攸县杂交水稻制种主要气象灾害及防御措施

曾雪华，刘行军，曾 欣，吴刘忠爱，尹劲松，王 佳，王 芳

(1.湖南省攸县气象局，湖南攸县412300;2.湖南省株洲市气象局，湖南株洲412000)

气象因子是影响杂交水稻制种成败的关键因素之一［1］，攸县地处湖南省东部，罗霄山脉中段武功山西南端，属于典型的亚热带季风湿润气候区，气候温暖，四季分明，雨水充沛，光温资源丰富，年平均气温为17.8℃，年降水量1 484 mm，年均无霜期292 d，≥10℃的活动积温为5 609℃·d，适合粮食作物生长，也是理想的杂交水稻制种可选地区。但暴雨洪涝、高温干旱、春秋低温阴雨、大风、冰雹等灾害性天气均有发生，暴雨洪涝、低温阴雨、高温干旱、大风、蒸发量大等气象灾害对攸县杂交水稻制种均会产生严重的影响［2－3］。

以杂交水稻制种抽穗扬花期的时间为标准，攸县杂交水稻制种季别有3种类型:春制，抽穗扬花期在6月中旬～7月中旬，又分为早春制和迟春制;夏制，抽穗扬花期在7月下旬～8月中旬，又分为早夏制和迟夏制;秋制，抽穗扬花期在8月中、下旬～9月上旬，又分为早秋制和迟秋制。攸县杂交水稻制种以春夏为主、秋制为辅的制种生态格局，其生长期从3月中旬开始一直到9月中旬，时间长达6个月，通过分析攸县制种基地历年气象资料，特别是母本幼穗分化期、抽穗扬花期、收割期的温湿度和降雨情况，结合父母本的生物学特性制定适合该组合的最佳播种时间、播差期、盛花期、收割期的时间以及田间管理措施等。春制及早夏制要确保扬花期、灌浆期等避开当地的高温“火南风”期以确保高产、稳产，腊熟期及收获季节避开雨季以防止穗上芽、提高发芽率;秋制应确保扬花期、灌浆期避开“寒露风”以确保高产、稳产，腊熟期及收获季节避开秋雨以防止穗上芽、提高发芽率。笔者在此分析总结了攸县杂交水稻制种各生育期内常见灾害性气候发生的时间、规律及产生的危害，并提出了应对防范措施。

1 主要气象灾害及对杂交水稻制种的影响

1.1 高温热害的影响 水稻是喜温作物，各个时期均有一个适宜温度要求，无论是营养生长还是生殖生长，杂交水稻制种适宜的开花天气条件是田间最高气温不超过35℃，最低气温不低于21℃，日平均气温在28℃左右，相对湿度在80% ～90%，无连阴雨。气温过高或过低均将推迟不育系的花时，增加闭颖率［4］。降雨将使母本不育系开花显著减少并推迟，而对父本来说降雨天气推迟开花，但开花数减少不明显。田间空气中的相对湿度高，有利于提高不育系开花，相对湿度低明显推迟开花，因此创造一个高温高湿的田间小气候条件对提早不育系花时、提高花时相遇率是十分有益的。在制种实践中，扬花授粉期碰上阵雨或夜间降雨而白天授粉前后几小时内晴好的天气，常能获得相当高的制种产量。

水稻孕穗期是指水稻幼穗分化起始到抽穗的过程;而减数分裂期受高温热害的影响被认为是仅次于对水稻抽穗扬花期危害的次敏感阶段［5］。春制种子的发育是在高温条件下进行的，几乎年年有高温逼熟的危害，同时春制的收割又是在高温的天气条件下进行，种子容易脱落，因此春制的成熟收割期的确定就与其他季别的制种有明显的不同(表1);由于高温逼熟致使种子灌浆速度快、种子从产生到成熟的时间短，在生产上一般从授粉结束到种子收割的时间为12～15 d。

表1 攸县杂交水稻制种各生长期主要灾害性天气

2013年6月12日～8月12日，攸县遭遇历史罕见的持续高温热害天气，据统计，6月12日～8月12日攸县总降水量仅为41.8mm，35℃以上的高温天气达50 d，37℃以上的高温天气达27 d，38℃以上的高温天气有15 d，8月10日出现了40.7℃的高温，超过历史极值(2003年40.3℃)。特别是7月份，平均最高气温比历年同期偏高2.1℃，降水比历年同期偏少85%。高温天气持续时间长、强度大，超历史记录。根据综合气象干旱指数评估，攸县达到气象干旱重旱等级。异常高温天气与杂交水稻制种幼穗发育及抽穗扬花期同步，导致制种结实率和千粒率大幅下降，造成严重减产。攸县种子管理站统计数据显示，2013年全县杂交水稻制种面积1 821.7 hm2，早、中、迟熟组合全县平均产量分别为1 950、2 175和2 250 kg/hm2，分别比2012 年减产300 ～450 kg/hm2，有些公司减产幅度较大，达600～750 kg/hm2，减幅40% ～50%。

1.2 连阴雨低温寡照天气的影响

1.2.1 对苗期的影响。3月底～4月初，攸县冷空气活动频繁，气温急剧下降，导致秧苗受到冻害，春制播种期气温较低、育秧期寒潮频繁(表1)，这2个不利因素始终困扰着春制的浸种育秧，使得春制经常发生烂种、烂秧，且秧苗素质不好。春季天气不稳定，气温高低变化频繁，许多农户一见天气转暖，往往忽视防寒防冻工作，因此时秧苗尚嫩弱，一来寒潮就不能适应而受冷害。因为气温较低，其秧苗长势瘦弱分孽少，即使不受冷害，也因为苗期积温较少，花期比同期播种正常秧苗迟3 d以上，很易造成花期不遇［6］。

1.2.2 对抽穗扬花期的影响。在杂交水稻制种中，有利于父母本抽穗、开花、授粉的时期称为抽穗扬花授粉安全期。如果抽穗扬花期间出现3 d以上连续阴雨、抽穗当日日最低气温低于23℃的天气则为水稻抽穗扬花期低温，称为低温冷害天气［7］。两系制种的抽穗扬花授粉期对天气条件的要求与三系制种相同［8］。攸县春、夏、秋制均会遇到低温天气的影响(表1)。

1999年7月上旬，正当父本的扬花盛期、母本早穗大穗这一关键时刻出现连续一周的阴雨天气，7月8～15日出现连续性降水，强度在中雨以上，7月14日降水量达46.5 mm，造成父本不开花，花粉闭死，7月9～14日正是盛打“920”的时候，由于持续降水，且最高气温从35℃下降至25℃，对制种来说是最恶劣的天气，致使产量受到严重影响，当年制种任务是303.3 hm2，实际收购种子仅72万kg，比正常年份减产30%。

1.2.3 对灌浆成熟期的影响。低温阴雨天气对灌浆成熟期的危害更加明显和突出。灌浆期间遭遇连阴雨低温天气会减慢干物质灌浆速度、成熟时间延长、子粒成熟度不足、青秕粒率上升、千粒重下降、种子活力降低，导致穗发芽及稻粒黑粉病大量发生，种子品质变劣，如果发生倒伏，损失更大;种子成熟期遭遇连阴雨天气，会影响种子正常收割、晾晒及保管，发芽率下降，商品性变差［9］。

2014年7月下旬、8月7日立秋前后至8月底，攸县大部分的杂交水稻制种两系核不育系育性安全转换期、抽穗扬花授粉安全期、灌浆结实安全期均遭遇了持续低温阴雨寡照天气，7月5、14日受高空低槽和中低层切变影响，出现了暴雨天气过程，降水量分别达93.3、96.4 mm。24日开始受台风“麦德姆”外围云系影响，出现阵性降水气温下降。8月7～11日有阵性降水气温下降，8月12日受高空低槽、西南低涡东出及地面冷空气共同影响，攸县出现阵雨天气，气温下降明显，17～19日受东北冷槽南落与中低层切变影响，雨势较大，19日出现了暴雨，县城降水量72.2 mm。因而导致绝大部分制种面积异交结实率偏低、子粒不饱满，稻粒黑粉病、稻曲病等病害发生较重，商品性较差，个别基地被大水浸泡，造成减产。有些公司在种子收购期遇到雨水天气，造成种子在穗上发芽，最高的老芽率达15%以上，严重影响制种产量。据统计，全县早、中、迟熟组合全县平均产量分别为2 340、2 445和2 580 kg/hm2，制种产量只有常年的70%左右。

1.3 暴雨等强降水天气的影响 每年的7～9月份，正好是杂交水稻制种在田间生产的关键时期，攸县大风、暴雨及连阴雨天气出现频率较高(表1)，对种子生产非常不利。如开花时遇上降雨，田间花粉量就很少甚至没有。成熟期应避开持续降雨，如成熟期遇持续降雨将产生穗芽，影响种子的发芽率，尤其是冈优系列种子生产更应重视。

1997年制种期间前期气温较高，4月份没有出现低温天气，特别是中下旬白天气温均在16℃以上，5月份没有出现低温僵苗现象，晴天达20 d以上，白天气温稳定在29℃左右，这样的气候条件使父本的播始历期明显缩短，主茎叶片相对往年1成少1片叶子。但7月上旬，正是处于扬花授粉期的关键时期，攸县出现强降水天气，7月4～13日出现持续降水，总降水量86.8 mm，7 月 6 日降水达37.4 mm，8、10 日又连续出现中到大雨，受强降水影响，倒伏面积达60%。同时引发的内涝灾害导致制种基地秧苗淹，制种秧苗受灾严重，制种双亲苗质较弱，分蘖较少、有效穗不足、病虫害发生较偏重。虽然及时采取了补救措施，仍然导致个别制种组合父本碳氮代谢转换异常、功能叶异常加宽、发育时间延长，造成花期错峰严重不遇。当年制种均产较正常年份减产20%以上。

1.4 大风灾害性气候的影响 杂交水稻制种对风的要求也比较高，特别是在扬花授粉期，其最佳气象条件是最大风速在4 m/s以下，据初步观察，晴天、相对湿度50%以下，人工授粉结实率大大下降;相对湿度降至40%以下，人工授粉完全不能结实。如遇“火南风”天气，花时气温常高于35℃，相对湿度＜50%，风速在2～3 m/s，就形成了灾害性天气。夏季制种，这种灾害天气发生的频率比低温阴雨发生的频率更高。

1.5 其他灾害性气候的影响 因灾害性气候而引发的山洪、泥石流、山体滑坡等气象次生灾害，虽然发生几率不大，但一旦发生，其对杂交水稻制种的危害性一般是毁灭性的、不可补救的。

2 气象灾害应对措施

通过分析攸县历年杂交水稻制种情况，气象因素对制种的质量和产量起着至关重要的作用，因灾害性气候的影响而使制种效益下降的年份为数不少，体现为3年制种，1年盈利、2年平本或亏本，因此，如何防御气象灾害风险，实现杂交水稻制种稳产高产是相关部门以及广大制种户的迫切愿望。杂交水稻制种既有其他粮食作物对气象条件的普遍性，同时又有其特殊性，选择适宜的制种基地，可以获得适宜天气的高频率［10］;其次，安排好制种季节，可以保证制种安全;再次，杂交水稻制种中抽穗扬花期天气对制种产量起着决定性作用，选择适宜天气条件是制种高产的关键［11］。掌握农田小气候调节规律、合理安排其生长时段(如播种育秧、育性转换和抽穗扬花等)对降低制种的气象灾害风险、夺取优质高产显得十分重要。

2.1 建立灾害性天气防御体系，强化灾害性气候预测预报 在制种过程中，气象部门强化对杂交水稻制种灾害性气候的预测预报，提高预测预报的及时性和准确率，建立健全杂交稻制种全过程的灾害性天气预警系统及防灾、避灾、减灾的决策信息系统。在灾害性气候发生前尽早采取预防措施，将各种灾害性气候对杂交水稻制种的影响控制在最低损失范围内。攸县现有制种基地16个乡镇(街道办事处)120多个村，生产公司有隆平、亚华、金稻、德农、科裕隆、泰邦、恒德、年丰、湖南六三、洞庭高科、神农大丰、亚邦、红旗、东方红、蓝天、大地等16个单位，制种技术人员达500多名。气象部门针对杂交水稻生长的特点，提供针对性的气象预报服务，与各制种基地、制种技术人员建立“一对一”的直通式气象服务关系，预报有寒潮、降水、大风、高温等灾害性天气及转折性天气，通过气象灾害预警系统在第一时间向各制种基地及制种技术人员发送预警短信，提前采取防御措施。

2.2 运用气候区划成果，合理安排制种区域及组合，降低遭遇灾害性气候概率 依据制种基地历年遭遇气候风险概率的大小、制种所在区域的气侯条件及制种组合特性，合理安排制种基地和面积，灾害性气候频发地区应尽量少安排或不安排。依据制种组合双亲的生长发育习性，合理安排制种双亲落谷的时间差，尽量将其生长发育对环境条件比较敏感的时段错开灾害性气候的易发时段，从而有效降低制种风险［12］。只有科学地选择杂交制种基地，合理地进行生产布局和时间安排，充分利用当地气候资源，就能够最大程度降低制种风险，进一步提高杂交稻制种的效益。

根据杂交水稻生长发育对温、光、水的要求，通过杂交水稻制种的气候区划分析，攸县各制种季别其气候适宜区如图1所示。从气候区划来看，攸县除东部山区海拔较高的地区不宜选作基地外，大部分乡镇的气候条件均适宜作制种基地，中部地区春制、夏制、秋制均可，东、西部地区的乡镇以夏制、秋制为主，在种植安排方面，可选择“春制+晚稻”、“油菜+夏制”、“油菜+秋制”等模式。目前攸县形成了以网岭、坪阳庙、石羊塘、皇图岭、湖南坳、莲塘坳、大同桥、桃水、渌田、酒埠江、新市等乡镇为主的水稻杂交制种核心基地。省内、外知名种子企业如隆平、亚华、金稻、德农、科裕隆、洞庭高科、海南神农大丰等种业公司在攸县均有集中连片的、稳定的生产基地。全县的主要制种基地分布在坪阳庙乡、网岭镇、莲塘坳乡、桃水镇、沙陵陂乡及高和乡6个片区的21个核心村。根据攸县杂交水稻制种适宜气候区划成果，进一步利用气候资源，攸县杂交水稻制种基地的建设和发展可以从以下几个方面着手:①重点建设好现有网岭、坪阳庙、莲塘坳、石羊塘、大同桥5个传统杂交水稻三系生产基地，总计制种面积可达3 333.3 hm2;②积极推进以酒埠江水库下游30个村的制种亲本种子生产基地建设，预计可发展制种面积666.7 hm2;③努力发展以东部山区及皇图岭山区50个村的两系杂交种子生产基地建设，预计可发展制种面积333.3 hm2(图2)。

2.3 加强制种基地建设，增强其防御气象灾害的能力

2.3.1 保证制种基地的长期稳定性。制种基地的选择除了良好的气候条件外，在稻作自然地理条件方面要求较高，因此，制种基地一旦确定，尽量保证基地关系稳定，通过政府扶持，与农户签订合同，采取奖罚激励等措施确保基地的制种用途。

2.3.2 加强杂交水稻制种基地的基础设施建设。结合良种繁育工程、新增粮食产能工程、优粮工程标准粮田建设、商品粮基地建设、国土整理、农业综合开发等项目，加大对杂交水稻制种基地基础设施建设的投入，争取建成交通方便、能排能灌、耕地质量好、配套设施齐全的种子生产基地。

2.3.3 编制基地长久发展规划。攸县杂交水稻制种产业总体规模大，是湖南省制种大县，近年来制种面积一直稳定在2 666.7 hm2左右，但制种基地较为分散，遍布在18个乡镇90多个村，杂交水稻制种基地单个规模不大、分布零散、集中度低，需要进行调整布局，促使种子产业向规模化方面发展。

2.4 充分运用气象预测预报产品，适时调控，防御制种气象灾害 根据杂交水稻制种各生育期遭遇高温热害、低温冷害、强降水及连阴雨天气的情况(表1)，要针对不同灾害性气候及早采取应对措施，尽最大可能地减灾止损。提高农户整体生产技术水平，在生产期间由气象部门组织各制种公司技术人员根据农事安排对农户进行技术讲解、指导，在浸种育秧、施肥、保证花期相遇、喷施“920”、除杂等关键时期对农民进行集中培训，统一安排。气象部门、种子管理站和公司生产技术人员在关键时期对种子生产专业合作社和制种大户进行实地指导，帮助他们采取措施，提高防御气象灾害的能力。

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