泰州地区极端天气对水稻南粳9108生长和产量的影响

衣政伟，王显，胡中泽，陈应柳，秦晓平，陈志德

(江苏省农业科学院 泰州农业科学研究所，江苏 泰州 225300)

农业气象灾害一直以来都是影响农作物稳产、高产、优质的重要限制因素。泰州市位于长江下游，江苏省中部，是鱼米之乡。优质水稻生产是现代化农业的重要组成部分，水稻性喜温湿，对温度尤其是低温十分敏感[1-8]，低温可严重影响水稻幼苗的生长，连续阴雨可影响水稻高产、稳产[2]，抽穗扬花期如遇高温干旱会使水稻产生热害，致使花粉发育不良导致结实率下降，从而影响产量。分析泰州地区在2013—2017年的气候特征，特别是高温干旱和低温阴雨寡照对当地水稻生产造成的不良影响，并为此制定了相关的预防及应对措施，防止水稻减产。

1 气候特点

气象观测点位于姜堰区，该区地理坐标32°30′N、120°09′E，地处江苏省中部，跨长江三角洲和里下河平原，属亚热带季风气候区。常年平均气温14.5 ℃，年平均积温5 365.6 ℃，年平均降水量991.7 mm，年平均雨日117 d，年平均日照时数22 059 h，无霜期215 d。作物生长季较长，日平均气温高于10 ℃的作物生长期平均为223 d，高于15 ℃喜温作物生长期172 d。水稻全生育期(5月21日至10月20日)常年气候特征为，有效积温3 780.9 ℃，日照时数852.5 h，降雨量694.5 mm。

2013年，当地在7月份开始出现极端高温干旱天气，7—8月有效积温高达1 902 ℃，而降雨量仅有164.8 mm；生育期积温总计3 953 ℃，比常年高172.1 ℃；日照时数比常年多149 h，降雨量比常年少224.6 mm。2014年，当地在7月下旬开始出现低温，整个8月份积温为786.6 ℃，日照只有80.4 h，整个生育期日照为662.8 h，比常年少189.7 h；7—8月份降雨量为429.7 mm，较2013年同期多264.9 mm。2015年6月上旬至7月下旬，以低温阴雨寡照天气为主，其中6月下旬出现低温连阴雨天气，降水量143.6 mm，比常年多70 mm，日照时数为0，比常年少41.5 h，有效积温228 ℃，比常年少21 ℃。2016年，总日照时数低于常年，有效积温和降水量均比常年高，其中8月上旬至8月下旬气象条件好于常年，表现温高、光足、雨少；9月上旬至10月下旬，以阴雨天气为主，尤其是10月份雨日达21 d，降水量426.4 mm，是常年同期7倍之多。2017年，有效积温3 939.9 ℃，日照时数804.9 h，降雨量938.9 mm，有效积温高于常年，日照时数少于常年，降雨量多于常年，尤其是7月份积温甚至超过了2013年同期水平，但降水情况正常，并未造成干旱天气(表1～2)。

表1 泰州地区水稻南粳9108生育期内主要气象指标

注：气象数据由姜堰区气象局提供。秧苗期为5月20日至6月20日，分蘖期为6月21日至7月31日，拔节孕穗期为8月1日至8月31日，抽穗结实期为9月1日至10月20日。

2 水稻生长表现

2.1 总体表现

极端高温对水稻生长的影响主要表现为对茎蘖发生动态、生育期、产量构成因子等的影响。2013年度极端高温出现在7月下旬至8月下旬，降雨的明显减少形成了干燥的气候，有利于水稻的提早成熟，南粳9108的拔节期、抽穗期较常年提前了1～2 d(表3)。此时也正是水稻高峰苗回落期，高温控制无效分蘖效果显著，造成短期群体茎蘖数少于常年(表4)，但经过高温选择留下的茎蘖属于较强的个体，最后总成穗率反而比常年略高2%。高温在8月21日结束，此时水稻正处于孕穗期，直接影响花器发育不全、花粉不良、活力下降，2013年，结实率、千粒重较常年均下降，但群体颖花量增加的幅度较大，稻谷产量与常年基本持平。高温干旱条件下稻曲病几乎未发生，最终生产情况尚好。

表2 泰州地区水稻南粳 9108 生育期内主要气象要素与常年比较

注：数据由姜堰区气象局提供。全生育期为5月21日为10月20日。

表3 2013年泰州地区南粳9108的生育表现

表4 2013年极端高温对水稻南粳9108茎蘖发生动态的影响

2014年江苏沿海地区7—9月持续连阴雨、低温寡照，对水稻分蘖发生、穗分化发育、灌浆结实等造成较大影响，水稻分蘖、叶面积、干物质积累和开花结实均受到不同程度影响。其中8月份正是水稻拔节孕穗期，此期天气属于21世纪以来最为明显的低温阴雨寡照年份，延缓了水稻生育进程，植株生长差，抗倒系数低，病害加重发生并蔓延，据当地植保部门统计，稻瘟病、纹枯病是21世纪以来发生最重的年份。

2015年总体来说属于比较正常的年份，6月下旬特别是6月24—29日的连续大暴雨，影响了部分田块栽插，导致秧龄超期、秧苗质量差，并出现闷芽烂苗，低位分蘖比例偏少现象，另外，8月11日兴化地区大暴雨造成部分地区连续受淹4 d以上，水稻生长发育受到影响。

2016年，据泰州市气象台专家介绍，7月1—5日泰州连续5 d的累计降雨量超过常年平均240.8 mm的梅雨总量。此期正值水稻移栽初期，因连续强降雨，沿江地区严重受淹，迟栽迟发面积较上年有所增加。但7月中旬以来的连续高温晴好天气弥补了前期水稻生长不足，整体生育进程比往年提前2～3 d，普遍表现为“穗减粒增”。后期遭遇连续阴雨，异常天气造成内河水位上升，田间普遍积水严重，部分水稻出现倒伏和穗发芽现象。

2017年，气候适宜，生育进程早。7月初期的高温少雨天气有利于水稻搁田，7月中旬到8月中旬虽遭遇连续高温天气，但雨量充沛，对水稻生产影响不大。水稻移栽期提前7 d，移栽期天气较为有利，秧苗植伤轻，僵苗少，水稻生育进程比往年早5～7 d，分蘖多，高峰苗期出现较早，搁田效果明显好于往年，穗数增加奠定高产基础。

2.2 秧苗期(5月20日至6月20日)

2013年，这一时期积温高，降雨量也较多，对水稻培育壮秧提供了良好的气候条件。2014年积温较高、雨水较少、光照较长，对培育水稻壮秧提供了良好的气候条件。2015年积温较高，比常年高17.9 ℃；降雨量较多，比常年多95.4 mm，但较集中；日照时数与常年相差不大。2016年，育秧及栽插适期积温、日照时数较去年和常年均少；降雨量比去年、常年均多，较少的积温、光照，较多的雨水对培育壮秧不利。2017年，育秧及栽插适期积温、日照时数较去年和常年均多，降雨量比去年、常年均少，较多的积温、光照，较少的雨水对培育壮秧有利。

2.3 分蘖期(6月21日至7月31日)

2013年，对促进水稻早发壮苗有利，水稻分蘖发生早，低位分蘖多，搁田效果好，为强根、壮秆、足穗打下了基础。2014年，发苗较快，但生育进程较慢；由于秧苗素质高，栽插基础好，分蘖发生比较早，低位分蘖多，搁田效果好，丰产基础较好。2015年，阴雨伴随低温寡照，导致水稻出叶速度降低、分蘖减慢、生育进程推迟。2016年，阴雨伴随低温寡照，部分水稻受淹，导致水稻平均出叶速度缓慢、分蘖发生少、发生迟、生育进程推迟。2017年，播栽后至7月中旬雨水适宜，光照充足，分蘖发生较上年早，低位分蘖多，生育进程较上年早2～3 d，7月中旬以后，受副热带强高压控制，持续晴热高温，光照充足，有利于搁田。

2.4 拔节孕穗期(8月1—31日)

2013年，这一时期持续的高温寡照条件，加快了孕穗期水稻营养的消耗，使抽穗期较常年提前了1～2 d，同时高温天气优化了水稻群体质量，提高了成穗率。2014年，持续的低温多雨寡照，延缓了水稻生育进程，苗体变弱，抗倒系数降低，病害加重发生并蔓延。2015年，高积温、多降雨、长日照，有利于干物质的积累和颖花的分化，有利于形成大穗；同时也加重了病害的发生与漫延。2015年稻瘟病、纹枯病发生比常年偏重。2016年，光照充足，温差较大，雨水较少，水稻出叶速度加快，干物质积累增加，弥补了前期低温寡照造成的不良影响，对构建水稻高产群体起到积极作用。2017年，多雨寡照，不利于水稻生长以及干物质积累，影响构建水稻高产群体。

据姜堰区气象部门统计，2014年8月份积温较常年低36.4 ℃，比2013年低158.6 ℃，降雨量比常年多80.7 mm，较2013年多162.5 mm，日照时数比常年和2013年分别短91.6、206.4 h(表5)。持续低温寡照天气导致水稻生育进程延缓，苗情变弱，抗倒系数降低，病虫害尤其是稻瘟病、纹枯病加重等。

表5 泰州地区水稻南粳9108拔节孕穗期气象要素

2.5 抽穗灌浆结实期(9月1日至10月20日)

2013年，在良好的积温条件及干燥天气下，籽粒灌浆结实速度较快，成熟期也较常年提前1～2 d。2014年，较低积温和光照，不利于抽穗扬花，影响了光合产物积累及干物质向籽粒运输，降低结实率和千粒重，10月上、中旬温差较大，对粒重增加有所补偿。2015年，高积温、长光照和少雨水，昼夜温差大，降温平稳，有利于抽穗扬花，促进了光合产物积累及干物质向籽粒运输，2015年的结实率和千粒重均比常年高。2016年，高积温、多雨水、寡日照，不利于抽穗扬花和光合产物积累，灌浆不快，弱势粒充实度不高，结实率和千粒重降低。2017年，低积温、多雨水、寡日照，不利于水稻抽穗扬花和光合产物积累，灌浆不快，弱势粒充实度不高，结实率和千粒重较常年低。

2.6 各年度产量特点

表6表明，2013年，有效穗数363.0万·hm-2，结实率96.3%，千粒重27.5 g，每穗总粒数105.1粒。

2014年，穗粒结构一增三减。有效穗数373.5万·hm-2，比2013年增10.5万·hm-2；每穗总粒数103.5粒，较2013年减1.6粒；结实率95.9%，比2013年减0.4个百分点；千粒重27.3 g，较2013年降0.2 g。

2015年，水稻穗粒结构一减二增一平。有效穗364.5万·hm-2，比2014年减9.0万·hm-2；每穗总粒数108.5粒，较2014年增5.0粒；结实率96.1%，比2014年增0.2个百分点；千粒重27.3 g，与2014年持平。

2016年，水稻穗粒结构一增三减。有效穗367.5万·hm-2，比2015年增3.0万·hm-2；每穗总粒数105.0粒，比2015年减3.5粒；结实率93.2%，比2015年减2.9个百分点；千粒重27.1 g，比2015年减0.2 g。

2017年，穗粒结构二增二减，有效穗402.0万·hm-2，比2016年增34.5万·hm-2；每穗总粒数108.3粒，比2016年增3.3粒；结实率88.5%，比2016年减4.7百分点；千粒重25.5 g，比2016年减1.6 g。

表6 2013—2017年泰州地区水稻南粳9108穗粒结构表现

2.7 各年度病虫害发生情况

2013年，水稻生长中期(7月底至8月中旬)气温高(60多年不遇)，雨水较少，加上重视防治，纹枯病、稻曲病、稻瘟病等病害发生较轻。2014年，水稻生长中后期，低温多雨寡照，有利于病害发生与蔓延，是稻瘟病发生为害最重的一年，超过上一次重发年2003年，纹枯病、稻曲病也是近年来发生较重的年份。2015年属于高积温、多降雨、长日照情况，加重病害发生与漫延，稻瘟病、纹枯病发生比常年偏重。2016年稻瘟病病源充足，加上前期雨水较多，低温寡照，有利于病害发生与蔓延，但防控及时，病虫危害程度整体轻于2015年。2017年稻瘟病基数大，大螟、二化螟较往年发生早，其他病虫害轻；但进行了有效的统一防治，病虫危害程度整体轻于2016年。

3 应对技术措施

农作物生长发育需要较稳定的温度、水分、光照。气温过高，降水过少，日照强度过高均会引起干旱，气温过低会发生冻害，降水过多则会导致渍害、涝害的发生，这些都会对农作物生长发育产生不良影响。就上述极端天气情况提出了如下对应措施。

3.1 针对高温干旱天气的措施

除了培育耐热、抗旱品种外，优化水稻管理，抓好有关抗旱措施落实也同样必要。段骅等[3]研究发现，在高温胁迫下选用耐热品种，适当增施穗肥及改变氮肥施用时期可以减轻高温对水稻产量的影响甚至改善稻米品质；合理施肥可以调整稻株抵抗高温能力，氮肥、磷肥和钾肥施用比例和方式恰当能提高水稻产量，改善稻米品质，从而降低高温对水稻的危害。结实期采用干湿交替灌溉方法，不仅能够减少灌溉用水量，还可以促进籽粒灌浆、提高结实率、粒重和产量。以往研究认为，在水稻灌浆结实期遇到高温，稻田需要灌深水，以降低水稻冠层温度，减轻高温对水稻的伤害[4-6]；抽穗至成熟阶段高温会加快灌浆速率，缩短灌浆的持续期，造成秕谷粒增多和粒重下降，导致水稻产量损失。

3.2 针对低温阴雨寡照的措施

低温冷害的防治，应结合水稻品种特性，科学合理安排水稻布局，培育耐冷高产水稻品种，适时早播，壮秧早栽、旱田育秧移栽、科学施肥[7-8]。针对阴雨寡照的天气，应进一步优化品种结构，培育高标准壮秧，坚持高标准秧田管理，提高秧苗整体素质；适期早栽，提高栽插质量和基本苗；积极推广水稻高产栽培技术，对已经受到阴雨天气危害的水稻叶面喷施KH2PO4[9]；穗期结合防病治虫，积极应用化学调控措施；中后期水浆管理上，应尽可能采用干干湿湿，干湿交替的措施，根据实际情况抓好开沟搁田，湿田搁田时间长一些，干田搁田时间相应短一些，确保搁田达到高标准。抽穗扬花期保持浅水层10 d左右。

3.3 科学肥水管理技术

减轻高温胁迫、低温冷害及阴雨寡照的途径除了培育优良的抗性品种外，利用栽培措施来尽可能减轻危害也是一条重要途径[10]。施足基肥、早施追肥、增施磷钾肥，可以促进水稻的强根壮秆、青秆黄熟。依据地块肥力不同进行测土配方施肥，可按照配方要求选择优质单质肥料或专用肥、复合肥、有机复合肥等肥料品种进行科学搭配。一般中等肥力地块施纯氮270 kg·hm-2，肥料运筹上掌握“前重、中稳、后补”的原则，基蘖肥、穗肥比例以7∶3为宜，为保持稻米优良食味品质，宜少施氮肥，注重磷钾肥的配合施用，尤其在缺乏有效磷的水田，宜增施磷钾肥以充分发挥氮肥的效果，促进早生快发；多施有机肥，特别是后期尽量不施氮肥，施好促花肥、保花肥。在高温干旱天气条件下，应补施氮肥，有研究显示中氮和高氮能够显著增加每穗粒数、结实率、千粒重和产量，另外在抽穗结实期遭受高温干旱，在穗分化期适当施用氮肥，也可以获得较高的产量和较好的稻米品质[11]；对叶色偏淡地块可适当补施粒肥。

返青期应注意白天加深水层或流水灌溉，晚上排水，促进发根返青；分蘖期应保证浅水勤灌。孕穗、抽穗、开花期是水稻需水量最多的时期，也是需水敏感期，一定要保证供足水。幼穗分化期是需水最敏感期，应保持田间有水，防止落干，水层以不超过10 cm为宜；抽穗扬花期需水敏感度仅次于孕穗期，此期应保持田间有薄水层；灌浆结实期注意防止断水过早。前期浅水多次间歇灌溉以促进早发；中期有效分蘖末期至幼穗分化期，烤田可减少无效分蘖，使基部节间缩短，提高抗倒能力，此期应干湿交替并适期烤田以强秆壮根；后期干湿交替湿润灌溉青秆黄熟，收获前7～10 d断水，切忌断水过早；灌浆成熟期要灌跑马水，湿润管理，养根护叶，防止倒伏、早衰和干旱影响籽粒充实导致的减产。

3.4 病虫草害防治技术

低温阴雨天气应注意对稻瘟病、白叶枯病、纹枯病等病害的防治；对螟虫、卷叶虫和飞虱的防治要掌握时机，提高防治效果。播种前用药剂浸种预防恶苗病和干尖线虫病等种传病害，秧田期和大田期注意灰飞虱、稻蓟马等的防治，中后期要综合防治纹枯病、螟虫、稻纵卷叶螟、稻飞虱等，特别要注意黑条矮缩病、穗颈稻瘟病和纹枯病的防治。

3.5 基础设施建设

加强水利设备设施建设，做好塘坝扩容蓄水基础建设，推广节水灌溉和节水栽培技术；畅通沟渠强化排水排涝设施配套建设；加强人工改变小气候环境设备设施建设；增加稻谷烘干设备建设。

4 小结与讨论

目前，在泰州市部分地区，农田水利基础设施修建时间已久，沟渠渗漏，排灌设施有损毁，遭遇暴雨天气时，容易造成排水不畅。同时，一些种粮大户缺少晒场，自然晾干影响下茬的播栽。另外，新型农机拥有量不足，人工投入较大。水稻生长后期容易受台风和暴雨及异常低温等不利天气影响，所以对特殊灾害天气要制定应急预案，做好防灾减灾准备，减轻灾害性天气的影响。同时提高对防治病虫害工作重要性的认识，注重后期的病虫害防治工作，加大水稻病虫害防治知识宣传。组织农技人员进行现场指导，强化田间管理，确保水稻获得丰收。

低温阴雨天要因地制宜、雨后及时排除田间积水；针对降水偏多、肥料流失等情况，可利用晴好天气适当追施速效氮肥，采用叶面喷肥，有利于保叶、增粒重、抗早衰。随着优质高产种植模式的发展，今后做好水稻气象灾害预警并提出合理防控建议，既是水稻生产防灾减灾、农民增加收入的迫切需要，也对保障粮食安全生产有重要意义。

同时，研究制定水稻机械化推进计划，加强水稻示范方和攻关田管理，重点推广机插秧精确定量栽培技术，积极开展多层次的水稻技术培训工作；中期准确测报病虫害、精心组织防治，严格控制病虫危害；后期增加水稻穗肥施用，穗肥中氮肥用量占总用量的35%～40%。建立灾害性天气预警预报机制和水稻生育监控系统；加强田间管理，完善农田基础建设，提高抗灾能力，出现灾害性天气及早调控，及时收获以避免影响小麦播种。