泰州地區極端天氣對水稻南粳9108生長和產量的影響

衣政偉，王顯，胡中澤，陳應柳，秦曉平，陳志德

(江蘇省農業科學院 泰州農業科學研究所，江蘇 泰州 225300)

農業氣象災害一直以來都是影響農作物穩產、高產、優質的重要限制因素。泰州市位于長江下游，江蘇省中部，是魚米之鄉。優質水稻生產是現代化農業的重要組成部分，水稻性喜溫濕，對溫度尤其是低溫十分敏感[1-8]，低溫可嚴重影響水稻幼苗的生長，連續陰雨可影響水稻高產、穩產[2]，抽穗揚花期如遇高溫干旱會使水稻產生熱害，致使花粉發育不良導致結實率下降，從而影響產量。分析泰州地區在2013—2017年的氣候特征，特別是高溫干旱和低溫陰雨寡照對當地水稻生產造成的不良影響，并為此制定了相關的預防及應對措施，防止水稻減產。

1 氣候特點

氣象觀測點位于姜堰區，該區地理坐標32°30′N、120°09′E，地處江蘇省中部，跨長江三角洲和里下河平原，屬亞熱帶季風氣候區。常年平均氣溫14.5 ℃，年平均積溫5 365.6 ℃，年平均降水量991.7 mm，年平均雨日117 d，年平均日照時數22 059 h，無霜期215 d。作物生長季較長，日平均氣溫高于10 ℃的作物生長期平均為223 d，高于15 ℃喜溫作物生長期172 d。水稻全生育期(5月21日至10月20日)常年氣候特征為，有效積溫3 780.9 ℃，日照時數852.5 h，降雨量694.5 mm。

2013年，當地在7月份開始出現極端高溫干旱天氣，7—8月有效積溫高達1 902 ℃，而降雨量僅有164.8 mm；生育期積溫總計3 953 ℃，比常年高172.1 ℃；日照時數比常年多149 h，降雨量比常年少224.6 mm。2014年，當地在7月下旬開始出現低溫，整個8月份積溫為786.6 ℃，日照只有80.4 h，整個生育期日照為662.8 h，比常年少189.7 h；7—8月份降雨量為429.7 mm，較2013年同期多264.9 mm。2015年6月上旬至7月下旬，以低溫陰雨寡照天氣為主，其中6月下旬出現低溫連陰雨天氣，降水量143.6 mm，比常年多70 mm，日照時數為0，比常年少41.5 h，有效積溫228 ℃，比常年少21 ℃。2016年，總日照時數低于常年，有效積溫和降水量均比常年高，其中8月上旬至8月下旬氣象條件好于常年，表現溫高、光足、雨少；9月上旬至10月下旬，以陰雨天氣為主，尤其是10月份雨日達21 d，降水量426.4 mm，是常年同期7倍之多。2017年，有效積溫3 939.9 ℃，日照時數804.9 h，降雨量938.9 mm，有效積溫高于常年，日照時數少于常年，降雨量多于常年，尤其是7月份積溫甚至超過了2013年同期水平，但降水情況正常，并未造成干旱天氣(表1～2)。

表1 泰州地區水稻南粳9108生育期內主要氣象指標

注：氣象數據由姜堰區氣象局提供。秧苗期為5月20日至6月20日，分蘗期為6月21日至7月31日，拔節孕穗期為8月1日至8月31日，抽穗結實期為9月1日至10月20日。

2 水稻生長表現

2.1 總體表現

極端高溫對水稻生長的影響主要表現為對莖蘗發生動態、生育期、產量構成因子等的影響。2013年度極端高溫出現在7月下旬至8月下旬，降雨的明顯減少形成了干燥的氣候，有利于水稻的提早成熟，南粳9108的拔節期、抽穗期較常年提前了1～2 d(表3)。此時也正是水稻高峰苗回落期，高溫控制無效分蘗效果顯著，造成短期群體莖蘗數少于常年(表4)，但經過高溫選擇留下的莖蘗屬于較強的個體，最后總成穗率反而比常年略高2%。高溫在8月21日結束，此時水稻正處于孕穗期，直接影響花器發育不全、花粉不良、活力下降，2013年，結實率、千粒重較常年均下降，但群體穎花量增加的幅度較大，稻谷產量與常年基本持平。高溫干旱條件下稻曲病幾乎未發生，最終生產情況尚好。

表2 泰州地區水稻南粳 9108 生育期內主要氣象要素與常年比較

注：數據由姜堰區氣象局提供。全生育期為5月21日為10月20日。

表3 2013年泰州地區南粳9108的生育表現

表4 2013年極端高溫對水稻南粳9108莖蘗發生動態的影響

2014年江蘇沿海地區7—9月持續連陰雨、低溫寡照，對水稻分蘗發生、穗分化發育、灌漿結實等造成較大影響，水稻分蘗、葉面積、干物質積累和開花結實均受到不同程度影響。其中8月份正是水稻拔節孕穗期，此期天氣屬于21世紀以來最為明顯的低溫陰雨寡照年份，延緩了水稻生育進程，植株生長差，抗倒系數低，病害加重發生并蔓延，據當地植保部門統計，稻瘟病、紋枯病是21世紀以來發生最重的年份。

2015年總體來說屬于比較正常的年份，6月下旬特別是6月24—29日的連續大暴雨，影響了部分田塊栽插，導致秧齡超期、秧苗質量差，并出現悶芽爛苗，低位分蘗比例偏少現象，另外，8月11日興化地區大暴雨造成部分地區連續受淹4 d以上，水稻生長發育受到影響。

2016年，據泰州市氣象臺專家介紹，7月1—5日泰州連續5 d的累計降雨量超過常年平均240.8 mm的梅雨總量。此期正值水稻移栽初期，因連續強降雨，沿江地區嚴重受淹，遲栽遲發面積較上年有所增加。但7月中旬以來的連續高溫晴好天氣彌補了前期水稻生長不足，整體生育進程比往年提前2～3 d，普遍表現為“穗減粒增”。后期遭遇連續陰雨，異常天氣造成內河水位上升，田間普遍積水嚴重，部分水稻出現倒伏和穗發芽現象。

2017年，氣候適宜，生育進程早。7月初期的高溫少雨天氣有利于水稻擱田，7月中旬到8月中旬雖遭遇連續高溫天氣，但雨量充沛，對水稻生產影響不大。水稻移栽期提前7 d，移栽期天氣較為有利，秧苗植傷輕，僵苗少，水稻生育進程比往年早5～7 d，分蘗多，高峰苗期出現較早，擱田效果明顯好于往年，穗數增加奠定高產基礎。

2.2 秧苗期(5月20日至6月20日)

2013年，這一時期積溫高，降雨量也較多，對水稻培育壯秧提供了良好的氣候條件。2014年積溫較高、雨水較少、光照較長，對培育水稻壯秧提供了良好的氣候條件。2015年積溫較高，比常年高17.9 ℃；降雨量較多，比常年多95.4 mm，但較集中；日照時數與常年相差不大。2016年，育秧及栽插適期積溫、日照時數較去年和常年均少；降雨量比去年、常年均多，較少的積溫、光照，較多的雨水對培育壯秧不利。2017年，育秧及栽插適期積溫、日照時數較去年和常年均多，降雨量比去年、常年均少，較多的積溫、光照，較少的雨水對培育壯秧有利。

2.3 分蘗期(6月21日至7月31日)

2013年，對促進水稻早發壯苗有利，水稻分蘗發生早，低位分蘗多，擱田效果好，為強根、壯稈、足穗打下了基礎。2014年，發苗較快，但生育進程較慢；由于秧苗素質高，栽插基礎好，分蘗發生比較早，低位分蘗多，擱田效果好，豐產基礎較好。2015年，陰雨伴隨低溫寡照，導致水稻出葉速度降低、分蘗減慢、生育進程推遲。2016年，陰雨伴隨低溫寡照，部分水稻受淹，導致水稻平均出葉速度緩慢、分蘗發生少、發生遲、生育進程推遲。2017年，播栽后至7月中旬雨水適宜，光照充足，分蘗發生較上年早，低位分蘗多，生育進程較上年早2～3 d，7月中旬以后，受副熱帶強高壓控制，持續晴熱高溫，光照充足，有利于擱田。

2.4 拔節孕穗期(8月1—31日)

2013年，這一時期持續的高溫寡照條件，加快了孕穗期水稻營養的消耗，使抽穗期較常年提前了1～2 d，同時高溫天氣優化了水稻群體質量，提高了成穗率。2014年，持續的低溫多雨寡照，延緩了水稻生育進程，苗體變弱，抗倒系數降低，病害加重發生并蔓延。2015年，高積溫、多降雨、長日照，有利于干物質的積累和穎花的分化，有利于形成大穗；同時也加重了病害的發生與漫延。2015年稻瘟病、紋枯病發生比常年偏重。2016年，光照充足，溫差較大，雨水較少，水稻出葉速度加快，干物質積累增加，彌補了前期低溫寡照造成的不良影響，對構建水稻高產群體起到積極作用。2017年，多雨寡照，不利于水稻生長以及干物質積累，影響構建水稻高產群體。

據姜堰區氣象部門統計，2014年8月份積溫較常年低36.4 ℃，比2013年低158.6 ℃，降雨量比常年多80.7 mm，較2013年多162.5 mm，日照時數比常年和2013年分別短91.6、206.4 h(表5)。持續低溫寡照天氣導致水稻生育進程延緩，苗情變弱，抗倒系數降低，病蟲害尤其是稻瘟病、紋枯病加重等。

表5 泰州地區水稻南粳9108拔節孕穗期氣象要素

2.5 抽穗灌漿結實期(9月1日至10月20日)

2013年，在良好的積溫條件及干燥天氣下，籽粒灌漿結實速度較快，成熟期也較常年提前1～2 d。2014年，較低積溫和光照，不利于抽穗揚花，影響了光合產物積累及干物質向籽粒運輸，降低結實率和千粒重，10月上、中旬溫差較大，對粒重增加有所補償。2015年，高積溫、長光照和少雨水，晝夜溫差大，降溫平穩，有利于抽穗揚花，促進了光合產物積累及干物質向籽粒運輸，2015年的結實率和千粒重均比常年高。2016年，高積溫、多雨水、寡日照，不利于抽穗揚花和光合產物積累，灌漿不快，弱勢粒充實度不高，結實率和千粒重降低。2017年，低積溫、多雨水、寡日照，不利于水稻抽穗揚花和光合產物積累，灌漿不快，弱勢粒充實度不高，結實率和千粒重較常年低。

2.6 各年度產量特點

表6表明，2013年，有效穗數363.0萬·hm-2，結實率96.3%，千粒重27.5 g，每穗總粒數105.1粒。

2014年，穗粒結構一增三減。有效穗數373.5萬·hm-2，比2013年增10.5萬·hm-2；每穗總粒數103.5粒，較2013年減1.6粒；結實率95.9%，比2013年減0.4個百分點；千粒重27.3 g，較2013年降0.2 g。

2015年，水稻穗粒結構一減二增一平。有效穗364.5萬·hm-2，比2014年減9.0萬·hm-2；每穗總粒數108.5粒，較2014年增5.0粒；結實率96.1%，比2014年增0.2個百分點；千粒重27.3 g，與2014年持平。

2016年，水稻穗粒結構一增三減。有效穗367.5萬·hm-2，比2015年增3.0萬·hm-2；每穗總粒數105.0粒，比2015年減3.5粒；結實率93.2%，比2015年減2.9個百分點；千粒重27.1 g，比2015年減0.2 g。

2017年，穗粒結構二增二減，有效穗402.0萬·hm-2，比2016年增34.5萬·hm-2；每穗總粒數108.3粒，比2016年增3.3粒；結實率88.5%，比2016年減4.7百分點；千粒重25.5 g，比2016年減1.6 g。

表6 2013—2017年泰州地區水稻南粳9108穗粒結構表現

2.7 各年度病蟲害發生情況

2013年，水稻生長中期(7月底至8月中旬)氣溫高(60多年不遇)，雨水較少，加上重視防治，紋枯病、稻曲病、稻瘟病等病害發生較輕。2014年，水稻生長中后期，低溫多雨寡照，有利于病害發生與蔓延，是稻瘟病發生為害最重的一年，超過上一次重發年2003年，紋枯病、稻曲病也是近年來發生較重的年份。2015年屬于高積溫、多降雨、長日照情況，加重病害發生與漫延，稻瘟病、紋枯病發生比常年偏重。2016年稻瘟病病源充足，加上前期雨水較多，低溫寡照，有利于病害發生與蔓延，但防控及時，病蟲危害程度整體輕于2015年。2017年稻瘟病基數大，大螟、二化螟較往年發生早，其他病蟲害輕；但進行了有效的統一防治，病蟲危害程度整體輕于2016年。

3 應對技術措施

農作物生長發育需要較穩定的溫度、水分、光照。氣溫過高，降水過少，日照強度過高均會引起干旱，氣溫過低會發生凍害，降水過多則會導致漬害、澇害的發生，這些都會對農作物生長發育產生不良影響。就上述極端天氣情況提出了如下對應措施。

3.1 針對高溫干旱天氣的措施

除了培育耐熱、抗旱品種外，優化水稻管理，抓好有關抗旱措施落實也同樣必要。段驊等[3]研究發現，在高溫脅迫下選用耐熱品種，適當增施穗肥及改變氮肥施用時期可以減輕高溫對水稻產量的影響甚至改善稻米品質；合理施肥可以調整稻株抵抗高溫能力，氮肥、磷肥和鉀肥施用比例和方式恰當能提高水稻產量，改善稻米品質，從而降低高溫對水稻的危害。結實期采用干濕交替灌溉方法，不僅能夠減少灌溉用水量，還可以促進籽粒灌漿、提高結實率、粒重和產量。以往研究認為，在水稻灌漿結實期遇到高溫，稻田需要灌深水，以降低水稻冠層溫度，減輕高溫對水稻的傷害[4-6]；抽穗至成熟階段高溫會加快灌漿速率，縮短灌漿的持續期，造成秕谷粒增多和粒重下降，導致水稻產量損失。

3.2 針對低溫陰雨寡照的措施

低溫冷害的防治，應結合水稻品種特性，科學合理安排水稻布局，培育耐冷高產水稻品種，適時早播，壯秧早栽、旱田育秧移栽、科學施肥[7-8]。針對陰雨寡照的天氣，應進一步優化品種結構，培育高標準壯秧，堅持高標準秧田管理，提高秧苗整體素質；適期早栽，提高栽插質量和基本苗；積極推廣水稻高產栽培技術，對已經受到陰雨天氣危害的水稻葉面噴施KH2PO4[9]；穗期結合防病治蟲，積極應用化學調控措施；中后期水漿管理上，應盡可能采用干干濕濕，干濕交替的措施，根據實際情況抓好開溝擱田，濕田擱田時間長一些，干田擱田時間相應短一些，確保擱田達到高標準。抽穗揚花期保持淺水層10 d左右。

3.3 科學肥水管理技術

減輕高溫脅迫、低溫冷害及陰雨寡照的途徑除了培育優良的抗性品種外，利用栽培措施來盡可能減輕危害也是一條重要途徑[10]。施足基肥、早施追肥、增施磷鉀肥，可以促進水稻的強根壯稈、青稈黃熟。依據地塊肥力不同進行測土配方施肥，可按照配方要求選擇優質單質肥料或專用肥、復合肥、有機復合肥等肥料品種進行科學搭配。一般中等肥力地塊施純氮270 kg·hm-2，肥料運籌上掌握“前重、中穩、后補”的原則，基蘗肥、穗肥比例以7∶3為宜，為保持稻米優良食味品質，宜少施氮肥，注重磷鉀肥的配合施用，尤其在缺乏有效磷的水田，宜增施磷鉀肥以充分發揮氮肥的效果，促進早生快發；多施有機肥，特別是后期盡量不施氮肥，施好促花肥、?；ǚ?。在高溫干旱天氣條件下，應補施氮肥，有研究顯示中氮和高氮能夠顯著增加每穗粒數、結實率、千粒重和產量，另外在抽穗結實期遭受高溫干旱，在穗分化期適當施用氮肥，也可以獲得較高的產量和較好的稻米品質[11]；對葉色偏淡地塊可適當補施粒肥。

返青期應注意白天加深水層或流水灌溉，晚上排水，促進發根返青；分蘗期應保證淺水勤灌。孕穗、抽穗、開花期是水稻需水量最多的時期，也是需水敏感期，一定要保證供足水。幼穗分化期是需水最敏感期，應保持田間有水，防止落干，水層以不超過10 cm為宜；抽穗揚花期需水敏感度僅次于孕穗期，此期應保持田間有薄水層；灌漿結實期注意防止斷水過早。前期淺水多次間歇灌溉以促進早發；中期有效分蘗末期至幼穗分化期，烤田可減少無效分蘗，使基部節間縮短，提高抗倒能力，此期應干濕交替并適期烤田以強稈壯根；后期干濕交替濕潤灌溉青稈黃熟，收獲前7～10 d斷水，切忌斷水過早；灌漿成熟期要灌跑馬水，濕潤管理，養根護葉，防止倒伏、早衰和干旱影響籽粒充實導致的減產。

3.4 病蟲草害防治技術

低溫陰雨天氣應注意對稻瘟病、白葉枯病、紋枯病等病害的防治；對螟蟲、卷葉蟲和飛虱的防治要掌握時機，提高防治效果。播種前用藥劑浸種預防惡苗病和干尖線蟲病等種傳病害，秧田期和大田期注意灰飛虱、稻薊馬等的防治，中后期要綜合防治紋枯病、螟蟲、稻縱卷葉螟、稻飛虱等，特別要注意黑條矮縮病、穗頸稻瘟病和紋枯病的防治。

3.5 基礎設施建設

加強水利設備設施建設，做好塘壩擴容蓄水基礎建設，推廣節水灌溉和節水栽培技術；暢通溝渠強化排水排澇設施配套建設；加強人工改變小氣候環境設備設施建設；增加稻谷烘干設備建設。

4 小結與討論

目前，在泰州市部分地區，農田水利基礎設施修建時間已久，溝渠滲漏，排灌設施有損毀，遭遇暴雨天氣時，容易造成排水不暢。同時，一些種糧大戶缺少曬場，自然晾干影響下茬的播栽。另外，新型農機擁有量不足，人工投入較大。水稻生長后期容易受臺風和暴雨及異常低溫等不利天氣影響，所以對特殊災害天氣要制定應急預案，做好防災減災準備，減輕災害性天氣的影響。同時提高對防治病蟲害工作重要性的認識，注重后期的病蟲害防治工作，加大水稻病蟲害防治知識宣傳。組織農技人員進行現場指導，強化田間管理，確保水稻獲得豐收。

低溫陰雨天要因地制宜、雨后及時排除田間積水；針對降水偏多、肥料流失等情況，可利用晴好天氣適當追施速效氮肥，采用葉面噴肥，有利于保葉、增粒重、抗早衰。隨著優質高產種植模式的發展，今后做好水稻氣象災害預警并提出合理防控建議，既是水稻生產防災減災、農民增加收入的迫切需要，也對保障糧食安全生產有重要意義。

同時，研究制定水稻機械化推進計劃，加強水稻示范方和攻關田管理，重點推廣機插秧精確定量栽培技術，積極開展多層次的水稻技術培訓工作；中期準確測報病蟲害、精心組織防治，嚴格控制病蟲危害；后期增加水稻穗肥施用，穗肥中氮肥用量占總用量的35%～40%。建立災害性天氣預警預報機制和水稻生育監控系統；加強田間管理，完善農田基礎建設，提高抗災能力，出現災害性天氣及早調控，及時收獲以避免影響小麥播種。