浅析人工影响天气在玉米种植中的运用

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1王沛2吴腾格尔

乌兰察布市气象局 内蒙古 乌兰察布 012000

摘要

科技迅速发展背景下,人工影响天气成为改善天气情况的主要手段,尤其在预防冰雹、增雨雪等方面发挥重要作用。众所周知,我国是农业生产大国,玉米作为农业生产中的重要作物,其生长发育过程对气候环境要求较高。为了使玉米达到提质增产目标,利用人工影响天气手段改善天气气候条件,为玉米发育营造良好环境。所以,本文将结合农业生产生活的经验,分析玉米种植中人工影响天气发挥的作用,并分析影响玉米生长发育的常见因素,同时提出几点行之有效的人工影响天气策略,旨在为玉米健康生长保驾护航。


关键词

人工影响天气;玉米;种植;农业生产

正文


引言:

在玉米种植中应用人工影响天气手段,就是利用催化剂对云层进行催化,使其产生冷云或暖云,进而达到增雨水、消除浓雾、预防冰雹等目的。结合实践来看,在干旱地区种植玉米,可以通过人工降雨技术为玉米生长提供充足水源,人工增雨在提高土壤湿度方面发挥重要作用,可以加快玉米发育速度。温度也是影响玉米生长的关键因素之一,高温环境下玉米气孔会逐渐缩小,甚至关闭,严重影响其光合作用,通过人工影响天气的方式调节温度,能够降低夏季高温对玉米生长造成的负面影响。在光照强度较低的地区,采用人工光源技术能够促进玉米光合作用,这对于改善玉米品质、提高玉米产量来说有积极影响。由此可见,本文对人工影响天气在玉米种植中的应用展开研究,无论在保证作物质量和产量,还是提高农业生产技术水平来说,都有十分显著的现实意义。

一、玉米种植中人工影响天气发挥的作用

(一)预防自然灾害

玉米生长发育具有周期性特点,整个生长周期对气候环境变化情况较为敏感。近年来,环境污染和资源短缺的日益加剧,导致自然灾害发生率不断提高,为玉米种植带来了巨大负面影响。尤其秋季正值玉米接穗成熟期,一旦发生冰雹等自然灾害,则会导致植株大规模倒伏甚至折断,使玉米生长发育受到阻碍,进而为农户造成巨大经济损失[1]。而采用人工影响天气手段,将碘化银撒播到云层中,可以减少冰雹胚胎颗粒的数量,通过融化冰雹使其形成雨水,有效规避冰雹灾害对玉米生长造成的负面影响。由此可见,合理采用人工影响天气手段,在预防自然灾害方面发挥重要作用,能够为玉米健康生长营造良好环境。

(二)减小降雨影响

玉米植株在生长过程中,对水分要求相对较高,地区降雨量会直接影响其质量和产量。而通过人工影响天气手段,能够对一定范围内的雨水进行增加或减少,这对于控制降水量来说有积极影响。由于我国地域辽阔,不同地区的气候环境不尽相同,所以玉米生长面临的挑战也有所差异,在干旱地区,为了增加降水量,可以将盐或干冰播撒到云层中,避免干旱天气对玉米生长造成的不良影响[2]。在降雨量较大的地区,气象部门可以在云层尚未覆盖玉米种植范围前,向云层播撒干冰,一方面降低降雨量,另一方面控制降雨时间。可以看出,通过人工影响天气手段,能够对地区降雨进行有效控制,使土壤水分控制在合理范围内,进而保证玉米植株健康发育。

(三)改变气象条件

在玉米种植中采用人工影响天气手段,能够通过消除浓雾、减小风量等方式对田间光照度和温湿度进行控制。在浓雾环境下,气象部门采用消雾技术能够减少大气中的雾团,进而提高一定范围内的能见度和光照度。尤其针对连续大雾天气,采用扰动法、加热法等技术手段,可以蒸发大气中的雾滴,进而达到消除浓雾的效果[3]。另外,风力也是影响玉米生长的关键因素,大风天气容易使玉米出现倒伏、折断等问题。将催化剂播撒到云层,能够有效较小风量,避免大风对玉米健康生长造成不良影响。

二、气象条件对玉米种植造成的影响

(一)温度对玉米种植的影响

以上提到,玉米生长发育具有周期性特点,不同阶段对温度的要求不尽相同。玉米属于典型的喜温植物,所以在种植阶段控制好田间温度尤为重要,这也是提高玉米质量和产量的关键因素。详细来说,首先,温度会对玉米的生长速度带来一定影响。结合相关数据统计分析来看,平均气温每升高1℃,玉米出苗速度就能够提升17%左右,同时营养生长速率也会增加,一般在5%左右。另外,玉米最大叶面积指数会随着积温的增加而增加,一般积温每小时增加100℃,最大叶面积指数也会提升10%,这对于增加最大生物产量来说有积极影响。其次,温度在玉米发芽期、幼苗期、开花期等不同生长阶段,都会产生或多或少的影响[4]。例如:玉米播种期到发芽期,如果气候温度较低,则容易出现出芽晚、苗小、苗弱等问题,甚至会导致种子不发芽,进而降低玉米成活率。而进入叶片膨胀期,如果气候温度过低,则会对植株干重和茎叶面积造成负面影响。由此可见,温度对玉米生长发育产生的影响十分深远,合理控制温度是提高玉米质量和产量的关键因素。并且玉米作为喜温植物,对低温耐受性相对较差,所以气象部门应注意地区气候环境变化情况,在低温环境来临前采用人工影响天气策略降低作物损失。

(二)光照对玉米种植的影响

光照条件会对玉米种植产生至关重要的影响。作为长日照作物,玉米的整个生长发育周期都需要强烈光照。中科院研究团队曾在研究中表明,玉米栽培密度越高,光照强度越低,并且种植密度会影响强光环境的波动效果,进而缩短光照时间。另外,在种植密度增加的同时,还会延长叶片光合作用诱导时间[5]。结合实践来看,玉米植株从发芽期到成熟期,光照时间需要控制在100-150d以内,出苗后,为了加快幼苗发育速度,需要将日照时间控制在10h/d,如此能够有效增加玉米产量。所以,在玉米种植中,除了对植株密度进行合理控制外,气象部门还要根据气候环境变化情况,通过人工干预天气的策略改善田间光照条件,继而为玉米生长提供保障。

(三)水分对玉米种植的影响

玉米整个生长周期对水分要求相对较高,并且不同阶段的需水量不尽相同。其中农苗期需水量相对较少,在全生命周期内的需水量中占20%左右。进入穗期则会逐渐加大需水量,此时占全生命周期需水量的38%左右。花粒期需水量最大,占全生命周期需水量的42%左右[6]。结合实践来看,在玉米生长发育过程中,将降水量控制在500mm左右最佳。一旦出现干旱或洪涝现象,则会对玉米质量、产量造成不良影响。这也意味着,使用人工影响天气策略控制降雨量至关重要。

三、人工影响天气在玉米种植中的实际运用

(一)人工防雹在玉米种植中的应用

玉米发育大多在夏季,此时正值汛期,容易使冷暖空气形成强对流,进而引发冰雹等自然灾害。冰雹会在短时间内损伤玉米叶片,导致叶片表面破损、撕裂,甚至干枯、坏死。由于叶片是植株进行光合作用的主要部位,所以一旦受损会直接影响玉米健康生长,进而为农户造成巨大经济损失。在传统冰雹预防中,气象部门大多采用“三七高炮”,或者将催化剂播撒到云层的指定位置,通过实地爆炸抑制冰雹的形成,以此来减轻冰雹对玉米植株健康生长造成的负面影响。后随着科学技术不断进步,人工影响天气的技术手段也逐渐完善,促进气象部门的防雹体系越来越健全。作业工具也不断升级,常见工具包括高射炮、火箭等。在消除或抑制冰雹方面效果更加显著[7]。在玉米种植中,人工防雹的作业流程主要体现在三个方面,分别为气象预报、防雹实施、效果检验。结合实践来看,冰雹大多在水汽充沛、冷空气入侵且大气层稳定性不足的高空出现。通过雷达系统进行气象预报,对高空天气形势进行跟踪调查,并结合现有的气象资料对冰雹的大小、数量和落点等参数进行计算,能够得到准确科学的气象预报方案。对冰雹云进行精准识别是防雹工作开展的关键所在,也是人工影响天气需要重点解决的一个问题。从20世纪60年代开始,就有专家和学者充分利用雷达系统分析冰雹云和雷雨云的结构、变化规律等,并且总结出了大量可靠信息,在提高冰雹预报准确性方面发挥重要作用。对比冰雹云和其他云层来看,前者厚度相对较大,发展较为旺盛,通过气象雷达系统探测可以发现,其在回波中有显著的闪电特点。据相关数据统计来看,这种冰雹预测的准确率超过80%。一旦确定有冰雹云存在,并预测到玉米种植范围内有冰雹的威胁,气象部门可以采取相应的干预措施,如使用火箭、炮弹等工具将碘化银送入冰雹云中,使其分裂成小冰粒或水滴,从而减少或消除冰雹的威胁。当前,人工防雹为玉米种植提供了一道有力的保障,确保了农业生产的稳定性和农民的收入。

(二)人工防旱在玉米种植中的应用

旱灾是影响玉米正常生长和发育的重要因素之一,如果玉米种植地降雨量较少,导致土壤湿度不足,则会抑制玉米生长速度,最终降低作物质量和产量。干旱灾害主要发生在春、夏、秋三个季节,在玉米种植中,春季干旱会影响玉米播种,夏季干旱阻碍玉米正常生长,秋季干旱不仅降低作物产量,还会延缓冬季作物的播种。并且干旱灾害会为蝗虫等病虫害生存繁衍创造有利条件。为了切实解决干旱问题,气象部门可以通过人工增雨策略提高农田土壤湿润度,为玉米健康生长奠定良好基础。也就是根据自然界降雨形成原理,通过人为繁育的方式对降雨条件进行补充,使云滴快速形成雨滴,并降落在田间,为玉米生长提供足够水分[8]。当前,气象部门使用的人工增雨技术主要有两种,一种是冷云催化剂增雨,另一种是暖云催化剂增雨。其中前者是通过飞机搭载盐、尿素等暖云催化剂,将催化剂播撒到云层中0℃的位置。而后者则是通过飞机搭载干冰、液氮等冷云催化剂,将催化剂播撒到云层-3℃的位置,以此来提高降雨量。对比两种人工降雨技术可以发现,暖云催化剂离子的尺度要求要远远高于冷云催化剂,所以催化效果更好,一般可以增加105倍左右。在增加降雨量的同时,田间湿度也会相应增加,可以为玉米生长提供充足水分。

(三)人工消雾在玉米种植中的应用

在玉米种植中,浓雾天气对植株生长造成的负面影响不容小觑。首先,浓雾会降低田间光照强度,而阳光是玉米叶片进行光合作用的必要条件,如果阳光长期被浓雾遮盖,则会影响玉米植株的正常发育。其次,浓雾会对一定范围内的温度变化产生影响,导致玉米生长环境缺乏稳定性,例如:玉米在寒冷、潮湿的环境下生长状态也会越来越差。最后,浓雾会增加区域湿度,很多病虫害在湿度较大的环境内会快速繁殖,进而为玉米生长造成危害。所以,在玉米种植过程中,通过人工消雾方式改善田间气候环境,是促进玉米健康生长的关键所在。人工消雾一般有以下三种方法,第一,加热法。也就是对含雾空气进行加热,通过蒸发雾滴消除大雾,这种范围适用于小范围区域。第二,吸湿法。也就是向雾中播撒吸湿作用强、并且不会对环境造成危害的颗粒,如氯化钙、盐粉、尿素等,这些物质能吸收水汽降低相对湿度,促使雾滴蒸发消失。第三,扰动法。气象部门需要使用扰动装置对含雾空气进行扰动,使雾顶上较干燥的空气掺入雾中与之混合,进而达到蒸发雾滴的效果。结合实践来看,通过人工消雾可以有效消除农田雾气,进而提高农田光照度,改善湿润度,并为玉米健康发育奠定良好基础。

结束语:

综上所述,新时期背景下,随着科技的飞速发展,人工影响天气逐渐走进现实,并为农业生产带来革命性的变化。在玉米种植中,使用人工影响天气手段,就是通过人工降雨、人工防雹、人工消云等方式,通过向云层中播撒催化剂或改变云层结构,达到改变降水、云量等天气条件的目的。随着科学技术的不断进步和气象观测手段的日益完善,人工影响天气在玉米种植中的应用前景将更加广阔。在科技的助力下,未来的农业生产将更加高效、环保可持续。

参考文献:

[1]王智辉.人工影响天气在玉米种植中的应用研究[J].种子科技,2023,41(11):23-25.

[2]袁世龙,钱玮,尚伟邦,等.人工影响天气在天峻县气象防灾减灾中的应用[J].农业灾害研究,2023,13(9):326-328.

[3]卫科.基于人工影响天气的农业气象防灾减灾措施[J].农业灾害研究,2023,13(3):194-196.

[4]陈俊杰.人工影响天气在农业生产服务中的重要性及应用[J].农业灾害研究,2023,13(8):199-201.

[5]张宁,张烨.人工干预气象因素对天气的影响[J].时代农机,2018(10):63.

[6]周凌峰,张喜亮,朱奎荣,等.湖州市人工影响天气对农业生产的作用及具体实践[J].南方农业,2023,17(22):31-33.

[7]刘小杰.人工影响天气在农业气象防灾减灾中的作用及对策探讨[J].农业开发与装备,2022(10):131-132.

[8]张俊成.人工影响天气在赤峰市农业生产种植中的应用探讨[J].河北农机,2022(19):139-141.



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