水稻高温热害发生规律及防御措施

秦叶波，张 慧

(1.浙江省种植业管理局,浙江杭州 310020;2.桐庐县农业技术推广中心,浙江桐庐 311500)

水稻高温热害发生规律及防御措施

秦叶波1，张 慧2

(1.浙江省种植业管理局,浙江杭州 310020;2.桐庐县农业技术推广中心,浙江桐庐 311500)

通过分析金华市农业气象观测站1972-2013年近40年7-8月的日平均温度与日最高温度,统计出金华地区7-8月的高温发生概率及高温发生时段分布,总结金华地区水稻高温热害的发生规律,并提出水稻生长应对高温热害的防御措施建议。

金华;水稻;高温热害;防御措施

文献著录格式:秦叶波,张慧.水稻高温热害发生规律及防御措施[J].浙江农业科学,2015,56(9):1362-1365.

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20150903

近百年来,全球气候出现显著变化,主要是日趋变暖,全球变暖已成为公认的事实。未来50～100年,全球及我国的气候将依然向着变暖的方向发展[1-2]。预计21世纪末,全球地表平均温度还将上升1.4～5.8℃[3]。在全球气候变暖的背景下,我国夏季高温热害的发生频率变高,成为影响水稻生产的主要灾害性气候因素之一[4]。我国南方稻区在2003年出现历史罕见的持续高温,7-8月38℃以上的高温天气在部分地区持续约20 d,水稻产量严重受损[5]。据不完全统计,长江流域的杂交中稻受灾情况非常严重,受灾面积超过4.05万hm2,平均减产约2.25 t·hm-2,累计损失超过1.4亿元,受灾区域覆盖成都平原到江苏省的整个长江稻作带[6-7]。

一般认为,农作物在不同生长阶段遭遇高温危害对产量都会有一定影响,水稻也不例外。李万成等[8]研究表明,在水稻生殖生长的不同阶段,如果遇到高温胁迫,结实率会出现不同程度的降低,其中最为敏感的时期就是抽穗扬花期。杨建昌等[9]认为,在水稻抽穗-灌浆早期(一般是抽穗后0～10 d),高温处理对产量的影响最大;其次是减数分裂期,产量影响最小的是灌浆中期(一般是抽穗后11～20 d)。另有大量研究[10-13]表明,水稻对高温最敏感的时期是在开花期,若在水稻抽穗开花期遭遇35℃以上的短时高温,就能引起颖花高度不育,对结实率影响较大,产量明显减少。谭中和等[14]研究认为,自然高温的致害温度指标是日平均气温≥30℃,日最高气温≥35℃。

近年来,浙江省水稻遭遇高温热害的概率日益增加。谢晓金等[7]对浙江省各代表台站1965-2004年的气象资料进行统计得出,浙江大部分地区发生高温的概率较大。金华地区水稻生产遭遇高温热害的概率也明显增加。金华市位于浙江省中西部,是浙江省重要的粮食主产区,粮食种植面积和总产稳定在1.5万hm2和0.9亿kg左右,其中水稻面积和总产约0.92万hm2和0.64亿kg,占粮食作物面积和总产的61%和71%。水稻生产对金华地区粮食生产安全具有极其重要的作用。因此为了减少金华地区水稻产量损失及应对高温热害,本文对金华地区夏季高温发生规律进行探讨,同时提出相应的防御措施建议。

1 材料及方法

1.1 数据来源

选择金华市农业气象观测站1972-2013年7-8月的气温资料。

1.2 分析方法

以1972-2013年7-8月的日平均温度和日最高气温为分析数据,计算每年7,8月的月平均气温和月最高气温,同时计算近40年的7,8月平均气温和最高气温的平均值,分析得到近40年来平均气温距平和最高气温距平的变化规律,其中高温年为气温距平值0.50℃,低温年为气温距平值≤-0.50℃。

统计1972-2013年7-8月连续3 d以上(连续3～4 d)和连续5 d以上日最高气温≥35℃的发生次数和天数,分析近40年来7-8月连续3 d和5 d以上持续高温发生的频次和时段变化规律。

2 结果与分析

2.1 平均气温和最高气温变化规律

近40年来,金华地区7月平均气温距平变化主要分为低温年阶段、高低温年交替阶段与高温年阶段。1972-1987年的7月平均气温距平出现12次低温年,仅出现1次高温年,低温年出现频率为75%;之后是高温年和低温年交替出现,低温年出现6次,高温年出现5次。高温年阶段主要在2003年后,2003-2013年共出现9次高温年,出现频率81.8%,期间未出现过低温年。7月极端高温年是2003年的3.01℃,极端低温年是1999年的-2.54℃。

8月平均气温距平变化同样有一定的规律性, 70年代是高低温年交替出现,80年代主要是低温年,未出现过高温年,90年代又是高温年和低温年交替出现。与7月平均气温距平变化相同的是2003年后,8月平均气温距平的高温年出现频次为63.6%,期间未出现过低温年,8月极端高温年是2013年的2.4℃,极端低温年为1980年的-2.88℃。

由图1可知,2003年后,7,8月的平均气温距平呈高温年趋势,7月出现高温年的频率略高于8月。

图1 金华市近40年7-8月平均气温距平的变化

图2 金华市近40年7-8月最高气温距平的变化

由图2可以看出,7月份最高气温距平的变化规律与7月平均气温距平类似。低温年主要出现于1972-1987年,共出现10次,出现频率62.5%;高温年主要出现于2000年以后,共出现8次,期间仅出现过1次低温年。7月极端高温年是2003年的2.56℃,极端低温年是1999年的-2.64℃。

8月份最高气温距平变化规律与7月最高气温距平类似。高温年共出现14次,低温年出现13次。低温年主要出现于1972-1985年,出现8次,出现频率为57%;高温年主要出现于2002年之后,出现9次高温年,期间未出现过低温年。8月极端低温年为1980年(-2.7℃);极端高温年为2013年(3.9℃)。由图可见,2000年后出现高温年的概率大幅增加。

对近40年金华地区每年7,8月平均气温距平与最高气温距平数据进行相关分析可知,7月平均气温与最高气温距平相关系数为0.80,8月平均气温与最高气温距平相关系数为0.74,两者相关度较高,说明近40年同月份平均气温距平与最高气温距平存在显著相关性,且这2个月的气温变化具有一定的规律性。其中,1972-1987年的低温年居多,2002年后出现高温年的概率明显增加。

2.2 持续高温变化规律

高温通常指日平均气温高于30℃或日最高气温高于35℃,而一般高温危害天气是指连续3 d高温,严重高温危害天气是指连续5 d高温。文中统一将连续3～4 d最高气温高于35℃的发生次数作为一般高温危害天气的发生次数,而将连续5 d及以上日最高气温高于35℃的发生次数作为严重高温危害天气的发生次数。

从图3可以得出,金华地区7-8月严重高温危害天气的发生次数明显高于一般高温危害天气。近40年来,一般高温危害天气的发生次数仅14次,而严重高温危害天气的发生次数共有95次。除1975和1982年外,其他年份均有严重高温危害天气发生。2005年后,每年发生的次数都在2次或以上,2006年出现7次严重高温危害天气。

从图4可以看出,近40年间,金华市有8年的高温危害天数少于10 d,其余年份都在10 d以上。从2000年开始,高温危害天数都超过20 d,最高年份是2006年,7-8月共有48 d,最高温度超过35℃。因此,金华市近40年来7-8月高温危害的天气经常发生,且严重高温危害天气发生的频次明显高于一般高温危害天气。近年这2种危害天气有明显的增加趋势。

2.3 持续高温发生时段分布

由于金华市近40年来发生严重高温危害天气的次数较多,且连续3 d以上日最高气温高于35℃的次数中包括连续5 d以上日最高气温高于35℃的次数,因此本文将连续3 d以上日最高气温高于35℃的发生次数进行时间段分布统计。

从图5可以看出,近40年来,7月中下旬和8月上中旬是连续3 d以上最高气温高于35℃主要发生时间段,持续高温发生的次数占总发生次数的77.9%,最高发生次数时间段为7月下旬,达28次;其次是7月中旬,共发生27次;8月上旬和中旬各发生24和23次。

图3 金华市近40年高温危害发生频次的变化

图4 金华市近40年高温危害发生天数变化

图5 金华市近40年7，8月高温危害天气发生时间段的分布

由上可知,金华市发生高温危害天气主要出现在7月中下旬和8月上中旬,且7月下旬发生频率最高。此时金华地区正是单季晚稻幼穗分化至抽穗扬花期,因此对水稻危害非常大。

3 小结和讨论

近40年来,金华地区7-8月平均气温和最高气温距平都表现出一定的规律性,其中低温年在70-90年代间较多,2002年后高温年明显增加。近年来,导致水稻高温热害的天气经常发生,且主要集中发生在每年7月中下旬和8月上中旬,此时主要对单季晚稻生产影响较大。因此应充分重视单季晚稻高温热害的预防措施、抗逆品种的选育及采取合理的抗灾减灾栽培技术。

3.1 合理安排播种期

播种期的合理安排是水稻避免高温危害的根本措施,这可使水稻在抽穗扬花期避开高温热害天气。通常金华地区7月中下旬至8月上中旬正处于盛夏季节,易出现持续高温天气,但9月后又易出现低温天气。所以,水稻播种期的安排原则是抽穗扬花期不仅要避开高温,还要保证在安全齐穗期以前抽穗,同时不影响后茬作物的播种[15]。一般金华地区单季晚稻的播种期可安排在5月下旬至6月初,避免抽穗期遇到高温。

3.2 合理选用耐高温品种

由于不同的水稻品种对高温的敏感程度有较显著差异,因此如果要适当减轻水稻高温危害,就要选用耐高温品种[15]。因此在新品种选育时,要注重鉴定品种的耐高温特性,选育对高温敏感性差的耐高温品种。在金华地区应用的单季晚稻籼粳杂交稻中,甬优12和浙优18农艺性状较相似,但浙优18表现更耐高温,退化率低于甬优12,每穗实粒数和总粒数明显高于甬优12[16]。

3.3 合理栽培措施

对已遇到高温危害的水稻,要采取合理的栽培措施减少产量损失。首先要及时灌深水降温。在高温条件下,对正在孕穗的水稻及时灌深水5～8 cm降温,这是保护水稻免受高温伤害最直接有效的方法。其次科学施用保花肥。对处在幼穗分化4～6期、叶色明显落黄的田块,追施尿素0.20～0.27 kg·hm-2;对前期N肥充足、叶色浓绿的田块,可追施速效钾肥0.27～0.34 kg·hm-2,促进植株均衡生长,增强抗高温能力。第三是叶面营养肥的喷施。可选用3%过磷酸钙溶液或0.2%磷酸二氢钾溶液进行根外喷施,同时喷施叶面营养液肥,以此增强水稻植株应对高温热害的抗性,避免结实率降低。最后是粒肥的合理追施。对于在孕穗期受热害不是很严重的水稻田块,可以在破口期前后补追1次粒肥。一般可施尿素0.20～0.34 kg· hm-2,可使植株恢复正常的灌浆结实[16]。

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(责任编辑：张瑞麟)

S 428;S 511

A

0528-9017(2015)09-1362-04

2015-06-25

秦叶波(1983-),女,江苏苏州人,农艺师,硕士,从事粮食生产管理及技术推广工作。E-mail:qyb.leaf@163.com。