钱秋平,周建霞,陈晓阳,蒋梅巧,朱浩,邓飞
(浙江省金华市农业科学研究院,浙江金华321017)
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中国南方水稻冷害类型概述
钱秋平,周建霞,陈晓阳,蒋梅巧,朱浩,邓飞
(浙江省金华市农业科学研究院,浙江金华321017)
介绍了中国南方水稻冷害的发生类型与作用机制,详细分析了倒春寒、五月寒(梅雨寒)、小满寒、秋风和寒露风等冷害类型的发生特点,并总结了相应的防御措施。
水稻;南方;冷害类型
低温冷害是中国南方稻区的主要气象灾害之一。由于中国南方地区气候差异大、水稻种植方式多样,水稻低温冷害的发生特点也会存在差异。文章针对中国南方稻区主要的低温冷害类型进行分析,总结其相应的防御措施。
低温冷害通常指水稻遭遇一段持续时间的生育最低临界温度以下的零上温度后不能正常生长发育,产量或品质明显受损的现象[1]。
根据低温使水稻产量减产的原因及水稻受害的症状,共分为三类,即延迟型冷害、障碍型冷害和混合型冷害。延迟型冷害主要是指水稻营养生长期遇到低温,幼穗分化和抽穗明显延迟,最终导致减产的一种冷害类型,例如发生在中国南方的“倒春寒”就属于这种类型。障碍型冷害是指水稻从幼穗分化开始到受精完成中遭遇低温不能正常开花授精,形成空秕粒导致产量减少的类型。例如发生在中国南方稻区9月份的“寒露风”就是这种类型。混合型冷害是指障碍型与迟缓型冷害均发生,例如1992年的宁夏水稻冷害[2]。除此之外,当稻瘟病的发生由于低温引起时,有的学者称之为稻瘟病型冷害[3],例如1999年安顺的稻瘟病就是低温引起[4]。
按照低温冷害发生的生育时期来划分,可分为芽期冷害、苗期冷害、孕穗开花期冷害和灌浆期冷害四类。芽期冷害和苗期冷害多发生在中国长江中下游地区种植的双季早稻,孕穗开花期冷害和灌浆期冷害多发生在中国长江中下游地区种植的晚稻[1]。
中国水稻的主产区在南方,水稻生育期内常常遭遇冷害,各省因地理环境、种植制度、栽培习惯等不同,遭遇的冷害也有所差异。安徽按节气可分为倒春寒、小满寒和秋分寒[5]。福建省寒害主要指倒春寒、五月寒(梅雨寒)和秋寒[6]。贵州寒害主要有倒春寒和秋风[7]。江西的寒害最主要是倒春寒、小满寒和寒露风[8]。江苏晚栽的迟熟品种以及沿江和苏南部分地区的后季稻,在低温来得早的年份常常会受到低温危害。倒春寒和寒露风是浙江主要冷害[9,10]。广西地处中国华南地区的西部,属亚热带季风气候区。水稻生产在广西地区常遭到倒春寒、寒露风(一年“两寒”)或倒春寒、五月寒、寒露风(一年“三寒”)的影响[11]。广东低温阴雨是广东省早稻育秧期间严重的气象灾害,而寒露风是晚稻的冷害。云南的冷害具有“两头低温影响,中间高温不足”特点,主要表现在3—4月低温倒春寒引起烂秧、秧苗素质低,5—8月积温偏低导致分蘖减少,生长不良,易诱发稻瘟病,7—8月强低温影响孕穗—灌浆期,造成空秕粒增多,千粒重下降[12]。
下面将按照中国南方水稻冷害发生的时空分布分为以下三类详细描述:①倒春寒;②五月寒(梅雨寒)、小满寒;③秋风、寒露风。
中国南方早稻播种育秧期间天气回暖过程中,冷空气突然侵入,出现持续低温阴雨天气,引起早稻烂种烂秧,影响早稻生产的“前春暖,后春寒”的灾害天气称为倒春寒。倒春寒是造成南方早稻烂种烂秧的主要原因,是南方早稻播种育秧期的主要灾害性天气。
江南地区2—4月早稻播种育秧时节,常遭遇冷暖空气相互交绥,冷暖空气在江南和华南地区势均力敌时常形成低温阴雨天气。当连续阴雨天气3~5 d,日平均气温降到12℃或以下,或短时间内气温下降到日最低温度5℃以下,即可造成早稻烂种、烂秧和烂苗。灾害发生后不仅浪费早稻种子导致补种时生育期延迟以及烂秧后产量降低,而且影响双季晚稻的种植,使晚稻花期遭遇寒露风,后期灌浆期遭遇低温,生育期延迟,产量下降[13]。倒春寒的危害因品种、叶龄、秧苗覆盖情况、灌水情况等差异而不同。其中叶龄方面,2010年会昌县倒春寒的调查发现同一品种秧苗2.5叶龄受害最重,秧苗4.1叶龄受害最轻[14]。
倒春寒预防:一是选择抗寒品种。二是关注天气预报,及早做好各项防寒工作。三是选择向阳育秧的田块。四是稀播壮秧,提高秧苗素质。五是加强水分管理[14]。六是规范栽培增施有机肥,N、P、K配合平衡施肥和看苗补肥[15]。
五月寒(梅雨寒)是福建、广西等地区早稻孕穗扬花期连续3 d及以上出现日均气温≤20℃的低温天气。此时低温主要影响早稻稻穗的正常发育和扬花授粉,增加空壳率,导致减产[6,16]。早稻的早熟品种如果过早播种,孕穗期容易遇上梅雨寒[17]。
小满寒指安徽、江西等地区出现在5月中旬—6月中旬出现的连续3 d及以上出现日均气温<20℃,或连续3 d最低温度15~17℃的寒冷天气。这一时期正值这些地区早稻的幼穗分化期,此时低温直接影响分蘖和幼穗分化,造成穗子变小和结实率低,穗原始体分化一般推迟5~10 d,晚抽穗7 d左右[5,8]。
4.1 秋风
秋风是指贵州地区出现在8月份水稻抽穗扬花期,北方冷空气南下大面积降温,连续3 d以上平均气温低于20℃的低温天气。秋风冷害是贵州地区水稻抽穗开花期重要的气象灾害。按秋风对水稻的危害天气可分为干冷型和湿冷型。贵州的秋风常伴阴雨天气出现,大多数为湿冷型,故危害较重[18]。
秋风对水稻产生危害的主要气象原因是,出现早,低温低,持续时间长,湿度大,日照少。例如2002年8月上中旬的贵州秋风以贵阳为例,当时大部分水稻正值孕穗和抽穗扬花期,8月19日最低温度和月中旬降水量均打破年历史极值,这次障碍型低温冷害严重影响了水稻的产量和品质[18]。
发生在不同时段的秋风对冷害的影响显著不同。当8月上中旬发生秋风时,贵州大部分地区水稻正处于抽穗扬花期对水稻危害严重。而8月下旬至9月上旬发生的秋风主要影响水稻的灌浆期,影响较小。例如发生在1993年和1999年发生的六盘水的重级秋分由于发生在8月下旬至9月上旬对水稻的危害较轻[19]。处于不同海拔的水稻在遭遇秋风时,由于所处的生育期不同,受到的影响也不同。一般来说,低海拔的受害轻,高海拔受害重[20]。除此之外,播期和品种不同,水稻受秋风的影响也不同[21]。
防御秋风的主要措施有:①调整水稻种植品种和布局;②培育适合本地区的抗低温品种;③采用温室两段育秧、旱地育秧、生物能两段和场坝两段等育秧技术,抓住季节适时早播早栽;④提高秋风天气的预报能力[18]。
4.2 寒露风
寒露风是指南方双季晚稻在“寒露”节气前后遭遇的低温冷害,北方冷空气南下引起气温明显下降,这一时期的晚稻正处于孕穗、抽穗、扬花和灌浆阶段,对产量和品质影响较大。寒露风是南方双季晚稻生长发育进程中主要的农业气象灾害[22]。寒露风的标准各地略有不同,例如广东省寒露风害的指标为连续3 d或以上日平均气温≤23℃时即为1次寒露风害过程[9]。广西省寒露风指标为杂优品种连续3 d或以上日平均温度≤22℃,常规籼稻≤21℃,粳稻品种≤20℃[23]。
晚稻幼穗分化期、花粉母细胞减数分裂期和抽穗开花期对低温敏感的3个时期,其中花粉母细胞减数分裂期对低温最敏感。但生产上却表明,抽穗开花遭遇寒露风几率最大,引起水稻空壳,受害最重,减数分裂期次之,幼穗分化期则影响较小,基本上不受低温危害。除此之外,灌浆稻乳熟期这一段时间如果遭遇寒露风则容易引起灌浆不良,千粒重降低,但影响也相对较小,例如2002年10月下旬广西的寒露风,尽管寒露风很重,由于水稻处于灌浆乳熟期,所以影响较小[22,24]。因此,晚稻遭遇寒露风的时期不同受害也不同。
根据寒露风出现的天气类型可以分为湿冷型和干冷型两种。湿冷型寒露风发生时,具有低温、阴雨、寡照和昼夜温差小的天气特征。例如发生在1997年报道的广东韶关市[25]、兴宁市[26]和广西的桂林永福县[23]都属于湿冷型寒露风。而干冷型寒露风具有降温明显,天气晴朗,空气干燥伴有大风和昼夜温差大等天气特点。2002年10月6日至14日发生在广西[22]和2004年10月1日起发生在广东[27]的寒露风就属于干冷型寒露风。湿冷型寒露风和干冷型寒露风都是通过低温对双季晚稻造成危害,但是由于湿冷型寒露风更难防御,所以其对晚稻的影响更大[22]。
寒露风对晚稻的影响除了低温外,还有少日照、大风、湿度过高或过低、稻瘟病等对水稻的危害[28]。品种之间的差异也很大,粳稻、常规籼稻、杂交稻的耐冷性逐渐降低[23]。海拔不同,晚稻对寒露风的响应也不同[25]。早稻遭遇倒春寒、干旱等灾害天气会推迟晚稻的播种和插秧,致使晚稻遭遇寒露风[23]。人为因素方面来说,农户的忧患意识弱,使用的品种混乱及其播插期不当,也加重了寒露风对水稻的危害[29]。
防御寒露风措施有:①根据“寒露风”的发生规律,科学确定连作晚稻的安全齐穗期。②根据安全齐穗期和品种抗寒性,合理安排早晚稻的品种布局和播种期。③加强田间管理,增强水稻自身的抗逆能力。④加强农业和气象基础设施建设[25]。
总之,中国南方水稻冷害按照低温使水稻产量减产的原因及水稻受害的症状分为延迟型冷害、障碍型冷害和混合型冷害。按照低温冷害发生的生育时期分为芽期冷害、苗期冷害、孕穗开花期冷害和灌浆期冷害。按照低温冷害发生的时空分布分为倒春寒、五月寒(梅雨寒)、小满寒、秋风和寒露风等。
南方一季稻种植区水稻遭遇的的低温冷害主要是倒春寒、小满寒、秋分寒或秋风。两季稻种植区水稻遭遇的低温冷害是早稻的倒春寒、低温阴雨及五月寒(梅雨寒)和晚稻的寒露风。冷害的影响程度主要由低温、持续时间、品种的耐冷性和品种的发育时期密切相关,除此之外,大风、湿度过高或过低以及病虫害等也会加重冷害的程度。预防措施主要是选择耐冷性品种、确定合理播期和品种组合、加强田间管理及其农业和气象基础建设等方面。
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Summary on Types of Chilling Injury of Rice in South China
QIAN Qiu-ping , ZHOU Jian-xia, CHEN Xiao-yang, JIANG Mei-qiao, ZHU Hao, DENG Fei
(Jinhua Municipal Institute of Agricultural Sciences, Jinhua, Zhejiang 321017)
This paper introduced the types and mechanism of chilling injury of rice in south China, and analyzed chilling injury characteristics of cold spell in later spring, May of cold, Lesser Fullness of grain cold, autumn wind and cold dew wind in detail. Finally, corresponding defense measures were proposed.
rice; south China; types of chilling injury
S511
A
1008 - 9799(2016)04 - 0064 - 04
2016 - 08 - 29
国家水稻产业技术体系(CARS-01-50)、浙江省农业科研重大专项(“8812”计划)
钱秋平(1961 -),男,推广研究员,研究方向:水稻育种与栽培技术