低溫冷害對延邊地區水稻產量的影響分析

鄧奎才++鄧元博++劉曉航

摘要 延邊地區受低溫冷害影響，常導致水稻大幅減產。本文對低溫冷害的概念、主要類型進行總結，針對障礙型冷害和延遲型冷害，分析了1991—2016年延邊地區低溫冷害對水稻產量的影響情況，并提出合理建議，以期為當地水稻生產中減輕災害損失提供參考。

關鍵詞 低溫冷害；水稻產量；障礙型冷害；延遲型冷害；吉林延邊

中圖分類號 S511；S426 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）19-0197-02

吉林省延邊州地處北半球中溫帶，屬中溫帶濕潤季風氣候（海洋氣候和大陸氣候），農作物生育期間的積溫為2 400～2 700 ℃，降水量為330～680 mm，日照時數為750～1 000 h，無霜期為100～150 d。延邊大部分是山區，晝夜溫差大，非常有利于糧食作物干物質形成，因而產出的水稻干物質積累多，營養豐富、品質優良。東北大米品質優良，延邊大米又是東北大米中的精品。延邊朝鮮族自治州有悠久的水稻種植歷史，是我國北方著名的水稻主產區，延邊大米品質優良、食味上佳，其粒形整齊、色澤瑩白、透明度強、軟硬適中、黏性適度，做出的米飯油潤可口。但受地理位置和氣候的影響，延邊地區農作物生育期間的熱量不充足，個別年份水稻會受氣象條件的影響出現大幅減產。

20世紀，延邊地區遭受低溫冷害影響的頻率較高，每5年就可能出現1次大災，每3年出現1次小災，小災年水稻減產20%～30%，大災年減產60%以上，甚至有些地塊絕收。進入21世紀后，受全球氣候變暖的影響，氣溫升高、積溫增多、熱量增加，出現低溫冷害的頻次有所減少，但并沒有消失。個別年份會出現低溫冷害，比如2002年、2003年、2009年出現了低溫冷害，造成水稻減產幅度依然較大。造成延邊地區水稻大幅減產的主要原因是遭受到低溫冷害的危害，障礙型冷害對水稻產量的影響尤其嚴重，在水稻20 d左右的減數分裂期間內出現連續或多天的低溫天氣過程，就會出現障礙型冷害，從而使水稻嚴重減產。本文主要介紹障礙型冷害和延遲型冷害對延邊地區水稻產量的影響情況。

1 低溫冷害的概念及主要類型

1.1 低溫冷害的概念

低溫冷害是指在農作物生長季節，溫度在0 ℃以上，有時可能接近20 ℃條件下，由于作物連續處在低于其生育適宜溫度或受短期低溫的影響，生育延遲，甚至發生生理障礙造成減產[1-2]。冷害一般在外觀上表現不明顯，不易引起人們的注意，故稱“啞巴災”。

1.2 低溫冷害的類型

低溫冷害的類型劃分比較復雜，主要包括延遲型冷害、障礙型冷害、混合型冷害。

1.2.1 延遲型冷害。延遲型冷害是在作物生長期間出現較長時間的持續性低溫天氣過程，導致作物生育期間積溫不足，使作物代謝緩慢、生育期延遲，不能在初霜到來之前正常成熟，而導致產量降低。延遲型冷害如發生在幼穗分化前的營養生長期，導致作物延遲抽穗；如發生在籽粒形成時期，則使作物凈光合生產能力降低。

1.2.2 障礙型冷害。障礙型冷害是在作物生殖生長期內遭受較短時間（一般僅幾天）的異常低溫，使生殖器官的生理活動遭到破壞，導致穎花不育、籽?？诊醵鴾p產。經研究，障礙型冷害出現在水稻減數分裂期間，延邊地區水稻減數分裂期出現的時間大概在7月下旬至8月中旬。

2 延邊州水稻產量情況

延邊地區1991—2016年水稻產量情況見圖1。可以看出，1993年、1998年和2003年水稻嚴重減產，分別減產78%、61%和63%；1995年、2002年和2009年水稻產量也大幅減少，分別減產20%、31%和26%。研究表明，造成延邊州水稻大幅減產的原因是受到低溫冷害的影響。

3 低溫冷害對延邊地區水稻產量的影響

3.1 障礙型冷害的影響

低溫冷害發生時影響的范圍較大，一個縣市的情況基本能夠代表一個地區，現以延吉市為例，說明低溫冷害對延邊地區水稻產量的影響情況。

3.1.1 1993年、1998年、2003年延吉市水稻減數分裂期的氣溫情況。由圖2可以看出，延吉市1993年7月21日到8月10日期間的日平均氣溫都低于歷年平均值；1998年和2003年7月21日到8月10日期間的日平均氣溫分別有1 d和3 d高于歷年平均值，此時正處于水稻對溫度十分敏感的減數分裂期，長期低溫使這3年的水稻遭到了嚴重的障礙型冷害，水稻產量嚴重減少。

3.1.2 1995年、2002年、2009年延吉市水稻減數分裂期的氣溫情況。由圖3可以看出，延吉市1995年、2002年、2009年7月21日到8月10日期間的日平均氣溫分別有19、14、16 d低于歷年平均值，低于歷年平均值的天數明顯少于1993年、1998年、2003年，作物受害程度低于1993年、1998年、2003年，但也受到比較嚴重的低溫冷害影響。

3.1.3 水稻受障礙型冷害的影響情況。有關研究表明，水稻進入減數分裂期的數量呈拋物線形，開始較少，之后逐漸增多，止葉期前5 d左右達到最多，然后下降[3-4]。

沈亨文[5]的研究中，確定出水稻每日進入減數分裂期的數量百分率（S），根據每日的最高氣溫、最低氣溫和指標溫度模擬出每日進入減數分裂期的籽?？諝ぢ剩↘），S乘以K即得水稻每日受害百分率，將所有受害日期的受害百分率相加，累計值即為減數分裂期的受害程度，即受障礙型冷害的影響程度。

以1998年為例，說明水稻減數分裂期受障礙型冷害影響的減產程度，7月20日至8月2日出現冷害，7月20日前和8月2日后沒有達到冷害指標的日期。

1998年理論計算得到受障礙型冷害影響造成的空殼率為58.7%，與實際減產61%十分接近。減數分裂期間短短12 d的障礙型冷害就使水稻產量減產近60%，可見障礙型冷害對水稻產量的影響相當嚴重。

3.2 延遲型冷害的影響

延邊市1991—2016年水稻生育期間（5月1日至9月20日）積溫情況見圖4。可以看出，減產年1993年、1995年、2009年、1998年、2002年、2003年積溫分別比正常年少124、119、93、19、52、43 ℃。1992年、1996年、2005年、2006年、2008年、2011年、2012年的積溫也低于正常年份，偏低程度與1998年、2002年和2003年相近，減產幅度卻有限，2008年甚至是水稻產量最高的一年，表明積溫比歷年少50 ℃以內，會形成延遲型冷害，但不會造成水稻大幅減產。

1993年、1995年和2009年積溫比正常年少93～124 ℃，屬于嚴重的延遲型冷害年，現以1995年為例，說明延遲型冷害對水稻產量的影響。

1995年理論計算得到受障礙型冷害影響的水稻空殼率為19.0%（表2），比實際減產的31%少12個百分點，此差值可能是由于積溫不足、造成延遲型冷害而形成的減產。1993年也遭到嚴重的延遲型冷害，延遲型冷害造成的減產幅度為15%左右。

4 結語

障礙型冷害對低溫十分敏感，發生的時間短、危害大。雖然可以實時判斷出是否發生了障礙型冷害及其影響程度，但目前尚無避免或消除其危害的有效辦法和措施。延遲型冷害相比障礙型冷害來說對水稻產量的影響小，并且可以通過農事管理、控制施肥量、噴藥等有效措施，減輕因積溫不足對水稻造成的不利影響[6]。

5 參考文獻

[1] 郭建平，馬樹慶.農作物低溫冷害監測預測理論和實踐[M].1版.北京：氣象出版社，2009.

[2] 中國氣象局.農業氣象觀測規范：上卷[M].北京：氣象出版社，1993.

[3] 胡春麗，李輯，林蓉，等.東北水稻障礙型低溫冷害變化特征及其與關鍵生育期溫度的關系[J].中國農業氣象，2014，35（3）：323-329.

[4] 馬樹慶，襲祝香，馬力文，等.北方水稻低溫冷害指標持續適用性檢驗與比較[J].氣象，2015，41（6）：778-785.

[5] 沈亨文.水稻減數分裂期空殼診斷卡使用說明[J].吉林氣象，1999（2）：26-27.

[6] 王冬妮，郭春明，劉實，等.吉林省水稻延遲型低溫冷害氣候風險評價與區劃[J].氣象與環境學報，2013，29（1）：103-107.