随州中稻适宜播种期的确定及生育期气候条件研究

2021-08-26周泽民叶海鹏杨涛冯文丽

安徽农学通报 2021年14期

周泽民叶海鹏杨涛冯文丽

摘要：为充分发挥随州的气候优势，减轻气象灾害和不利气象条件对中稻生产的影响，保证中稻生产安全，提高中稻品质，利用1957—2018年随州市气象台站地面观测数据和随州中稻生育期资料，研究随州中稻与气候条件的关系。结果表明，随州中稻适宜播种期在5月上旬，比传统播种期推迟15～20d。在中稻适宜播种期播种，既有有利气候条件，也有不利气象条件。该研究结果可为科学安排相关农事活动提供参考。

关键词：中稻;适宜播种期;生育期;气候条件;随州

中图分类号 S162.5+3 文献标识码 A文章编号 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

水稻是我國主要的粮食作物，在我国粮食安全中具有举足轻重的地位。中稻是随州种植面积最大、产量最多的粮食作物，约占随州粮食种植面积的60%，产量约占粮食作物总产量的70%以上。随州位于北亚热带季风气候区，属于南北过渡气候，光照充足，温度适宜，降水充沛，雨热同季，中稻生长季内光、热、水等气象条件优越，配合较为协调。但受季风气候影响，降水量年际变化大，旱涝交替发生，气象灾害种类齐全，发生频繁[1]。而且，随着气候的不断变化，对中稻的影响也发生了变化。同时，由于近年来受高成本、病虫害和连阴雨等不利气候影响，农民种植冬小麦的积极性普遍不高，造成大量冬闲田，以往前后茬农作物争天时抢季节的矛盾不再突出。农民包括种粮大户往往固守自己的经验和多年惯例进行播种，中稻播种存在很大的随意性，同一地区中稻播种期前后延续近30d，既不能有效避免生长期间的气象灾害，也不能充分利用本地气候资源优势，增加了管理难度，造成中稻生产面临的气象风险加大，产量不稳，品质低，严重危害中稻生产安全。因此，有必要对中稻的播种期进行研究，探讨随州本地中稻播种期最适宜的时间区间。

1 资料来源

气象数据来自1957—2018年随州气象台地面气象观测资料;中稻观测数据来自随州气象台1981—2018年农业气象观测资料;中稻生育期资料来自于原曾都区农业局。

2 中稻适宜播种期的确定

确定播种期一般应考虑3个因素，：气候条件、品种特性、前后茬口的关系[2]。播种期的早晚会直接影响农作物各生育期的顺利进行，适宜的播种期对作物的丰产和品质提升具有十分重要的作用。虽然一个地区每年的气候各不相同，甚至存在较大差异，但一地多年的气候相对稳定，总的气候特征如寒暑交替、季节变化等呈现一定周期性的变化规律，具有较好的相似性。

2.1 中稻不同播种期与生育期的关系为了解随州中稻不同播种期对前后生育期出现时间和持续时间的影响，根据随州农业气象中稻观测资料，采用日序方式统计计算，日序通过“公历平年各日顺序累积天数表”[3]查取，绘制了中稻前后相邻关键生育期之间的相关图如图1所示。其中，a为中稻播种期与孕穗期之间的关系图，b为孕穗期与抽穗期关系图，c为抽穗期与乳熟期的关系图。由图1可知，虽然每年播种后的气象条件、品种、管理措施等存在差异，各个生育期也不是简单地随着播种期的不同而同步变化，但中稻每年前后相邻生育期之间仍有着较好的相关性，R2均在0.75以上。

2.2 不同中稻播种期面临的不利气象条件由于一个地区不同时期的气象环境不尽相同，导致在不同播种期的条件下作物生育期面临着不同的气象条件[4]。表1反映了在随州传统播种期（4月中旬末）前后，间隔5d的不同播种期安排易遇到的不利气象环境。由表1可知，当随州中稻播种期在5月2日之前，后期遇到的不利气象条件较为频繁，气象灾害种类较多;当播种期在5月2日及以后时，中稻后期生长遇到的不利气象环境明显减少。

2.3 利用生育期间隔日期和积温推算生育期一般而言，农作物的生育期会随着播种期的提前而提前。利用随州曾都区农业局提供的随州中稻生育期资料和随州气象积温资料计算随州常年中稻播种期各个生长期的间隔日数和累积气温。由表2可知，随州中稻从播种到成熟全生育期所需时间约152d，所需积温3705℃·日左右。其中，播种期到抽穗期（齐穗期）所需时间平均为116d左右，积温2825℃·日左右。

表3为利用表2生育期间隔日数和积温方法来推算的中稻可能生育期。两者之间有一定差异，但差异不明显，一般相差1～2d，最多的成熟期也只相差3d，说明在随州可直接用间隔日数来推算中稻的大致生育期。

2.4 利用安全齐穗期推算适宜播种期齐穗期是水稻抽穗的普遍期[5]，与播种期关系密切。能够满足齐穗期安全避免高温和冷害是确定播种期的重要指标[6]。很多学者对湖北省内中稻适宜播种期和适宜齐穗期开展了研究。邓九阳等[7]指出黄冈市一季中稻在8月中旬齐穗为宜;田小海等[8]研究认为四湖地区的适宜齐穗期在8月22日至9月5日;杨柏松[9]认为四湖地区杂交水稻的最佳抽穗扬花期应在9月上旬;周守华等[6]研究发现，江汉平原中稻大面积集中播种期以4月30日至5月10日为宜。

一般把日平均气温稳定通过22℃的终日作为籼稻安全齐穗期[8]。据1957—2018年随州气象资料统计，随州历年稳定通过22℃的平均終日为9月9日，即在9月9日前基本上都是随州中稻的安全齐穗期。根据随州气候条件和前后茬作物的现状，为保证齐穗期避开8月上旬频繁的热害，也避免9月上旬可能遇到的冷害，8月25—30日应是随州中稻的安全适宜齐穗期。若要将安全齐穗期调整至8月25—30日，则需对播种期进行科学调整，利用传统播种期到安全齐穗期的生长所需天数向前倒推计算即为适宜播种期。随州中稻传统播种期到齐穗期所需平均天数为116d，期间所需积温为2825℃·日，依此计算，为保证随州安全齐穗期在8月25—30日，中稻适宜播种期以5月上旬为宜，将4月中旬末的中稻传统播种期推迟到5月上旬适宜播种期进行播种，保证中稻8月25—30日进入安全齐穗期，乳熟期延迟至9月8—13日，成熟期在9月底，可充分利用日较差和光照资源，有利于提高中稻产量和品质。

3 中稻适宜播种期调整后的气候条件

3.1 有利气候条件与传统播种期相比，在适宜播种期播种的中稻，生长期内的气候条件更有利于中稻生长发育，形成高产优质的产品。

3.1.1 随州春季天气冷暖变化大，可避免传统播种期内常遇到的低温冷害和连阴雨天气考虑育秧成本和便利，随州大部分农户仍是在自家地里用拱膜育秧，易受不利气象条件的危害。春季冷暖空气活动频繁，气温冷暖起伏变化较大，若中稻在传统播种期内播种，温度、降水等气象条件往往不能满足种子发芽出苗的需要，易遇到低温阴雨天气，导致烂秧死苗，僵而不发，影响全苗、壮苗[10，11]，加大管理难度。由表4可知，随州4月上中旬出现低温冷害天气较为频繁，对传统播种期的中稻出苗育秧期危害显著。

春季旬平均气温通过12～14℃是水稻安全播种的指标[10-11]，中稻苗期日平均气温15℃以上才能正常扎根。随州≥15℃初日虽出现在4月23日左右，80%保证率出现在4月30日，但不能保证此阶段不会出现低温危害。2019年4月27—29日的“倒春寒”天气，过程降温达9～10℃，播种后的中稻秧苗遭受严重损失（图2）。

而中稻在5月上旬的适宜播种期播种，可以保证绝大多数年份的旬平均气温≥15℃，最大限度减少苗期低温冷害的危害，避免秧苗烂秧或僵而不发，促进苗齐、苗壮、苗全，为中稻产量和品质的形成奠定良好的密度和性状基础。尤其是5月上旬后气温回升快且稳定，可进行稻谷大田直播，无需通过温室、大棚等保护设施，减少了育秧成本，提高了秧苗成活率。

3.1.2 缓解中稻移栽分蘖时水源紧张问题，使中稻能够在更适宜的气象环境中生长受季风气候和地理位置的影响，随州5月及之前降水量偏少，堰塘水库蓄水不足，加之地处鄂北岗地，水资源匮乏，若遇干旱天气，对于传统播种期的移栽中稻来说，常因缺少插秧水而无法移栽，秧苗只能继续在苗床生长，造成移栽期推迟，移栽秧龄过大，返青慢、分蘖能力差、移栽成活率低。而6月中下旬随州开始进入雨水充沛时期，特别是在梅雨期显著的年份降水量会明显增多，若中稻在5月上旬的适宜播种期播种，在6月中旬移栽，可解决中稻移栽的水源问题，保证中稻分蘖的正常进行。同时，6月上旬后，随州各旬平均气温都在24℃以上，24～25℃是分蘖的最适温度[2]。适宜播种期播种的中稻分蘖期一般出现在7月上旬，中稻会充分利用气温高的优势，分蘖快，长势旺盛。

3.1.3 有效规避夏季“7下8上”频繁发生的气象灾害，有效避免不利气象条件的危害在随州传统播种期播种的中稻孕穗期至抽穗开花期出现在7月下旬至8月上中旬的“7下8上”时期，此时正是高温、暴雨、干旱、雷雨、大风、干热风集中频发并危害严重的时期，对中稻的生长和生产易造成严重危害。35℃是造成空壳和秕谷的致害温度。中稻抽穗开花期若遇连续3d日最高气温≥35℃的高温，会引起高温不实，高温逼熟，或授粉、受精不良，导致空壳率增加，结实率低，中稻单产下降，同时也不利于稻米整精米率的提高 [2，12-15，16]。由表5可知，随州的高温主要出现在7月下旬（22.1%），8月上旬次之（18.6%）。

中稻孕穗至抽穗开花期也忌暴雨大风。雨多雨强风大，会冲掉花粉，造成颖花脱落，受精不良，空秕粒增多。暴雨对孕穗期影响最为突出[18]。随州暴雨以7月出现次数最多，达全年暴雨次数的1/3，8月出现暴雨次数平均3年一遇，相对集中出现在8月上中旬。随州的暴雨、雷暴和大风多数是相伴出现。2017年8月上旬，虽然没有出现低于22.0℃的低温冷害，也没有出现≥35℃的高温热害，但先后出现了2次24h降水量达大暴雨的天气过程。其中1次出现在8月7—8日，24h降水量达到107.7mm的大暴雨级别，并伴随有瞬时10级大风（极大风速27.4m/s），此时正是抽穗开花期（8月7日为普期），强风和强降水的强力吹击、冲刷造成颖花大量脱落，空壳率达25%，是历年空壳率第2多的年份。

干热风对水稻开花、灌浆的危害很大。随州市历年干热风集中出现在7月下旬和8月上旬，分别占总次数的27.3%和21.7%，两旬合计则占总次数的49%，最长和次长干热风天气过程也都出现在这两旬[19]。由此可见，在适宜播种期播种的中稻，其孕穗至抽穗开花期等关键期一般在8月25日以后，正好规避了“7下8上”这个时期的气象灾害和不利气象环境危害。

3.1.4 充分利用秋季中稻灌浆乳熟期时日照充足、气温适宜、日较差大的气候资源优势日较差是影响作物产量形成的气象因子之一[21-23]。随州是湖北省日较差最大的地区之一[24]。由表6可知，随州8—10月气温日较差明显高于周边县市，是临近各县市中最大的，这与随州独特的地理位置密切相关。随州邻近中国秦岭至淮河南北地理分界线，是北亚热带季风气候的北界。境内东北部有桐柏山脉，西南方为大洪山脉，中部是地势相对平坦的随枣走廊。山脉和走廊都呈现西北至东南走向，与随州地区的冬季盛行风向西北风和夏季的盛行风向东南风的路径高度一致。独特的地理位置、地势特征造就了独特的气候。

秋季是随州日较差全年最大的时期。传统播种期的中稻抽穗至乳熟期基本出现在8月，适宜播种期的中稻抽穗至乳熟期一般出现在9月。由图3可知，随州历年8月逐日气温平均日较差变化相对平缓，变化区间在7.4～9.8℃，历年平均日较差为8.7℃;9月气温平均日较差变化较为明显，变化区间在7.3～11.5℃，历年气温平均日较差为9.3℃，最大日较差达18.4℃，说明9月日较差更为明显。统计发现，9月逐日气温日较差≥9.3℃出现的日期相对集中，主要在9月11—17日和20—24日。上述数据主要反映以城區为代表的中部地区温度特征，而在山区丘陵地区，气温的日较差资源更加丰富，也是随州发展中稻生产得天独厚的气候环境。

温度与水稻灌浆结实关系密切[2，7，22]。水稻灌浆结实期是稻米品质形成的敏感时期，齐穗期后15d或20d以内的气象条件对稻米品质影响最大。按照中稻适宜播种期的安全齐穗期（8月25—30日）推算，随州中稻的乳熟期正好在9月上旬末到中旬，晚熟品种的乳熟期甚至在9月下旬至10月上旬，此时随州大部分年份是秋高气爽、气候适宜、日较差大，可以充分利用该阶段良好的气温条件及丰富的日较差气候资源，提高中稻稻谷品质和产量。

3.1.5 避免随州高温高湿时期可能出现的水稻病虫害水稻是喜温作物，危害水稻生长的病虫如纹枯病、稻瘟病、稻飞虱等主要集中出现在高温高湿阶段，特别是盛夏入伏后是病虫害高发季节[25]。在适宜播种期播种的中稻，抽穗开花期等中稻关键生长期避开了盛夏时期，降低了病虫害发生几率，降低了防治难度和防治成本，避免了农药残留危害，有利于提高水稻品质。

3.2 不利气候条件

3.2.1 抽穗开花期的障碍性冷害水稻孕穗期至开花期是对低温最敏感的时期 [10]。若孕穗期至开花期遇较短时间的低温，会直接危害中稻结实器官，导致空壳和秕谷，形成障碍性冷害[10]。当籼稻抽穗至开花期遇日平均气温连续3d低于22℃，即达到轻度冷害，连续4d以上为中度冷害，连续5d以上为严重冷害[26]。由表7可知，随州1957—2018年历年8月上旬没有出现冷害现象，出现在8月中下旬的中稻抽穗开花期≥3d及以上的冷害接近平均10年两遇（16.1%），其中中度冷害和严重冷害不到10年一遇，说明中度及以上冷害对随州中稻抽穗开花期危害较小。

近20年来，随州冷害呈现明显增加趋势，特别是2001—2010年冷害平均2年一遇，说明冷害对抽穗扬花期（齐穗期）的危害渐趋严重。如2005年8月18—24日随州出现了长达7d的冷害天气，日平均气温最低仅16.7℃，最低气温仅15.4℃（8月21日），是1957年有气象记录以来历年持续时间最长、同期气温最低的一次冷害过程，空壳率达28%，是随州有农业气象中稻观测记录以来空壳率最高的年份。但这样的冷害极端情况比较罕见，属于小概率事件。

3.2.2 成熟收割期的连阴雨秋季连阴雨会影响中稻适时收割[10]，造成中稻丰产不丰收。按照适宜播种期的日期推算，9月下旬至10月初是中稻成熟收获期。据统计，1957—2018年，随州9月下旬至10月初共有21年出现了连阴雨天气过程，出现频率32.3%，平均10年三遇。特别是2017年9月23日至10月6日，出现了长达13d（中间雨停1d）的阴雨天气，日照仅7.3h，没及时抢收的中稻大都烂在地里，甚至颗粒无收，对中稻产量、品质造成了十分严重的危害。因此，随州中稻适宜播种期调整后面临的最大气候风险就是成熟收获期的连阴雨。

4 结论与讨论

中稻播种的早晚与后期生育期的早迟、品质产量的形成关系密切。因此，要提高中稻产量与品质，应保障中稻在适宜播种期内适时播种。随州中稻适宜播种期应在5月2日及以后为宜，可充分利用日较差和光照资源，有利于中稻产量和品质的提高。调整后的中稻适宜播种期能够有效避免气象灾害和不利气候条件的危害，保证中稻正常生长，但要注意防范可能出现的冷害和连阴雨天气危害。防御中稻成熟收割期间的连阴雨天气，可采取密切关注天气预报、组织人力及时抢收、利用收割机及烘干设备等措施，确保中稻丰产丰收。

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