饒 偉

（漢川市氣象局，湖北漢川 432300）

引言

水稻的灌漿期是水稻發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，其基本決定了水稻以后的生長(zhǎng)情況，因此如何高效利用相關(guān)氣象因素來(lái)提高水稻灌漿質(zhì)量是當(dāng)前的熱門課題。本研究將通過(guò)試驗(yàn)分析和實(shí)地調(diào)研，提出相關(guān)意見(jiàn)。

1 水稻生長(zhǎng)所需條件

由于水稻生長(zhǎng)環(huán)境的特殊性，因而氣象因素對(duì)水稻的生長(zhǎng)影響尤為顯著。本研究將以晉稻97號(hào)和41號(hào)新型水稻為試驗(yàn)品種，在同地區(qū)和條件下進(jìn)行旱作種植，通過(guò)比較兩種水稻的生長(zhǎng)狀況來(lái)了解水稻灌漿期的生理特性。灌漿期是水稻發(fā)育的特殊時(shí)期，在這一時(shí)期其生長(zhǎng)速度較快，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求較大，因此其直至抽穗開花期都需充分的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而在谷物生長(zhǎng)周期的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)中不僅包含水稻籽粒灌漿階段，還有水稻顆粒乳的形成，據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，在水稻生長(zhǎng)的過(guò)程中氣象因素會(huì)對(duì)水稻的物質(zhì)吸收和利用產(chǎn)生較多的干涉效果。因而在進(jìn)行水稻培育實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們針對(duì)同類型同品種的幼苗，在不同的氣候條件和相同的栽培模式下，采用栽培統(tǒng)一化處理，觀測(cè)其是否出現(xiàn)產(chǎn)量差異，從而判斷氣象因素對(duì)水稻品種灌漿特性的影響。

2 雷電對(duì)水稻的影響

2.1 雷電對(duì)水稻生長(zhǎng)環(huán)境的影響

雷電可促進(jìn)空氣中化學(xué)物質(zhì)含量的增加。例如在雷電產(chǎn)生的瞬間，會(huì)促進(jìn)空氣中原氮氧化物和電離氮化物的降解，再通過(guò)生態(tài)圈的轉(zhuǎn)化功能，可將其變?yōu)橐子谒疚盏耐寥赖V化氮肥，而此類物質(zhì)是植物生長(zhǎng)所必需的。以上結(jié)論可通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，本次水稻試驗(yàn)日期是2014至2017年，地點(diǎn)為湖北省農(nóng)業(yè)水稻育種研究所試驗(yàn)基地，據(jù)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表明，水稻生長(zhǎng)期間的降水量應(yīng)在230毫米左右；在試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選擇平坦，土質(zhì)較好的試驗(yàn)地，進(jìn)行統(tǒng)一前茬作物種植和基礎(chǔ)肥力建設(shè)，兩塊試驗(yàn)區(qū)域的平均面積相同，長(zhǎng)10m左右，寬20m左右，總面積140m2，同時(shí)在該地區(qū)設(shè)立保護(hù)區(qū)，第一試驗(yàn)區(qū)采取露天處理，第二試驗(yàn)區(qū)采用透明化遮蓋處理；大約按照一年1次的頻率進(jìn)行檢測(cè)，避免相關(guān)蟲害的干擾；試驗(yàn)品種為晉稻97號(hào)和晉稻41號(hào)。在水稻發(fā)芽時(shí)，我們?cè)诟鲄^(qū)域隨機(jī)選擇樣本，對(duì)樣本采取均勻化處理，從第一天開花采集到第五天處理，進(jìn)行多次干燥和質(zhì)量稱量，并對(duì)其進(jìn)行脫粒處理，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，我們以2 000粒水稻種子重量為自變量，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累度為因變量，在種子發(fā)芽后，計(jì)算兩者之間的關(guān)系，描繪出曲線，從而更加直觀地看出雷電氣象因素對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，驗(yàn)證了以上結(jié)論。

2.2 雷電對(duì)土地微量元素的影響

在我國(guó)農(nóng)作物種植期間，由于磷鉀化肥的使用過(guò)度，導(dǎo)致現(xiàn)有土地有機(jī)物含量過(guò)高，土地的耕種層處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。而隨著大氣氣象的變化，土壤中的微量元素可進(jìn)行定量轉(zhuǎn)化，土壤中的微量元素大致以下面幾種形式存在：1）有機(jī)物。土壤中存在的有機(jī)微量元素是有機(jī)殘留物分解后定性釋放的高效物質(zhì)。而有機(jī)質(zhì)降解比礦物質(zhì)氣象條件下轉(zhuǎn)換較為容易，所以雷電可在一定程度上對(duì)有機(jī)微量元素的細(xì)化產(chǎn)生積極影響；2）礦物狀態(tài)。指在土壤中不能被陽(yáng)離子取代的，存在于礦物質(zhì)中的微量營(yíng)養(yǎng)素。礦物微營(yíng)養(yǎng)素一般難以溶解，在酸堿度適宜條件下，大部分微量元素逐漸演變產(chǎn)生氣候效應(yīng)，使微量元素通過(guò)氣象吸收與大地植株分離，由此可見(jiàn)，雷電氣象會(huì)通過(guò)影響土壤pH值來(lái)改變土壤微量元素轉(zhuǎn)化效率；3）吸附狀態(tài)。吸附在膠體顆粒表面的物質(zhì)可以同微量元素轉(zhuǎn)換，但數(shù)量很少，通常低于5.6mg/kg；4）水中溶解態(tài)。通常指土壤和礦物質(zhì)溶解于溶液中的微量元素存在形態(tài)。這些水溶性微量營(yíng)養(yǎng)素的濃度一般較低，通常以微克做單位。在該形態(tài)存在下的微量元素，pH值在沉淀的范圍內(nèi)，其性質(zhì)不再是速效營(yíng)養(yǎng)素，而在自然氣象形成的氧化還原條件下，形成的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可用性也會(huì)降低。

土壤微量營(yíng)養(yǎng)元素的特征，總結(jié)如下：雖然土壤微量營(yíng)養(yǎng)元素含量較高，但微量元素的有效吸收和利用非常有限，在特定條件下，應(yīng)重視肥料的使用量。土壤微量元素含量是一個(gè)綜合性的形成過(guò)程，土壤前體質(zhì)量，礦物質(zhì)含量，有機(jī)含量，環(huán)境酸堿度值和土壤浸出程度等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生重要影響。植物的吸收和利用通常與微量營(yíng)養(yǎng)素的總量無(wú)關(guān)，但其有效水平卻與轉(zhuǎn)化條件和微量元素總量直接相關(guān)，而對(duì)于此實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)實(shí)施則與水稻灌漿實(shí)驗(yàn)相同。

3 結(jié)果與分析

3.1 水稻灌漿

水稻灌漿具有一定的特征屬性，為滿足水稻灌漿特性需求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)盡量滿足實(shí)驗(yàn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采集數(shù)據(jù)后，通過(guò)灌漿質(zhì)量的定量分析檢測(cè)和參數(shù)比對(duì)，可發(fā)現(xiàn)兩者之間存在較大差距，露天水稻中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高，因此可見(jiàn)雷電對(duì)水稻灌漿的物質(zhì)吸收具有較大的影響。同時(shí)利用VOIB軟件進(jìn)行分析，比較兩種水稻品種各自特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)各品種灌漿都是相對(duì)穩(wěn)定的S型注漿，其類型分為快型和慢型，時(shí)期分為早，中，晚期。在同一時(shí)間，使用曲線模擬可發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期的水稻具有不同的灌漿特性；晉稻97在44K、2 000粒重時(shí)較穩(wěn)定，基本重量保持在約41公斤，而晉稻41在千粒重時(shí)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，而通過(guò)氣象軟件進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)水稻發(fā)育情況與氣象條件密切相關(guān)，水稻幼苗的參數(shù)經(jīng)過(guò)處理的30～46天后發(fā)生顯著變化，有機(jī)物的含量急劇增加，這明顯的促進(jìn)了水稻的生長(zhǎng)。同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析時(shí)，我們應(yīng)注意采取科學(xué)處理方法，通過(guò)大數(shù)據(jù)化的處理，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差降到最低，同時(shí)盡量采用單變量法等。

3.2 微量元素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)相關(guān)農(nóng)作物的研究，我們發(fā)現(xiàn)雷電天氣會(huì)阻礙土壤中的全磷轉(zhuǎn)化為有效磷。在近些年的實(shí)地調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn)在雷電高發(fā)地帶，土壤中的礦物質(zhì)元素和有機(jī)質(zhì)元素的含量相對(duì)較低，大多已轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，這無(wú)疑會(huì)對(duì)水稻的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響，同時(shí)也可能會(huì)造成土壤的板結(jié)和富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。磷肥在揮發(fā)的過(guò)程中會(huì)通過(guò)土壤部分積累，同時(shí)由于雷電會(huì)通過(guò)電離來(lái)加快土壤中游離性磷肥積累，并阻礙水稻對(duì)磷的吸收，使得化肥的使用效果較差。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)樣本的生長(zhǎng)程度與土壤中的微量元素含量是呈現(xiàn)正態(tài)分布的，這說(shuō)明水稻生長(zhǎng)過(guò)程中可能存在和頂端優(yōu)勢(shì)類似的生長(zhǎng)機(jī)制，因此在今后的種植過(guò)程中要加以利用。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析和總結(jié)

雷電災(zāi)害會(huì)在一定程度上對(duì)農(nóng)作物的種植產(chǎn)生積極影響。首先，在雷電多發(fā)地區(qū)，農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)相比其它地區(qū)較好，例如在南方水稻種植過(guò)程中，雷電多發(fā)地帶的水稻輕量級(jí)纖維含量更豐富，谷物完整度和飽滿度更高。南方作物和北方作物對(duì)光照有不同的要求，特別是對(duì)于耕作農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，北方有足夠的陽(yáng)光，農(nóng)作物可以依靠充足的太陽(yáng)光照來(lái)進(jìn)行光合作用，而南方雖然自然光照較弱，但多發(fā)的雷電天氣彌補(bǔ)了這一缺失，雷電屬于強(qiáng)光照，其發(fā)生時(shí)的瞬時(shí)溫度在16 800℃～29 200℃之間，是太陽(yáng)表面溫度的2.5倍左右，并且雷電的產(chǎn)生可為植物釋放大量的紫外線，它在加速水稻光合作用的同時(shí)，也促進(jìn)植物的呼吸作用和干物質(zhì)的積累。另外，雷電不僅為水稻的生長(zhǎng)提供了必需物質(zhì)，同時(shí)也為某些表面含有角質(zhì)層的植物提供了保護(hù)，其可加強(qiáng)角質(zhì)層厚度，防止水分流失。水稻屬于南方作物，因此對(duì)于雷電較為敏感，雷暴天氣可在一定程度上提供天氣肥料的二氧化氮閃電合成，增加水稻營(yíng)養(yǎng)的吸收利用，在雷電產(chǎn)生瞬間，空間溫度瞬間提升，氧氣和氮?dú)馔ㄟ^(guò)化學(xué)反應(yīng)合成二氧化氮，再溶解在雨水中，因此雷電產(chǎn)生的二氧化氮已成為農(nóng)田的天然氮肥。據(jù)估計(jì)，由于雷電的存在，相當(dāng)于每年將產(chǎn)生約3.7億噸氮肥。如果按照我國(guó)耕種面積計(jì)算，那么平均每英畝的耕地得到了大約兩公斤的天然肥料。當(dāng)然雷電災(zāi)害對(duì)于水稻生長(zhǎng)也存在較大的負(fù)面影響，首先，當(dāng)攜帶高強(qiáng)度空氣層電荷的雷擊云通常會(huì)通過(guò)摩擦釋放閃電來(lái)達(dá)到釋放能量的目的，但當(dāng)電荷逐漸被空氣吸收或未被充分吸收時(shí)，會(huì)對(duì)地面水稻生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響，例如閃電會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物大面積毀壞，同時(shí)雷電的發(fā)生通常伴隨著強(qiáng)降雨，這種相對(duì)多雨的生長(zhǎng)環(huán)境，會(huì)引起水稻的根部腐爛情況，同時(shí)當(dāng)閃電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，除了強(qiáng)降雨外還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的風(fēng)力，使水稻倒伏。因此不論是這三個(gè)因素的單獨(dú)作用還是共同作用，都會(huì)成為水稻生長(zhǎng)的致命危險(xiǎn)。在實(shí)際的種植過(guò)程中，由于降水量過(guò)大而造成的水稻減產(chǎn)現(xiàn)象雖較少，但也時(shí)有發(fā)生，因此我們應(yīng)普及基層的雷電災(zāi)害防護(hù)辦法，最大限度的減少損失。

4 總結(jié)

在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，我們應(yīng)注意雷電災(zāi)害對(duì)水稻生長(zhǎng)造成的負(fù)面影響，避免損失，同時(shí)也要積極利用其有益的一面，增大水稻產(chǎn)量和質(zhì)量。

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