攸縣雜交水稻制種主要氣象災害及防御措施

曾雪華，劉行軍，曾 欣，吳劉忠愛，尹勁松，王 佳，王 芳

(1.湖南省攸縣氣象局，湖南攸縣412300;2.湖南省株洲市氣象局，湖南株洲412000)

氣象因子是影響雜交水稻制種成敗的關鍵因素之一［1］，攸縣地處湖南省東部，羅霄山脈中段武功山西南端，屬于典型的亞熱帶季風濕潤氣候區，氣候溫暖，四季分明，雨水充沛，光溫資源豐富，年平均氣溫為17.8℃，年降水量1 484 mm，年均無霜期292 d，≥10℃的活動積溫為5 609℃·d，適合糧食作物生長，也是理想的雜交水稻制種可選地區。但暴雨洪澇、高溫干旱、春秋低溫陰雨、大風、冰雹等災害性天氣均有發生，暴雨洪澇、低溫陰雨、高溫干旱、大風、蒸發量大等氣象災害對攸縣雜交水稻制種均會產生嚴重的影響［2－3］。

以雜交水稻制種抽穗揚花期的時間為標準，攸縣雜交水稻制種季別有3種類型:春制，抽穗揚花期在6月中旬～7月中旬，又分為早春制和遲春制;夏制，抽穗揚花期在7月下旬～8月中旬，又分為早夏制和遲夏制;秋制，抽穗揚花期在8月中、下旬～9月上旬，又分為早秋制和遲秋制。攸縣雜交水稻制種以春夏為主、秋制為輔的制種生態格局，其生長期從3月中旬開始一直到9月中旬，時間長達6個月，通過分析攸縣制種基地歷年氣象資料，特別是母本幼穗分化期、抽穗揚花期、收割期的溫濕度和降雨情況，結合父母本的生物學特性制定適合該組合的最佳播種時間、播差期、盛花期、收割期的時間以及田間管理措施等。春制及早夏制要確保揚花期、灌漿期等避開當地的高溫“火南風”期以確保高產、穩產，臘熟期及收獲季節避開雨季以防止穗上芽、提高發芽率;秋制應確保揚花期、灌漿期避開“寒露風”以確保高產、穩產，臘熟期及收獲季節避開秋雨以防止穗上芽、提高發芽率。筆者在此分析總結了攸縣雜交水稻制種各生育期內常見災害性氣候發生的時間、規律及產生的危害，并提出了應對防范措施。

1 主要氣象災害及對雜交水稻制種的影響

1.1 高溫熱害的影響 水稻是喜溫作物，各個時期均有一個適宜溫度要求，無論是營養生長還是生殖生長，雜交水稻制種適宜的開花天氣條件是田間最高氣溫不超過35℃，最低氣溫不低于21℃，日平均氣溫在28℃左右，相對濕度在80% ～90%，無連陰雨。氣溫過高或過低均將推遲不育系的花時，增加閉穎率［4］。降雨將使母本不育系開花顯著減少并推遲，而對父本來說降雨天氣推遲開花，但開花數減少不明顯。田間空氣中的相對濕度高，有利于提高不育系開花，相對濕度低明顯推遲開花，因此創造一個高溫高濕的田間小氣候條件對提早不育系花時、提高花時相遇率是十分有益的。在制種實踐中，揚花授粉期碰上陣雨或夜間降雨而白天授粉前后幾小時內晴好的天氣，常能獲得相當高的制種產量。

水稻孕穗期是指水稻幼穗分化起始到抽穗的過程;而減數分裂期受高溫熱害的影響被認為是僅次于對水稻抽穗揚花期危害的次敏感階段［5］。春制種子的發育是在高溫條件下進行的，幾乎年年有高溫逼熟的危害，同時春制的收割又是在高溫的天氣條件下進行，種子容易脫落，因此春制的成熟收割期的確定就與其他季別的制種有明顯的不同(表1);由于高溫逼熟致使種子灌漿速度快、種子從產生到成熟的時間短，在生產上一般從授粉結束到種子收割的時間為12～15 d。

表1 攸縣雜交水稻制種各生長期主要災害性天氣

2013年6月12日～8月12日，攸縣遭遇歷史罕見的持續高溫熱害天氣，據統計，6月12日～8月12日攸縣總降水量僅為41.8mm，35℃以上的高溫天氣達50 d，37℃以上的高溫天氣達27 d，38℃以上的高溫天氣有15 d，8月10日出現了40.7℃的高溫，超過歷史極值(2003年40.3℃)。特別是7月份，平均最高氣溫比歷年同期偏高2.1℃，降水比歷年同期偏少85%。高溫天氣持續時間長、強度大，超歷史記錄。根據綜合氣象干旱指數評估，攸縣達到氣象干旱重旱等級。異常高溫天氣與雜交水稻制種幼穗發育及抽穗揚花期同步，導致制種結實率和千粒率大幅下降，造成嚴重減產。攸縣種子管理站統計數據顯示，2013年全縣雜交水稻制種面積1 821.7 hm2，早、中、遲熟組合全縣平均產量分別為1 950、2 175和2 250 kg/hm2，分別比2012 年減產300 ～450 kg/hm2，有些公司減產幅度較大，達600～750 kg/hm2，減幅40% ～50%。

1.2 連陰雨低溫寡照天氣的影響

1.2.1 對苗期的影響。3月底～4月初，攸縣冷空氣活動頻繁，氣溫急劇下降，導致秧苗受到凍害，春制播種期氣溫較低、育秧期寒潮頻繁(表1)，這2個不利因素始終困擾著春制的浸種育秧，使得春制經常發生爛種、爛秧，且秧苗素質不好。春季天氣不穩定，氣溫高低變化頻繁，許多農戶一見天氣轉暖，往往忽視防寒防凍工作，因此時秧苗尚嫩弱，一來寒潮就不能適應而受冷害。因為氣溫較低，其秧苗長勢瘦弱分孽少，即使不受冷害，也因為苗期積溫較少，花期比同期播種正常秧苗遲3 d以上，很易造成花期不遇［6］。

1.2.2 對抽穗揚花期的影響。在雜交水稻制種中，有利于父母本抽穗、開花、授粉的時期稱為抽穗揚花授粉安全期。如果抽穗揚花期間出現3 d以上連續陰雨、抽穗當日日最低氣溫低于23℃的天氣則為水稻抽穗揚花期低溫，稱為低溫冷害天氣［7］。兩系制種的抽穗揚花授粉期對天氣條件的要求與三系制種相同［8］。攸縣春、夏、秋制均會遇到低溫天氣的影響(表1)。

1999年7月上旬，正當父本的揚花盛期、母本早穗大穗這一關鍵時刻出現連續一周的陰雨天氣，7月8～15日出現連續性降水，強度在中雨以上，7月14日降水量達46.5 mm，造成父本不開花，花粉閉死，7月9～14日正是盛打“920”的時候，由于持續降水，且最高氣溫從35℃下降至25℃，對制種來說是最惡劣的天氣，致使產量受到嚴重影響，當年制種任務是303.3 hm2，實際收購種子僅72萬kg，比正常年份減產30%。

1.2.3 對灌漿成熟期的影響。低溫陰雨天氣對灌漿成熟期的危害更加明顯和突出。灌漿期間遭遇連陰雨低溫天氣會減慢干物質灌漿速度、成熟時間延長、子粒成熟度不足、青秕粒率上升、千粒重下降、種子活力降低，導致穗發芽及稻粒黑粉病大量發生，種子品質變劣，如果發生倒伏，損失更大;種子成熟期遭遇連陰雨天氣，會影響種子正常收割、晾曬及保管，發芽率下降，商品性變差［9］。

2014年7月下旬、8月7日立秋前后至8月底，攸縣大部分的雜交水稻制種兩系核不育系育性安全轉換期、抽穗揚花授粉安全期、灌漿結實安全期均遭遇了持續低溫陰雨寡照天氣，7月5、14日受高空低槽和中低層切變影響，出現了暴雨天氣過程，降水量分別達93.3、96.4 mm。24日開始受臺風“麥德姆”外圍云系影響，出現陣性降水氣溫下降。8月7～11日有陣性降水氣溫下降，8月12日受高空低槽、西南低渦東出及地面冷空氣共同影響，攸縣出現陣雨天氣，氣溫下降明顯，17～19日受東北冷槽南落與中低層切變影響，雨勢較大，19日出現了暴雨，縣城降水量72.2 mm。因而導致絕大部分制種面積異交結實率偏低、子粒不飽滿，稻粒黑粉病、稻曲病等病害發生較重，商品性較差，個別基地被大水浸泡，造成減產。有些公司在種子收購期遇到雨水天氣，造成種子在穗上發芽，最高的老芽率達15%以上，嚴重影響制種產量。據統計，全縣早、中、遲熟組合全縣平均產量分別為2 340、2 445和2 580 kg/hm2，制種產量只有常年的70%左右。

1.3 暴雨等強降水天氣的影響 每年的7～9月份，正好是雜交水稻制種在田間生產的關鍵時期，攸縣大風、暴雨及連陰雨天氣出現頻率較高(表1)，對種子生產非常不利。如開花時遇上降雨，田間花粉量就很少甚至沒有。成熟期應避開持續降雨，如成熟期遇持續降雨將產生穗芽，影響種子的發芽率，尤其是岡優系列種子生產更應重視。

1997年制種期間前期氣溫較高，4月份沒有出現低溫天氣，特別是中下旬白天氣溫均在16℃以上，5月份沒有出現低溫僵苗現象，晴天達20 d以上，白天氣溫穩定在29℃左右，這樣的氣候條件使父本的播始歷期明顯縮短，主莖葉片相對往年1成少1片葉子。但7月上旬，正是處于揚花授粉期的關鍵時期，攸縣出現強降水天氣，7月4～13日出現持續降水，總降水量86.8 mm，7 月 6 日降水達37.4 mm，8、10 日又連續出現中到大雨，受強降水影響，倒伏面積達60%。同時引發的內澇災害導致制種基地秧苗淹，制種秧苗受災嚴重，制種雙親苗質較弱，分蘗較少、有效穗不足、病蟲害發生較偏重。雖然及時采取了補救措施，仍然導致個別制種組合父本碳氮代謝轉換異常、功能葉異常加寬、發育時間延長，造成花期錯峰嚴重不遇。當年制種均產較正常年份減產20%以上。

1.4 大風災害性氣候的影響 雜交水稻制種對風的要求也比較高，特別是在揚花授粉期，其最佳氣象條件是最大風速在4 m/s以下，據初步觀察，晴天、相對濕度50%以下，人工授粉結實率大大下降;相對濕度降至40%以下，人工授粉完全不能結實。如遇“火南風”天氣，花時氣溫常高于35℃，相對濕度＜50%，風速在2～3 m/s，就形成了災害性天氣。夏季制種，這種災害天氣發生的頻率比低溫陰雨發生的頻率更高。

1.5 其他災害性氣候的影響 因災害性氣候而引發的山洪、泥石流、山體滑坡等氣象次生災害，雖然發生幾率不大，但一旦發生，其對雜交水稻制種的危害性一般是毀滅性的、不可補救的。

2 氣象災害應對措施

通過分析攸縣歷年雜交水稻制種情況，氣象因素對制種的質量和產量起著至關重要的作用，因災害性氣候的影響而使制種效益下降的年份為數不少，體現為3年制種，1年盈利、2年平本或虧本，因此，如何防御氣象災害風險，實現雜交水稻制種穩產高產是相關部門以及廣大制種戶的迫切愿望。雜交水稻制種既有其他糧食作物對氣象條件的普遍性，同時又有其特殊性，選擇適宜的制種基地，可以獲得適宜天氣的高頻率［10］;其次，安排好制種季節，可以保證制種安全;再次，雜交水稻制種中抽穗揚花期天氣對制種產量起著決定性作用，選擇適宜天氣條件是制種高產的關鍵［11］。掌握農田小氣候調節規律、合理安排其生長時段(如播種育秧、育性轉換和抽穗揚花等)對降低制種的氣象災害風險、奪取優質高產顯得十分重要。

2.1 建立災害性天氣防御體系，強化災害性氣候預測預報 在制種過程中，氣象部門強化對雜交水稻制種災害性氣候的預測預報，提高預測預報的及時性和準確率，建立健全雜交稻制種全過程的災害性天氣預警系統及防災、避災、減災的決策信息系統。在災害性氣候發生前盡早采取預防措施，將各種災害性氣候對雜交水稻制種的影響控制在最低損失范圍內。攸縣現有制種基地16個鄉鎮(街道辦事處)120多個村，生產公司有隆平、亞華、金稻、德農、科裕隆、泰邦、恒德、年豐、湖南六三、洞庭高科、神農大豐、亞邦、紅旗、東方紅、藍天、大地等16個單位，制種技術人員達500多名。氣象部門針對雜交水稻生長的特點，提供針對性的氣象預報服務，與各制種基地、制種技術人員建立“一對一”的直通式氣象服務關系，預報有寒潮、降水、大風、高溫等災害性天氣及轉折性天氣，通過氣象災害預警系統在第一時間向各制種基地及制種技術人員發送預警短信，提前采取防御措施。

2.2 運用氣候區劃成果，合理安排制種區域及組合，降低遭遇災害性氣候概率 依據制種基地歷年遭遇氣候風險概率的大小、制種所在區域的氣侯條件及制種組合特性，合理安排制種基地和面積，災害性氣候頻發地區應盡量少安排或不安排。依據制種組合雙親的生長發育習性，合理安排制種雙親落谷的時間差，盡量將其生長發育對環境條件比較敏感的時段錯開災害性氣候的易發時段，從而有效降低制種風險［12］。只有科學地選擇雜交制種基地，合理地進行生產布局和時間安排，充分利用當地氣候資源，就能夠最大程度降低制種風險，進一步提高雜交稻制種的效益。

根據雜交水稻生長發育對溫、光、水的要求，通過雜交水稻制種的氣候區劃分析，攸縣各制種季別其氣候適宜區如圖1所示。從氣候區劃來看，攸縣除東部山區海拔較高的地區不宜選作基地外，大部分鄉鎮的氣候條件均適宜作制種基地，中部地區春制、夏制、秋制均可，東、西部地區的鄉鎮以夏制、秋制為主，在種植安排方面，可選擇“春制+晚稻”、“油菜+夏制”、“油菜+秋制”等模式。目前攸縣形成了以網嶺、坪陽廟、石羊塘、皇圖嶺、湖南坳、蓮塘坳、大同橋、桃水、淥田、酒埠江、新市等鄉鎮為主的水稻雜交制種核心基地。省內、外知名種子企業如隆平、亞華、金稻、德農、科裕隆、洞庭高科、海南神農大豐等種業公司在攸縣均有集中連片的、穩定的生產基地。全縣的主要制種基地分布在坪陽廟鄉、網嶺鎮、蓮塘坳鄉、桃水鎮、沙陵陂鄉及高和鄉6個片區的21個核心村。根據攸縣雜交水稻制種適宜氣候區劃成果，進一步利用氣候資源，攸縣雜交水稻制種基地的建設和發展可以從以下幾個方面著手:①重點建設好現有網嶺、坪陽廟、蓮塘坳、石羊塘、大同橋5個傳統雜交水稻三系生產基地，總計制種面積可達3 333.3 hm2;②積極推進以酒埠江水庫下游30個村的制種親本種子生產基地建設，預計可發展制種面積666.7 hm2;③努力發展以東部山區及皇圖嶺山區50個村的兩系雜交種子生產基地建設，預計可發展制種面積333.3 hm2(圖2)。

2.3 加強制種基地建設，增強其防御氣象災害的能力

2.3.1 保證制種基地的長期穩定性。制種基地的選擇除了良好的氣候條件外，在稻作自然地理條件方面要求較高，因此，制種基地一旦確定，盡量保證基地關系穩定，通過政府扶持，與農戶簽訂合同，采取獎罰激勵等措施確保基地的制種用途。

2.3.2 加強雜交水稻制種基地的基礎設施建設。結合良種繁育工程、新增糧食產能工程、優糧工程標準糧田建設、商品糧基地建設、國土整理、農業綜合開發等項目，加大對雜交水稻制種基地基礎設施建設的投入，爭取建成交通方便、能排能灌、耕地質量好、配套設施齊全的種子生產基地。

2.3.3 編制基地長久發展規劃。攸縣雜交水稻制種產業總體規模大，是湖南省制種大縣，近年來制種面積一直穩定在2 666.7 hm2左右，但制種基地較為分散，遍布在18個鄉鎮90多個村，雜交水稻制種基地單個規模不大、分布零散、集中度低，需要進行調整布局，促使種子產業向規模化方面發展。

2.4 充分運用氣象預測預報產品，適時調控，防御制種氣象災害 根據雜交水稻制種各生育期遭遇高溫熱害、低溫冷害、強降水及連陰雨天氣的情況(表1)，要針對不同災害性氣候及早采取應對措施，盡最大可能地減災止損。提高農戶整體生產技術水平，在生產期間由氣象部門組織各制種公司技術人員根據農事安排對農戶進行技術講解、指導，在浸種育秧、施肥、保證花期相遇、噴施“920”、除雜等關鍵時期對農民進行集中培訓，統一安排。氣象部門、種子管理站和公司生產技術人員在關鍵時期對種子生產專業合作社和制種大戶進行實地指導，幫助他們采取措施，提高防御氣象災害的能力。

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