隨州中稻適宜播種期的確定及生育期氣候條件研究

周澤民 葉海鵬 楊濤 馮文麗

摘 要：為充分發(fā)揮隨州的氣候優(yōu)勢，減輕氣象災(zāi)害和不利氣象條件對(duì)中稻生產(chǎn)的影響，保證中稻生產(chǎn)安全，提高中稻品質(zhì)，利用1957—2018年隨州市氣象臺(tái)站地面觀測數(shù)據(jù)和隨州中稻生育期資料，研究隨州中稻與氣候條件的關(guān)系。結(jié)果表明，隨州中稻適宜播種期在5月上旬，比傳統(tǒng)播種期推遲15～20d。在中稻適宜播種期播種，既有有利氣候條件，也有不利氣象條件。該研究結(jié)果可為科學(xué)安排相關(guān)農(nóng)事活動(dòng)提供參考。

關(guān)鍵詞：中稻;適宜播種期;生育期;氣候條件;隨州

中圖分類號(hào) S162.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）14-0054-06

Study on Suitable Sowing Date′s Confirmation and Climatic Conditions in Growth Period of Mid-season Rice in Suizhou Region

ZHOU Zemin et al.

（Meteorological Bureau of Suizhou，Suizhou 441300，China）

Abstract： In order to fully utilize the climate advantages of Suizhou， reduce the impact of meteorological disasters ，adverse meteorological conditions on the production， ensure the safety of production and improve the quality of mid-season rice. Through the statistics and calculations of the ground observation data of Meteorological Station in 1957—2018 and the growth period data of mid-season rice in Suizhou， this study researched and discussed the relationship between the mid-season rice and the climatic conditions in Suizhou， the suitable sowing date of the mid-season rice in Suizhou was determined， analyzed the advantages of climatic conditions in mid-season rice that sowed on suitable sowing date and existing meteorological problems， the defensive measures were proposed and provided scientific arrangements for related agricultural activities.

Key words： Mid-season rice; Suitable sowing date; Growth period; Climate conditions; Suizhou

水稻是我國主要的糧食作物，在我國糧食安全中具有舉足輕重的地位。中稻是隨州種植面積最大、產(chǎn)量最多的糧食作物，約占隨州糧食種植面積的60%，產(chǎn)量約占糧食作物總產(chǎn)量的70%以上。隨州位于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，屬于南北過渡氣候，光照充足，溫度適宜，降水充沛，雨熱同季，中稻生長季內(nèi)光、熱、水等氣象條件優(yōu)越，配合較為協(xié)調(diào)。但受季風(fēng)氣候影響，降水量年際變化大，旱澇交替發(fā)生，氣象災(zāi)害種類齊全，發(fā)生頻繁[1]。而且，隨著氣候的不斷變化，對(duì)中稻的影響也發(fā)生了變化。同時(shí)，由于近年來受高成本、病蟲害和連陰雨等不利氣候影響，農(nóng)民種植冬小麥的積極性普遍不高，造成大量冬閑田，以往前后茬農(nóng)作物爭天時(shí)搶季節(jié)的矛盾不再突出。農(nóng)民包括種糧大戶往往固守自己的經(jīng)驗(yàn)和多年慣例進(jìn)行播種，中稻播種存在很大的隨意性，同一地區(qū)中稻播種期前后延續(xù)近30d，既不能有效避免生長期間的氣象災(zāi)害，也不能充分利用本地氣候資源優(yōu)勢，增加了管理難度，造成中稻生產(chǎn)面臨的氣象風(fēng)險(xiǎn)加大，產(chǎn)量不穩(wěn)，品質(zhì)低，嚴(yán)重危害中稻生產(chǎn)安全。因此，有必要對(duì)中稻的播種期進(jìn)行研究，探討隨州本地中稻播種期最適宜的時(shí)間區(qū)間。

1 資料來源

氣象數(shù)據(jù)來自1957—2018年隨州氣象臺(tái)地面氣象觀測資料;中稻觀測數(shù)據(jù)來自隨州氣象臺(tái)1981—2018年農(nóng)業(yè)氣象觀測資料;中稻生育期資料來自于原曾都區(qū)農(nóng)業(yè)局。

2 中稻適宜播種期的確定

確定播種期一般應(yīng)考慮3個(gè)因素，：氣候條件、品種特性、前后茬口的關(guān)系[2]。播種期的早晚會(huì)直接影響農(nóng)作物各生育期的順利進(jìn)行，適宜的播種期對(duì)作物的豐產(chǎn)和品質(zhì)提升具有十分重要的作用。雖然一個(gè)地區(qū)每年的氣候各不相同，甚至存在較大差異，但一地多年的氣候相對(duì)穩(wěn)定，總的氣候特征如寒暑交替、季節(jié)變化等呈現(xiàn)一定周期性的變化規(guī)律，具有較好的相似性。

2.1 中稻不同播種期與生育期的關(guān)系 為了解隨州中稻不同播種期對(duì)前后生育期出現(xiàn)時(shí)間和持續(xù)時(shí)間的影響，根據(jù)隨州農(nóng)業(yè)氣象中稻觀測資料，采用日序方式統(tǒng)計(jì)計(jì)算，日序通過“公歷平年各日順序累積天數(shù)表”[3]查取，繪制了中稻前后相鄰關(guān)鍵生育期之間的相關(guān)圖如圖1所示。其中，a為中稻播種期與孕穗期之間的關(guān)系圖，b為孕穗期與抽穗期關(guān)系圖，c為抽穗期與乳熟期的關(guān)系圖。由圖1可知，雖然每年播種后的氣象條件、品種、管理措施等存在差異，各個(gè)生育期也不是簡單地隨著播種期的不同而同步變化，但中稻每年前后相鄰生育期之間仍有著較好的相關(guān)性，R2均在0.75以上。

2.2 不同中稻播種期面臨的不利氣象條件 由于一個(gè)地區(qū)不同時(shí)期的氣象環(huán)境不盡相同，導(dǎo)致在不同播種期的條件下作物生育期面臨著不同的氣象條件[4]。表1反映了在隨州傳統(tǒng)播種期（4月中旬末）前后，間隔5d的不同播種期安排易遇到的不利氣象環(huán)境。由表1可知，當(dāng)隨州中稻播種期在5月2日之前，后期遇到的不利氣象條件較為頻繁，氣象災(zāi)害種類較多;當(dāng)播種期在5月2日及以后時(shí)，中稻后期生長遇到的不利氣象環(huán)境明顯減少。

2.3 利用生育期間隔日期和積溫推算生育期 一般而言，農(nóng)作物的生育期會(huì)隨著播種期的提前而提前。利用隨州曾都區(qū)農(nóng)業(yè)局提供的隨州中稻生育期資料和隨州氣象積溫資料計(jì)算隨州常年中稻播種期各個(gè)生長期的間隔日數(shù)和累積氣溫。由表2可知，隨州中稻從播種到成熟全生育期所需時(shí)間約152d，所需積溫3705℃·日左右。其中，播種期到抽穗期（齊穗期）所需時(shí)間平均為116d左右，積溫2825℃·日左右。

表3為利用表2生育期間隔日數(shù)和積溫方法來推算的中稻可能生育期。兩者之間有一定差異，但差異不明顯，一般相差1～2d，最多的成熟期也只相差3d，說明在隨州可直接用間隔日數(shù)來推算中稻的大致生育期。

2.4 利用安全齊穗期推算適宜播種期 齊穗期是水稻抽穗的普遍期[5]，與播種期關(guān)系密切。能夠滿足齊穗期安全避免高溫和冷害是確定播種期的重要指標(biāo)[6]。很多學(xué)者對(duì)湖北省內(nèi)中稻適宜播種期和適宜齊穗期開展了研究。鄧九陽等[7]指出黃岡市一季中稻在8月中旬齊穗為宜;田小海等[8]研究認(rèn)為四湖地區(qū)的適宜齊穗期在8月22日至9月5日;楊柏松[9]認(rèn)為四湖地區(qū)雜交水稻的最佳抽穗揚(yáng)花期應(yīng)在9月上旬;周守華等[6]研究發(fā)現(xiàn)，江漢平原中稻大面積集中播種期以4月30日至5月10日為宜。

一般把日平均氣溫穩(wěn)定通過22℃的終日作為秈稻安全齊穗期[8]。據(jù)1957—2018年隨州氣象資料統(tǒng)計(jì)，隨州歷年穩(wěn)定通過22℃的平均終日為9月9日，即在9月9日前基本上都是隨州中稻的安全齊穗期。根據(jù)隨州氣候條件和前后茬作物的現(xiàn)狀，為保證齊穗期避開8月上旬頻繁的熱害，也避免9月上旬可能遇到的冷害，8月25—30日應(yīng)是隨州中稻的安全適宜齊穗期。若要將安全齊穗期調(diào)整至8月25—30日，則需對(duì)播種期進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，利用傳統(tǒng)播種期到安全齊穗期的生長所需天數(shù)向前倒推計(jì)算即為適宜播種期。隨州中稻傳統(tǒng)播種期到齊穗期所需平均天數(shù)為116d，期間所需積溫為2825℃·日，依此計(jì)算，為保證隨州安全齊穗期在8月25—30日，中稻適宜播種期以5月上旬為宜，將4月中旬末的中稻傳統(tǒng)播種期推遲到5月上旬適宜播種期進(jìn)行播種，保證中稻8月25—30日進(jìn)入安全齊穗期，乳熟期延遲至9月8—13日，成熟期在9月底，可充分利用日較差和光照資源，有利于提高中稻產(chǎn)量和品質(zhì)。

3 中稻適宜播種期調(diào)整后的氣候條件

3.1 有利氣候條件 與傳統(tǒng)播種期相比，在適宜播種期播種的中稻，生長期內(nèi)的氣候條件更有利于中稻生長發(fā)育，形成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

3.1.1 隨州春季天氣冷暖變化大，可避免傳統(tǒng)播種期內(nèi)常遇到的低溫冷害和連陰雨天氣 考慮育秧成本和便利，隨州大部分農(nóng)戶仍是在自家地里用拱膜育秧，易受不利氣象條件的危害。春季冷暖空氣活動(dòng)頻繁，氣溫冷暖起伏變化較大，若中稻在傳統(tǒng)播種期內(nèi)播種，溫度、降水等氣象條件往往不能滿足種子發(fā)芽出苗的需要，易遇到低溫陰雨天氣，導(dǎo)致爛秧死苗，僵而不發(fā)，影響全苗、壯苗[10，11]，加大管理難度。由表4可知，隨州4月上中旬出現(xiàn)低溫冷害天氣較為頻繁，對(duì)傳統(tǒng)播種期的中稻出苗育秧期危害顯著。

春季旬平均氣溫通過12～14℃是水稻安全播種的指標(biāo)[10-11]，中稻苗期日平均氣溫15℃以上才能正常扎根。隨州≥15℃初日雖出現(xiàn)在4月23日左右，80%保證率出現(xiàn)在4月30日，但不能保證此階段不會(huì)出現(xiàn)低溫危害。2019年4月27—29日的“倒春寒”天氣，過程降溫達(dá)9～10℃，播種后的中稻秧苗遭受嚴(yán)重?fù)p失（圖2）。

而中稻在5月上旬的適宜播種期播種，可以保證絕大多數(shù)年份的旬平均氣溫≥15℃，最大限度減少苗期低溫冷害的危害，避免秧苗爛秧或僵而不發(fā)，促進(jìn)苗齊、苗壯、苗全，為中稻產(chǎn)量和品質(zhì)的形成奠定良好的密度和性狀基礎(chǔ)。尤其是5月上旬后氣溫回升快且穩(wěn)定，可進(jìn)行稻谷大田直播，無需通過溫室、大棚等保護(hù)設(shè)施，減少了育秧成本，提高了秧苗成活率。

3.1.2 緩解中稻移栽分蘗時(shí)水源緊張問題，使中稻能夠在更適宜的氣象環(huán)境中生長 受季風(fēng)氣候和地理位置的影響，隨州5月及之前降水量偏少，堰塘水庫蓄水不足，加之地處鄂北崗地，水資源匱乏，若遇干旱天氣，對(duì)于傳統(tǒng)播種期的移栽中稻來說，常因缺少插秧水而無法移栽，秧苗只能繼續(xù)在苗床生長，造成移栽期推遲，移栽秧齡過大，返青慢、分蘗能力差、移栽成活率低。而6月中下旬隨州開始進(jìn)入雨水充沛時(shí)期，特別是在梅雨期顯著的年份降水量會(huì)明顯增多，若中稻在5月上旬的適宜播種期播種，在6月中旬移栽，可解決中稻移栽的水源問題，保證中稻分蘗的正常進(jìn)行。同時(shí)，6月上旬后，隨州各旬平均氣溫都在24℃以上，24～25℃是分蘗的最適溫度[2]。適宜播種期播種的中稻分蘗期一般出現(xiàn)在7月上旬，中稻會(huì)充分利用氣溫高的優(yōu)勢，分蘗快，長勢旺盛。

3.1.3 有效規(guī)避夏季“7下8上”頻繁發(fā)生的氣象災(zāi)害，有效避免不利氣象條件的危害 在隨州傳統(tǒng)播種期播種的中稻孕穗期至抽穗開花期出現(xiàn)在7月下旬至8月上中旬的“7下8上”時(shí)期，此時(shí)正是高溫、暴雨、干旱、雷雨、大風(fēng)、干熱風(fēng)集中頻發(fā)并危害嚴(yán)重的時(shí)期，對(duì)中稻的生長和生產(chǎn)易造成嚴(yán)重危害。35℃是造成空殼和秕谷的致害溫度。中稻抽穗開花期若遇連續(xù)3d日最高氣溫≥35℃的高溫，會(huì)引起高溫不實(shí)，高溫逼熟，或授粉、受精不良，導(dǎo)致空殼率增加，結(jié)實(shí)率低，中稻單產(chǎn)下降，同時(shí)也不利于稻米整精米率的提高 [2，12-15，16]。由表5可知，隨州的高溫主要出現(xiàn)在7月下旬（22.1%），8月上旬次之（18.6%）。

中稻孕穗至抽穗開花期也忌暴雨大風(fēng)。雨多雨強(qiáng)風(fēng)大，會(huì)沖掉花粉，造成穎花脫落，受精不良，空秕粒增多。暴雨對(duì)孕穗期影響最為突出[18]。隨州暴雨以7月出現(xiàn)次數(shù)最多，達(dá)全年暴雨次數(shù)的1/3，8月出現(xiàn)暴雨次數(shù)平均3年一遇，相對(duì)集中出現(xiàn)在8月上中旬。隨州的暴雨、雷暴和大風(fēng)多數(shù)是相伴出現(xiàn)。2017年8月上旬，雖然沒有出現(xiàn)低于22.0℃的低溫冷害，也沒有出現(xiàn)≥35℃的高溫?zé)岷?，但先后出現(xiàn)了2次24h降水量達(dá)大暴雨的天氣過程。其中1次出現(xiàn)在8月7—8日，24h降水量達(dá)到107.7mm的大暴雨級(jí)別，并伴隨有瞬時(shí)10級(jí)大風(fēng)（極大風(fēng)速27.4m/s），此時(shí)正是抽穗開花期（8月7日為普期），強(qiáng)風(fēng)和強(qiáng)降水的強(qiáng)力吹擊、沖刷造成穎花大量脫落，空殼率達(dá)25%，是歷年空殼率第2多的年份。

干熱風(fēng)對(duì)水稻開花、灌漿的危害很大。隨州市歷年干熱風(fēng)集中出現(xiàn)在7月下旬和8月上旬，分別占總次數(shù)的27.3%和21.7%，兩旬合計(jì)則占總次數(shù)的49%，最長和次長干熱風(fēng)天氣過程也都出現(xiàn)在這兩旬[19]。由此可見，在適宜播種期播種的中稻，其孕穗至抽穗開花期等關(guān)鍵期一般在8月25日以后，正好規(guī)避了“7下8上”這個(gè)時(shí)期的氣象災(zāi)害和不利氣象環(huán)境危害。

3.1.4 充分利用秋季中稻灌漿乳熟期時(shí)日照充足、氣溫適宜、日較差大的氣候資源優(yōu)勢 日較差是影響作物產(chǎn)量形成的氣象因子之一[21-23]。隨州是湖北省日較差最大的地區(qū)之一[24]。由表6可知，隨州8—10月氣溫日較差明顯高于周邊縣市，是臨近各縣市中最大的，這與隨州獨(dú)特的地理位置密切相關(guān)。隨州鄰近中國秦嶺至淮河南北地理分界線，是北亞熱帶季風(fēng)氣候的北界。境內(nèi)東北部有桐柏山脈，西南方為大洪山脈，中部是地勢相對(duì)平坦的隨棗走廊。山脈和走廊都呈現(xiàn)西北至東南走向，與隨州地區(qū)的冬季盛行風(fēng)向西北風(fēng)和夏季的盛行風(fēng)向東南風(fēng)的路徑高度一致。獨(dú)特的地理位置、地勢特征造就了獨(dú)特的氣候。

秋季是隨州日較差全年最大的時(shí)期。傳統(tǒng)播種期的中稻抽穗至乳熟期基本出現(xiàn)在8月，適宜播種期的中稻抽穗至乳熟期一般出現(xiàn)在9月。由圖3可知，隨州歷年8月逐日氣溫平均日較差變化相對(duì)平緩，變化區(qū)間在7.4～9.8℃，歷年平均日較差為8.7℃;9月氣溫平均日較差變化較為明顯，變化區(qū)間在7.3～11.5℃，歷年氣溫平均日較差為9.3℃，最大日較差達(dá)18.4℃，說明9月日較差更為明顯。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，9月逐日氣溫日較差≥9.3℃出現(xiàn)的日期相對(duì)集中，主要在9月11—17日和20—24日。上述數(shù)據(jù)主要反映以城區(qū)為代表的中部地區(qū)溫度特征，而在山區(qū)丘陵地區(qū)，氣溫的日較差資源更加豐富，也是隨州發(fā)展中稻生產(chǎn)得天獨(dú)厚的氣候環(huán)境。

溫度與水稻灌漿結(jié)實(shí)關(guān)系密切[2，7，22]。水稻灌漿結(jié)實(shí)期是稻米品質(zhì)形成的敏感時(shí)期，齊穗期后15d或20d以內(nèi)的氣象條件對(duì)稻米品質(zhì)影響最大。按照中稻適宜播種期的安全齊穗期（8月25—30日）推算，隨州中稻的乳熟期正好在9月上旬末到中旬，晚熟品種的乳熟期甚至在9月下旬至10月上旬，此時(shí)隨州大部分年份是秋高氣爽、氣候適宜、日較差大，可以充分利用該階段良好的氣溫條件及豐富的日較差氣候資源，提高中稻稻谷品質(zhì)和產(chǎn)量。

3.1.5 避免隨州高溫高濕時(shí)期可能出現(xiàn)的水稻病蟲害 水稻是喜溫作物，危害水稻生長的病蟲如紋枯病、稻瘟病、稻飛虱等主要集中出現(xiàn)在高溫高濕階段，特別是盛夏入伏后是病蟲害高發(fā)季節(jié)[25]。在適宜播種期播種的中稻，抽穗開花期等中稻關(guān)鍵生長期避開了盛夏時(shí)期，降低了病蟲害發(fā)生幾率，降低了防治難度和防治成本，避免了農(nóng)藥殘留危害，有利于提高水稻品質(zhì)。

3.2 不利氣候條件

3.2.1 抽穗開花期的障礙性冷害 水稻孕穗期至開花期是對(duì)低溫最敏感的時(shí)期 [10]。若孕穗期至開花期遇較短時(shí)間的低溫，會(huì)直接危害中稻結(jié)實(shí)器官，導(dǎo)致空殼和秕谷，形成障礙性冷害[10]。當(dāng)秈稻抽穗至開花期遇日平均氣溫連續(xù)3d低于22℃，即達(dá)到輕度冷害，連續(xù)4d以上為中度冷害，連續(xù)5d以上為嚴(yán)重冷害[26]。由表7可知，隨州1957—2018年歷年8月上旬沒有出現(xiàn)冷害現(xiàn)象，出現(xiàn)在8月中下旬的中稻抽穗開花期≥3d及以上的冷害接近平均10年兩遇（16.1%），其中中度冷害和嚴(yán)重冷害不到10年一遇，說明中度及以上冷害對(duì)隨州中稻抽穗開花期危害較小。

近20年來，隨州冷害呈現(xiàn)明顯增加趨勢，特別是2001—2010年冷害平均2年一遇，說明冷害對(duì)抽穗揚(yáng)花期（齊穗期）的危害漸趨嚴(yán)重。如2005年8月18—24日隨州出現(xiàn)了長達(dá)7d的冷害天氣，日平均氣溫最低僅16.7℃，最低氣溫僅15.4℃（8月21日），是1957年有氣象記錄以來歷年持續(xù)時(shí)間最長、同期氣溫最低的一次冷害過程，空殼率達(dá)28%，是隨州有農(nóng)業(yè)氣象中稻觀測記錄以來空殼率最高的年份。但這樣的冷害極端情況比較罕見，屬于小概率事件。

3.2.2 成熟收割期的連陰雨 秋季連陰雨會(huì)影響中稻適時(shí)收割[10]，造成中稻豐產(chǎn)不豐收。按照適宜播種期的日期推算，9月下旬至10月初是中稻成熟收獲期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1957—2018年，隨州9月下旬至10月初共有21年出現(xiàn)了連陰雨天氣過程，出現(xiàn)頻率32.3%，平均10年三遇。特別是2017年9月23日至10月6日，出現(xiàn)了長達(dá)13d（中間雨停1d）的陰雨天氣，日照僅7.3h，沒及時(shí)搶收的中稻大都爛在地里，甚至顆粒無收，對(duì)中稻產(chǎn)量、品質(zhì)造成了十分嚴(yán)重的危害。因此，隨州中稻適宜播種期調(diào)整后面臨的最大氣候風(fēng)險(xiǎn)就是成熟收獲期的連陰雨。

4 結(jié)論與討論

中稻播種的早晚與后期生育期的早遲、品質(zhì)產(chǎn)量的形成關(guān)系密切。因此，要提高中稻產(chǎn)量與品質(zhì)，應(yīng)保障中稻在適宜播種期內(nèi)適時(shí)播種。隨州中稻適宜播種期應(yīng)在5月2日及以后為宜，可充分利用日較差和光照資源，有利于中稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。調(diào)整后的中稻適宜播種期能夠有效避免氣象災(zāi)害和不利氣候條件的危害，保證中稻正常生長，但要注意防范可能出現(xiàn)的冷害和連陰雨天氣危害。防御中稻成熟收割期間的連陰雨天氣，可采取密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)、組織人力及時(shí)搶收、利用收割機(jī)及烘干設(shè)備等措施，確保中稻豐產(chǎn)豐收。

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1. （責(zé)編：徐世紅）