云南干旱對農(nóng)作物的影響及對策分析

收稿日期：2024-02-03

作者簡介：耿留芬（1972—），女，云南宣威人，工程師，主要從事氣象綜合業(yè)務(wù)、氣象服務(wù)、人工影響天氣研究。#通信作者：趙書惠，E-mail：3281264094 @qq.com。

摘 要：通過對云南地理、氣候的概述、云南干旱特征的分析和歷年干旱情況的統(tǒng)計，進(jìn)一步探討了氣候變化對云南干旱現(xiàn)象的影響?；诖?，對農(nóng)作物在干旱環(huán)境下的適應(yīng)性進(jìn)行了詳細(xì)研究，解析了農(nóng)作物自身可能存在的干旱適應(yīng)機(jī)制，以及云南特定農(nóng)作物在適應(yīng)性上的表現(xiàn)，同時，探討了提高農(nóng)作物對干旱適應(yīng)性的策略。針對防治干旱問題，提出了一系列農(nóng)業(yè)技術(shù)對策、種植策略、政策建議和實(shí)施措施，為應(yīng)對云南及類似地區(qū)的干旱問題提供有益的理論支持及實(shí)際操作參考。

關(guān)鍵詞：云南；干旱特征；農(nóng)作物適應(yīng)性；干旱適應(yīng)機(jī)制；防治對策

中圖分類號：S184 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–00-03

云南作為我國西南地區(qū)的重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，其獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件有利于農(nóng)作物的生長，然而該地區(qū)面臨嚴(yán)重的干旱問題。在全球氣候變化的背景下，云南干旱問題愈加嚴(yán)重，影響農(nóng)作物的生長，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展帶來重重困難。了解農(nóng)作物對干旱的適應(yīng)機(jī)制是提高農(nóng)作物抵抗干旱的重要途徑。從歷年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和農(nóng)作物實(shí)際生長狀況，分析農(nóng)作物在干旱環(huán)境下適應(yīng)性的表現(xiàn)，發(fā)掘他們自身可能存在的適應(yīng)機(jī)制，并針對這些機(jī)制，提出相應(yīng)的策略和措施，以提高農(nóng)作物的適應(yīng)能力，防治干旱。

1 云南干旱條件的分析

1.1 云南地理氣候概述

云南位于我國的西南邊陲，地處21°8′～29°15′N、

97°31′～106°11′E。該地區(qū)地勢復(fù)雜，東西南北的地形差異明顯，導(dǎo)致其氣候呈現(xiàn)多樣性特征。云南的氣候可以根據(jù)地形特點(diǎn)劃分為4個帶狀氣候帶：東北部為高山氣候帶，西北部為高原氣候帶，東南部為丘陵山地氣候帶，西南部為低山丘陵氣候帶[1]。云南的年平均氣溫15～25 ℃，年降水量600～2 500 mm。

1.2 云南干旱特征及歷史干旱狀況統(tǒng)計

云南地理位置處于亞熱帶和熱帶之間，是一個氣候多樣的地區(qū)。云南的氣候類型主要包括高原氣候、山地氣候和熱帶季風(fēng)氣候。云南的降水主要集中在5—10月夏季風(fēng)的盛行期，而11月—翌年4月冬季風(fēng)的盛行期則相對干旱。由于地理環(huán)境的復(fù)雜性，云南的降水分布不均，干旱情況常常出現(xiàn)，有“三年兩旱”的說法。云南干旱具有明顯的季節(jié)性特征，主要有春旱、春夏連旱、夏旱、秋旱、冬旱。云南干旱出現(xiàn)頻繁、持續(xù)時間長、分布一致，多出現(xiàn)于冬春及初夏，云南中部及東部最易出現(xiàn)極端干旱。從干旱對云南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響程度方面來看，春旱影響最大（正值云南大春作物春播期、主要經(jīng)濟(jì)作物烤煙移栽期），發(fā)生頻率達(dá)65%，夏旱次之，發(fā)生頻率28%，秋旱再次之，發(fā)生頻率5%，冬旱影響最小，發(fā)生頻率僅2%。

近年來，云南極端干旱呈現(xiàn)強(qiáng)度增強(qiáng)、持續(xù)時間增加的趨勢，綜合氣象干旱指數(shù)監(jiān)測顯示，云南強(qiáng)度最強(qiáng)的極端干旱分別是1962—1963年的冬春初夏連旱、1968—1969年的冬春初夏連旱、1978—1979年的冬春初夏連旱以及2009—2013年的持續(xù)五年嚴(yán)重干旱，其中2010、2011、2012年連續(xù)三年降水量較常年偏少14%。2023年3—4月云南多地降水嚴(yán)重偏少，不少地方30 d降雨普遍偏少80%以上，云南干旱局部達(dá)到最高級。干旱事件導(dǎo)致作物減產(chǎn)、農(nóng)田干燥、水資源短缺，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受嚴(yán)重?fù)p失。對云南的干旱情況進(jìn)行深入的研究，有助于應(yīng)對氣候變化和自然災(zāi)害。

1.3 造成云南干旱的因素

云南的干旱主要是由3個方面的因素造成的：地理位置和地貌、氣象、人類活動等因素。

地理位置和地貌因素：云南位于我國西南部內(nèi)陸地區(qū)，地處高原和山區(qū)，較東部平原地區(qū)降水明顯偏少。云南地形復(fù)雜多樣，山脈和高原導(dǎo)致地表水資源分布不均，受橫斷山脈阻隔影響，其冬春季節(jié)多晴朗少雨天氣，地面蒸發(fā)大，干旱明顯。

氣象因素：氣候變化是導(dǎo)致云南干旱情況加重的重要原因之一。云南地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，季風(fēng)氣候的季節(jié)性變化和不穩(wěn)定性導(dǎo)致降水分布不均。近年來，全球氣候變暖，導(dǎo)致云南的降水不均衡，季節(jié)性降水變化明顯。降水集中在夏季，冬季降水明顯減少。氣溫升高使蒸發(fā)量增加、土壤濕度下降會加劇干旱情況。全球氣候變化導(dǎo)致云南的氣候異常，氣候異常是造成云南干旱的主要直接原因[2]，如2009—2010年罕見秋冬連旱的原因是西太平洋副高、西風(fēng)帶環(huán)流等大氣環(huán)流系統(tǒng)異常；2023年春季干旱的原因是冬季南支槽活動異常和春季西南暖低壓異常強(qiáng)勁等。

人類活動因素：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增加，農(nóng)業(yè)用水量的增加導(dǎo)致地下水的過度開采，加劇了土地的干旱程度。大規(guī)模的農(nóng)田灌溉也會導(dǎo)致水資源短缺，進(jìn)一步加劇干旱。

2 農(nóng)作物對干旱條件的適應(yīng)性研究

2.1 農(nóng)作物的干旱適應(yīng)機(jī)制

干旱是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的氣候?yàn)?zāi)害之一，對農(nóng)作物生長發(fā)育和產(chǎn)量具有重大影響。農(nóng)作物通過一系列適應(yīng)機(jī)制來應(yīng)對干旱條件，從而維持自身的生存和生長。

2.1.1 水分利用效率的提高

農(nóng)作物通過調(diào)節(jié)氣孔開閉和降低蒸騰作用來減少水分流失，并提高水分利用效率。其中，調(diào)節(jié)氣孔開閉是重要的水分節(jié)約機(jī)制，農(nóng)作物通過調(diào)控氣孔大小和數(shù)量，限制水分蒸騰速率，以減少水分流失。

2.1.2 根系結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)整

在干旱條件下，農(nóng)作物的根系會發(fā)生改變，以更好地獲取土壤中的水分。一方面，根系的根長和根表面積會增加，以擴(kuò)大水分吸收的范圍；另一方面，深層根系加速生長，以便更好地利用土壤深層的水分資源。

2.1.3 生理代謝調(diào)節(jié)

在干旱條件下，農(nóng)作物會通過一系列生理代謝的調(diào)節(jié)來適應(yīng)環(huán)境。例如，農(nóng)作物會增加抗氧化物質(zhì)的合成，減少氧化損傷；調(diào)節(jié)滲透物質(zhì)的合成，維持細(xì)胞內(nèi)的滲透平衡；調(diào)節(jié)植物激素的合成，以調(diào)控生長和開花等生理過程。

2.2 云南特定農(nóng)作物的適應(yīng)性

2.2.1 水稻

水稻是云南主要的農(nóng)作物之一，對其干旱適應(yīng)性進(jìn)行研究具有重要意義。研究表明，水稻在干旱條件下可以通過根系結(jié)構(gòu)調(diào)整、根系氣根形成和根系吸水能力提高等適應(yīng)機(jī)制來應(yīng)對水分的不足。通過選擇適應(yīng)性較強(qiáng)的品種和優(yōu)化種植管理措施，可以進(jìn)一步提高水稻的干旱適應(yīng)性。

2.2.2 玉米

玉米是云南另一重要的農(nóng)作物，其干旱適應(yīng)性研究也備受關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，玉米可以通過調(diào)節(jié)根系生長和分布、調(diào)控根毛密度和氣孔特性等方式來適應(yīng)干旱的環(huán)境。通過選育抗旱品種和合理施用水肥管理，可以進(jìn)一步增強(qiáng)玉米的干旱適應(yīng)性。

2.2.3 豆類作物

豆類作物如大豆和蠶豆等在云南廣泛種植。對于這些豆類作物，干旱適應(yīng)性的研究主要集中在根系結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)整、脅迫信號傳導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié)等方面[3]。通過深挖地下水分資源、優(yōu)化根結(jié)構(gòu)、調(diào)控生理代謝等措施，可以提高豆類作物的干旱適應(yīng)性。

2.2.4 烤煙

烤煙作物的適應(yīng)性研究主要集中在地理、氣候和土壤環(huán)境因素，以及烤煙品種的選擇等方面。研究試驗(yàn)通常在具有代表性的地點(diǎn)進(jìn)行，如曲靖市。該市位于云南省中部，地處云貴高原的東北部，具有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫14～16 ℃，年降水量800～

1 000 mm，日照時數(shù)2 000～2 300 h。曲靖市的土壤類型主要為黃壤、紅壤和沙壤土等，這些土壤富含有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)和微量元素，對烤煙生長具有良好的肥力和保水性能。同時，這些土壤的酸堿度適中，有利于烤煙對養(yǎng)分的吸收和利用。目前，曲靖市主要種植的烤煙品種有云煙87、云煙97、云煙202等。這些品種具有較強(qiáng)的抗病蟲性、適應(yīng)性和產(chǎn)量的穩(wěn)定性，能夠適應(yīng)曲靖市的氣候和土壤條件，從而提高烤煙的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.2.5 馬鈴薯

對于馬鈴薯的適應(yīng)性研究，主要通過引進(jìn)不同的馬鈴薯品種，在云南地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)量性狀、農(nóng)藝性狀、蒸煮品質(zhì)、外觀品質(zhì)等方面的實(shí)地考察和研究。通過這種方式可以了解不同品種馬鈴薯對環(huán)境的適應(yīng)性及其優(yōu)劣之處，最終選出最適合當(dāng)?shù)厣L的馬鈴薯品種。

2.2.6 魔芋

對于魔芋的適應(yīng)性研究，主要通過引進(jìn)不同的魔芋品種，在不同的地區(qū)進(jìn)行生長發(fā)育、抗逆性、觀賞價值等方面的實(shí)地考察和研究。云南省作為我國魔芋的主要產(chǎn)區(qū)之一，擁有豐富的魔芋資源和適宜的生態(tài)環(huán)境。通過對云南地區(qū)的魔芋種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查和收集，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在多種具有優(yōu)良特性的魔芋品種，如疣柄魔芋和珠芽魔芋。云南省積極開展魔芋新品種選育工作，以提高魔芋的產(chǎn)量和品質(zhì)。例如，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所成功選育出一種名為“云魔1號”的新品種，該品種具有較強(qiáng)的抗病性、適應(yīng)性和較高的產(chǎn)量，為云南地區(qū)的魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支持。

2.3 農(nóng)作物干旱適應(yīng)性改良的策略

2.3.1 農(nóng)作物品種選擇與培育

農(nóng)作物品種選擇與培育是提高農(nóng)作物干旱適應(yīng)性的重要手段。在干旱條件下，耐旱品種的選育成為解決干旱問題的關(guān)鍵。通過篩選具有較強(qiáng)抗旱性的農(nóng)作物品種，可以提高農(nóng)作物對干旱的抵抗力和適應(yīng)能力。通過對不同品種的試驗(yàn)種植及實(shí)地觀察，評估其抗旱性能。利用多種抗旱指標(biāo)來評估農(nóng)作物的抗旱性，如相對水分含量、氣孔導(dǎo)度、抗氧化酶活性等。根據(jù)這些指標(biāo)的結(jié)果，篩選出適應(yīng)云南干旱條件的耐旱品種。

通過雜交育種和基因編輯等技術(shù)手段，進(jìn)一步培育具有高抗旱性的新品種。例如，利用基因編輯技術(shù)對一些調(diào)控植物抗旱機(jī)制的基因進(jìn)行特定修改，使其表達(dá)水平增加或減少，從而提高作物對干旱的適應(yīng)性。通過基因組學(xué)和遺傳學(xué)研究，挖掘分析作物抗旱性狀的遺傳基礎(chǔ)，尋找與抗旱相關(guān)的基因，并利用遺傳改良方法將這些基因或其相關(guān)調(diào)控元件導(dǎo)入普通品種，從而提高其抗旱性。

2.3.2 水分管理與節(jié)水灌溉技術(shù)

在干旱條件下，科學(xué)、合理的水分管理和高效節(jié)水灌溉技術(shù)對于改善農(nóng)作物對干旱的適應(yīng)性至關(guān)重要。科學(xué)、合理地管理水分可以使農(nóng)作物在有限的水資源下實(shí)現(xiàn)最大的產(chǎn)量與資源利用效率。針對云南干旱的氣候特點(diǎn)和土壤水分狀況，可以采用一系列水分管理措施來提高農(nóng)作物對干旱的適應(yīng)性。例如，通過合理設(shè)定灌溉水量和灌溉時機(jī)，確保農(nóng)作物在關(guān)鍵生育期獲得足夠的水分。利用植被覆蓋和雨水等措施，減少土壤水分的蒸發(fā)和流失，提高土壤保水能力。采用節(jié)水灌溉技術(shù)，如滴灌、滲灌和微噴灌等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)供水，減少水分浪費(fèi)。這些節(jié)水灌溉技術(shù)可以根據(jù)農(nóng)作物對水分的需求進(jìn)行智能調(diào)控，提高水分的利用效率，從而減少水資源的消耗。

2.3.3 施肥與土壤改良措施

合理施肥和改良土壤是提高農(nóng)作物對干旱適應(yīng)性的重要措施。通過優(yōu)化肥料的使用方法和調(diào)整施肥策略，可以減少水分的流失，最大限度地滿足農(nóng)作物對營養(yǎng)物質(zhì)的需求。針對云南干旱條件下的土壤特點(diǎn)，可以采取有針對性的施肥方式。例如，適量施用含有植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的有機(jī)肥料，提高農(nóng)作物的抗旱能力和養(yǎng)分利用效率；選擇合適的肥料種類和施肥方法，如追肥、覆蓋施肥等，減少肥料的損失和浪費(fèi)。通過土壤改良措施來改善云南干旱條件下的土壤性質(zhì)，如進(jìn)行有機(jī)質(zhì)的添加和土壤深翻等，提高土壤保水能力，確保養(yǎng)分供應(yīng)，增強(qiáng)農(nóng)作物根系的吸水能力和養(yǎng)分吸收能力，進(jìn)而提高作物對干旱的適應(yīng)能力。

2.3.4 生物防護(hù)與病蟲害管理

在干旱條件下，農(nóng)作物容易受到各種病蟲害的侵襲，進(jìn)一步影響其抗旱能力和產(chǎn)量。合理的生物防護(hù)和病蟲害管理措施對于改善農(nóng)作物的適應(yīng)性至關(guān)重要?？梢圆捎蒙锓乐未胧?，如引入天敵昆蟲控制害蟲數(shù)量、使用抗蟲性植物進(jìn)行間作輪作、推廣生物農(nóng)藥等。這些措施能夠有效地減少化學(xué)農(nóng)藥的使用量，降低對環(huán)境的負(fù)面影響，并提高農(nóng)作物的抗病能力。合理的病蟲害防治措施需要結(jié)合農(nóng)作物生長發(fā)育的季節(jié)和干旱條件進(jìn)行調(diào)整。在干旱季節(jié)，可以采取預(yù)防性措施，如及時清除枯死的植物殘留物、增強(qiáng)植物的抗旱免疫性等，以減少病蟲害的發(fā)生和傳播。農(nóng)作物干旱適應(yīng)性改良策略包括品種選擇與培育、水分管理與節(jié)水灌溉技術(shù)、施肥與土壤改良措施、生物防護(hù)與病蟲害管理。通過合理應(yīng)用這些策略，提高農(nóng)作物的抗旱能力和適應(yīng)性，有效應(yīng)對云南干旱條件下的農(nóng)業(yè)發(fā)展挑戰(zhàn)。

3 對策

3.1 干旱防治技術(shù)

（1）改進(jìn)灌溉技術(shù)。提高灌溉系統(tǒng)的效率和水資源利用率，減少水分的浪費(fèi)，確保作物的生長需水。例如，引入滴灌、噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，可對作物根系直接進(jìn)行滴灌或噴灑，減少水分的蒸發(fā)和蒸騰損失，增強(qiáng)灌溉效果。（2）采用合理的耕作技術(shù)。采用保墑耕作技術(shù)，如秸稈覆蓋、中耕、深耕等措施，減少土壤的水分蒸發(fā)，增加土壤含水量，改善土壤質(zhì)地，提高作物的抗旱能力。合理進(jìn)行輪作和間作，調(diào)節(jié)土壤水分和養(yǎng)分的分配，減輕旱情對作物的影響。（3）科學(xué)施肥。通過合理施肥，增加土壤的養(yǎng)分含量，提高作物的營養(yǎng)水平和抗旱性。根據(jù)云南地區(qū)的農(nóng)作物生長特點(diǎn)和需求，科學(xué)地進(jìn)行氮、磷、鉀等肥料的施用，提高作物的生長質(zhì)量和干旱適應(yīng)能力。

3.2 提高農(nóng)作物對干旱適應(yīng)性的種植策略

（1）選擇適應(yīng)干旱的優(yōu)良品種。通過選擇耐旱性強(qiáng)的農(nóng)作物品種，如旱稻、旱玉米等，提高作物在干旱條件下的存活能力和生長效益。（2）合理選擇種植時間和距離。根據(jù)干旱情況和作物生長周期，選擇適宜的播種時間和間隔，避開干旱高峰期，減少干旱對作物的影響[4]。在種植時合理選擇行距和株行數(shù)，調(diào)控作物的生長密度，減少作物間的競爭，提高水分和養(yǎng)分的利用效率。（3）采用適當(dāng)?shù)耐寥栏牧即胧Ｔ诟珊档貐^(qū)進(jìn)行土壤蓄水，如修建水槽、水壩等，增加土壤的水分儲備量，提供額外的水源供作物使用。合理施用有機(jī)肥料或綠肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤蓄水能力和保水能力，有利于作物的生長。

3.3 干旱防治的政策建議

（1）加強(qiáng)氣象監(jiān)測和預(yù)警體系建設(shè)。通過建立完善的氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和預(yù)警體系，及時掌握干旱的發(fā)展趨勢和嚴(yán)重程度，提前采取相應(yīng)的防治措施，減少干旱造成的損失。（2）加強(qiáng)水資源管理和調(diào)配。對于干旱地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)水資源的管理和調(diào)度，合理分配和利用水資源，確保農(nóng)業(yè)用水和城市供水。加強(qiáng)水資源保護(hù)，提高水資源的利用效率。（3）加大科技投入和研發(fā)力度。加強(qiáng)科技研究和技術(shù)創(chuàng)新，開展干旱抗災(zāi)相關(guān)的研究工作，采取更有效的防治方法和技術(shù)手段；加大科技投入，培養(yǎng)專業(yè)人才，為干旱防治提供支撐。

4 結(jié)束語

云南及其他類似干旱地區(qū)的農(nóng)作物生產(chǎn)問題需要綜合考慮，既要積極采用新技術(shù)增強(qiáng)農(nóng)作物適應(yīng)性，又要合理規(guī)劃農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)，以及相應(yīng)的政策支持。這樣才能在確保糧食安全的同時，實(shí)現(xiàn)良性的農(nóng)業(yè)發(fā)展。

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