安徽省水稻關鍵生育期低溫冷害特征分析

伍曉玲+于堃+羅艷+楊太明++徐敏

摘要：根據安徽省水稻低溫冷害指標，采用統計學方法分析安徽省6個農氣觀測站所在地區近30年水稻關鍵生育期內的低溫冷害特征，從年代際變化特征、空間分布、持續時間、強度幾個方面進行分析。結果表明：（1）安徽省低溫冷害發生次數存在年際分布不均的特征，進入21世紀后，江淮之間低溫冷害發生年數明顯增加；（2）安徽省江淮之間的低溫冷害發生概率明顯高于江南地區，西部山區的發生概率明顯高于東部地區；（3）低溫冷害的持續時間最長是7 d，但是出現的概率很小，持續3 d出現的概率最大，且低溫冷害強度并不大。對照《安徽省氣象災害年鑒》，發現有水稻災情記錄的年份都發生了低溫冷害；對比水稻產量結構，發現空殼率與低溫年份并沒有很好的對應關系，因此低溫并不是產量唯一的決定條件，產量還與水稻品種的感溫性、感光性存在相關性。可見，安徽省已建立的低溫冷害指標可用，但從近35年氣象條件來看，安徽地區低溫冷害強度不大，水稻品種耐寒性提升，低溫過程對水稻影響不大。

關鍵詞：安徽省；單季水稻；關鍵生育期；障礙性冷害；防御依據

中圖分類號： S426文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）06-0068-04

低溫冷害是對水稻生產影響嚴重的農業氣象災害之一，農業上一般把低溫冷害分為延遲型冷害、障礙型冷害、混合型冷害[1-2]。已有不少學者對低溫冷害的時空分布特征進行了研究[3-5]。目前的多項研究表明，障礙型冷害多半是由水稻抽穗開花生長敏感期間發生的短時降溫所致，在南方稻區較為常見[6-7]。位于長江中下游稻區的安徽省水稻，對障礙型冷害敏感性較高。

水稻是安徽省的主要糧食作物之一，主要分布在沿淮及淮河以南地區。水稻按種植季節可分為單季稻、雙季稻，其中一季稻主要分布在沿淮、江淮之間中北部、大別山區和皖南山區[8]。7月中下旬至9月上旬，安徽省一季稻正值孕穗、抽穗、揚花期，進入產量形成關鍵期。前人做過很多研究得出，此時若出現障礙型冷害，對水稻生產會有嚴重影響，使水稻花藥不能正常開裂，影響正常開花授粉，導致空秕率升高、結實率下降[9-16]。因此，筆者擬利用1980—2014年安徽省淮河以南一季稻種植區農業氣象觀測站的逐日氣象資料、水稻產量資料，分析安徽省水稻關鍵生育期低溫冷害特征，研究安徽省水稻產量受障礙型冷害的影響，以期掌握災害發生規律，為水稻低溫冷害防御提供科學依據。

1材料與方法

1.1材料來源

本研究所用的氣象資料是安徽省一季稻種植區——淮河以南地區6個農氣觀測站（天長、合肥、六安、壽縣、宣城、蕪湖）的逐日氣溫資料，資料來源于安徽省氣象信息中心。選取安徽省天長、合肥、六安、壽縣、宣城、蕪湖這6個站，它們在地理位置上具有較好的地域代表性。

選取時間：每年7月21日至9月10日（一季稻處于拔節長穗—抽穗開花的關鍵期），時間段為1980—2014年（1980年開始農業氣象觀測業務）。

1.2低溫冷害的劃定標準

在實際使用中，安徽區域日平均氣溫指標使用較為廣泛，針對穗花期，使用的日平均氣溫低溫冷害指標為日平均氣溫連續3 d或以上時間≤22 ℃[17]。

2結果與分析

2.1低溫冷害時空分布特征

2.1.1低溫冷害發生頻次與地域特征從圖1可見，1980—2014年，安徽省淮河以南地區水稻在穗花期遭遇連續3 d或以上時間日均氣溫≤22 ℃的低溫過程一共出現51次（6個站點累計）；安徽省西部（六安）出現低溫冷害的次數明顯多于東部；江淮間（合肥、天長、壽縣）發生的次數較多，共發生44次，位于大別山區的六安最多（14次），其次為壽縣（13次）；江南地區（宣城、蕪湖）出現的次數很少，不超過4次。

2.1.2低溫冷害時間分布特征從低溫冷害發生次數的年代際變化來看，安徽省低溫冷害（連續3 d或以上時間氣溫≤22 ℃）發生次數存在年代際分布不均的特征，20世紀80年代安徽淮河以南地區發生低溫冷害的時間平均有2年左右，天長最多，有4年出現了低溫冷害；20世紀90年代，江淮之間發生低溫冷害的時間平均有2年，其中六安有3年出現了低溫冷害；部分江南地區沒有出現低溫冷害；進入21世紀，江淮之間出現的低溫冷害次數明顯增加，2000—2014年間，六安、壽縣共有8年都出現了低溫冷害（圖2）。從低溫冷害年的發生概率來看，六安最高，為43%，壽縣的發生概率為37%，宣城、蕪湖的發生概率均不超過11%。

2.2低溫冷害強度、持續時間與出現日期特征

2.2.1低溫冷害強度特征安徽省淮河以南地區出現連續

3 d或以上日均氣溫≤20 ℃的低溫冷害過程非常少，只有壽縣出現低溫過程，日均氣溫最低值出現在2006年9月5日，為15.8 ℃（表1）。由此可見，近34年來，安徽淮河以南地區的低溫冷害強度并不大。

2.2.2低溫冷害持續時間特征 據統計，1980—2014年，安徽省淮河以南地區水稻關鍵生育期（7月下旬至9月上旬）日均氣溫≤22 ℃的持續時間主要是3～6 d（圖3）；最長是7 d，但出現概率很低（只有2.0%），持續3 d的出現概率最高（56.9%），其次是持續4 d（17.6%），持續6 d的概率也較高，為15.7%，持續5 d的概率較低，為7.8%（圖4）。

2.2.3低溫冷害出現日期特征1980—2014年，在7月下旬至9月上旬，日均氣溫最早出現連續3 d或以上時間≤22 ℃ 的首日發生日期在江淮之間差別不是很大，多在8月中下旬（圖5）。由表2可知，1980—2014年，在7月下旬至9月上旬，日均氣溫最早出現連續3 d或以上≤22 ℃的首發日期只有江淮之間西部的六安、壽縣是發生在8月中旬。最遲的是江南地區的宣城（9月5日）；日均氣溫最晚出現連續3 d或以上≤22 ℃ 的首日發生日期各地基本一致，主要是在

綜合上述結果可知，發生低溫冷害的概率最大時段都是在9月上旬。

2.3安徽省水稻低溫冷害災情

經查詢《安徽省氣象災害年鑒》，在以上低溫年份內，有水稻災情記錄的年份有2002、2003、2005、2008、2011、2014年。由表3可見，有水稻災情記錄的年份都發生了低溫冷害。 表3安徽省水稻受低溫影響歷史記錄

年份1歷史記錄200218月上旬安徽全省出現了低溫陰雨天氣，淮河以南地區降水偏多，日照明顯不足。這次夏季低溫及連陰雨天氣過程，對正值抽穗、灌漿期的中稻、單晚孕穗抽穗造成危害，嚴重影響兩系雜交稻制種200318月中旬至9月中旬，安徽全省出現了3段低溫及連陰雨天氣，其中8月中旬，安徽全省低溫陰雨，氣溫持續下降，長江以北地區的旬平均氣溫較常年偏低4～5 ℃，大部分地區創有資料以來新低值，對正在抽穗灌漿的中稻、單晚孕穗造成了危害200518月17至8月24日，安徽全省維持低溫陰雨天氣，對部分處于抽穗揚花期的中稻構成了一定影響20081安徽省一季稻從4月下旬開始育秧到9月下旬成熟收獲，全生育期期間農業氣象條件總體上利大于弊。但一些時段出現低溫寡照、局部強降水等災害性天氣仍給一季稻生長帶來不利影響20111孕穗抽穗期氣象條件基本適宜，無明顯高溫熱害，為穩定穗粒數提供了保障。中后期氣象條件總體上有利于灌漿乳熟，但部分地區出現了低溫陰雨天氣，影響灌漿質量20141孕穗抽穗期至灌漿乳熟期出現持續低溫陰雨寡照天氣，使遲熟一季稻遭受不同程度的危害，一季稻生育進程總體較常年推遲 5～7 d，局部地區水稻稻瘟病、稻曲病較重

2.4安徽省水稻產量結構的變化特征

從空殼率來看，安徽省江淮地區水稻的空殼率年際波動特征比較明顯，20世紀90年代初期空殼率普遍高于其他時間段；從2000年起，空殼率明顯下降（圖6）。對照歷史水稻災情記錄與低溫年份，發現空殼率與低溫年份并沒有很好的對應關系，這與空殼率的影響因子有關，日照的多寡、降水的多少對空殼率也有影響，因此低溫并不是唯一決定條件；此外，水稻品種也是近幾年來更新的，不同水稻品種的感溫性存在差異。從千粒質量來看，安徽省江淮之間地區的千粒質量年際變化較明顯（圖7）。穗粒質量整體呈逐步上升趨勢（圖8）。從相對氣象產量來看，各地均存在年際波動，2003年為極端低值年，主要是由于高溫熱害引起的（圖9）。

3結論與討論

從低溫冷害年代際變化特征來看，1980—2014年，在水稻穗花期， 安徽省日均氣溫連續3 d或以上時間≤22 ℃的低

溫冷害發生次數存在年際分布不均的特征；進入21世紀，江淮之間低溫冷害發生年數明顯增加。從低溫冷害空間分布來看，江淮之間的發生概率明顯高于江南地區。同時，由于地形的原因，氣溫也呈現出東西差距，西部山區低溫冷害的發生概率明顯高于東部地區。從低溫冷害發生的具體時間來看，概率最大時段是在9月上旬。從低溫冷害持續時間和強度來看，日均氣溫≤22 ℃的持續時間最長是7 d，但出現概率很小（只有2%），持續3 d的出現概率最大（56.9%）。安徽省的低溫冷害強度并不大，連續3 d或以上時間氣溫≤20 ℃的低溫冷害過程非常少，近34年中只有2006年出現了強低溫過程。

空殼率與低溫年份并沒有很好的對應關系，這與空殼率的影響因子有關，日照的多寡、降水的多少對空殼率也有影響，因此低溫并不是唯一決定條件，再加上品種的更新，對于不同水稻品種，感溫性與感光性存在差異。通過分析發現，日均氣溫連續3 d或以上時間≤22 ℃的低溫冷害指標可用，但是從近34年的氣象條件來看，由于低溫冷害強度不大，水稻品種耐寒性提升，因此安徽地區低溫過程對水稻影響不大。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.017