福建省氣溫變化規(guī)律及與稻作的關(guān)系

解振興，沈如色，姜照偉，李義珍

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，福建福州350018）

福建省地處低緯度，東臨太平洋，受海洋氣團(tuán)影響，形成亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，熱光水資源豐富，有利稻作生產(chǎn)。但境內(nèi)多山，地形地勢復(fù)雜，各地氣候有較大差異。掌握氣候變化規(guī)律，才能合理安排水稻熟制、品種和生育期布局。文章著重分析氣溫變化規(guī)律及與稻作的關(guān)系。

1 氣溫的垂向、緯向變化規(guī)律

蔡金祿等［1］20世紀(jì)80年代整理了福建省162個(gè)氣象站（哨）歷年氣溫資料，建立3個(gè)緯區(qū)各旬平均氣溫對(duì)海拔的回歸方程。據(jù)此，作者計(jì)算出25°N、26°N、27°N不同海拔地區(qū)的各旬平均氣溫（表1）。

各旬平均氣溫隨緯度北移和海拔升高而逐漸降低，但降幅因季節(jié)和緯區(qū)而有一定差異。7、8月份各旬氣溫主要受制于海拔，海拔每升高100 m的直減率最高（0.6℃），緯減率最低（0～0.2℃/度）。由此時(shí)間向前推后，直減率逐漸減少，緯減率逐漸增大，如：4、5、6月和9、10、11月份，海拔每升高100 m的直減率為0.50～0.58℃，25°N至26°N 的緯減率為 0.7～ 1.4℃ /度；12、1、2、3月份，直減率為0.35～0.50℃，25°N至26°N的緯減率為2.1～2.5℃/度。26°N至27°N的緯減率季節(jié)變化趨勢相似，但緯減率降低。全年平均，25°N、26°N、27°N海拔每升高100 m的直減率分別為0.56、0.48、0.52℃，25°N至26°N和26°N至27°N的緯減率分別為1.03、0.64℃/度。從26°N至27°N，緯度北移1度的溫差，相當(dāng)于海拔提高100 m的溫差。但由于在25°30′～25°50′的內(nèi)陸腹地，海拔1 000 m以上的戴云山和玳瑁山主體崛起，形成南北屏障，顯著擴(kuò)大了25°N緯區(qū)至26°N緯區(qū)的溫差。

表1 福建省不同緯度海拔地區(qū)的各旬平均氣溫 （℃）

2 氣溫的經(jīng)向變化規(guī)律

蔡金祿等［1］及李義珍等［2］為探索氣溫的經(jīng)向變化規(guī)律，于20世紀(jì)80年代在25°N、26°N、27°N的東西部各選1個(gè)氣象站，按直減率計(jì)算出2站等高處的各旬平均氣溫，據(jù)此再計(jì)算出日平均穩(wěn)定通過12℃始日（代表早季安全播種期）和15℃終日（代表晚季安全成熟期），以及2期持續(xù)日數(shù)、積溫和日平均氣溫。結(jié)果看出，在同緯度同高程，西部春暖早，秋冷也早，3—6月氣溫，西部高于東部，7—8月氣溫持平，9—11月氣溫，東部高于西部。因此，東西部水稻安全生長期的日數(shù)及積溫并無顯著差異，只是西部比東部，早季安全播種期提早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、品種及生育期的合理布局

據(jù)李義珍等在20世紀(jì)70年代觀察［3］，水稻冷害主要出現(xiàn)在4個(gè)時(shí)期：春季早稻播種期遇日平均氣溫持續(xù)＜12℃時(shí)，抑制胚根胚芽萌發(fā)及幼葉生長；梅雨季節(jié)早稻孕穗期遇日平均氣溫連續(xù)3 d以上＜22℃時(shí)，引發(fā)小孢子或雄配子敗育；初秋晚稻齊穗開花期遇日平均氣溫連續(xù)3 d以上＜22℃時(shí)，障礙揚(yáng)花受精；暮秋晚稻籽粒充實(shí)期遇日平均氣溫持續(xù)＜15℃時(shí)，阻斷籽粒成熟。然而早稻孕穗期冷害多發(fā)生在極早熟品種，當(dāng)下已罕有種植；晚稻安全成熟期距安全齊穗達(dá)50～60 d，只要在安全齊穗期前齊穗，一般不會(huì)發(fā)生成熟期冷害。因此，確保水稻安全生育的重點(diǎn)，是確保早季安全播種和晚季安全齊穗。

據(jù)對(duì)氣溫資料的查證，在春季當(dāng)歷年日平均氣溫升達(dá)13.5℃時(shí)，日平均氣溫有80%保障率穩(wěn)定升達(dá)12℃，可以安全播種；在秋季當(dāng)日平均氣溫降達(dá)24℃時(shí)，有80%保障率不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)3 d以上＜22℃的低溫，可以安全齊穗。據(jù)研究，海拔800 m以上的高山區(qū)秋季冷涼，水稻經(jīng)受抗寒鍛煉后，花期冷害指標(biāo)降為日平均氣溫連續(xù)3 d以上＜21℃，相應(yīng)地在秋季當(dāng)日平均氣溫降達(dá)23℃時(shí)，也有80%保障率不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)3 d以上＜21℃的危害開花受精的低溫。

依據(jù)表1列出的3個(gè)緯區(qū)不同海拔的各旬平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，春季找出旬平均氣溫13.5℃左右的2旬，秋季找出旬平均氣溫24℃左右 （高山區(qū)為23℃左右）的2旬，以其氣溫值為基點(diǎn)，采用內(nèi)插法，計(jì)算出春季升達(dá)日平均氣溫13.5℃的日期和秋季降達(dá)日平均氣溫24℃（高山區(qū)為23℃）的日期，分別確定為早季（頭季）安全播種期和晚季（再生季）安全齊穗期，結(jié)果列于表2。為便于分析熟制、品種和播栽期布局，還計(jì)算出安全播種期至安全齊穗期的持續(xù)日數(shù)及積溫。

從表2看出，早季安全播種期分布在2月下旬至4月上旬，由南向北、由低向高逐漸推遲，在同一緯度同一高程，則為內(nèi)陸比沿海略早。晚季安全齊穗期分布在9月上旬至10月上旬，由南向北，由低向高，逐漸提早，同一緯度同一高程，則為內(nèi)陸比沿海略早。

種植雙季稻要求有較長的安全生長期，從早季安全播種至晚季安全齊穗，最少需持續(xù)180 d，積溫4 200℃。據(jù)此指標(biāo)，由表2數(shù)據(jù)采用內(nèi)插法計(jì)算，種植雙季稻的高限為25°N海拔500 m，26°N海拔300 m，27°N海拔200 m。在此高限地區(qū)，雙季水稻必須采用早熟品種搭配中熟品種布局。而在低海拔地區(qū)，早季安全播種至晚季安全齊穗長達(dá)200 d以上，積溫4 800℃以上，雙季可釆用早、中熟品種搭配中、晚熟品種布局。在24°N附近的沿海丘陵平原區(qū)，早季安全播種至晚季安全齊穗長達(dá)220 d以上，積溫5 500℃以上，可雙季都種植中晚熟雜交稻。

再生稻采用機(jī)械化生產(chǎn)后，再生季抽穗期推遲10 d左右，從頭季安全播種至再生季安全齊穗，晚熟品種也需積溫4 200℃，其適宜種植高限與雙季稻相同；早熟品種需積溫4 100℃，其適宜種植高限可提升50 m。

單季稻在福建省有充裕的安全生長期，習(xí)慣在4月底—5月初播種，9月中旬—10月中旬收獲。稻谷干物質(zhì)有30%來源于幼穗分化期的光合生產(chǎn)，70%來源于抽穗—成熟期的光合生產(chǎn)。而一年中太陽光能最豐的季節(jié)為7、8月。采用傳統(tǒng)播種期就未能充分利用7、8月的太陽光能。為此，課題組［4］在尤溪縣高山區(qū)和低山區(qū)分期播種5個(gè)雜交稻品種，探索提早播種能否充分利用7、8月的太陽光能。表3列出中熟品種天優(yōu)3301和晚熟品種Ⅱ優(yōu)3301的試驗(yàn)結(jié)果，看出不論低山區(qū)或高山區(qū)于3月中旬播種，可將稻谷干物質(zhì)積累期調(diào)控在一年中太陽光能最豐的7、8月，與傳統(tǒng)的遲播田塊相比，結(jié)實(shí)率提高10%，增產(chǎn)6%～10%，產(chǎn)量差異達(dá)極顯著標(biāo)準(zhǔn)。

表2 福建省不同緯度海拔地區(qū)的水稻安全播種期和安全齊穗期

表3 單季稻不同播種期的光溫生態(tài)對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響 （福建省尤溪縣，2007年）