福建省气温变化规律及与稻作的关系

2019-01-05解振兴沈如色姜照伟李义珍

福建稻麦科技 2018年4期

解振兴，沈如色，姜照伟，李义珍

（福建省农业科学院水稻研究所，福建福州350018）

福建省地处低纬度，东临太平洋，受海洋气团影响，形成亚热带海洋性季风气候，热光水资源丰富，有利稻作生产。但境内多山，地形地势复杂，各地气候有较大差异。掌握气候变化规律，才能合理安排水稻熟制、品种和生育期布局。文章着重分析气温变化规律及与稻作的关系。

1 气温的垂向、纬向变化规律

蔡金禄等［1］20世纪80年代整理了福建省162个气象站（哨）历年气温资料，建立3个纬区各旬平均气温对海拔的回归方程。据此，作者计算出25°N、26°N、27°N不同海拔地区的各旬平均气温（表1）。

各旬平均气温随纬度北移和海拔升高而逐渐降低，但降幅因季节和纬区而有一定差异。7、8月份各旬气温主要受制于海拔，海拔每升高100 m的直减率最高（0.6℃），纬减率最低（0～0.2℃/度）。由此时间向前推后，直减率逐渐减少，纬减率逐渐增大，如：4、5、6月和9、10、11月份，海拔每升高100 m的直减率为0.50～0.58℃，25°N至26°N 的纬减率为 0.7～ 1.4℃ /度；12、1、2、3月份，直减率为0.35～0.50℃，25°N至26°N的纬减率为2.1～2.5℃/度。26°N至27°N的纬减率季节变化趋势相似，但纬减率降低。全年平均，25°N、26°N、27°N海拔每升高100 m的直减率分别为0.56、0.48、0.52℃，25°N至26°N和26°N至27°N的纬减率分别为1.03、0.64℃/度。从26°N至27°N，纬度北移1度的温差，相当于海拔提高100 m的温差。但由于在25°30′～25°50′的内陆腹地，海拔1 000 m以上的戴云山和玳瑁山主体崛起，形成南北屏障，显著扩大了25°N纬区至26°N纬区的温差。

表1 福建省不同纬度海拔地区的各旬平均气温（℃）

2 气温的经向变化规律

蔡金禄等［1］及李义珍等［2］为探索气温的经向变化规律，于20世纪80年代在25°N、26°N、27°N的东西部各选1个气象站，按直减率计算出2站等高处的各旬平均气温，据此再计算出日平均稳定通过12℃始日（代表早季安全播种期）和15℃终日（代表晚季安全成熟期），以及2期持续日数、积温和日平均气温。结果看出，在同纬度同高程，西部春暖早，秋冷也早，3—6月气温，西部高于东部，7—8月气温持平，9—11月气温，东部高于西部。因此，东西部水稻安全生长期的日数及积温并无显著差异，只是西部比东部，早季安全播种期提早3～8 d，晚季安全成熟期也提早2～13 d。

3 水稻安全生育期和熟制、品种及生育期的合理布局

据李义珍等在20世纪70年代观察［3］，水稻冷害主要出现在4个时期：春季早稻播种期遇日平均气温持续＜12℃时，抑制胚根胚芽萌发及幼叶生长；梅雨季节早稻孕穗期遇日平均气温连续3 d以上＜22℃时，引发小孢子或雄配子败育；初秋晚稻齐穗开花期遇日平均气温连续3 d以上＜22℃时，障碍扬花受精；暮秋晚稻籽粒充实期遇日平均气温持续＜15℃时，阻断籽粒成熟。然而早稻孕穗期冷害多发生在极早熟品种，当下已罕有种植；晚稻安全成熟期距安全齐穗达50～60 d，只要在安全齐穗期前齐穗，一般不会发生成熟期冷害。因此，确保水稻安全生育的重点，是确保早季安全播种和晚季安全齐穗。

据对气温资料的查证，在春季当历年日平均气温升达13.5℃时，日平均气温有80%保障率稳定升达12℃，可以安全播种；在秋季当日平均气温降达24℃时，有80%保障率不会出现连续3 d以上＜22℃的低温，可以安全齐穗。据研究，海拔800 m以上的高山区秋季冷涼，水稻经受抗寒锻炼后，花期冷害指标降为日平均气温连续3 d以上＜21℃，相应地在秋季当日平均气温降达23℃时，也有80%保障率不会出现连续3 d以上＜21℃的危害开花受精的低温。

依据表1列出的3个纬区不同海拔的各旬平均气温数据，春季找出旬平均气温13.5℃左右的2旬，秋季找出旬平均气温24℃左右（高山区为23℃左右）的2旬，以其气温值为基点，采用内插法，计算出春季升达日平均气温13.5℃的日期和秋季降达日平均气温24℃（高山区为23℃）的日期，分别确定为早季（头季）安全播种期和晚季（再生季）安全齐穗期，结果列于表2。为便于分析熟制、品种和播栽期布局，还计算出安全播种期至安全齐穗期的持续日数及积温。

从表2看出，早季安全播种期分布在2月下旬至4月上旬，由南向北、由低向高逐渐推迟，在同一纬度同一高程，则为内陆比沿海略早。晚季安全齐穗期分布在9月上旬至10月上旬，由南向北，由低向高，逐渐提早，同一纬度同一高程，则为内陆比沿海略早。

种植双季稻要求有较长的安全生长期，从早季安全播种至晚季安全齐穗，最少需持续180 d，积温4 200℃。据此指标，由表2数据采用内插法计算，种植双季稻的高限为25°N海拔500 m，26°N海拔300 m，27°N海拔200 m。在此高限地区，双季水稻必须采用早熟品种搭配中熟品种布局。而在低海拔地区，早季安全播种至晚季安全齐穗长达200 d以上，积温4 800℃以上，双季可釆用早、中熟品种搭配中、晚熟品种布局。在24°N附近的沿海丘陵平原区，早季安全播种至晚季安全齐穗长达220 d以上，积温5 500℃以上，可双季都种植中晚熟杂交稻。

再生稻采用机械化生产后，再生季抽穗期推迟10 d左右，从头季安全播种至再生季安全齐穗，晚熟品种也需积温4 200℃，其适宜种植高限与双季稻相同；早熟品种需积温4 100℃，其适宜种植高限可提升50 m。

单季稻在福建省有充裕的安全生长期，习惯在4月底—5月初播种，9月中旬—10月中旬收获。稻谷干物质有30%来源于幼穗分化期的光合生产，70%来源于抽穗—成熟期的光合生产。而一年中太阳光能最丰的季节为7、8月。采用传统播种期就未能充分利用7、8月的太阳光能。为此，课题组［4］在尤溪县高山区和低山区分期播种5个杂交稻品种，探索提早播种能否充分利用7、8月的太阳光能。表3列出中熟品种天优3301和晚熟品种Ⅱ优3301的试验结果，看出不论低山区或高山区于3月中旬播种，可将稻谷干物质积累期调控在一年中太阳光能最丰的7、8月，与传统的迟播田块相比，结实率提高10%，增产6%～10%，产量差异达极显著标准。