水稻高溫熱害發生規律及防御措施

秦葉波，張 慧

(1.浙江省種植業管理局,浙江杭州 310020;2.桐廬縣農業技術推廣中心,浙江桐廬 311500)

水稻高溫熱害發生規律及防御措施

秦葉波1，張 慧2

(1.浙江省種植業管理局,浙江杭州 310020;2.桐廬縣農業技術推廣中心,浙江桐廬 311500)

通過分析金華市農業氣象觀測站1972-2013年近40年7-8月的日平均溫度與日最高溫度,統計出金華地區7-8月的高溫發生概率及高溫發生時段分布,總結金華地區水稻高溫熱害的發生規律,并提出水稻生長應對高溫熱害的防御措施建議。

金華;水稻;高溫熱害;防御措施

文獻著錄格式:秦葉波,張慧.水稻高溫熱害發生規律及防御措施[J].浙江農業科學,2015,56(9):1362-1365.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150903

近百年來,全球氣候出現顯著變化,主要是日趨變暖,全球變暖已成為公認的事實。未來50～100年,全球及我國的氣候將依然向著變暖的方向發展[1-2]。預計21世紀末,全球地表平均溫度還將上升1.4～5.8℃[3]。在全球氣候變暖的背景下,我國夏季高溫熱害的發生頻率變高,成為影響水稻生產的主要災害性氣候因素之一[4]。我國南方稻區在2003年出現歷史罕見的持續高溫,7-8月38℃以上的高溫天氣在部分地區持續約20 d,水稻產量嚴重受損[5]。據不完全統計,長江流域的雜交中稻受災情況非常嚴重,受災面積超過4.05萬hm2,平均減產約2.25 t·hm-2,累計損失超過1.4億元,受災區域覆蓋成都平原到江蘇省的整個長江稻作帶[6-7]。

一般認為,農作物在不同生長階段遭遇高溫危害對產量都會有一定影響,水稻也不例外。李萬成等[8]研究表明,在水稻生殖生長的不同階段,如果遇到高溫脅迫,結實率會出現不同程度的降低,其中最為敏感的時期就是抽穗揚花期。楊建昌等[9]認為,在水稻抽穗-灌漿早期(一般是抽穗后0～10 d),高溫處理對產量的影響最大;其次是減數分裂期,產量影響最小的是灌漿中期(一般是抽穗后11～20 d)。另有大量研究[10-13]表明,水稻對高溫最敏感的時期是在開花期,若在水稻抽穗開花期遭遇35℃以上的短時高溫,就能引起穎花高度不育,對結實率影響較大,產量明顯減少。譚中和等[14]研究認為,自然高溫的致害溫度指標是日平均氣溫≥30℃,日最高氣溫≥35℃。

近年來,浙江省水稻遭遇高溫熱害的概率日益增加。謝曉金等[7]對浙江省各代表臺站1965-2004年的氣象資料進行統計得出,浙江大部分地區發生高溫的概率較大。金華地區水稻生產遭遇高溫熱害的概率也明顯增加。金華市位于浙江省中西部,是浙江省重要的糧食主產區,糧食種植面積和總產穩定在1.5萬hm2和0.9億kg左右,其中水稻面積和總產約0.92萬hm2和0.64億kg,占糧食作物面積和總產的61%和71%。水稻生產對金華地區糧食生產安全具有極其重要的作用。因此為了減少金華地區水稻產量損失及應對高溫熱害,本文對金華地區夏季高溫發生規律進行探討,同時提出相應的防御措施建議。

1 材料及方法

1.1 數據來源

選擇金華市農業氣象觀測站1972-2013年7-8月的氣溫資料。

1.2 分析方法

以1972-2013年7-8月的日平均溫度和日最高氣溫為分析數據,計算每年7,8月的月平均氣溫和月最高氣溫,同時計算近40年的7,8月平均氣溫和最高氣溫的平均值,分析得到近40年來平均氣溫距平和最高氣溫距平的變化規律,其中高溫年為氣溫距平值0.50℃,低溫年為氣溫距平值≤-0.50℃。

統計1972-2013年7-8月連續3 d以上(連續3～4 d)和連續5 d以上日最高氣溫≥35℃的發生次數和天數,分析近40年來7-8月連續3 d和5 d以上持續高溫發生的頻次和時段變化規律。

2 結果與分析

2.1 平均氣溫和最高氣溫變化規律

近40年來,金華地區7月平均氣溫距平變化主要分為低溫年階段、高低溫年交替階段與高溫年階段。1972-1987年的7月平均氣溫距平出現12次低溫年,僅出現1次高溫年,低溫年出現頻率為75%;之后是高溫年和低溫年交替出現,低溫年出現6次,高溫年出現5次。高溫年階段主要在2003年后,2003-2013年共出現9次高溫年,出現頻率81.8%,期間未出現過低溫年。7月極端高溫年是2003年的3.01℃,極端低溫年是1999年的-2.54℃。

8月平均氣溫距平變化同樣有一定的規律性, 70年代是高低溫年交替出現,80年代主要是低溫年,未出現過高溫年,90年代又是高溫年和低溫年交替出現。與7月平均氣溫距平變化相同的是2003年后,8月平均氣溫距平的高溫年出現頻次為63.6%,期間未出現過低溫年,8月極端高溫年是2013年的2.4℃,極端低溫年為1980年的-2.88℃。

由圖1可知,2003年后,7,8月的平均氣溫距平呈高溫年趨勢,7月出現高溫年的頻率略高于8月。

圖1 金華市近40年7-8月平均氣溫距平的變化

圖2 金華市近40年7-8月最高氣溫距平的變化

由圖2可以看出,7月份最高氣溫距平的變化規律與7月平均氣溫距平類似。低溫年主要出現于1972-1987年,共出現10次,出現頻率62.5%;高溫年主要出現于2000年以后,共出現8次,期間僅出現過1次低溫年。7月極端高溫年是2003年的2.56℃,極端低溫年是1999年的-2.64℃。

8月份最高氣溫距平變化規律與7月最高氣溫距平類似。高溫年共出現14次,低溫年出現13次。低溫年主要出現于1972-1985年,出現8次,出現頻率為57%;高溫年主要出現于2002年之后,出現9次高溫年,期間未出現過低溫年。8月極端低溫年為1980年(-2.7℃);極端高溫年為2013年(3.9℃)。由圖可見,2000年后出現高溫年的概率大幅增加。

對近40年金華地區每年7,8月平均氣溫距平與最高氣溫距平數據進行相關分析可知,7月平均氣溫與最高氣溫距平相關系數為0.80,8月平均氣溫與最高氣溫距平相關系數為0.74,兩者相關度較高,說明近40年同月份平均氣溫距平與最高氣溫距平存在顯著相關性,且這2個月的氣溫變化具有一定的規律性。其中,1972-1987年的低溫年居多,2002年后出現高溫年的概率明顯增加。

2.2 持續高溫變化規律

高溫通常指日平均氣溫高于30℃或日最高氣溫高于35℃,而一般高溫危害天氣是指連續3 d高溫,嚴重高溫危害天氣是指連續5 d高溫。文中統一將連續3～4 d最高氣溫高于35℃的發生次數作為一般高溫危害天氣的發生次數,而將連續5 d及以上日最高氣溫高于35℃的發生次數作為嚴重高溫危害天氣的發生次數。

從圖3可以得出,金華地區7-8月嚴重高溫危害天氣的發生次數明顯高于一般高溫危害天氣。近40年來,一般高溫危害天氣的發生次數僅14次,而嚴重高溫危害天氣的發生次數共有95次。除1975和1982年外,其他年份均有嚴重高溫危害天氣發生。2005年后,每年發生的次數都在2次或以上,2006年出現7次嚴重高溫危害天氣。

從圖4可以看出,近40年間,金華市有8年的高溫危害天數少于10 d,其余年份都在10 d以上。從2000年開始,高溫危害天數都超過20 d,最高年份是2006年,7-8月共有48 d,最高溫度超過35℃。因此,金華市近40年來7-8月高溫危害的天氣經常發生,且嚴重高溫危害天氣發生的頻次明顯高于一般高溫危害天氣。近年這2種危害天氣有明顯的增加趨勢。

2.3 持續高溫發生時段分布

由于金華市近40年來發生嚴重高溫危害天氣的次數較多,且連續3 d以上日最高氣溫高于35℃的次數中包括連續5 d以上日最高氣溫高于35℃的次數,因此本文將連續3 d以上日最高氣溫高于35℃的發生次數進行時間段分布統計。

從圖5可以看出,近40年來,7月中下旬和8月上中旬是連續3 d以上最高氣溫高于35℃主要發生時間段,持續高溫發生的次數占總發生次數的77.9%,最高發生次數時間段為7月下旬,達28次;其次是7月中旬,共發生27次;8月上旬和中旬各發生24和23次。

圖3 金華市近40年高溫危害發生頻次的變化

圖4 金華市近40年高溫危害發生天數變化

圖5 金華市近40年7，8月高溫危害天氣發生時間段的分布

由上可知,金華市發生高溫危害天氣主要出現在7月中下旬和8月上中旬,且7月下旬發生頻率最高。此時金華地區正是單季晚稻幼穗分化至抽穗揚花期,因此對水稻危害非常大。

3 小結和討論

近40年來,金華地區7-8月平均氣溫和最高氣溫距平都表現出一定的規律性,其中低溫年在70-90年代間較多,2002年后高溫年明顯增加。近年來,導致水稻高溫熱害的天氣經常發生,且主要集中發生在每年7月中下旬和8月上中旬,此時主要對單季晚稻生產影響較大。因此應充分重視單季晚稻高溫熱害的預防措施、抗逆品種的選育及采取合理的抗災減災栽培技術。

3.1 合理安排播種期

播種期的合理安排是水稻避免高溫危害的根本措施,這可使水稻在抽穗揚花期避開高溫熱害天氣。通常金華地區7月中下旬至8月上中旬正處于盛夏季節,易出現持續高溫天氣,但9月后又易出現低溫天氣。所以,水稻播種期的安排原則是抽穗揚花期不僅要避開高溫,還要保證在安全齊穗期以前抽穗,同時不影響后茬作物的播種[15]。一般金華地區單季晚稻的播種期可安排在5月下旬至6月初,避免抽穗期遇到高溫。

3.2 合理選用耐高溫品種

由于不同的水稻品種對高溫的敏感程度有較顯著差異,因此如果要適當減輕水稻高溫危害,就要選用耐高溫品種[15]。因此在新品種選育時,要注重鑒定品種的耐高溫特性,選育對高溫敏感性差的耐高溫品種。在金華地區應用的單季晚稻秈粳雜交稻中,甬優12和浙優18農藝性狀較相似,但浙優18表現更耐高溫,退化率低于甬優12,每穗實粒數和總粒數明顯高于甬優12[16]。

3.3 合理栽培措施

對已遇到高溫危害的水稻,要采取合理的栽培措施減少產量損失。首先要及時灌深水降溫。在高溫條件下,對正在孕穗的水稻及時灌深水5～8 cm降溫,這是保護水稻免受高溫傷害最直接有效的方法。其次科學施用保花肥。對處在幼穗分化4～6期、葉色明顯落黃的田塊,追施尿素0.20～0.27 kg·hm-2;對前期N肥充足、葉色濃綠的田塊,可追施速效鉀肥0.27～0.34 kg·hm-2,促進植株均衡生長,增強抗高溫能力。第三是葉面營養肥的噴施。可選用3%過磷酸鈣溶液或0.2%磷酸二氫鉀溶液進行根外噴施,同時噴施葉面營養液肥,以此增強水稻植株應對高溫熱害的抗性,避免結實率降低。最后是粒肥的合理追施。對于在孕穗期受熱害不是很嚴重的水稻田塊,可以在破口期前后補追1次粒肥。一般可施尿素0.20～0.34 kg· hm-2,可使植株恢復正常的灌漿結實[16]。

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(責任編輯：張瑞麟)

S 428;S 511

A

0528-9017(2015)09-1362-04

2015-06-25

秦葉波(1983-),女,江蘇蘇州人,農藝師,碩士,從事糧食生產管理及技術推廣工作。E-mail:qyb.leaf@163.com。