高溫與寡照陰雨復合災害性天氣對沿江平原晚稻生產的影響與啟示

吳晨陽 周兵 呂和平 吳小文 潘志軍 宮傳英 張曉紅 尹玲 何海兵

摘要：2017年沿江平原地區晚稻生產期間出現極端高溫與寡照陰雨復合影響的災害性天氣，對該區晚稻生產造成嚴重影響，產量大幅降低。通過對處于沿江平原典型區域的廬江縣晚稻生長期間主要天氣過程進行剖析，探討氣象條件、災害性天氣過程對晚稻產量及形成過程的影響。結果表明，7月12日至8月7日的持續高溫天氣表現出平均溫度高、極端溫度高和持續時間長等特點，氣溫“強度”和“力度”為近10年之最;8月29日至10月19日的持續寡照陰雨天氣表現出寡照時間長且集中、持續陰雨時間長、雨量多等特點，寡照時間為近10年之最。復合性災害天氣不同程度地降低了晚稻群體發育質量，嚴重降低了各項經濟性狀指標，加重了主要病蟲害發生，晚稻實際產量降幅達到30%左右。并對今后沿江平原晚稻生產提出了一些對策建議。

關鍵詞：災害性天氣;晚稻;產量;影響;沿江平原

中圖分類號：S511;S166? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）21-0030-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.21.005

Abstract： During the late rice production in plain region along the Yangtze river in 2017， there was a catastrophic weather by the combination of extreme high temperature and oligophores rainy， which had a serious impact on late rice production， the yield was greatly reduced. By analyzing the main weather processes during the growth of late rice in Lujiang county， a typical area of plain region along the Yangtze river， the effects of meteorological conditionsand catastrophic weather processes on the yield and formation of late rice were discussed. The results indicated that the continuous high temperature weather from July 12 to August 7 showed the characteristics of high average temperature， high extreme temperature and long duration， and the "strength" and "force" of temperature were the highest in the past ten years. The continuous oligarine rainy weather from August 29 to October 19 showed the characteristics of many days of widowhood and concentration， long duration of rain and heavy rainfall， the number of days of oligophores was the highest in the past decade. The combined catastrophic weather reduced the development quality of late rice population in different degrees， severely reduced the indicators of various economic traits， aggravated the occurrence of major pests and diseases， and the actual yield fell by 30 percent in late rice. Some countermeasures were put forward for the future production of late rice in plain region along the Yangtze river.

Key words： catastrophic weather; late rice; production; effect; plain region along the Yangtze river

近年來，隨著全球氣候變暖，極端性天氣現象（如夏季高溫、持續陰雨）在諸多地區愈來愈頻發，且持續時間更長，對中國農業生產尤其是大田作物生長構成了嚴重威脅[1-3]。廬江縣地處北亞熱帶季風氣候區，氣候溫和濕潤，四季分明，雨量充沛，光照充足，無霜期長，光、熱、水資源較為豐富，是中國沿江平原地區典型的兩熟制北緣地區[4]。廬江縣水稻栽培類型豐富，主要為單季稻和雙季稻，單季稻以單季晚粳稻為主，雙季稻以雙季早秈稻和雙季晚粳稻為主，常年水稻耕作面積7.8萬hm2，其中單季稻和雙季稻種植面積均在3.9萬hm2左右，是安徽省面積最大的雙季稻主產區[5]。2017年中國沿江平原地區出現極端災害天氣，對全域水稻生產構成了嚴重威脅。7月中旬至8月初出現持續高溫天氣，8月底至10月上旬出現持續寡照陰雨天氣，覆蓋影響了單季晚粳稻和雙季晚粳稻的關鍵生育時期，極端災害天氣嚴重影響了晚稻生產安全，造成該地兩大晚稻類型產量大幅降低，農戶種植收益大幅減少，損失慘重。

前人在單一農業氣象災害對水稻生產的影響和農業氣象災害的預測預警等方面研究較多[6-9]，但對同季遭遇的復合型災害性天氣報道較少[10]。本研究以2017年安徽省廬江縣晚稻生產和主要天氣過程為例，將2017年晚稻（包括單季晚稻、雙季晚稻）生長發育期間的日平均氣溫、日照時間和降雨量等氣象參數與歷年同期平均（2008—2016年）和水稻生產常規氣候條件的2015年等相關氣象參數進行對比，探討氣象條件尤其是復合災害性天氣過程對晚稻生長發育與產量形成的影響，以期為今后沿江平原地區兩熟制北緣區晚稻安全生產提供參考。

1? 材料與方法

所用資料為2008—2017年廬江縣氣象局提供的地面觀測氣象資料、2017年5—10月晚稻生產期間生長觀測資料。判定水稻高溫熱害的方法是連續3 d日平均氣溫≥30 ℃或日最高溫度≥35 ℃[11]。一般認為，連續3 d高溫可作為一般高溫危害天氣，連續5 d高溫可作為嚴重高溫危害天氣的衡量指標[12]。水稻產量構成因素測定參照農業農村部水稻品種區域試驗方法進行。

2? 結果與分析

2.1? 2017年主要災害性天氣過程

結合該地晚稻品種布局、種植區域等因素，晚稻生長發育的總時間段為5月1日至10月31日（184 d），能囊括本地多數稻作類型與模式。單季晚粳稻主要生育時段為5月21日至10月31日，累計積溫為4 025.0 ℃，日平均氣溫為24.5 ℃，降雨量為664.3 mm，總日照時間為714.4 h，日平均日照時間為4.4 h;雙季晚粳稻主要生育時段為6月21日至10月31日，累計積溫為3 257.6 ℃，日平均氣溫為24.5 ℃，降雨量為602.3 mm，總日照時間為557.2 h，日平均日照時間為4.3 h。對比歷年同期數據發現，以上時段與歷年氣象參數基本一致（數據略），但是2017年出現一段罕見的持續高溫熱害天氣和一段持續寡照陰雨天氣，對廬江縣晚稻生產造成了嚴重影響。

從氣溫上看，7月12—31日（持續20 d）、8月4—7日（持續4 d）日平均氣溫≥30 ℃，且7月15—17日（持續3 d）、7月21—31日（持續11 d）、8月4—7日（持續4 d）日最高溫度≥35 ℃，同時7月22—28日日最高溫度連續7 d超過38 ℃，最高值突破40.1 ℃，高溫日數占總統計日數的13.0%，集中在7月中旬至8月上旬（圖1）。綜合判定，2017年高溫天氣時段為7月12日至8月7日。

從降雨量和日照時間上看，在晚稻生長發育的后期出現持續降雨與陰天。8月29日至9月11日日照時間為0 h間斷出現11 d，日平均降雨量0.76 mm，平均日照時間僅為0.81 h;9月19日至10月6日持續18 d出現降雨，日平均降雨量9.6 mm，14 d出現日照時間為0 h，且平均日照時間僅為0.58 h;10月10—19日持續10 d出現降雨，日平均降雨量6.8 mm，所有天數日照均為0 h（圖2）。綜合判定，8月29日至10月19日是2017年典型的持續寡照與陰雨疊加影響的天氣時段。

2.2? 主要災害天氣過程與歷年同期對比分析

分析2017年兩段災害天氣時段，即高溫天氣時段（7月12日至8月7日）與寡照陰雨時段（8月29日至10月19日），與歷年同期進行對比，剖析2017年災害天氣關鍵氣象特征（表1）。

7月12日至8月7日出現持續高溫天氣，累計積溫為848.1 ℃，較歷年同期多67.6 ℃;日平均氣溫為31.4 ℃，較歷年同期多2.5 ℃;降雨量為63.4 mm，較歷年同期少74.1 mm;總日照時間為223.4 h，較歷年同期多65.2 h;日平均日照時間為8.3 h，較歷年同期多2.4 h。其中，日平均氣溫≥30 ℃或日最高溫度≥35 ℃的連續高溫熱害時間達到20 d（7月12—31日），為近10年之最，日最高溫度突破40 ℃，期間的累計積溫、日平均溫度均為廬江縣有記錄以來最高值。該段高溫天氣表現出平均溫度高、極端溫度高和持續時間長等特點，氣溫的“強度”和“力度”為歷年同期之最。

8月29日至10月19日出現持續的寡照陰雨天氣，累計有效積溫為1 084.2 ℃，較歷年同期少48.7 ℃;日平均氣溫為20.9 ℃，較歷年同期低1.1 ℃;降雨量為251.1 mm，較歷年同期多124.0 mm;降雨時間為34.0 d，較歷年同期多20.4 d;總日照時間為103.3 h，較歷年同期少117.1 h;日平均日照時間為2.0 h，較歷年同期少2.3 h。其中，8月29日至9月6日（9 d）、9月19日至10月6日（18 d，僅4 d出現短暫日照）、10月10—19日（10 d）廬江縣出現連續日照時間為0 h的持續寡照天氣，寡照天數占統計時段的71.2%，為近10年之最。該段寡照陰雨天氣表現出寡照時間長且集中、持續陰雨時間長、雨量多等特點。

2.3? 災害性天氣過程對晚稻產量形成的影響

通過水稻苗情監測定點觀察記載與實地調查，廬江縣單季晚稻播種期集中在5月中下旬，移栽期在6月上中旬，早熟單季晚稻抽穗期在8月中旬，中晚熟單季晚稻集中在8月下旬至9月上旬，灌漿成熟期集中在10月中下旬;雙季晚稻播種期集中在6月下旬，移栽期在7月下旬至8月初，抽穗期在9月中旬，成熟期集中在10月下旬至11月上旬（圖3）。

綜合分析發現，2017年高溫天氣時段（7月12日至8月7日）與單季晚稻分蘗期、幼穗分化期和雙季晚稻苗床期、移栽期和分蘗期重合，寡照陰雨時段（8月29日至10月19日）與單季晚稻抽穗期、灌漿結實期、成熟期和雙季晚稻幼穗分化發育、抽穗期、灌漿結實期等重要時期重合。綜合來看，單、雙季晚稻均在關鍵生育時期遭遇了災害天氣復合疊加影響，持續時間長、覆蓋范圍廣、影響程度大，為近10年罕見。

2.3.1? 不同程度降低晚稻群體發育質量? 單季晚稻在分蘗期、穗發育初期遭受持續高溫熱害，造成個體素質偏弱，群體發育不均衡，部分早熟季晚稻穗分化期全程受高溫影響，穗總穎花數降低6～10個百分點，穎殼容積減小，中后期寡照陰雨天氣覆蓋大多數單季晚稻抽穗揚花期全程，嚴重阻礙了灌漿結實進程，造成空癟粒增多，增幅達10%～20%;雙季晚稻苗床期和緩苗期均遭受持續高溫天氣，造成秧苗素質大幅降低，水利條件不完善地區移栽時間延遲3～7 d，緩苗活棵時間延遲10～13 d，嚴重田塊出現赤枯僵苗現象，并縮短了分蘗時長，高峰莖蘗數相較往年大幅降低，減幅達20%～30%，后期持續近51 d的寡照陰雨天氣造成雙季晚稻揚花授粉不暢、結實受阻和灌漿不充足等;持續寡照天氣還嚴重影響了單、雙季晚稻葉綠素合成與干物質積累，葉面積指數較近3年平均值下降10.1%（來源于苗情調查），導致晚稻后期灌漿不充分，千粒重下降，并延緩了晚稻成熟、黃熟速度。據多年記載數據顯示，鎮稻18單季晚稻生育期較近3年平均晚7～10 d，部分雙季晚稻成熟期推遲至11月底，延長20 d以上。

2.3.2? 嚴重降低晚稻產量經濟性狀指標? 以年際間定點品種比較試驗數據為參考，將同一管理水平下同一田塊的鎮稻18作為分析對象，對比分析2017年與常規氣候條件下的2015年產量構成指標各項參數。經分析，2017年高溫天氣時段與2015年同期相比，日平均溫度高2.52 ℃，日最高溫度高2.95 ℃，日最低溫度高1.97 ℃，日最小濕度低7.07個百分點，時段總降水量少595 mm，日照時間平均多2.37 h;2017年寡照陰雨時段與2015年同期相比，日平均溫度低1.51 ℃，日最高溫度高3.19 ℃，日最低溫度低0.10 ℃，日最小濕度高28.3個百分點，時段總降水量多1 589 mm，日照時間平均少3.27 h;除以上兩大時段外，在水稻生產的其他時段各項氣象參數基本一致（2016年水稻生產因遭遇特大洪澇災害影響不具代表性）。分析兩年間單季晚稻和雙季晚稻品種比較試驗數據，2017年鎮稻18相比于2015年各項主要產量經濟性狀均出現不同程度地降低（表2），理論產量和實測產量降幅均在30%左右，有效穗數降幅達到10.1%～13.7%，這些指標的降低嚴重影響了產量的構成。

2.3.3? 加重晚稻主要病蟲害發生? 晚稻生育后期持續寡照陰雨天氣和較為適宜的溫度為晚稻病蟲害暴發提供了有力條件。據廬江植保部門病情調查顯示，晚稻后期稻飛虱和稻縱卷葉螟中等發生，局部區域偏重發生，感病品種穗期主要病害偏重發生，單季晚稻葉瘟發病率較近3年同期高2.75倍，雙季晚稻紋枯病中等偏重發生。持續近兩個月的寡照陰雨天氣恰與單、雙季晚稻抽穗期、齊穗灌漿期重合，此時段也是晚稻穗期病害防治的關鍵時期，為病蟲害防治創造了難度，即使防治藥劑落實到田間，防治效果也大打折扣。結合田間試驗病情指數調查，單季晚稻稻曲病和雙季晚稻稻瘟病發生嚴重，病穗率較近3年平均增加30%。晚稻主要病蟲害大面積發生且防治效果不佳，大大降低了晚稻產量，影響了收獲品質。

3? 小結與討論

1）分析近10年廬江縣氣象資料發現，在7月下旬至8月上旬易出現持續高溫天氣，出現頻率達到20%～30%，而處于減數分裂期或抽穗揚花期的單季稻對高溫天氣較為敏感，持續3 d以上就易造成每穗穎花數和結實率降低，產量大幅降低[13]。在單季晚粳稻具體管理上，應適當提前讓茬提前播種，播種期可提前至5月中旬左右，前茬結束后力爭在6月10日前后完成單季晚粳稻移栽，可有效規避高溫熱害天氣影響，減少關鍵開花期前后遭遇高溫天氣概率[14]。針對雙季晚粳稻，應提前收割早稻，只要早稻達到80%成熟即收割備栽，為搶栽雙季晚稻留出時間余地，小面積種植戶提倡以拋栽模式為主，大面積種植大戶采用機插模式的，宜特別注重加強田間肥水管理，重防赤枯僵苗，力爭盡早活棵返青，活棵后遇高溫天氣，宜保水護苗，主攻有效穗，防止早穗[15-17]。

2）廬江縣雙季晚稻傳統安全齊穗期在9月22日左右，近年來隨著氣候變暖和極端氣候頻發，后期持續寡照、雨水天氣愈來愈頻繁，造成部分雙季晚稻品種不能安全齊穗事件增多。雙季晚稻種植大戶宜選擇生育期適當偏早品種，雙季晚稻抽穗期提前3～7 d為宜，樹立先保穩產再爭高產思路[18]。

3）穗期病害防治關鍵在于找準防治期，錯過時期施藥往往事倍功半，防治效果大打折扣。隨著新型農業經營主體和適度規?；彝マr場的出現，尋找省工省時省力的植保方案成為迫切需要。2017年穗期主要病蟲害防治失敗和大面積暴發事例表明，利用陰雨間隙適期搶急施藥效果遠好于錯期施藥或不施藥，大面積種植戶應尋求替代傳統人工施藥的被動防治方式，尋找適應大范圍、快速化、機動化的植保方式，像無人機防治、殺蟲燈物理防治等新型防治方式既節省人工，又可快速高效地落實植保要求，達到預期防治效果。

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