2020年福清气候对早稻抽穗灌浆的影响分析

2022-09-08陈源高黄吓丽

农业灾害研究 2022年7期

陈源高，黄吓丽

福清市气象局，福建福清 350300

水稻是一年生禾本科植物，叶长而扁，圆锥花序由许多小穗组成。所结子实即稻谷，去壳后称为大米或米，是世界上近50%人口的主食。水稻这一古老的作物除可食用外，还可以用于酿酒、制糖、工业原料，稻壳、稻秆也有很多可利用的价值。

福建省位于中国东南沿海，地处亚热带，属于温暖湿润型亚热带海洋性季风气候，适宜种植水稻，种植面积位居粮食作物第一位。水稻也是福清的主要粮食作物，早稻种植面积约107 km2。水稻品质和产量与气候的关系密切，在适宜的气象条件下水稻长势较好，能增加产量。2020年夏季福清气候异常，部分镇街早稻出现白穗病害，高温干旱对部分镇街处于抽穗灌浆期缺少灌溉条件的早稻造成不利影响。

1 资料与方法

2020年日平均气温、日最高气温、降雨量，以及1981—2010年30年的气候资料来源于福清国家气象观测站的观测数据，区域自动气象站资料来源于福清市气象局在全市布设的38个区域自动气象站的观测数据，早稻病害资料来源于福清市植保植检站，早稻受灾图片来源于人保财险福清支公司。

本研究采用1981—2010年30年的平均值作为气候评价基准值，气温、降雨量和季节划分采用气候评价的标准进行统计分析，夏季为6—8月。采用福建省气候高温标准，高温日数为日最高气温≥35℃的天数。根据2020年气温、降水等气象资料，阐述了高温干旱的异常情况，结合早稻田间调查，分析了高温干旱对抽穗灌浆期早稻生长的影响。

2 水稻生长发育的气候条件

水稻生长有利的气候条件是适宜的气温和土壤湿度，充足的光照。气温是植物生长发育的重要条件之一，它直接影响作物的生长、分布界限和产量，影响作物的发育速度，还影响作物病虫害的发生发展[1]。水稻作为一种喜温作物，在不同生长时期对气温的要求不同，当日平均气温稳定通过12℃时避开低温时段，抓住“冷尾暖头”抢时播种育秧，当低于12℃低温持续3 d以上易发生烂秧的情况。水稻在抽穗前后10 d内是对气温的反应最敏感时期，其最适宜的气温为25℃～30℃，日平均气温30℃以上就会产生不利影响。孕穗期如遇35℃以上的持续高温，水稻花器发育不全，花粉发育不良，活力下降；抽穗扬花期如遇热害，会影响开花散粉和花粉管伸长，导致不能授粉而形成空壳，当气温稳定在38℃时，水稻将无法结实[2]。

水稻不同生育期对土壤水分的要求有所不同，一般要求土壤含水量保持在70%～85%为好，遇旱对产量影响有很大的差异。早稻生长早期干旱对产量影响较小,孕穗至抽穗期缺水对产量影响最大，这一时期植株光合作用强，新陈代谢旺盛，是水稻一生中需水量较大的时期，此时缺水将会降低叶片的光合能力，影响幼穗发育，影响枝梗和颖花的发育，增加颖花的退化和不孕的概率，稻株根系活力下降。因此，灌溉在孕穗抽穗期高温干旱的情况下效果特别显著，选择有灌溉条件的地段种植水稻较为适宜。

3 福清气候条件及其对水稻种植适应性分析

3.1 福清气候概况

福清市地处东南沿海，属于南亚热带海洋性气候，温暖湿润。夏无酷暑，冬无严寒，雨量较充沛，冬半年盛行偏北风，夏半年盛行偏南风。主要气象灾害有台风、暴雨、干旱以及强雷电等。

福清年平均气温为20.1℃，最热月7月平均气温为28.5℃，最冷月1月平均气温为11.4℃；1960—2020年日极端最高气温超过37℃，仅出现8 d，38℃以上2 d；日极端最低气温低于0℃，仅出现3 d。10℃以上年平均积温7 308.0℃·d。福清雨量较充沛，雨季、干季分明，降水集中在3—9月，而10月至翌年2月为少雨季节，历年平均年降雨量为1 535.5 mm，最大年降雨量为2 346.7 mm，最小年降雨量为809.7 mm，年平均相对湿度为75%，日最大湿度为100%，最小湿度为8%。历年平均年日照时数为1 728.4 h。无霜期日数354 d（表1）。

表1 1981—2010年各月年气象要素特征值

福清每年3—4月为春雨季节，天气多变，时有强对流天气出现，较强冷空气影响时常出现连续3 d天以上日平均气温≤12℃的低温或倒春寒天气。5—6月为雨季，天气阴雨连绵，雨季高峰期常出现连续性大雨或暴雨。7—9月为盛夏季节，以晴热天气为主，降水主要是受台风影响和午后热雷雨造成的。台风常常带来狂风暴雨，造成灾害，但却能缓解高温夏旱，少台风影响的年份常出现严重的夏旱。10—11月秋季多为秋高气爽的天气，空气湿度较小，常出现秋旱。12月至翌年2月为冬季，冷空气频繁南下影响，沿海常出现东北大风，降雨量较少，强冷空气影响有时会出现寒潮天气，晴冷天气偶有霜，山区会出现结冰现象。

3.2 福清水稻种植的气候适应性分析

福清3月下旬大部分镇街平均气温为14℃～16℃，4—11月平均气温为18℃～29℃（表1）。海洋性气候使得福清市除山区外的大部镇街35℃以上高温日数和霜冻日数很少，气温条件有利于水稻种植，充足的光照和丰沛的降水有利于水稻生长。但台风带来的渍涝灾害和大风、雨季暴雨对水稻的生长都会造成不利影响，异常年份的夏季高温干旱、秋季干旱或低温阴雨寡照均会影响水稻生长，导致水稻产量和品质下降。因此，做好灾害性天气影响期间水稻种植的田间管理工作，趋利避害，才能够提高水稻产量。

总体而言，福清大部分镇街的气温、湿度、降水和日照等气候条件适宜种植水稻，中南部镇街种植早晚双季稻、西部北部山区种植单季中稻。

4 2020年夏季福清气候异常对早稻抽穗灌浆的不利影响

4.1 2020年夏季福清气候异常

2020年夏季福清气候极为异常，降雨量显著偏少、气温显著偏高、日照异常偏多，台风影响异常偏弱，出现严重夏旱。

4.1.1 雨量 2020年夏季总降雨量为297.8 mm，距平百分率-25.8%，显著偏少。6月降雨量209.2 mm，距平百分率-25.8%，属偏少，降水主要出现在6月上旬，是雨季降雨集中的时段。7月降雨量仅为9.9 mm，距平百分率-93.6%，异常偏少。8月降雨量为78.7 mm，距平百分率-65.9%，显著偏少，降水主要出现在6月11日和6月27—28日。6月中旬到8月上旬期间，6月中旬雨量均异常偏少，8月中下旬雨量显著偏少（图1a）。

图1 2020年6—8月逐旬降雨量（a）、气温（b）与历史同期对比曲线图

2020年台风影响异常偏少、偏弱，仅8月有1次台风“米克拉”达到影响标准，沿海出现8～9级东北阵风，大部分镇街过程降雨量为20～30 mm，仅1个站点超过50 mm，为南岭镇51.3 mm，福清国家气象观测站25.8 mm。

4.1.2 气温和日照 2020年福清夏季气温较常年显著偏高，季平均气温为28.5℃；尤其是6月平均气温为27.5℃，显著偏高；中旬平均气温28.4℃，异常偏高2.6℃，与1991年并列为历史同期第2的高位（1961年28.5℃），6月上旬和下旬平均气温分别为25.7℃、28.5℃，均显著偏高1.1℃；7—8月平均气温正常（图1b）。季内日平均气温≥30.0℃日数为5 d，比2019年多3 d；日平均气温最高为7月23日30.6℃，最低为6月8日23.3℃。季内日极端最高气温≥35.0℃的高温天气日数为7 d，比2019年多4 d，最高气温为36.3℃，出现在7月23日；极端最低气温21.2℃，出现在6月2日。

2020年福清夏季日照时数较常年异常偏多，6、7、8月分别偏多31%、22%和42%。太阳辐射强烈，助推气温偏高，蒸发量增加，导致干旱严重。

4.1.3 干旱 2020年6月上旬是福清市雨季降雨集中期，6月12日开始转入夏季晴热天气。6月12日—8月10日福清市城区日降雨量≤2 mm连旱日数累计达55 d，累计降雨量仅21.7 mm；8月11日出现大雨天气，旱情略有缓解但未达到解除标准，干旱延续至8月25日；6月12日—8月25日累计雨量为55.9 mm，仅为常年同期平均雨量的11%（常年同期平均508.1 mm）。雨量异常偏少，且持续高温，日照异常偏多，蒸发量大，根据福建省气候中心提供的MCI气象干旱监测，福清已达到夏季气象特旱等级。水库用水告急，土壤墒情偏差。8月27—28日福清市部分镇街出现连续中雨到大雨，局部暴雨，旱情才有所缓解。

4.2 异常气候导致早稻抽穗期白穗病发生

2020年6月上旬福清出现连续阴雨天气，上旬平均气温25.7℃，旬雨日9 d,累计雨量197.1 mm,旬日照时数25.2 h，旬平均相对湿度93%；持续阴雨天气下温暖潮湿的条件有利于发生早稻病虫害。而6月12日开始转入晴热高温天气，至6月30日全市39个自动气象站观测资料：日平均气温≥30℃出现8 d以上的有11个站，日最高气温≥33℃出现20 d以上的有15个站，日最高气温≥35℃出现10 d以上的有11个站。6月上旬连续阴雨温暖潮湿天气，然后6月中旬开始持续高温热害，根据福清市植保植检站提供的病虫害观测数据，处于幼穗分化Ⅳ期的早稻受到严重影响，发生白穗现象，从而影响了早稻产量（图2）。

图2 江镜镇和港头镇的白穗情况

4.3 2020年福清部分镇街早稻减产情况

随着全球气候变暖，各种极端自然灾害频繁出现，水稻不同生育期的气象灾害在一定程度上影响了水稻的生长发育，从而影响水稻的产量，很多学者对水稻生育期高温、干旱的影响进行了大量研究[3-6]。降雨少，高温加剧土壤水分的蒸发，出现干旱，在灌溉条件差的早稻田块失墒严重，田块出现龟裂现象，造成水稻抽穗开花困难，不仅抽穗不齐，包颈白穗多，降低结实率，有些田块出现植株叶片提前枯黄，功能衰竭，还会直接造成抽不出穗，严重影响早稻的产量[7]。2020年夏季福清气候异常，早稻抽穗灌浆期出现持续高温热害和异常严重的干旱，对早稻抽穗和灌浆造成了不利影响，在灌溉条件差的区域早稻产量明显下降，局部甚至绝收（图3）。