高祥照：科学应对“南冻北旱”

2011年新年伊始，南方冰雪冷冻，贵州、湖南、湖北、广西、重庆五省农作物受灾面积14.24万公顷；北方持续干旱，去年10月初以来，河南、山西、河北、山东、江苏、安徽、陕西等省降水量与常年同期相比偏少二至九成，土壤失墒严重，部分冬麦区发生旱情。全国作物受旱面积6039万亩，其中重旱898万亩。
  近年来，冻害、旱灾频发，对农业生产造成巨大威胁，由此引发的农作物减产、绝收，不仅影响着农民的收入，更威胁着我国的粮食安全。目前有较多措施来应对冰冻灾害与旱灾，包括兴修水利设施，建立天气预警系统，覆盖保墒、保暖膜，高抗性品种的选育等，现阶段如何采取有效措施提高农作物的抗旱、抗寒能力，防止、缓解冻害与旱灾损失。

  一、冰冻、干旱对农作物的伤害机理

  长时间的冰冻雨雪天气造成的持续低温一旦超出大部分农作物的临界生长（死亡）温度，就会引发越冬作物的植株体结冰而丧失一切生理活动，造成植株枯萎或死亡。目前危害机理有结冰伤害、冰冻伤害、脱水伤害及生物膜伤害等假说。目前公认的伤害机理有细胞外间隙结冰造成的伤害、细胞内结冰产生的直接伤害、0℃以下低温对细胞膜的损伤3个方面。
  干旱对植株影响的外观表现，比较易直接观察到的是萎蔫，即因水分亏缺，细胞失去紧张度，叶片和茎的幼嫩部分出现下垂的现象。萎蔫可分为暂时萎蔫和永久萎蔫。暂时萎蔫指植物根系吸水暂时供应不足，叶片或嫩茎会出现萎蔫，蒸腾下降，而根系供水充足时，植物又恢复成原状的现象。永久萎蔫是指土壤中已无植物可利用的水，蒸腾作用降低亦不能使水分亏缺消除，表现为不可恢复的萎蔫。永久萎蔫与暂时萎蔫的根本差别在于前者原生质发生了严重脱水，引起了一系列生理生化变化。主要表现为，膜结构及透性改变，光合作用减弱，呼吸作用先升后降，内源激素代谢失调，氮代谢异常，核酸代谢受到破坏，生长受抑制，有机物质消耗过速。

  二、提高作物抗寒、抗旱能力的措施

  （一）抗寒措施
  对于越冬农作物，越冬前要控旺促弱苗。越冬前如果氮肥使用过量，作物生长过旺，反而对越冬不利；如果苗势较弱，体内积累的糖分过低，也容易发生冻害。所以针对越冬作物越冬前长势，合理施用肥料，可以促进弱苗生长，利于越冬。
  在低温冰冻到来之前，应追施磷钾肥，农家腐熟有机粪肥，也可叶面喷施0.1%~0.5%浓度的磷酸二氢钾3~4次。有机粪肥一般可提高地温2℃～4℃，磷钾肥能够提高植株细胞的磷、钾含量，增强细胞的持水力，使植株在低温下不易结冰，从而起到保温防寒的作用。同时可增加土壤溶液中盐分的浓度，减轻作物根系的受害程度。此外，腊肥“冬施春用”能有效地促进春后的生长发育，春后越冬作物进入营养生长与生殖生长并旺的重要时期，需要吸收较多氮钾养分，腊肥能保证此期磷钾养分的供应，促进花芽分化和有效分枝(有效穗数)的增加，从而提高产量。
  对于已经发生冻害的越冬农作物，根据冻害的程度，施肥上应以氮肥为主，如尿素，碳铵等，有利于受冻农作物的快速恢复。

  （二）抗旱措施
  合理施用农家肥以及秸秆还田，增施有机肥，能增加土壤中的有机质含量提高土壤肥力，从而增大田间持水量，提高土壤的抗旱能力。有机肥经过土壤中各种微生物的分解与合成，能稳定地释放出农作物可以直接吸收利用的、种类齐全的营养元素，部分有机质在土壤中变成腐殖质，能调节土壤养分，能把矿物质、土粒胶结起来，形成团粒结构，使土壤结构性能稳定良好，增加了土壤的储水功能。
  在干旱严重的情况下，植物吸收养分困难，此时可以叶面喷施的方式，如采用尿素+磷酸二氢钾补充养分，其浓度根据旱情、作物种类的不同酌情考虑。如果旱情持续时间较长，应该每隔5~7天喷施0.1%~0.5%的磷酸二氢钾。喷施“天达2116”、“碧护”以及腐植酸类叶面肥效果也十分显著。
  这是因为磷能提高细胞结构的水化度和增加胶体束缚水的含量，减少细胞水分的损失，并增加原生质的黏性和弹性，从而增加了原生质对局部脱水的抵抗能力。磷能改善和调节植物新陈代谢，使之适应各种不良的环境条件。在低温下，足够的磷能增加植物体内可溶性糖类、磷脂等浓度，提高作物的抗寒性。另外，无机磷的存在能增加细胞液的缓冲性能，使细胞原生质的pH值保持稳定的状态，有利于细胞的正常生命活动。
  钾对作物抗寒性的改善与根的形态和植物体内的代谢产物有关。钾不仅能促进植物形成强健的根系和粗壮的木质部导管，而且能提高细胞和组织中淀粉、糖分、可溶性蛋白以及K+离子含量，这些物质的增加，能提高细胞渗透势，使冰点下降，减少霜冻危害，提高抗寒性。钾充足，细胞对水的束缚力加强，从而增加了细胞束缚水含量和束缚水与自由水的比例，降低水分损失，保护细胞膜的水化层，从而增强植物对低温的抗性。此外，钾充足有利于降低呼吸作用，有利于维持细胞原生质膜的稳定性和质膜的抗氧化能力，减轻低温对细胞膜的破坏，从而增强植物抗寒性。钾对抗寒性的改善也受其他养分供应状况的影响。一般来讲，使用氮肥会加重冻害，而氮、磷与钾肥配合施用，则能进一步提高作物的抗寒能力。
  增加细胞中钾离子浓度可提高细胞的渗透势，防止细胞和植物组织脱水。同时，钾还能够提高胶体对水的束缚能力，使原生质胶体充水膨胀而保持一定的充水度、分散度和粘滞性。因此，钾能增强细胞膜的持水能力，使细胞膜保持稳定的透性。渗透势和透性的增加，有利于细胞从外界吸收水分。钾可有效地调节叶片气孔的启闭，增强气孔启闭的敏感度，供钾充足时，气孔的开闭可随植物生理的需要而调节自如，使作物减少水分蒸腾，经济用水。此外，钾还能促进根系生长、提高根/冠比，从而增强作物吸收水的能力。
  面对近年来频发的灾害天气，我们应该结合多种措施来保证农作物的稳产及高产。但，针对目前的灾情，选育抗旱、抗寒等抗逆农作物品种或采用其他农艺措施，皆为时已晚。灌溉虽可有效缓解干旱带来的不良影响，但目前正直隆冬，灌溉难度很大，盲目灌溉还有可能造成冻害，因此我们还应该考虑其他配套措施，例如镇压以破坏土壤裂隙、划锄以切断土壤毛管，减少水分损失。面对“南冻北旱”，喷施磷酸二氢钾、“天达2116”、“碧护”等是目前及灾后恢复生产一项可以广泛采用、简单易行的措施。