内蛋白质合成发生变化,诱发一些热稳定蛋白质合成,提高植物的抗热性。(3)改善栽培技术也可以提高植物的抗热性,如合理灌溉,增加小气候湿度,促进蒸腾,有利于降温;采用高秆与矮秆、耐热作物与不耐热作物间作套种,人工遮荫;少施N 肥等都是有效的措施。(4)化学制剂处理:喷洒 CaCl2、ZnSO4、KH2PO4等可增加生物膜的热稳定性;施用生长素、激动素等生理活性物质,能防止高温造成损伤。
参考文献
[1]温国胜,杨京平,陈秋夏.园林生态学[M].北京:化学工业出版社,2007.
[2]宋志伟.园林生态与环境保护[M].北京:中国农业大学出版社,2008.
关键词灾害性气候;种植业;影响;防灾减灾;江苏海门
中图分类号S42文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)11-0160-03
海门市地处中纬地带,属北亚热带南部湿润季风气候,季风环流是支配境内气候的主要因素。在太阳辐射、大气环流和海门特定的地理位置的共同作用下,海门市气候温和、四季分明、雨水充沛、雨量集中、雨热同季、冬冷夏热、春温多变、秋高气爽、光能充足、热量富余。年平均气温15.2℃,自1960年有记录以来,极端最高气温为38.0℃,出现在1966年8月7日和1992年7月31日,极端最低气温为-9.3℃,出现在1977年1月31日;年均日照时数2 122.5h,年最多日照时数2 529h(1967年),年最少日照时数1 821h(1988年);年平均降水量1 033.3mm,年最大降水量1 500.7mm(1975年),年最小降水量654.6mm(1978年);年均蒸发量1 278.3 mm,年最大蒸发量1 466.3mm,年最少蒸发量1 127.2mm;年平均相对湿度80%,月际变化呈夏半年高于冬半年,最大月平均相对湿度为85%(8月),最小月平均相对湿度为75%(12月)。
1海门地区主要农业气象灾害
海门市优越的气候资源为当地农业的发展提供了有利的条件,但由于地处中纬度地带,是海陆相和气候的过渡带,是典型气象灾害的频发区。常见的气象灾害有暴雨、洪涝、干旱、连阴雨、热带气旋(台风)、高温、冰雹与龙卷、雷暴、寒潮、低温、大雾、大(暴)雪等,其中对海门地区农业生产(种植业)常年造成一定损失的农业气象灾害主要有常发性的旱灾、涝灾、连阴雨、台风、寒潮(冻害),另外,冰雹、龙卷、雪灾等则属于偶发性或间歇性灾害性天气。据农业受灾记录资料不完全统计显示,1960年至今,海门地区常发性灾害造成农作物受灾面积累计达到了2.30万公顷,农作物成灾面积累计7 793.12hm2,农作物绝收面积累计59.19 hm2,农业经济损失5.77亿万元。
2主要灾害性气候对种植业的影响
2.1旱灾
旱灾指由干旱性气候引起种植业在田作物因为缺乏必需的水分而产生生理性破坏,对农作物产质量造成一定的经济损失。干旱以降水距平百分率为标准划分成偏旱、大旱及特旱,依此划分,海门地区1960~2008年大旱年份有1年(1978年),偏旱年份有13年。资料显示,海门地区一年四季均有干旱性天气出现,从发生时间上可以分为春旱、伏旱、秋旱和干冬4种类型。
2.1.1春旱。春旱主要发生在3月下旬至5月上旬,影响春玉米播种与出苗,设施瓜蔬作物的开花、坐果以及油菜、蚕豆、马铃薯等生长。1960~2008年历年气象资料显示:春旱年发生率25%,其中最严重年份为2005年。
2.1.2伏旱。伏旱一般发生于盛夏7~8月,资料显示,海门历史上伏旱最严重的为1967年、1978年及2005年。1967年7月23日至9月20日,历时60d总雨量仅20.3mm;1978年出现空梅现象,初夏干旱连伏旱,6月1日至7月12日,只有6月24日下雨18mm;2005年也出现空梅,春旱连着伏旱,自5月1日至7月4日,历时65d降雨量仅25.6mm。伏旱对种植业影响较大,主要影响夏茬玉米、棉花、水稻、花生、大豆、瓜果、蔬菜的生长,造成受害作物萎蔫、产量减少、品质降低,并且伏旱能导致棉花等作物红蜘蛛大发生。
2.1.3秋旱。秋旱发生在秋季9~11月,一般在海门地区发生较为普遍,主要影响棉花结铃与吐絮,水稻灌溉,油菜育秧及移栽活棵,蚕豆、三麦和部分秋露地蔬菜播种与培管。尽管如此,秋旱有时也利于棉花铃裂吐絮,并且对秋季作物成熟收获也较为有利。
2.1.4干冬。干冬指发生在冬季的旱象,一般以12月至翌年2月为主,如2008年12月至2009年2月遍布中国北部区域的干旱就是典型的干冬,造成农田浅土层土壤湿度下降,如再遇冷空气侵袭,则易使油菜、小麦等越冬作物遭受冻害致死。海门地区对越冬农作物威胁最大的农业气象灾害就是干冬。
2.2涝灾
涝灾主要是由于短时降雨量超过一定程度使得农田积水被淹,作物根系土壤郁闭程度加大,致使在田农作物根系吸收营养物质受抑制,大大削弱作物长势,出现叶片枯黄、落花、落铃落荚甚至作物植株萎蔫死亡,形成严重的产质量损失。暴雨或者持续大雨是涝灾的成因,而暴雨是主要诱发因子,暴雨依据划分标准分为暴雨、大暴雨以及特大暴雨3种。海门地区由于滨江临海且地势平坦,地表平均海拔高度仅4.96m,最低处仅3.8m,频降暴雨时江海出现位,积水难以排泄,极易造成洪涝灾害。据海门历年气象资料显示,出现大涝年份均为暴雨较多年份,如1991年7月1~2日,受台风倒槽影响,出现连续暴雨甚至大暴雨,造成海门境内河水水位急速上涨,85%以上农田被淹,造成巨大的农业经济损失。从涝灾发生时间看,海门地区暴雨量与频次月际变化表现为6~7月暴雨全年最多,至10月暴雨日显著减少。因此,涝灾主要发生于6~10月。
2.3连阴雨
与暴雨造成涝灾不同,连阴雨(连续性降雨)对农作物造成的负面影响不是急速的,而是迟缓发生的。根据连阴雨划分标准,7d以上连续阴雨过程且日雨量≥0.1mm的天数达到或超过70%,若含无雨日,则该日日照时数少于5h视为连阴雨;此外,一次过程的总雨量在10mm以上,连续5~10d为短连阴雨,连续11~15d为中连阴雨,连续16d以上则为长连阴雨。当连续3d无0.1mm或者以上降水则视为连阴雨结束。按照发生时间连阴雨又可以分为春季连阴雨、初夏连阴雨及秋季连阴雨。
2.3.1春季连阴雨。海门地区春季绝大多数年份易出现连阴雨,最多年份出现4次,平均每年出现1.5次,而其中以短连阴雨居多,16d以上的长连阴雨较少,最长1次为1963年4月27日至6月3日累计38d连阴雨。从发生月份看,主要在3~5月,其中4月居多,占57%。春季连阴雨期间田间湿度大、渍害重,造成三麦赤霉病、蚕豆赤斑病、油菜菌核病以及保护地设施瓜蔬灰霉病、菌核病等普遍加重发生,导致露地小麦、油菜等作物大面积倒伏受灾、产量减少、品质降低。
2.3.2初夏连阴雨(梅雨)。初夏连阴雨主要指梅雨期,一般年份均有发生,仅个别年份出现空梅现象。初夏连阴雨或梅雨季节在海门地区主要集中在6月中下旬至7月上旬,此时连续性阴雨天气常常造成在田露地农作物及保护地设施内瓜蔬作物病害加重发生,田间杂草生长旺盛,削弱目标作物的生长优势,同样会造成农产品、瓜蔬的产质量损失。
2.3.3秋季连阴雨。秋季连阴雨一般出现在9~10月,11~12月偶发。海门地区年平均1.5次,最多年份出现5次,并且仅6年未出现连阴雨,在出现的秋季连阴雨中也以短连阴雨为主,占59%;16d以上的长连阴雨较少,最长1次为1968年11月27日至12月20日,累计24d连阴雨。秋季连续阴雨常造成秋季露地种植的西甜瓜、大白菜等感染软腐病菌而出现腐烂症状,在田棉花亦大量出现烂铃烂桃现象,水稻因连续阴雨而易发稻曲病,秋玉米、大豆、花生等发芽霉烂,造成农作物大大减产,品质降低。
2.4台风(热带气旋)
台风是历年来影响农业生产最为频繁的灾害性气候,据历年气象资料显示,影响海门地区的热带气旋主要有登陆北上型、登陆消失型、正面登陆型、近海活动型和南海穿出型五大类型。从台风影响海门时间看,每年5月中旬至11月上旬均有可能出现强度不等、类型不同的热带气旋,但7月上旬至9月中旬相对集中,为其多发期,而8月则为热带气旋影响海门地区最为频繁和严重的月份;从数量上看,影响海门地区的热带气旋年均2.7个,最多年份达到7个(1985年),其中影响时间最早的台风为2006年1号台风珍珠(2006年5月19日),最迟的则为1972年20号台风(1972年11月8日)。台风过境对海门造成影响主要表现为2种类型:一是热带气旋本身环流影响;二是热带气旋和西风带共同影响。影响的天气主要表现为7~9月出现暴雨甚至大暴雨与8级以上大风,常常引发花生等矮型农作物被水淹没、玉米等高秆农作物大量倒伏、保护地大棚等设施被吹垮倒塌,使种植户蒙受巨大的经济损失。
2.5寒潮(低温冻害)
寒潮是冬半年影响海门市的主要灾害性天气之一,当冷空气影响后48h内最低气温降温≥10℃,同时最低气温≤4℃,陆上平均风力5~7级(海区平均风力7级以上)即为1次寒潮过程。寒潮侵袭时不仅有偏北大风、剧烈降温,还常伴有雨雪和冻害,影响海门的寒潮按照季节可以划分为秋季寒潮(10~11月)、冬季寒潮(12月至翌年2月)和春季寒潮(3~4月),其中,春季还常发生倒春寒。寒潮侵袭多以低温冻害形式伤害在田农作物,越冬农作物在遇到0℃以下的低温,使植株体结冰或者丧失一切生理活力,造成作物植株死亡或者部分死亡。伴随寒潮低温的霜冻主要有秋霜冻和春霜冻,其对农作物造成的伤害也十分严重。春霜冻对拔节后的三麦、抽薹的油菜、露地蔬菜表现出极大的杀伤性,原因在于拔节期三麦、抽薹油菜正处于低温敏感期;并且随着近年暖冬现象的出现,越冬三麦及油菜生长势渐强,生育期提前,可以说春寒潮出现越晚对农作物影响越大。而秋霜冻则出现越早对秋季在田作物影响越大,一旦发生秋霜冻,未吐絮的棉桃棉绒变黄,出现烂桃,产量减少,品质下降;山芋等其他喜温作物后期成熟受到抑制,秋玉米易失收,部分露地叶菜类蔬菜也常被冻伤萎蔫枯死。
2.6偶发性农业气象灾害
相对于上述5类主要常发性农业气象灾害,冰雹、龙卷、雪灾等则属于偶发性或者年度间间歇发生的灾害性气候,前两者突发性大、破坏力重,但是影响范围小;而雪灾在海门地区发生概率更小,近年来只有2008年中国南方各省出现的持续冰雪灾害波及海门全境。目前,对海门种植业影响巨大的主要为冰雹与龙卷。冰雹与龙卷均是局地性天气,影响范围都不大,持续时间短,气象观测难以记录,预测预报更有难度,但是一旦小范围发生则对农作物造成毁灭性灾害,对保护地大棚设施、林果树木等造成严重损坏。据海门气象资料显示,自1960年至今海门地区龙卷风(包括飑线)、冰雹记载共有49次,其中4月、5月、9月各4次,占比8.2%;6月为8次,占比16.3%;8月10次,占比20.4%;7月19次,占比38.8%,可见海门地区冰雹、龙卷发生活跃期为6~8月,7月为发生高峰期。而雪灾则主要由于强降雪、持续大雪对农作物造成机械伤害、低温冻害等。海门市年平均降雪日5.2d,平均积雪日3.8d,历史上海门地区冬季最多降雪日为17d(1976~1977年),最多积雪日为14d(1968~1969年),累年平均降雪初日为1月28日,最早初日11月27日,最迟初日3月18日;累年平均降雪终日为3月2日,最早终日1月5日,最迟终日为4月2日。在农业种植业生产中,雪灾造成危害主要集中在3~4月,但是作物越冬期出现持续暴雪或大雪也能造成农作物严重受害。如3~4月正值三麦拔节抽穗、油菜抽薹开花期,耐寒性下降,此时若春雪迟到,加上大雪融化使气温进一步下降,则直接导致夏粮作物减产;而冬季若出现类似持续的强降雪,也同样对种植业生产产生极大的破坏作用。2008年海门地区遭遇了“1月25日夜间至29日”与“2月1日午后至3日”2次大范围强降雪天气,累计持续7d,过程雨雪量近41.9mm,农田最大积雪深度超过23cm,造成油菜出现机械伤口与茎杆裂缝,融雪出现的低温冻害加重油菜的受灾程度,使得当年海门地区油菜生长势与抗逆性削弱;加之种植的油菜品种抗病性普遍较差,最终导致当年油菜菌核病呈现大发生至个别品种局部特大暴发成灾,使广大油菜种植户蒙受了近千万元的经济损失。此外,强降雪还造成众多保护地大棚设施被严重压塌压坏。当然,强降雪后出现的持续冰雪严寒天气冻死了大量农业害虫,尤其使2007年在海门地区达到大发生至局部暴发的外来入侵害虫烟粉虱种群激增与扩散危害态势受到了明显抑制,2008年至2009年入春以来烟粉虱在海门地区的发生都呈现中等偏轻趋势。
3预防措施
3.1在气象上加强预测预报
针对海门地区主要农业气象灾害,在统计分析历年气象观测资料的基础上,抓住常发性农业气象灾害预报着眼点,做好区域性农业气象灾害中长期及短期预测。争取更多的政府资金和科研项目资金支持,开展对当地农业种植业具有现实指导意义的防御农业气象灾害的课题研究,提高预报准确程度;并将准确的气象灾害预测预警信息及时向当地农林种植业部门,以起到事前防备的作用,增强防御农业气象灾害性的主动性。加强对流天气的监测预警,以尽早在龙卷、冰雹出现之前开展好一系列防范工作。
3.2在农业种植业生产上加强防范
3.2.1提高对农业气象灾害的认识程度。农业气象灾害事关农业种植业生产安全,必须得到当地政府与农林部门高度重视,以主动加强与气象部门的信息交流,尽早了解与掌握每一年度、每一季、每一茬作物不同区域范围内可能出现的灾害性气候特征;尽可能做到事前介入防范,启动相应的防御措施,形成政府引导、部门宣传、农民参与的农业气象灾害群防群治运行机制,让规避灾害、防灾减灾的行动成为一种自觉防范行为。
3.2.2各项防范措施运作到位,起到实效。一是应对旱灾防范措施。为了应对春旱在春玉米、马铃薯播种时可以采取地膜覆盖,不仅可以增温、保墒,而且有利于作物提早近10d上市,增产10%;在保护地设施条件下,栽培大棚西甜瓜时使用膜下滴灌,控制水滴流量;喷施叶面肥,提高作物植株的抗旱能力。应对伏旱,在玉米摆果肥、棉花花铃肥上可加大施肥的对水量。应对秋旱,可对秋熟作物施足基肥,特别对棉花、水稻等作物早期施好钾肥,可以大大提高其抗逆性;油菜育苗、三麦播种时,可以采取前天上水,第2天播种,下籽播种时可以适当深播。此外,应对旱灾,可以引进新栽培技术,如西北农大新近研发的保水剂,确保旱期作物根系始终有必需水分吸收。当发生旱情后,必须尽快组织群众采取多种方式抗旱。注意利用早晚抗旱;避免漫灌;加大田间水利基础设施建设,充分利用机电抗旱机械设备;对于棉田等作物上由干旱导致的红蜘蛛普遍大发生,要及时选用杀螨剂喷雾防治,以减少次生害虫危害。二是应对涝灾防范措施。应对暴雨等强降雨造成的涝灾,可以事前选择地势较高的田块种植,搞好田间一套沟建设,深挖排水通畅的沟渠,做到能排能灌;在汛期、暴雨来前开闸降低内河水位。当发生涝灾后,及时组织群众排干田间积水,确保在田作物不淹水,对于根系吸收受影响较轻的作物及时喷施叶面肥,增强生长势。三是应对连阴雨防范措施。应对连阴雨,部分作物可以采用高垄栽培,此外要开挖田间一套沟,确保田间与保护地内不积水。对棉花苗床则要抬高床位,防止烂种。当出现连阴雨后,要利用晴好天气及时对玉米等春播作物进行松土、施肥,以提高抗逆性。对于田间由于连阴雨滋生的病害,如小麦赤霉病、油菜菌核病需要及时加以必要防治。尤其在大棚等保护地设施内,瓜蔬类病害防治在阴雨季节应该换用施药方法,改原先喷雾法为棚内烟熏剂熏蒸防治,以免再度增加棚内相对湿度而加重病害发生。四是应对台风防范措施。由于台风来势迅猛,事前对农作物无法进行防范,只能对一些保护地大棚设施进行必要的加固处理。当台风侵袭过后,则要及时扶理倒伏的玉米、棉花等作物,排除田间积水,施好补伤肥,对折断严重的田块则立即改(重)种。五是应对寒潮防范措施。应对春寒(包括倒春寒),对玉米、棉花春播作物采用地膜覆盖;对春播四青作物、瓜蔬则利用小棚、大中棚设施栽培;适当推迟和提前每天早、晚开关棚门时间;对露地作物利用晴好天气松土,以提高作物根系土壤温度。为了应对秋播低温冻害,应严格掌握秋季收青玉米的播种期,最迟不得迟于8月10日;推广早、中熟棉花品种,按照“早增、早发、早收”进行相应培管,以提高优质铃比例;适当提早大棚草莓、越冬蔬菜的地膜及大棚棚膜的覆盖时间。应对冬季寒潮,在寒潮来临之前,对露地越冬蔬菜采用作物秸秆、地膜等覆盖,在冷暖尾头天气搞好露地其他作物的中耕,不断提高地温;对保护地设施蔬菜,及时抓好大棚棚门管理,在大棚内采取多层膜覆盖,夜晚在大棚外加盖草帘御寒;采用电热丝育苗,提早早春瓜蔬作物苗的移栽期,并提高秧苗质量。应对霜冻,在早秋霜冻发生前,及时收获秋熟作物,对越冬作物,特别是瓜蔬秧苗,及时采用地膜覆盖,大棚盖严棚膜;在春霜冻之前,对春玉米、棉花苗及时施好苗肥,提高其抗寒能力,对所有苗床覆盖好地膜;春季霜冻之后对三麦、蚕豆、油菜等夏熟作物迅速喷施好叶面肥,以增强生长势。六是应对偶发性气象灾害防范措施。由于小区域范围内冰雹、龙卷风等偶发性气象灾害(雪灾除外)无法及时准确预测,所以事前的防范工作不能发挥作用,而只有在偶发性气象灾害突发后,第一时间采取抢险补救措施,以最大限度降低和减少灾害造成的损失。如发生冰雹、龙卷风之后,应该迅速组织群众扶理倒伏作物,喷施叶面肥,对受害严重作物田块则拔除改种或重种,以减少经济损失。
4参考文献
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大棚建设
大棚搭建位置的选择和大棚走向
单体塑料大棚是南方地区应用最多的设施类型,它是利用钢管或竹木材料支撑的拱形设施,应建在地下水位低、水源充足、排灌方便、土壤疏松肥沃且无污染的地块上。大棚一般搭建在地势较为平坦,既通风顺畅又不是风口的地方,要求东西南三面开阔,日照充足,没有树木等物遮挡阳光,而且四周要开好排水沟,避免棚内畦沟积水致使棚内湿度增加和影响操作。
大棚尽可能设计成南北朝向,因为南北向大棚的透光量比东西向高出5%~7%[2],排风口设在东西两侧,其优点是:使棚内作物能均匀接受阳光照射,减少棚内蔬菜间的相互遮阴;通风顺畅,有利于降低棚内湿度;避免大棚在冬季通风换气时降温过快;增加了换气量[3]。
大棚棚型结构设计
大棚棚型多为圆弧形,棚宽一般在6 m以上,标准单体棚棚宽是8 m;棚长根据地形而定,过短易使建造成本增加,过长又会使田间操作不方便,因此棚长一般不超过50 m;棚间距根据棚高确定,为了有良好的通风环境,棚间距以1.5 m以上为宜。
大棚结构中,钢管和竹木等支撑材料的间距应根据支撑材料的粗细决定,以0.65~0.8 m为宜,间距不宜太大,以防大棚牢固度降低,易被风吹倒;间距也不宜太小,桁架用材不宜过多,否则会增加大棚遮光率,影响保温效果。竹木连栋大棚要求在栋间位置安装排水沟槽,以防止雨水从栋间滴入棚内,增加棚内湿度。
大棚保温措施
加盖内膜
冬季根据大棚所处位置的气候条件决定内膜的加盖层数,一般加盖一层内膜,当1月平均气温在5 ℃以下时需加盖两层。要求内膜和外膜之间的间距最好在20 cm以上,内二膜与内一膜间距20 cm,中间如遇立柱需用夹子把薄膜夹严,保证在两内膜之间形成密闭的空间,这样可有效减少空气对流,同时隔绝热量散失[4]。
加盖无纺布
无纺布是一种有较好透气性、吸湿性和一定透光性的新型覆盖材料,质量轻、耐腐蚀、寿命长,具有御寒保温、防霜防冻的作用。在棚膜内加盖无纺布可明显提高棚内温度,而且无纺布经过白天日晒后会蒸发掉水分,晚上又可以重新吸收叶片蒸腾散发出来的水分[5],从而显著降低棚内湿度,有效防止和减少叶部病害和烂果的发生。同时无纺布易于管理,可节省劳动力。
多层覆盖
为了提高冬季保温效果,一般大棚采用多层覆盖的保温方式,即“地膜+小(中)拱棚膜+二道膜+大棚膜”。棚内多层覆盖除了支架和保温材料用量多、成本提高外,还造成田间操作不便。在南方日光温室的研究中发现,晚上棚顶加盖不透明保温被可增强棚室保温能力,其原因与不透明保温被能减少通过热辐射、热传导和从棚膜缝隙间散失的热量有关。徐坚等[6]的研究表明,在大棚内加盖二道膜的基础上,再将无纺布覆盖在大棚顶上,可显著提高保温效果。“无纺布外覆盖+二道膜覆盖”形式的夜间保温效果明显优于“二道膜覆盖”形式,无纺布外覆盖后,大棚温度低于5 ℃的时间为1.03~5.49 h,高于10 ℃的时间却有2.58~8.59 h,棚角下部温度均高于棚角上部温度。也有研究表明,当有较强冷空气影响时,在棚外加盖一层遮阳网,并用农膜在大棚南北两头进行套头覆盖保温,能够进一步提高大棚保温性能,可使植株免受-6~-7 ℃的低温伤害[7]。
其他
通过研究小气泡膜(气泡直径4 mm)和大气泡膜(气泡直径10 mm)作裙膜覆盖的保温效果后发现,大棚采用小气泡膜作裙膜覆盖比露地温度提高9.7 ℃,比大棚常规覆盖提高3.5 ℃,保温效果显著。冬季太阳光谱中紫外线只有夏天的5%左右,紫外线可抑病杀菌,控制植株徒长,促进养分积累,白膜不能透过紫外线,因此应选用紫光膜。此外,聚乙烯高发泡软片、草帘、防虫网等也可作为大棚保温覆盖物。
抵御寒潮措施
加强管理,增强植株抗寒性
蔬菜苗期使用生根素灌根,可使植株根系发达,吸收能力增强,不会因缺水、缺素而造成抗寒性差,冻伤秧蔓[8]。当蔬菜生长达到一定阶段后,可在晴天上午向其叶面喷洒抗寒剂。
加强肥水管理,多施有机肥,腐熟的鸡粪和牛粪均属透气性好的热性有机肥料,能促进植株根系生长,增强吸收能力,使植株耐冻健壮。控制化学氮肥的使用,增施磷肥、钾肥,以防止植株徒长。冬前或晴天(气温20 ℃左右时)浇足水,可使耕作层孔隙裂缝细密,根系不悬空,土壤保温性能提高,从而使根系不受冻害。科学浇水要做到“三浇三不浇”,即晴天浇水、阴天不浇,午前浇水、午后不浇,浇小水、不大水漫灌。
通过浅中耕可破地面、合裂缝,既能控制地下水蒸腾带走热量,又可起到保墒、保温、防寒、保苗的作用。此外,要做好植株整理,及时进行整枝、打杈、绑蔓、打老叶等田间管理。
抵御寒潮来临的措施
当寒潮来临时,早晨5-7时是温度最低的时候,也是抗寒的关键时刻,此时仅依靠大棚保温可能会造成棚内蔬菜遭受冻害,需要借助外力提高棚内温度,以避免冻结温度的出现。
(1)棚内加温设施
最简单直接的方法是利用明火升温,在棚内四周点蜡烛或放置炭火盆,但应注意明火的使用安全,防止一氧化碳中毒等意外发生。使用大功率灯泡进行补光增温,阴天早晚开灯补光3~4 h,不仅能增加棚内温度,而且还给蔬菜生长提供了光源,有利于促进蔬菜生长和增强其抗性,但要保证夜晚8 h的黑暗,以使植株进行暗反应。也可使用小型常压热水锅炉,将热水、热气通过管道输入棚内,提高棚内温度。有条件的地方还可利用暖风机等加热设备,加温效果明显,但成本较高。
(2)补充二氧化碳
气温低时闭棚,人为补充二氧化碳,以增强作物抗寒性,提高产量。在棚室内燃烧煤、油等可燃物能产生二氧化碳,但目前比较常用的方法是利用稀硫酸和碳酸氢铵发生化学反应,在简易的气肥发生装置内产生二氧化碳气体,通过管道将其施放于大棚内;也可增施有机肥、厩肥和稻麦秸秆,在微生物的作用下缓慢释放二氧化碳作为补充[9]。
(3)烟熏剂驱寒
阴雨天的晚上,由于空中有云层,田间的热量不易辐射出去,因此昼夜温差不会太大。利用这一原理,在大棚内燃烧百菌清、速克灵、克菌灵等烟熏剂,可在棚内上方形成一层烟雾薄层,防止大棚周围的热量向高空辐射,从而减少热量的散失,达到保温的效果[10,11],同时烟熏剂还可以防治病虫害,达到事半功倍的效果。值得注意的是,烟熏产生的烟量不要太浓,以免对作物产生烟害、药害。另外,烟熏剂引燃后发烟迅速,施药人员应立即离开棚室,以防中毒。
冻后减灾措施
植株受冻后要依其轻重分别对待,以使植株尽快恢复生长。如果冻害较轻,例如只是叶片受冻或有落花、落果、畸形花发生时,可配合植株调整追施2%的尿素溶液和0.2%的磷酸二氢钾溶液等叶面肥或激素[7,12],同时,由于寒潮过后多为晴天,应进行遮阴,使植株逐渐缓冻,否则急剧升温和强光直射会使受冻部位失水,造成日烧。植株受冻部位多在幼嫩组织,如嫩芽、新叶等,应及时摘除受冻部分,以防止其干枯后遭受病害侵袭,同时应喷洒一些植株保护剂和杀菌剂。如果冻害严重,根系、生长点同时受冻,不能恢复正常生长时,要及时更换种植其他蔬菜。
防范逆温现象
寒潮过后天气晴朗,易出现逆温现象,即微风的晴朗夜间,大棚表面辐射散热很强,棚内气温反而会比外界气温低。因此寒潮过后,蔬菜种植户不能掉以轻心,放下防御重任,还必须防范逆温现象的危害,越是晴朗有风的夜晚越要注意及时监测棚内温度,加盖覆盖物,做好大棚保温工作,防止作物再次受冻。
提高防冻意识
在冬季设施生产中,要从思想上加强警惕,提高防寒等级,对防寒、抗寒工作做好充分的准备。加强日常大棚管理,早晚关闭大棚,加盖覆盖物,注意检查破漏,对于旧薄膜上的小洞和裂缝以及新膜在覆盖或使用过程中造成的破损,要及时用胶布粘牢、粘好,以防止冷风从这些地方侵入。大棚四周要经常清沟排水,降低棚内湿度。冷空气来临之前,在大棚四周用稻草围成一圈。检查大棚的密封程度,特别是大棚顶膜与裙膜连接处以及裙膜接地处,确保密封严实,并将朝北的门封死。
此外,平时应多收听广播和多收看电视中的气象信息,尽早知道冷空气来临的消息,尽早做好准备。要牢固树立防患于未然的思想,积极应对每次寒潮,一旦作物受冻要尽快补救,及时恢复生产,力争将损失降到最低。
参考文献
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关键词:溢洪道;缺陷;分析;处理
中图分类号:TV544 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)18-0150-02
小山水电站位于吉林省抚松县境内第二松花江上游的松江河干流上,是松江河梯级水电站的第一级电站,水库总库容1.05亿m3。水库正常蓄水位为683.00 m,设计洪水位683.00 m,校核洪水位为684.58 m。工程为Ⅱ等大(2)型工程,混凝土面板堆石坝、溢洪道为2级建筑物。溢洪道布置在大坝右岸,溢流堰采用WES堰型,堰面曲线方程为Y=0.076782X1.81,堰顶高程670.84 m,共设3孔,每孔净宽8 m,各设一扇8 m×12.5 m(宽×高)的弧形工作闸门,最大泄量2 445 m3/s,出口采用挑流消能。溢流堰采用堰中分缝,缝间设置铜止水。堰面钢筋采用Φ16@25 cm钢筋网,堰面混凝土的设计标号为:R28300D300S6。2012年发现溢洪道堰体表面混凝土有不同程度的剥蚀脱落;溢流面堰体有5条裂缝;利用雷达扫描,发现#1溢流面存在一处内部缺陷,#2溢流堰有一处空洞,#3溢流面有一处不密实和一处空洞。
1 缺陷形成的原因、发展趋势、影响分析
1.1 缺陷形成的原因分析
小山水电站溢流坝溢流面水工混凝土裂缝及缺陷从现象上来看主要有剥蚀、裂缝及内部空洞三种。
①溢流面表面剥蚀成因分析。根据小山水电站十多年的运行情况看,小山水电站很少利用溢流坝泄洪,因此混凝土剥落由冲磨气蚀原因造成的可能性较小。实地考察发现,溢流堰体闸门有渗水现象,虽然水量较小,但长期的闸门渗水,足以使溢流面混凝土含水量达到混凝土遭受冻融破坏的临界值。由于小山水电站地处东北严寒地区,四季温差大,昼夜温度变幅大等气候特点,溢流面产生冻融破坏是可能的。因此,冻融破坏是造成小山溢洪道溢流面下游混凝土表面剥蚀脱落的主要原因
②混凝土内部缺陷成因分析。溢流面内部混凝土存在空洞及不密实,其原因是混凝土施工时振捣不密实造成的。
③溢流面裂缝成因分析。小山溢洪道溢流堰下游溢流面裂缝均属温度裂缝,裂缝的形成是由于气温骤降(寒潮)引起。尽管小山水电站溢洪道溢流面施工期制定了严格的混凝土施工标准及保温措施,但混凝土浇筑后或运行期遇到气温骤降(寒潮),致使溢流堰下游溢流面混凝土温降收缩产生表面裂缝,而且每经历一次寒潮裂缝还会继续延伸。同时,溢流堰下游面混凝土因失水或养护不充分而引起的体积收缩受到基础混凝土的约束也有可能产生表面裂缝。再者由于混凝土施工控制不合理也可能导致裂缝产生。若混凝土浇筑时对表面过度抹压使水分及水泥砂浆聚积到混凝土表面而增大收缩,也会产生裂缝。
1.2 溢流面缺陷发展趋势分析
1.2.1 溢流面混凝土表面冻融剥蚀破坏的发展趋势
小山溢洪道溢流面混凝土表面剥蚀脱落,会随着冬春季交替变化以及溢洪道泄洪时破坏部位会扩大及加深,在环境水的作用下,混凝土强度会逐渐降低。同时,由于小山溢洪道下游溢流面钢筋的保护层厚度为15 cm,随着时间的推移,混凝土的冻融剥落程度会逐步加深,致使钢筋表层覆盖的一层钝化保护层发生破坏,而使钢筋发生老化锈蚀,会影响溢洪道的正常运行。
1.2.2 裂缝的发展趋势
裂缝产生后,根据小山水电站所处位置的气候环境,冻胀和寒潮成为其主要促进因素。水由液态转变为固态时体积增大1.09倍,使结冰的混凝土内部组织结构受到膨胀而破坏。冬季,溢流面裂缝极易受渗水而结冰,因此,冻胀对溢流面混凝土裂缝的发展具有明显的促进作用。寒潮的作用是使混凝土在短期内产生较大的收缩变形。1次10℃的气温骤降,将使混凝土产生0.82×10-4的收缩变形,由此产生的拉应力将使裂缝开度增大并向纵深发展。因此,寒潮引起的温度变形对所出现的裂缝具有相同的促进作用。
1.3 溢流面缺陷影响分析
①对溢洪道运行影响分析。当堰面裂缝规模不大,而且仅是出现裂缝,堰面平整度也满足要求时,短期内不会影响溢洪道运行,如果长期不予以处理,将会出现前面所分析的严重后果,直接影响溢洪道安全泄洪,造成溢洪道安全隐患。
②混凝土耐久性分析。堰面裂缝浸入水后,缝水反复冻胀,加剧混凝土老化;长期暴露于空气也加快内部混凝土碳化速度;裂缝两侧混凝土遭受反复冻融剥蚀,从而加快混凝土的冻融破坏,降低混凝土的耐久性能。
③对结构的影响分析。溢流堰面是钢筋混凝土结构,当混凝土开裂后,结构拉应力将由钢筋承担,如果配筋率足够大,浅层裂缝对结构影响不大,但裂缝过宽过深时,裂缝的存在将改变坝体表面或内部的应力分布,出现应力集中等不利情况,导致溢流堰体应力超标,对溢流堰的结构产生不良影响。
2 处理方法
找出了溢洪道缺陷发生的原因后,我们自然要针对各个因素提出解决办法,从根本上消除缺陷,确保大坝安全运行。
2.1 采用“凿旧补新”的措施对冻融剥蚀部位进行加固
溢流面冻融剥蚀破坏的面积大,且冻融最大深度在8 cm左右。将处于负温区具有冻融循环条件的裂缝混凝土全部清除。同时新浇筑混凝土如果过薄,不方便施工,另外从抗渗角度考虑,一旦局部有冻融破坏,有效厚度减薄,易导致水力梯度偏大,很难满足抗渗要求。因此,堰面混凝土的凿除厚度拟定为50 cm。
2.2 溢流面裂缝处理
对溢流面裂缝的处理主要采取“粘接、封堵”的修补措施,通过缝内灌注环氧树脂将开裂混凝土重新粘合为一体,尽量恢复结构的完整性;缝表面封闭是为了避免水进入缝隙产生冻胀,隔绝空气对钢筋的锈蚀,同时增强裂缝修复效果;采用柔性封闭可适应裂缝张开度随季节变化时,不至于将封闭涂层拉裂而失去封闭作用。
3 结 语
小山溢洪缺陷治理后增强了混凝土耐久性,消除了应力集中等不利情况,保证了汛期溢常泄洪和大坝安全运行。
关键词茶树冻害;发生;预防;补救措施
茶树原生于亚热带,属喜温作物,其生育一般要求日平均温度15~30 ℃,年平均温度12~28 ℃,年有效积温达到3 500~4 000 ℃。在茶树栽植过程中,常常发生茶树冻害,给茶农造成较大的经济损失。了解和掌握茶树冻害的发生原因以及发生规律,积极采取预防和补救措施,是茶园管理的一项重要技术,也是培育高产优质茶园,提高种茶效益的有效途径。
1茶树受冻害的原因
1.1低温为主导因素
当气温骤变时,茶树不能及时适应外界条件的变化而受冻,低温延续时间越长,受害越大。造成冻害的内因是茶树在低温寒风影响下,细胞间隙自由水结冰,引起细胞收缩,使细胞内的水分排出到细胞间隙而结冰,以致细胞浓度增大到一定程度,使原生质变质凝固。同时,由于细胞间隙结冰的积存,细胞受到挤压,造成细胞壁机械损伤,最后导致细胞死亡,从而使得茶树叶片和枝梢枯萎,生机受损,严重时整株枯死,导致产量下降。
1.2早春幼嫩芽叶易遭冻害
早春茶芽萌发后,当外界气温低于茶芽发育所需的最低限度(-5.0~-2.5 ℃)时,茶芽水分冻结,茶芽、叶片受冻,其原生质受到机械压迫损坏,使茶汁外溢,遇空气而变红焦枯,嫩芽出现“焦头”、嫩叶出现“麻点”,这种鲜叶制绿茶滋味苦涩,制红茶因酚类衍生物的减少而发酵不良,香气降低,从而影响成茶品质。
2茶树受冻害的程度
茶树受冻害的程度因品种、地形、种植方式和管理水平的不同而存在差异。北方类型的茶树抗寒力强,一般以叶色深、角质层和叶肉厚、叶片小的品种较耐寒。如云南大叶种临界温度为-5 ℃,而龙井种的临界温度为-10~-6 ℃。因此,较北茶区应选育抗寒性强的品种。高山茶园较平地、低山茶园受冻害重,朝北、朝西或东北向茶园较朝东、朝南向茶园受冻害重。土壤瘠薄、丛栽稀植、茶树生长势弱、肥培管理差的茶园比条栽密植、肥培管理水平高的茶园易遭受冻害。
3茶树受冻害的种类
茶树冻害的种类有雪冻和霜冻2种。雪冻即冬季的寒风伴随降雪、结冰造成茶树的冻害,对茶树的危害性大,甚至可造成毁灭性灾害;霜冻即晚秋和早春的露水在气温为0 ℃以下时遇茶树表面形成结晶对茶树所造成的冻害,尤其对早春早生芽叶危害性大。
4冻害的预防措施
4.1开辟新茶园时应注意选址
在开辟新茶园时,应根据当地气候条件,选择避风向阳的有利地形开辟茶园,避免在低洼处、风口处、海拔过高的高山上开辟茶园,开垦时应保留部分树林,在茶园北面营造防护林带,以阻挡寒流袭击,扩大背风面,改善茶园小气候[1]。
4.2造育抗寒性强的品种
茶树防冻首先应考虑选用抗寒性强的品种,不同品种茶树抗寒性差异较大。因此,在易发生冻害的茶区,新建茶园时,应考虑从临近的省份选择和当地气候条件大致接近的茶区引进抗寒性强的茶苗。
4.3正确选择轻修剪时期
成年茶园为了提高和控制茶树高度、增加分枝、扩大树冠、提高茶芽密度,促进新梢强壮,保持合理树型,提高产量和品质,一般每年或隔年对茶树进行轻修剪,茶树轻修剪多选择在春茶后或秋茶后进行,少数茶区选择在早春进行[2]。为使修剪后的剪口或新萌发的新梢免遭冻害,温暖茶区,秋剪宜迟,春剪宜早;寒冷茶区,则秋剪宜早,春剪宜迟。如长江中下游南部茶区,秋剪以9月中、下旬为宜,春剪以2月中、下旬为宜;长江中下游以北茶区,秋剪以8月下旬至9月上旬为宜,春剪以2月下旬至3月上旬为宜。
4.4加强培肥管理
加强茶园培肥管理是提高茶树抗寒能力的重要栽培措施。氮、磷、钾三要素对提高茶树生理机能及抗逆性起着重要作用[3]。增施氮肥可促进新梢迅速生长,促进茶树营养生长;增施磷肥可促进嫩梢形成及根系发育,有利于增强茶树抗寒及抗旱性;增施钾肥,可调节茶树吸水与蒸腾作用,提高茶树抗寒、抗旱能力。重施基肥、配施磷钾肥是提高茶树抗寒性的重要技术措施。在茶叶采摘结束后,为了弥补因采摘造成的茶树体内养分损失,复壮树势,提高茶树抗寒能力,必须重施基肥。基肥一般在茶树地上部相对停止生长而根系生长旺盛时进行,且宜早不宜迟。长江中下游以南茶区和云贵高原的部分茶区施基肥时间宜在10月;长江中下游以北茶区,由于冬季气温低,冻害较严重,宜在9月施基肥;广东、广西和闽南茶区,气温高,茶树生长期长,宜在11月施基肥。基肥一般施有机肥22.5~37.5 t/hm2或菜籽饼2 250~3 000 kg/hm2,配施磷肥375~750 kg/hm2、钾肥300~450 kg/hm2。
4.5关注天气变化,及时采取应对措施
冬季和早春季节,各茶场管理人员应密切关注当地的气象预报和天气变化情况,及时采取应对措施。在春季寒潮来临之前,对已萌发芽叶的早生茶园要集中人力抢采芽叶,以减少冻害损失;对易受冻害的迎风坡茶园,用稻草、秸秆覆盖茶行表面,既可减少温度下降,又可降低叶片水分过量蒸腾,待寒潮过后及时将覆盖物揭除[4]。冬季来临后,实行茶园行间铺草,既提高土温,防止茶树冻害,又可为茶树增加有机肥和防止杂草生长。寒潮来临时,向茶园灌水,以增加茶园空气湿度,使冷空气不易侵入,同时湿润的茶园土壤缩小了昼夜温差,因而遇短暂的寒潮茶树不易受冻害。
5茶树受冻害后的补救措施
茶树受冻害后,必须根据受冻害情况采取相应的补救措施,使茶树尽快恢复生理机能,复壮树势,达到增产增收的目的。一是修剪受害枝促萌发。在春寒已过土壤解冻时,应及时剪去受冻枝叶,既可防止整个枝条枯死,又能刺激剪口以下的定芽或不定芽萌发,尽快恢复茶树生机;二是施肥复壮树势。茶园受冻后,应尽早追施速效氮肥,并适当配施磷钾肥,以提高土壤肥力,使受冻茶树能从土壤中吸收更多的营养元素,促进生理机能恢复,促进茶芽萌发和新梢生长,实现高产优质。
6参考文献
[1] 李虎.茶树冻害发生原因及预防补救措施[J].汉中科技,2008(6):32-33.
[2] 曹俊云,张鹏,何金旺.茶树冻害调查及防冻减灾措施探讨[J].蚕桑茶叶通讯,2008(6):25-26.
1易遭受冬季冻害的苗类
小麦冻害发生的严重程度除与温度有关外,还与麦苗冬前的叶龄有关,也就是与麦苗越冬时的壮、旺、弱程度有关。一般来说,适期播种的麦苗生长健壮,抗寒能力较强。从小麦单株个体来分析,日平均气温达到0℃小麦开始进入越冬期时,冬性品种主茎有6叶或6叶1心,单株有5~7个分蘖,7~10条次生根;半冬性品种主茎有6叶,单株有3~5个分蘖,5~7条次生根;春性品种主茎有5叶或5叶1心,单株有2~3个分蘖,3~5条次生根,可视为壮苗,抗寒能力较强。叶龄高于上述指标的旺苗,抗寒能力明显降低;叶龄略低于上述指标的一般苗,抗寒能力也较好;叶龄显着比上述指标低的弱苗,抗寒能力较弱,但是比旺苗好。以下苗类抗寒能力较弱,冬季可能发生不同程度的冻害,应该加强冬前管理,增强抗寒能力,防御冬季低温冻害。①播种过早的旺长苗;②播种过迟的无分蘖的独脚苗;③密度过大的无分蘖的弱苗;④整地粗放、垡块架空的吊根苗;⑤烂耕烂种的湿僵苗;⑥播种过浅的漏籽苗;⑦排水不良的水渍苗;⑧土壤肥力不足的黄瘦弱苗;⑨氮肥过多的旺长苗;⑩除草剂使用不当造成的药害苗;{11}土壤干旱造成的失水苗;{12}播种过深的弱苗。
2冬季冻害的症状
根据小麦受冻后的植株症状表现可分为严重冻害和一般冻害。严重冻害发生在已拔节或即将拔节的麦田,主茎和大分蘖生长点的幼穗受冻,生长点不透明,萎缩变形,失水干枯,心叶不出,逐渐死亡。因为在一株小麦中,主茎和大分蘖的发育进程比小分蘖早,先进入拔节期,所以主茎和大分蘖容易遭受冻害,而小分蘖不会受冻。在小麦遭受严重冻害后及时采取肥水促进,这些小分蘖还可以抽穗,但穗小,粒重轻,严重影响产量。一般冻害发生在没有拔节的麦田,症状表现为叶片受冻,黄白干枯,但主茎和分蘖没有冻死,对小麦产量影响很小。
3发生冬季冻害的原因
3.1品种因素
冬小麦品种分为冬性品种、半冬性品种和春性品种3类。在生产中要求冬性品种适期内先播,半冬性品种或春性品种适期内后播,其中春性品种最晚播种,以避免半冬性或春性品种播种过早,冬前通过春化阶段而丧失抗冻性。
3.2气候因素
由于受暖冬气候的影响,小麦生长发育进程加快,拔节期提前,抗冻性降低,利于小麦冻害的发生。秋冬季节,气温逐渐降低,可以使小麦受到抗寒锻炼,增强抗寒性。如果在气温较高的天气情况下,气温骤降,并且低温持续时间较长,会使春性品种和抗寒性较差的半冬性品种遭受严重冻害。
3.3播期因素
部分麦田抢墒播种,或者农民朋友为了早点外出打工,早早把小麦播种完毕。播种偏早时,土壤水分充足,促使小麦旺长,造成小麦冬前拔节,有机物积累减少,抗寒能力降低,冻害来临时麦苗受损严重。
3.4播量因素
播种量过大的麦田,麦苗簇集在一起,蹿高旺长,麦苗细长。旺长的麦田小麦体内积累与贮存的糖分少,抗寒性降低,容易遭受冻害。
4预防冻害的措施
4.1选用抗寒品种
江淮之间麦区宜种半冬性品种和抗寒性较好的春性品种,适当限制抗寒性差的春性品种的种植面积,以免冬前拔节,降低抗寒力,遭受冻害。
4.2合理安排播种期
江淮之间麦区容易发生寒潮降温的地区,选用小麦品种时要用2个或2个以上不同特性的品种,并且要合理安排小麦播种期。在冬季容易经常遭受寒潮袭击的地区,要严格掌握春性品种的合理播种期,不能早播,适当晚播,以防止发生冻害。
4.3提高播种质量,培育壮苗,降低冻害程度
小麦冬前壮苗的植株体内有机养分积累多,植株土壤上部器官和分蘖节的细胞含糖量高,在低温情况下,细胞不易结冰,具有较强的抗寒力。培育壮苗的主要措施有培肥地
力、适期播种、采用精量半精量播种技术和配方施肥等。
4.4加强田间综合管理,控旺苗促弱苗,安全越冬
对已出现旺长趋势的麦田,可喷施植物生长延缓剂,如壮丰安、麦业丰等,用量为450~600mL/hm2,对水450kg均匀喷雾,可有效延缓麦苗生长。用有机肥、泥杂肥、粉碎的作物秸秆覆盖,有保暖、防冻、保苗安全越冬的效果。对于晚播小弱苗、独脚苗、渍害苗、药害苗、底肥不足的麦田,可在冬前追施氮磷钾三元复合肥150~225kg/hm2,促进小麦生根、长蘖,有利于苗情转化。
5冬季冻害发生后的补救措施
发生冻害后的麦田不能轻易毁掉改种其他作物。在一株小麦中小分蘖和小分蘖的蘖芽经过肥水促进可以生长发育成能成穗的有效分蘖。采取的补救措施如下。
(1)及时追施氮素化肥,促进小分蘖迅速生长。主茎和大分蘖已冻死的麦田,在田间解冻后追施尿素150kg/hm2,要求开沟施入,缺墒麦田对水施用。到小麦拔节期再结合浇水施拔节肥,施尿素150kg/hm2。
(2)一般受冻麦田,仅叶片冻枯,无死蘖现象,早春应及早划锄,提高地温,促进麦苗返青;在起身期追肥浇水,提高分蘖成穗率。