淺談黑龍江省水稻低溫冷害的發(fā)生規(guī)律及防御對(duì)策

夏驥超,柴玉坤,郭令,王文娟

(通河縣氣象局，黑龍江通河150900)

淺談黑龍江省水稻低溫冷害的發(fā)生規(guī)律及防御對(duì)策

夏驥超,柴玉坤,郭令,王文娟

(通河縣氣象局，黑龍江通河150900)

1 引言

中國(guó)是世界上最大的水稻生產(chǎn)國(guó)，水稻產(chǎn)量約占世界水稻產(chǎn)量的一半。黑龍江省是中國(guó)最重要的水稻產(chǎn)地之一，也是世界最大的粳米產(chǎn)地之一，其水稻的品質(zhì)在我國(guó)享有盛譽(yù)，在全國(guó)稻米市場(chǎng)上具有舉足輕重的地位。黑龍江省人口較少，人均稻谷生產(chǎn)產(chǎn)量卻高居全國(guó)第三位，實(shí)際消費(fèi)稻谷數(shù)量?jī)H占生產(chǎn)總量的25%左右，商品率達(dá)到75%左右，屬于典型的商品性生產(chǎn)。近百年來，全球氣候變化日益加劇，冷害、洪澇和干旱等氣象災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)全國(guó)乃至黑龍江省的水稻種植帶來了明顯且深遠(yuǎn)的影響，其中低溫冷害對(duì)黑龍江省水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響尤為嚴(yán)重。因此對(duì)黑龍江省水稻低溫冷害及其防御對(duì)策進(jìn)行深入研究，充分利用農(nóng)業(yè)資源，降低水稻低溫冷害的影響，對(duì)今后黑龍江省的糧食安全具有重要的意義。

2 低溫冷害是限制黑龍江省水稻生產(chǎn)的主要因素

在黑龍江省，水稻產(chǎn)量是所有栽培的農(nóng)作物中產(chǎn)量較高的。伴隨著氣溫的逐漸升高，氣候不斷的變暖，水稻的種植面積逐年增加，地域不斷擴(kuò)大，但是由于黑龍江的地理位置，仍然屬于寒冷地區(qū)，無(wú)霜期較為短暫，平均溫度較低，即高溫?zé)岷Πl(fā)生的頻率較低，低溫冷害發(fā)生頻率較高。熱量不足導(dǎo)致黑龍江省水稻的生育期短，是限制其生產(chǎn)力提高的主要因素。黑龍江省南部與北部水稻種植區(qū)生育期差25 d左右，有效積溫有400-500℃·d的差距。水稻低溫冷害，通常指水稻遭遇生育最低臨界溫度以下的低溫影響，從而導(dǎo)致水稻不能正常生長(zhǎng)發(fā)育而減產(chǎn)的災(zāi)害。

低溫冷害的發(fā)生具有一定的周期性和群發(fā)性，平均4-5 a中會(huì)有一年遭受低溫冷害。其中，歷史上在1969，1972，1976，2002和2009年發(fā)生的5次嚴(yán)重低溫冷害,每次均使黑龍江省水稻單產(chǎn)下降在30%以上，個(gè)別年份高達(dá)50%以上。

根據(jù)水稻秧苗的受害程度，把低溫冷害分為障礙型（對(duì)生殖生長(zhǎng)的影響）低溫冷害、延遲型（對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響）低溫冷害和混合型低溫冷害。混合型低溫冷害是指障礙型和延遲型低溫冷害發(fā)生在一年之中。延遲型是黑龍江省的主要冷害類型，其次為混合型冷害，冷害很少以單一形式出現(xiàn)，多半是障礙型和延遲型冷害同時(shí)發(fā)生的混合型冷害。

3 低溫冷害發(fā)生的一般規(guī)律

低溫冷害與緯度和海拔等地理?xiàng)l件有顯著相關(guān)性。黑龍江省水稻主產(chǎn)區(qū)輕度冷害的發(fā)生概率為4-5 a一次，重度冷害6-7 a一次。但與以往相比，近年這種規(guī)律變得不明顯。究其原因，與全球氣候變暖造成的平均氣溫上升有關(guān)外，主要還是與水稻栽培技術(shù)進(jìn)步有關(guān)，即采用品種和栽培技術(shù)使低溫冷害發(fā)生規(guī)律和受災(zāi)程度發(fā)生了變化。

黑龍江省水稻生產(chǎn)地帶位于高緯度地區(qū)，低溫冷害發(fā)生造成的水稻產(chǎn)量變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)是不能回避的嚴(yán)重問題。隨著20世紀(jì)80年代水稻種植面積的迅速增長(zhǎng)，冷害損失擴(kuò)大的可能性也在增加，并可能成為引起大米供需不穩(wěn)的主要原因。從1949-2014年水稻單產(chǎn)統(tǒng)計(jì)看，大幅度下降的年份有80%以上是低溫冷害造成的。在1982年寒地水稻旱育稀植栽培技術(shù)推廣之前，減產(chǎn)幅度達(dá)到40%-50%，嚴(yán)重地區(qū)甚至絕產(chǎn)。

3.1 地理?xiàng)l件與低溫冷害

5-9月期間的活動(dòng)積溫不足引發(fā)延遲型冷害，生殖生長(zhǎng)期發(fā)生異常低溫造成障礙型冷害，兩種冷害的發(fā)生都與水稻產(chǎn)地的地理?xiàng)l件有顯著相關(guān)性。首先，南北緯度差大于10℃的黑龍江省具有高緯度地帶頻發(fā)冷害的趨勢(shì)。而且，海拔每上升100m氣溫會(huì)下降0.5℃。所以，即使是低緯度的水稻生產(chǎn)地帶也易發(fā)生低溫冷害。此外，夏季氣象條件分布特征和波動(dòng)幅度，也是影響障礙型冷害的重要相關(guān)因素。無(wú)論是延遲型還是障礙型冷害都隨著緯度和海拔的增高呈增加的趨勢(shì)。延遲型低溫冷害的發(fā)生頻率在高緯度地區(qū)超過50%，屬于重度冷害發(fā)生地區(qū)。另一方面，南部的延遲型冷害發(fā)生率為30%左右，障礙型低溫冷害的發(fā)生頻率要比延遲型冷害的低。哈爾濱市周邊地區(qū)位于5%的發(fā)生范圍內(nèi)，屬于輕度發(fā)生區(qū)。全省障礙型冷害的發(fā)生率在5%-10%、延遲型冷害的發(fā)生率在30%以下的地區(qū)都屬于中度的冷害發(fā)生地區(qū)。

對(duì)水稻農(nóng)戶來說雖然所處的地理?xiàng)l件是無(wú)法改變的，但應(yīng)收集關(guān)于本地區(qū)低溫冷害發(fā)生規(guī)律的信息、分析和認(rèn)識(shí)低溫冷害風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于那些低溫冷害頻發(fā)地區(qū)，要引進(jìn)耐寒性水稻品種，通過與其他作物的復(fù)合經(jīng)營(yíng)來分散風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施深水灌溉和施肥管理等減輕冷害措施，以避免影響經(jīng)營(yíng)的持續(xù)型。特別是對(duì)那些種植規(guī)模、投入較大的農(nóng)戶，事先掌握當(dāng)?shù)氐牡蜏乩浜Πl(fā)生規(guī)律會(huì)對(duì)自身經(jīng)營(yíng)的發(fā)展和持續(xù)性產(chǎn)生非常重要的影響。

3.2 低溫冷害發(fā)生的周期性

20世紀(jì)80年代之前，黑龍江省的冷害類型以延遲型為主，發(fā)生率也較高，每隔3-5 a發(fā)生一次。根據(jù)通河縣1971-2010年間的氣象數(shù)據(jù)，5-9月的積溫平均值為2577.6℃，2000年達(dá)到最高紀(jì)錄2949.3℃，比平均值高出371.7℃。相反，最低的1972年為2216.0℃，比平均值降低361.6℃。一般來講，5-9月的活動(dòng)積溫如果低于正常年份50℃，就會(huì)發(fā)生輕度的延遲型冷害?；顒?dòng)積溫低于平常年份50℃以上的共有14 a，以此為基礎(chǔ)計(jì)算出輕度延遲型冷害的發(fā)生頻率為每3-4 a一次。活動(dòng)積溫如果低于正常年份100℃，就會(huì)發(fā)生重度的延遲型冷害，活動(dòng)積溫比平常年份低100℃以上的年份有10 a，按此計(jì)算重度延遲型冷害的發(fā)生頻率為每4-5 a一次。綜合以上氣象數(shù)據(jù)和冷害發(fā)生地區(qū)的實(shí)地調(diào)查結(jié)果，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的矯江估算了冷害發(fā)生頻率，見表1。由此可以看出，越是靠近北部地區(qū)，冷害的發(fā)生周期越短。

表1 冷害發(fā)生頻率估算

以上是依據(jù)過去氣象數(shù)據(jù)得出的低溫冷害發(fā)生概率。但近些年來，幾乎沒有關(guān)于延遲型冷害發(fā)生的報(bào)告。另外，從全省水稻平均單產(chǎn)的變化，已經(jīng)不能明確觀察到前面所述的低溫冷害發(fā)生的周期性。針對(duì)這樣的情況，也有觀點(diǎn)認(rèn)為造成這種情況是由于全球變暖導(dǎo)致的平均氣溫。

4 低溫冷害的防御對(duì)策

針對(duì)黑龍江省水稻低溫冷害的特點(diǎn)及發(fā)生規(guī)律，結(jié)合生產(chǎn)當(dāng)中所遇到的實(shí)際情況，現(xiàn)提出以下防御對(duì)策，方便農(nóng)戶在種植水稻過程中減輕低溫冷害所造成的損失。

（1）氣象技術(shù)對(duì)策。根據(jù)相關(guān)學(xué)者對(duì)冷害發(fā)生條件的測(cè)算以及對(duì)其所屬地域氣候狀況的預(yù)測(cè)，對(duì)各農(nóng)作物品種進(jìn)行合理的配置，應(yīng)對(duì)延遲性冷害。由于氣候具有周期性及階段性的特征，因此低溫冷害也具有間歇性與群發(fā)性特征，簡(jiǎn)單理解為當(dāng)?shù)蜏乩浜Πl(fā)生，一般后期會(huì)有數(shù)次的再發(fā)生，而在氣候暖的時(shí)期，往往不會(huì)容易出現(xiàn)低溫冷害。據(jù)此可以預(yù)測(cè)氣候的異常，進(jìn)而測(cè)算出低溫冷害的發(fā)生情況。根據(jù)這些預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，可以選擇在較冷的時(shí)期選擇早熟的品種種植，而在氣候較暖的時(shí)候，可以選擇晚熟類型的品種進(jìn)行種植，這樣既對(duì)冷害的影響進(jìn)行了控制，又能根據(jù)氣候狀況，合理安排種植，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。生產(chǎn)中可以采取中熟品種為主，合理搭配早熟和晚熟品種，使水稻對(duì)溫度敏感的發(fā)育期錯(cuò)開，分布在不同時(shí)段，這樣如果階段性低溫時(shí)間不長(zhǎng)的話，就能避免大面積受害。

（2）種子體系。構(gòu)建出相對(duì)完善的繁育系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有的品種進(jìn)行復(fù)壯，通過改變現(xiàn)有品種的某些特性，使得品種的抗寒性大幅度提高。目前我國(guó)水稻種子市場(chǎng)非常混亂，一些盲目繁育的種子被濫用，甚至有些個(gè)體主為了自身的利益，一味的擴(kuò)大種子的經(jīng)濟(jì)性及抗寒性等特性，使得部分農(nóng)民為了提高自身農(nóng)產(chǎn)量，而導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)損失的出現(xiàn)，因此防御冷害的核心是對(duì)水稻種子的繁育及銷售也做好相關(guān)的管理，農(nóng)民本身也要提高警惕，到正規(guī)的種子經(jīng)銷部門選擇抗病性好、耐冷性強(qiáng)，經(jīng)過審定和大面積試種過的優(yōu)質(zhì)水稻品種。

（3）品種篩選。近些年，高溫在全國(guó)范圍內(nèi)出現(xiàn)，導(dǎo)致了農(nóng)民在選擇種子的時(shí)候，沒有對(duì)積溫水平、栽培方式進(jìn)行充分的考慮，導(dǎo)致了對(duì)種子的選擇盲目，一旦出現(xiàn)低溫天氣，則會(huì)造成巨大的損失，因此在品種選擇上，應(yīng)充分分析當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r，對(duì)水稻品種的選擇應(yīng)選擇比當(dāng)?shù)胤e溫少100-200℃的品種，與此同時(shí)，還要注意種子的耐冷性，尤其是發(fā)芽期到開花期的耐冷性。在種植過程中宜早不宜遲，因?yàn)榉N植過晚會(huì)造成熟度差，空秕率高從而影響產(chǎn)量及品質(zhì)。

（4）合理灌水。對(duì)于打井種稻要建曬水池，也要改建水渠道，拓寬及延長(zhǎng)，與此同時(shí)也要對(duì)進(jìn)水口改進(jìn)，使其更高、更寬，這樣可以使得在白天經(jīng)過灌溉后，水田的水溫上升，從而減輕低溫冷害。在障礙型冷害敏感孕穗期，也就是分裂期可能的深水灌溉，水深一般控制在17-20 cm為宜。水稻的水層管理是根據(jù)水稻從生長(zhǎng)到成熟整個(gè)生育過程需水量的不同而進(jìn)行的灌溉管理。

（5）合理施肥。尤其是要對(duì)氮肥的使用進(jìn)行控制，如在冷害時(shí)期，要減少氮肥的使用量，控制在一般情況下的70-80%之間即可，且這些氮肥的三分之二用作底肥及蘗肥處理，剩余的三分之一作為蕙肥，抽穗前10-20 d施入。

（6）完善耕作制度。開春后，早春融雪會(huì)使得地溫上升，此時(shí)應(yīng)積極搶積溫早育苗，在氣溫過了6℃以后，就開始播種，當(dāng)氣溫超過13℃后，開始移栽，另外，一般情況下，要注意適當(dāng)早插秧抓農(nóng)時(shí)，搶積溫，積極采取增溫促早熟技術(shù)措施。

盡管，這些年黑龍江省的氣候有所變暖，適宜種植水稻的區(qū)域有所增加，但由于黑龍江省所處地理位置，低溫冷害還會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)。通過研究黑龍江省水稻低溫冷害的發(fā)生規(guī)律并提出適應(yīng)性對(duì)策，加強(qiáng)氣候變化對(duì)黑龍江水稻生產(chǎn)影響的研究，不僅保證黑龍江省糧食安全同時(shí)也為黑龍江省農(nóng)業(yè)部門制定氣候變化、保障糧食安全的相關(guān)政策提供重要的參考價(jià)值。

[1]矯江,祖世亨.《黑龍江省主要?dú)庀鬄?zāi)害對(duì)糧食產(chǎn)量的影響及減災(zāi)對(duì)策》[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),1994.

[2]李忠杰，王春燕，王連敏,等．《低溫冷害對(duì)不同水稻品種產(chǎn)量影響及防御措施》[J]．黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（4）：17-20．

[3]王主玉,申雙和.《水稻低溫冷害研究進(jìn)展》[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010.

[4]王雨.《黑龍江省水稻低溫冷害發(fā)生規(guī)律研究》[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2007:35-36.

1002－252X(2017)01－0042－03

2017－1－1

夏驥超（1987-），女，黑龍江省通河縣人，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，碩士生，助理工程師.