(2)南方双季早稻播种育秧期的低温冷害
我国南方双季早稻产区的早春季节,天气多变,南下冷空气强度虽然明显减弱,但冷空气侵袭时,气温急剧下降,出现低温冷天气;有时南下冷空气与湿暖空气结合,就会出现低温阴雨寡照天气。这两类天气,常给双季早稻播种育秧带来很大困难,特别是低温连阴雨天气,是南方早稻播种育秧期间的主要灾害性天气,是造成早稻烂秧的主要原因。此外,阴雨天气还可促使棉腐病菌繁殖侵染,间接地加重烂秧程度,导致损失大量种子,而且因补种又会延误播种季节,使早稻成熟期延迟,影响晚稻栽种,使晚稻抽穗扬花期易受低温危害。
春季低温阴雨天气大致可分为低温阴雨型、暖温阴雨型、前冷后暖阴雨型、前暖后冷阴雨型、冷暖交替阴雨型、不规律阴雨型六种类型。其中以低温阴雨型发生的频率最高,前暖后冷型及冷暖交替型次之。试验研究结果表明:日平均气温连续3天小于10℃,粳稻即可发生烂秧;日平均气温连续3天小于11℃,籼稻发生烂秧;播后1~2天内若雨量过大,秧田积水过多,谷种不易扎根,也易发生烂秧。据统计分析,南方双季早稻播种育秧期低温出现的频率和降温强度,随时间推移自北向南减小、减弱。一般两广大部为10%左右,东部沿海地区为30%左右,内陆地区通常为15%~40%。新中国成立以来,南方大部地区双季早稻播种育秧期低温冷害较重的年份有1951年、1969年、1970年、1985年和1988年(其中1970年仅长江中下游地区损失的稻种就在4亿公斤以上),其次是1952年、1954年、1956年、1967年、1976年和1978年。
(3)“寒露风”
每年9月~10月间,我国大部分地区处于夏季风向冬季风的过渡时期,时有冷空气突发南下,温度明显下降,使正处在孕穗、抽穗扬花及灌浆阶段的晚稻遭受低温危害,严重影响水稻开花、授粉过程的正常进行,造成空壳、瘪粒,导致严重减产。在长江中下游地区将这种灾害称之为“秋季低温冷害”。在两广、福建,因这种灾害多出现在“寒露”节气前后,故称之为“寒露风”。
试验及调查结果表明:水稻在抽穗开花期,如果连续3天或3天以上日平均气温低于20℃,粳稻就易受害;日平均气温连续3天或3天以上低于22℃,籼稻和杂交稻就易受害。气温越低,持续时间越长,寒露风的危害越重;阴雨、大风或空气干燥等,还会加重危害。一般秋季低温(寒露风)危害导致的双季晚稻空壳率达20%~30%,严重年份可达40%~70%,甚至造成绝收。例如,1971年9月中旬末到下旬初,长江中下游和华南大部地区出现低温天气,江西省一些地区日平均气温降至16℃左右,最低气温只有15℃,不少地区晚稻空壳率达30%~50%,严重的高达70%以上。
据统计,秋季寒露风出现日期基本上自高纬度向低纬度、自内陆向沿海逐渐推迟,丘陵山区则自低海拔向高海拔明显提早。各地历年出现秋季低温冷害的初日受纬度和地形影响大,受海陆影响也大。长江中下游粳稻秋季低温初日一般集中在9月下旬,籼稻一般在9月上中旬。华南地区的寒露风初日,偏北地区集中在10月上旬,沿海地区在10月下旬。无论是粳稻或是籼稻,出现重度或中度秋季低温冷害(寒露风)的年份,均为三四年一遇。各年代秋季低温出现的情况变化很大:20世纪50年代较少,仅1957年危害较重;60~70年代较重,1951—1989年间低温危害重的年份中,有60%以上是出现在60年代和70年代,其中80%以上出现在1965年以后,尤其是华南地区;最重的秋季低温冷害集中在70年代,九个危害重的年份中,70年代就占了六个。
(4)华南热带经济作物的寒害
在我国广东、海南、广西、云南、福建和台湾等省区南部一些地区属热带或亚热带季风气候区,橡胶、椰子、胡椒、咖啡、油棕、腰果、剑麻等经济作物都有不同规模的种植。在冬季,当冷空气南下,温度降低到热带作物受害温度时就会发生寒害。如1955年1月份,因受强冷空气南袭,广东湛江和广西的南部最低气温降到0℃左右,胶园橡胶树干枯致死的占70%~80%;海南岛北部地区胶树受害占30%~40%。寒害一般包括平流型寒害、急发性霜害、累积性辐射寒害三种类型。平流型寒害是在冷锋和静止锋的影响之下,风寒交加,持续阴冷。平流型寒害由较低的平均气温所致,阴冷期一般10~20天,平均气温在10℃以下。急发性霜害是在较强的霜冻天气下,夜间受零下低温的冷冻与早上阳光的直射,急剧的升温而产生的。累积性辐射寒害是在持续的辐射天气下,由于局部环境的荫蔽(如山地的阴坡、浓雾经久不散的谷地、完全郁闭的胶园),白天缺乏光、热,加上夜间的近地面低温影响而形成的。当最低气温低于5℃,日较差为10℃~15℃,寒害就可能发生。
2.霜冻害
在农作物、果树、林木生长季节,当地面温度降到0℃以下,植株就会因体内水分发生冻结而受害,这就是霜冻害。根据霜冻发生的季节不同,霜冻害可分为春霜冻(晚霜冻)、秋霜冻(早霜冻)两种。在春播作物苗期、果树花期、越冬作物返青后发生的霜冻称为春霜冻。随着温度的升高,春霜冻发生的频率逐渐降低,强度也减弱。但是,春霜冻发生得越晚,对作物的危害也就越大。在秋收作物尚未成熟,露地蔬菜还未收获时发生的霜冻,称为秋霜冻。随着季节推移,秋霜冻发生的频率逐渐增加,强度也不断加大。1953年4月10日~12日,北方冬麦区大部地区受强冷空气影响,最低气温降到-3℃~-1℃,河北、山西、山东、河南、陕西等省的大部地区及苏皖两省北部发生了一次严重霜冻,冬小麦死苗10%~30%,重者全部死亡。仅安徽省就冻坏冬小麦3000万亩。
根据霜冻发生的天气条件,通常可以分为三种类型:第一,平流型霜冻。它是由于强烈的冷平流天气引起剧烈降温,使植株遭受霜冻的危害。第二,辐射型霜冻。它是在冷性高气压控制之下,因夜间晴朗无风,植物表面受强烈辐射降温而发生的霜冻。第三,平流辐射型霜冻。它是在冷平流和辐射冷却共同作用下发生的霜冻。这种霜冻通常是先有冷空气侵入,温度明显下降,到夜间天空转晴,地面有效辐射很强,植株温度进一步降低而发生的霜冻。这种霜冻出现次数多,影响范围广,对农业生产的危害较为严重。经调查分析,在相同的天气条件下,不同地块是否发生霜冻以及霜冻轻重,与地形、地势、土壤等有密切关系。山的北坡迎冷风,少阳光,霜冻重;南坡背风、向阳,霜冻轻;东坡和东南坡早晨首先照到阳光,植株体温变化大,霜冻害往往较重;山坡冷空气能沿坡下流,霜冻轻;山下谷地及洼地冷空气堆积,霜冻重;冷空气易流进而又难排出的地形、地势条件下霜冻重,冷空气难进而又易排出的地方霜冻轻;靠近水的地方,因为水的热容量大,霜冻较轻;疏松的土壤,热容量小,导热率低,贴地气层温度下降迅速,作物受霜冻害重,紧实潮湿的土壤则相反。根据统计,中国东部平原及丘陵地区,初终霜冻等日期线基本上与纬度平行,越往北,初霜冻日来临越早,终霜冻日结束越迟;相反,越往南,初霜冻日来临越晚,终霜冻日结束越早。西部地势高,地形复杂,致使霜冻出现和结束的时间差异很大。纬度相同的地带,地势高的初霜冻日来临较早,终霜冻日结束较迟;反之,地势低的初霜冻日来得迟,终霜冻日结束早。1953年以来、长江中下游以北及西北地区东部,初霜冻发生时间正常的年份约占50%,偏早、偏晚的年份约占35%,特早、特晚的年份约占15%左右。华南中部和北部以及西南等地区,由于地形复杂,历年初霜冻出现日期变动很大,正常、偏早、偏晚年份的总和约占50%~60%,而特早、特晚年份约占40~50%。长江以北的大部分地区终霜冻日正常的年份约占50%,偏早、偏晚的年份约占30%,特早与特晚的年份约占20%。华南、西北及西南大部初霜冻日正常的年份约占35%,偏早、偏晚的年份共占25%,特早、特晚的年份约占40%。
根据统计分析,我国有两个霜冻害多发地带。其中一个霜冻害多发地带是“东北中部—华北北部—西北中部”一带,包括黑龙江中部、吉林和辽宁两省西部、河北和山西两省北部、内蒙古东南部、甘肃的河西走廊和陇东地区、宁夏大部及陕西中北部,这些地区一般2~3年发生一次程度不同的冻害。另一个霜冻害多发地带位于长江中下游和南岭地区,包括湖北南部、广西北部和安徽、江苏、湖南、江西、福建等省的大部地区,一般三年左右发生一次冻害。从发生的季节上看,3月霜冻多发生在江淮一带,4月多发生在冬小麦主要产区的苏皖北部、山东南部、河南中部、山西南部、陕西关中及陇东一带,5月多发生在华北北部、东北、西北地区;9月的初霜冻主要危害北方的偏北地区,10月位于海河到淮河流域,11月扩展到长江以南,冬季主要影响江南、华南、西南地区。
3.冻害
冬作物和果树林木在越冬期间因遇到0℃以下(甚至在-20℃以下)低温或因剧烈变温引起植株体冰冻或丧失一切生理活力,造成植株死亡或部分死亡的现象,称为冻害。
(1)北方冬小麦产区的小麦冻害
我国北方冬小麦产区主要包括河南、山东、河北、北京、天津等省市及苏皖两省北部、山西中南部及陕西中部等地。这些地区冬季极端最低温度往往只有-20℃~-1.5℃,或在-20℃以下;低温持续时间长,降雪少,冷空气活动频繁、常常发生不同程度的冻害。1976年12月下旬~1977年2月中旬,北方冷空气势力强盛、活动频繁并不断南下,全国大部地区气温持续偏低,出现四十多年来罕见的严寒天气,全国冬小麦冻害死苗面积达5000多万亩。陕西渭北的一些地区麦苗叶干率达80%,不得不大面积翻种、重种。
冬小麦冻害的类型有以下几种:
一是入冬剧烈降温型。这是一种在麦苗停止生长前后,因气温骤然大幅度下降而发生的冻害。如果小麦播种过早或前期气温偏高,生长过旺,再遇冷空气时冬小麦更易受害。
二是冬季严寒型。冬季严寒型冻害是指当冬季有两个月以上平均气温比常年同期偏低2℃以上,最低气温有时在-20℃以下,小麦发生根、全株及分蘖节受冻死亡的现象。冬前积温偏少,麦苗弱或秋冬土壤干旱的年份则受害更重。
三是早春融冻型。早春回暖解冻,麦苗开始萌动,由于抗寒力下降,如遇较强冷空气,麦苗就会受害。
据分析研究,冬小麦发生严重冻害的区域有以下几个:第一,以准噶尔盆地为中心的北疆冻害区。该区常年冬小麦受冻面积占全疆播种面积的6%~8%,严重冻害年死苗面积占播种面积的20%以上,而且主要发生在无积雪、积雪晚或融雪早的年份。1961—1983年的23年中,较重冻害发生6次,平均四年一次;严重冻害年有1957年、1968年和1982年,死苗毁种面积在20%以上。第二,以陇东、陕北及晋中为中心的黄土高原冻害区。陇东近30年来发生较大面积越冬死亡的有11次,平均三年一次;陕北、晋中和渭北等地冻害较轻。第三,晋北、燕山山区及辽宁南部一带的冻害区。该区为20世纪70年代以来新扩种的冬麦区,经过1976—1977年、1979—1980年、1983—1984年三次大冻害后,种植面积已大大缩小。第四,以京、津、冀及山东北部为中心的华北平原冻害区,1949年以来,北京有五年因冬小麦遭受冻害死苗而明显减产;河北唐山地区也发生较重冻害9次;1980年河北省因冬小麦冻害死苗减产25亿公斤,沧州、衡水两地区大部分麦田死苗率高达50%。第五,以河南、苏北、皖北及鲁南为中心的黄淮平原冻害区。该区往往在强寒潮南下时发生冻害。