低溫陰雨對雜交水稻制種的影響及應(yīng)對策略

賴自力 羅再潛 李玉婷 吳厚謙

（1瀘州市氣象局，四川瀘州 646000；2敘永縣氣象局，四川敘永 646400；3瀘州泰豐種業(yè)有限公司，四川瀘州 646000）

瀘州市具有南亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候特點，春季氣溫回暖早，熱量資源充足，夏季時間長且雨熱同季，光溫水資源充沛，適宜雜交水稻等喜溫作物的種植。瀘州已有40多年的雜交水稻制種歷史，是四川省雜交水稻優(yōu)勢制種生產(chǎn)基地之一。市內(nèi)主要制種區(qū)域有瀘縣、合江縣、江陽區(qū)沿長江、沱江和瀨溪河沿岸的淺丘河谷地帶，制種面積2 700 hm2左右，生產(chǎn)的種子除供應(yīng)本市外，還遠銷國內(nèi)外。按照《四川省現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)提升工程建設(shè)規(guī)劃（2011—2020年）》，未來瀘州市雜交水稻制種面積將翻一番，打造成川內(nèi)雜交水稻種子生產(chǎn)強市[1]。

雜交水稻制種是在露天生產(chǎn)中的異交過程，在父母本播栽、孕穗、抽穗、開花、灌漿、成熟、收曬的各個發(fā)育階段對氣象條件要求嚴格，受氣候的影響大，天氣的好壞制約雜交水稻制種年際間、品種組合間的產(chǎn)量、質(zhì)量及效益高低[2]。風(fēng)調(diào)雨順時，產(chǎn)量高，質(zhì)量好，農(nóng)戶收益好，水稻制種基地也得到穩(wěn)定和較好的發(fā)展；一些氣候異常年份，生長期內(nèi)出現(xiàn)低溫陰雨等不利氣象條件時，會造成水稻制種生育期延長、花期不遇、授粉不良、制種產(chǎn)量低、質(zhì)量差、收益差，農(nóng)戶制種的積極性下降。因此，掌握瀘州地區(qū)低溫陰雨發(fā)生規(guī)律和對各發(fā)育階段的影響，探索水稻制種低溫陰雨的避險減災(zāi)技術(shù)，對制種產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有積極作用。

1 材料與方法

2010—2020年雜交水稻制種資料由瀘州市泰豐種業(yè)有限公司提供。制種地段位于瀘州市泰豐種業(yè)有限公司水稻制種基地，主要分布在瀘州市瀘縣、合江縣、江陽區(qū)的20個鎮(zhèn)；水稻父母本播種、出苗、移栽、返青、分蘗、拔節(jié)、孕穗、抽穗、開花、乳熟、成熟等生育期按照國家氣象局《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)記載。

2010—2020年的氣象資料（日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降雨量、雨日、日照、積溫等）來源于瀘州市氣象局。同時，利用了瀘縣、合江縣、江陽區(qū)相關(guān)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的區(qū)域氣象自動站資料及中國氣象局公服中心下發(fā)的1 km×1 km格點實況資料。氣象災(zāi)害按四川省災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)劃分歸類。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫陰雨發(fā)生頻率分析

參考《早稻播種育秧期低溫陰雨等級》（QX/T 98—2008）劃分的標(biāo)準(zhǔn)、雜交稻各主要生育期要求的下限溫度及發(fā)育期間連陰雨持續(xù)天數(shù)、過程的寡照程度，將低溫陰雨分為春季低溫、連陰雨，初夏低溫、連陰雨，盛夏低溫、連陰雨。低溫陰雨分類指標(biāo)和2010—2020年瀘州市發(fā)生頻率見表1。可以看出，各類低溫的發(fā)生頻率高達73%以上，11年中出現(xiàn)了8～9次。在同一年、同一季節(jié)可能出現(xiàn)多段低溫，初夏發(fā)生多段低溫較多，如2016年、2019年初夏發(fā)生3段≤20℃低溫。各類連陰雨發(fā)生頻率高達82%以上，11年出現(xiàn)了9～11次。在同一年、同一季節(jié)內(nèi)可能出現(xiàn)多段連陰雨天氣，初夏、盛夏出現(xiàn)多段連陰雨較多，如2012年、2014—2016年、2018—2020年都發(fā)生多次連陰雨天氣過程。同時發(fā)生低溫、陰雨的年份較常見。春季低溫、陰雨同時出現(xiàn)了7次，頻率為64%；初夏6次，頻率為55%；盛夏9次，發(fā)生頻率為82%。制種基地實際生產(chǎn)表明，低溫、陰雨同時發(fā)生的時間越長、溫度越低，對雜交水稻制種造成的影響越大。

表1 低溫陰雨分類指標(biāo)和發(fā)生頻率

2.2 低溫陰雨對水稻制種的影響

2.2.1 春季低溫陰雨的影響。將2010—2020年春季低溫陰雨的過程逐年列出，并統(tǒng)計低溫陰雨的持續(xù)時間，無春季低溫陰雨的持續(xù)時間記為0。選取雜交水稻組合II優(yōu)H103的父母本，對應(yīng)2010—2020年的播種日期、移栽日期，分析春季低溫陰雨對父母本播種期差、移栽期差的影響，結(jié)果見圖1。

可以看出，11年中只有2014年無春季陰雨，2015年、2018年、2019年無春季低溫，表明瀘州市3月中旬至4月發(fā)生低溫陰雨概率大。春季低溫陰雨持續(xù)天數(shù)越多，導(dǎo)致父母本播種期差、移栽期差變大。如2011年，春季低于12℃日均溫發(fā)生在3月15—17日和3月20—27日，低溫最長持續(xù)8 d，其后從3月31日開始到4月4日維持陰雨天氣，父本3月11日播種，出苗后遇低溫陰雨發(fā)育緩慢，母本被迫延遲到4月22日播種，造成當(dāng)年父母本比多年同類組合的播期差和移栽期差分別增加10、5 d。

春季低溫陰雨表面上雖未對雜交稻制種產(chǎn)量、品質(zhì)構(gòu)成直接影響，事實上卻影響秧苗的發(fā)育進程，若對母本的播期和移栽期把控不當(dāng)，還會影響父母本花期相遇和授粉。

2.2.2 初夏低溫陰雨的影響。5月、6月正是瀘州市雜交水稻父母本分蘗、穗發(fā)育的關(guān)鍵期，需要一定的光、熱、水資源積累。出現(xiàn)低溫陰雨天氣，光熱不足，分蘗受抑制，穗始分化延緩，造成枝梗及穎花敗育，雄性不育和結(jié)實率下降等。

（1）相關(guān)性分析。由表2可知：母本宜香1577的有效穗、穗粒數(shù)、穗粒重、產(chǎn)量與初夏低溫過程持續(xù)天數(shù)的相關(guān)系數(shù)較小，相關(guān)性不顯著；與初夏低溫過程中最低溫度值的相關(guān)系數(shù)分別為-0.587、0.323、-0.515、-0.582，說明初夏低溫天氣中最低溫度與產(chǎn)量構(gòu)成成負相關(guān)；與初夏連陰雨天氣中持續(xù)最長的天數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.659、-0.056、-0.486、-0.522，說明初夏連陰雨天數(shù)對有效穗、產(chǎn)量構(gòu)成負影響，即出現(xiàn)夏季低溫、連陰雨的年份，有效穗會減少，產(chǎn)量下降。如：2014年5月中旬出現(xiàn)低溫陰雨，6月上旬、中旬又發(fā)生連陰雨，造成制種基地5個品種組合產(chǎn)量都歉收；2019年雜交水稻在5月、6月遭遇2段低溫、4段連陰雨天氣，導(dǎo)致母本有效穗較多年平均減少7.5萬～21.0萬穗/hm2、母本穗粒數(shù)減少9.5粒，穗粒重下降10 g，以致后期當(dāng)年母本產(chǎn)量較多年平均下降954 kg/hm2。

表2 宜香1577父母本有效穗、穗粒數(shù)、產(chǎn)量與多年低溫陰雨對應(yīng)統(tǒng)計

（2）建立氣象模型。將母本宜香1577多年有效穗（y）與初夏低溫持續(xù)天數(shù)（x1）、過程最低溫度（x2）、初夏陰雨最長持續(xù)天數(shù)（x3）建立多元回歸方程如下：

將2010—2020年逐年初夏低溫持續(xù)天數(shù)（x1）、過程最低溫度（x2）、初夏陰雨最長持續(xù)天數(shù)（x3）數(shù)據(jù)代入方程檢驗，該模式誤差率有10年在10%以內(nèi)，說明多元回歸方程可信。在預(yù)知未來天氣變化的情況下，可預(yù)估有效穗受損情況，通過控制基本苗加以補救。

綜上所述，初夏低溫陰雨與雜交稻產(chǎn)量構(gòu)成成負相關(guān)，主要影響有效穗、產(chǎn)量。初夏低溫陰雨持續(xù)時間越長、發(fā)生越晚、低溫越低，則影響越大。

2.2.3 盛夏低溫陰雨的影響。盛夏低溫陰雨主要對抽穗、開花期及成熟、收獲期造成影響，具體影響表現(xiàn)如下。

（1）對抽穗、開花期的影響。6月底至7月上中旬正是瀘州雜交水稻父母本抽穗、開花期，對外部環(huán)境條件最敏感。雜交稻制種花期對氣象條件的要求是母本從見穗起至授粉結(jié)束的十幾天內(nèi)天氣晴朗微風(fēng)，日平均溫度25～30℃，揚花當(dāng)天午間氣溫28～32℃、相對濕度70%～80%、晝夜溫差10℃左右[3-4]。

抽穗、開花期不利氣象條件為出現(xiàn)連續(xù)3 d以上日均溫低于25℃或最低氣溫低于20℃、連續(xù)3 d以上最高溫高于35℃、連續(xù)3 d以上8：00—12：00有中到大雨、連續(xù)3 d以上空氣濕度大于95%的陰雨寡照高濕天氣[4-5]。

盛夏低溫陰雨對父母本花期的影響為父本花粉發(fā)育受抑制，花粉粒變形，花藥不易開裂，散粉不暢，出粉量小，花粉管伸長受阻，不能完成受精過程，花粉發(fā)芽率下降，降低花粉受精結(jié)實能力；母本花期遇低溫陰雨，柱頭發(fā)育受阻，柱頭活力與柱頭外露率下降，穎殼張開角度變小，母本接受花粉授精結(jié)實的能力下降，產(chǎn)生“花粉授上卻不結(jié)實”現(xiàn)象，制種產(chǎn)量大幅下滑[2-6]。盛夏低溫陰雨持續(xù)越長，受害越明顯，造成的損失越重。比如：瀘州市2014—2015年、2018—2020年6月底至7月中旬，先后出現(xiàn)低溫或連陰雨，導(dǎo)致母本無法完成授粉，制種結(jié)實率低，產(chǎn)量低，制種農(nóng)戶損失慘重。

（2）對成熟、收獲期的影響。7月下旬至8月上旬，瀘州市雜交稻制種進入成熟、收獲期。遇低溫、陰雨寡照不能及時成熟，收曬推遲；遇雨后稻株倒伏，稻種因含水量高而快速發(fā)芽，成為不合格稻種，造成豐產(chǎn)不豐收。比如：瀘州泰豐種業(yè)有限公司2016年逾133.33 hm2制種水稻在7月中旬遭遇大暴雨，加之有陣性大風(fēng)，7月底至8月初出現(xiàn)連陰雨天氣，逾400 t種子穗萌率達30%以上，使收獲后的種子完全報廢。

3 低溫陰雨應(yīng)對策略

3.1 選擇合適的地段制種

選擇江河沿岸排灌條件好、海拔200～400 m、集中連片、土壤肥力中上、交通方便、易于管理、經(jīng)病蟲檢疫的產(chǎn)地，且移栽到收獲期間≥20℃有效積溫在1 750℃以上的田塊作為雜交水稻制種基地。

3.2 選擇優(yōu)良雜交品種組合

篩選產(chǎn)量高、品質(zhì)好、耐寒性強、抗病、抗倒伏、適應(yīng)性廣的優(yōu)良品種組合，瀘州市主要有泰兩優(yōu)86、泰優(yōu)086、準(zhǔn)兩優(yōu) 8393、Y 兩優(yōu)、晶兩優(yōu)、隆兩優(yōu)、C兩優(yōu)等品種。

3.3 關(guān)注天氣變化，提早采取應(yīng)對措施

針對雜交水稻各品種組合的生育特性及對氣象條件的要求，當(dāng)發(fā)現(xiàn)發(fā)育偏差大時，需結(jié)合天氣變化，通過肥料調(diào)節(jié)法、割葉調(diào)節(jié)法、控水促調(diào)法、赤霉素調(diào)節(jié)法、多效唑調(diào)節(jié)法等趨利避險措施，準(zhǔn)確把握好父母本播栽相隔的時間，促進幼穗分化，確保父母本開花期同步[7-8]。

3.4 加強低溫陰雨期間肥水管控

揚花期遭遇連陰雨天氣時，一是適度割葉，減少傳粉障礙；二是巧施九二○，在母本破口達到5%～10%時，抓住細雨或停雨間隙噴施九二○，遇大雨重施；三是抓住雨水停歇時段，人工趕去葉片穗層的雨水；四是抓住停雨間隙，用竹竿趕花粉，見粉必授，見父本開花、有花粉時就授，直到無粉止[9]。

3.5 搶晴及時安排種子收獲

水稻制種有八至九成熟（稻穗中上部黃熟）時搶晴收割，防倒伏和穗發(fā)芽，保證品質(zhì)。