安徽省水稻關(guān)鍵生育期低溫冷害特征分析

伍曉玲+于堃+羅艷+楊太明++徐敏

摘要：根據(jù)安徽省水稻低溫冷害指標(biāo)，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析安徽省6個(gè)農(nóng)氣觀測站所在地區(qū)近30年水稻關(guān)鍵生育期內(nèi)的低溫冷害特征，從年代際變化特征、空間分布、持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度幾個(gè)方面進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）安徽省低溫冷害發(fā)生次數(shù)存在年際分布不均的特征，進(jìn)入21世紀(jì)后，江淮之間低溫冷害發(fā)生年數(shù)明顯增加；（2）安徽省江淮之間的低溫冷害發(fā)生概率明顯高于江南地區(qū)，西部山區(qū)的發(fā)生概率明顯高于東部地區(qū)；（3）低溫冷害的持續(xù)時(shí)間最長是7 d，但是出現(xiàn)的概率很小，持續(xù)3 d出現(xiàn)的概率最大，且低溫冷害強(qiáng)度并不大。對照《安徽省氣象災(zāi)害年鑒》，發(fā)現(xiàn)有水稻災(zāi)情記錄的年份都發(fā)生了低溫冷害；對比水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)空殼率與低溫年份并沒有很好的對應(yīng)關(guān)系，因此低溫并不是產(chǎn)量唯一的決定條件，產(chǎn)量還與水稻品種的感溫性、感光性存在相關(guān)性?？梢姡不帐∫呀⒌牡蜏乩浜χ笜?biāo)可用，但從近35年氣象條件來看，安徽地區(qū)低溫冷害強(qiáng)度不大，水稻品種耐寒性提升，低溫過程對水稻影響不大。

關(guān)鍵詞：安徽??；單季水稻；關(guān)鍵生育期；障礙性冷害；防御依據(jù)

中圖分類號： S426文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）06-0068-04

低溫冷害是對水稻生產(chǎn)影響嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，農(nóng)業(yè)上一般把低溫冷害分為延遲型冷害、障礙型冷害、混合型冷害[1-2]。已有不少學(xué)者對低溫冷害的時(shí)空分布特征進(jìn)行了研究[3-5]。目前的多項(xiàng)研究表明，障礙型冷害多半是由水稻抽穗開花生長敏感期間發(fā)生的短時(shí)降溫所致，在南方稻區(qū)較為常見[6-7]。位于長江中下游稻區(qū)的安徽省水稻，對障礙型冷害敏感性較高。

水稻是安徽省的主要糧食作物之一，主要分布在沿淮及淮河以南地區(qū)。水稻按種植季節(jié)可分為單季稻、雙季稻，其中一季稻主要分布在沿淮、江淮之間中北部、大別山區(qū)和皖南山區(qū)[8]。7月中下旬至9月上旬，安徽省一季稻正值孕穗、抽穗、揚(yáng)花期，進(jìn)入產(chǎn)量形成關(guān)鍵期。前人做過很多研究得出，此時(shí)若出現(xiàn)障礙型冷害，對水稻生產(chǎn)會有嚴(yán)重影響，使水稻花藥不能正常開裂，影響正常開花授粉，導(dǎo)致空秕率升高、結(jié)實(shí)率下降[9-16]。因此，筆者擬利用1980—2014年安徽省淮河以南一季稻種植區(qū)農(nóng)業(yè)氣象觀測站的逐日氣象資料、水稻產(chǎn)量資料，分析安徽省水稻關(guān)鍵生育期低溫冷害特征，研究安徽省水稻產(chǎn)量受障礙型冷害的影響，以期掌握災(zāi)害發(fā)生規(guī)律，為水稻低溫冷害防御提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料來源

本研究所用的氣象資料是安徽省一季稻種植區(qū)——淮河以南地區(qū)6個(gè)農(nóng)氣觀測站（天長、合肥、六安、壽縣、宣城、蕪湖）的逐日氣溫資料，資料來源于安徽省氣象信息中心。選取安徽省天長、合肥、六安、壽縣、宣城、蕪湖這6個(gè)站，它們在地理位置上具有較好的地域代表性。

選取時(shí)間：每年7月21日至9月10日（一季稻處于拔節(jié)長穗—抽穗開花的關(guān)鍵期），時(shí)間段為1980—2014年（1980年開始農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)）。

1.2低溫冷害的劃定標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)際使用中，安徽區(qū)域日平均氣溫指標(biāo)使用較為廣泛，針對穗花期，使用的日平均氣溫低溫冷害指標(biāo)為日平均氣溫連續(xù)3 d或以上時(shí)間≤22 ℃[17]。

2結(jié)果與分析

2.1低溫冷害時(shí)空分布特征

2.1.1低溫冷害發(fā)生頻次與地域特征從圖1可見，1980—2014年，安徽省淮河以南地區(qū)水稻在穗花期遭遇連續(xù)3 d或以上時(shí)間日均氣溫≤22 ℃的低溫過程一共出現(xiàn)51次（6個(gè)站點(diǎn)累計(jì)）；安徽省西部（六安）出現(xiàn)低溫冷害的次數(shù)明顯多于東部；江淮間（合肥、天長、壽縣）發(fā)生的次數(shù)較多，共發(fā)生44次，位于大別山區(qū)的六安最多（14次），其次為壽縣（13次）；江南地區(qū)（宣城、蕪湖）出現(xiàn)的次數(shù)很少，不超過4次。

2.1.2低溫冷害時(shí)間分布特征從低溫冷害發(fā)生次數(shù)的年代際變化來看，安徽省低溫冷害（連續(xù)3 d或以上時(shí)間氣溫≤22 ℃）發(fā)生次數(shù)存在年代際分布不均的特征，20世紀(jì)80年代安徽淮河以南地區(qū)發(fā)生低溫冷害的時(shí)間平均有2年左右，天長最多，有4年出現(xiàn)了低溫冷害；20世紀(jì)90年代，江淮之間發(fā)生低溫冷害的時(shí)間平均有2年，其中六安有3年出現(xiàn)了低溫冷害；部分江南地區(qū)沒有出現(xiàn)低溫冷害；進(jìn)入21世紀(jì)，江淮之間出現(xiàn)的低溫冷害次數(shù)明顯增加，2000—2014年間，六安、壽縣共有8年都出現(xiàn)了低溫冷害（圖2）。從低溫冷害年的發(fā)生概率來看，六安最高，為43%，壽縣的發(fā)生概率為37%，宣城、蕪湖的發(fā)生概率均不超過11%。

2.2低溫冷害強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間與出現(xiàn)日期特征

2.2.1低溫冷害強(qiáng)度特征安徽省淮河以南地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)

3 d或以上日均氣溫≤20 ℃的低溫冷害過程非常少，只有壽縣出現(xiàn)低溫過程，日均氣溫最低值出現(xiàn)在2006年9月5日，為15.8 ℃（表1）。由此可見，近34年來，安徽淮河以南地區(qū)的低溫冷害強(qiáng)度并不大。

2.2.2低溫冷害持續(xù)時(shí)間特征 據(jù)統(tǒng)計(jì)，1980—2014年，安徽省淮河以南地區(qū)水稻關(guān)鍵生育期（7月下旬至9月上旬）日均氣溫≤22 ℃的持續(xù)時(shí)間主要是3～6 d（圖3）；最長是7 d，但出現(xiàn)概率很低（只有2.0%），持續(xù)3 d的出現(xiàn)概率最高（56.9%），其次是持續(xù)4 d（17.6%），持續(xù)6 d的概率也較高，為15.7%，持續(xù)5 d的概率較低，為7.8%（圖4）。

2.2.3低溫冷害出現(xiàn)日期特征1980—2014年，在7月下旬至9月上旬，日均氣溫最早出現(xiàn)連續(xù)3 d或以上時(shí)間≤22 ℃ 的首日發(fā)生日期在江淮之間差別不是很大，多在8月中下旬（圖5）。由表2可知，1980—2014年，在7月下旬至9月上旬，日均氣溫最早出現(xiàn)連續(xù)3 d或以上≤22 ℃的首發(fā)日期只有江淮之間西部的六安、壽縣是發(fā)生在8月中旬。最遲的是江南地區(qū)的宣城（9月5日）；日均氣溫最晚出現(xiàn)連續(xù)3 d或以上≤22 ℃ 的首日發(fā)生日期各地基本一致，主要是在

綜合上述結(jié)果可知，發(fā)生低溫冷害的概率最大時(shí)段都是在9月上旬。

2.3安徽省水稻低溫冷害災(zāi)情

經(jīng)查詢《安徽省氣象災(zāi)害年鑒》，在以上低溫年份內(nèi)，有水稻災(zāi)情記錄的年份有2002、2003、2005、2008、2011、2014年。由表3可見，有水稻災(zāi)情記錄的年份都發(fā)生了低溫冷害。 表3安徽省水稻受低溫影響歷史記錄

年份1歷史記錄200218月上旬安徽全省出現(xiàn)了低溫陰雨天氣，淮河以南地區(qū)降水偏多，日照明顯不足。這次夏季低溫及連陰雨天氣過程，對正值抽穗、灌漿期的中稻、單晚孕穗抽穗造成危害，嚴(yán)重影響兩系雜交稻制種200318月中旬至9月中旬，安徽全省出現(xiàn)了3段低溫及連陰雨天氣，其中8月中旬，安徽全省低溫陰雨，氣溫持續(xù)下降，長江以北地區(qū)的旬平均氣溫較常年偏低4～5 ℃，大部分地區(qū)創(chuàng)有資料以來新低值，對正在抽穗灌漿的中稻、單晚孕穗造成了危害200518月17至8月24日，安徽全省維持低溫陰雨天氣，對部分處于抽穗揚(yáng)花期的中稻構(gòu)成了一定影響20081安徽省一季稻從4月下旬開始育秧到9月下旬成熟收獲，全生育期期間農(nóng)業(yè)氣象條件總體上利大于弊。但一些時(shí)段出現(xiàn)低溫寡照、局部強(qiáng)降水等災(zāi)害性天氣仍給一季稻生長帶來不利影響20111孕穗抽穗期氣象條件基本適宜，無明顯高溫?zé)岷?，為穩(wěn)定穗粒數(shù)提供了保障。中后期氣象條件總體上有利于灌漿乳熟，但部分地區(qū)出現(xiàn)了低溫陰雨天氣，影響灌漿質(zhì)量20141孕穗抽穗期至灌漿乳熟期出現(xiàn)持續(xù)低溫陰雨寡照天氣，使遲熟一季稻遭受不同程度的危害，一季稻生育進(jìn)程總體較常年推遲 5～7 d，局部地區(qū)水稻稻瘟病、稻曲病較重

2.4安徽省水稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的變化特征

從空殼率來看，安徽省江淮地區(qū)水稻的空殼率年際波動特征比較明顯，20世紀(jì)90年代初期空殼率普遍高于其他時(shí)間段；從2000年起，空殼率明顯下降（圖6）。對照歷史水稻災(zāi)情記錄與低溫年份，發(fā)現(xiàn)空殼率與低溫年份并沒有很好的對應(yīng)關(guān)系，這與空殼率的影響因子有關(guān)，日照的多寡、降水的多少對空殼率也有影響，因此低溫并不是唯一決定條件；此外，水稻品種也是近幾年來更新的，不同水稻品種的感溫性存在差異。從千粒質(zhì)量來看，安徽省江淮之間地區(qū)的千粒質(zhì)量年際變化較明顯（圖7）。穗粒質(zhì)量整體呈逐步上升趨勢（圖8）。從相對氣象產(chǎn)量來看，各地均存在年際波動，2003年為極端低值年，主要是由于高溫?zé)岷σ鸬模▓D9）。

3結(jié)論與討論

從低溫冷害年代際變化特征來看，1980—2014年，在水稻穗花期， 安徽省日均氣溫連續(xù)3 d或以上時(shí)間≤22 ℃的低

溫冷害發(fā)生次數(shù)存在年際分布不均的特征；進(jìn)入21世紀(jì)，江淮之間低溫冷害發(fā)生年數(shù)明顯增加。從低溫冷害空間分布來看，江淮之間的發(fā)生概率明顯高于江南地區(qū)。同時(shí)，由于地形的原因，氣溫也呈現(xiàn)出東西差距，西部山區(qū)低溫冷害的發(fā)生概率明顯高于東部地區(qū)。從低溫冷害發(fā)生的具體時(shí)間來看，概率最大時(shí)段是在9月上旬。從低溫冷害持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度來看，日均氣溫≤22 ℃的持續(xù)時(shí)間最長是7 d，但出現(xiàn)概率很?。ㄖ挥?%），持續(xù)3 d的出現(xiàn)概率最大（56.9%）。安徽省的低溫冷害強(qiáng)度并不大，連續(xù)3 d或以上時(shí)間氣溫≤20 ℃的低溫冷害過程非常少，近34年中只有2006年出現(xiàn)了強(qiáng)低溫過程。

空殼率與低溫年份并沒有很好的對應(yīng)關(guān)系，這與空殼率的影響因子有關(guān)，日照的多寡、降水的多少對空殼率也有影響，因此低溫并不是唯一決定條件，再加上品種的更新，對于不同水稻品種，感溫性與感光性存在差異。通過分析發(fā)現(xiàn)，日均氣溫連續(xù)3 d或以上時(shí)間≤22 ℃的低溫冷害指標(biāo)可用，但是從近34年的氣象條件來看，由于低溫冷害強(qiáng)度不大，水稻品種耐寒性提升，因此安徽地區(qū)低溫過程對水稻影響不大。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.017