定遠縣水稻高溫熱害氣候分析及防御建議

倪克瑩 蔣曉武 殷劍

摘 要：利用定遠縣國家基本氣象站1957—2018年氣象資料，對歷年高溫進行了氣象變化分析，統(tǒng)計歷年7月和8月日最高氣溫≥35℃和≥37℃的日數(shù)變化及7月和8月各旬≥35℃的極端最高氣溫出現(xiàn)的次數(shù)及各旬分布。按照水稻高溫熱害的等級，統(tǒng)計出每年輕、中、重度熱害的發(fā)生次數(shù)、日數(shù)變化及出現(xiàn)的時間分布，分析其年代際變化及線性趨勢變化情況。并從建立縣級水稻高溫熱害監(jiān)測預警系統(tǒng)、避免生育期出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣、選擇適宜的水稻品種、改善稻田小氣候及加強病蟲害防治等5個方面提出了高溫熱害防御的對策建議。

關鍵詞：水稻;高溫熱害;氣候分析;防御

中圖分類號 S511文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）05-0039-05

Abstract：Based on the meteorological data of National basic Meteorological Station of Dingyuan County from 1957 to 2018，this paper analyzes the meteorological changes of the past years' high temperature.The number of days of maximum temperature≥35℃ and≥37℃ in July and August and the frequency and distribution of extreme maximum temperature in July and August were calculated.According to the grade of high temperature heat injury of rice，the occurrence times，the number of days and the time distribution of light，moderate and severe heat injury were calculated every year，and the decadal changes and linear trend changes were analyzed.In this paper，suggestions on preventing high temperature heat injury in rice were put forward from five aspects，such as setting up a high temperature monitoring and warning system for rice at county level，avoiding the occurrence of continuous high temperature weather during the growth period，selecting suitable rice varieties，improving the microclimate of rice field and strengthening the prevention and control of diseases and insect pests.

Key words：Rice;High temperature heat injury;Climate analysis;Prevention

定遠縣是皖東第一大縣，素以農(nóng)業(yè)大縣著稱，是安徽省水稻主產(chǎn)區(qū)，常年種植面積約10萬hm2，占糧食作物面積60%以上。20世紀80年代至90年代初，該地區(qū)水稻品種主要以汕優(yōu)63為主。隨著人們生活水平的不斷提高，以及市場經(jīng)濟的發(fā)展，該縣加大了產(chǎn)業(yè)結構調整力度，特別是在品種調優(yōu)上取得了較大進展。1995年以后逐步擴大了優(yōu)質稻生產(chǎn)面積，尤其是近幾年優(yōu)質稻種植面積占水稻總播面積60%以上，主要品種有兩優(yōu)培九、豐兩優(yōu)一號、川香優(yōu)5號等，高檔優(yōu)質稻的推廣面積也正逐步擴大。2001年定遠縣被國家列為優(yōu)質稻谷生產(chǎn)基地縣，在張橋、桑澗等鄉(xiāng)鎮(zhèn)已建立0.33萬hm2優(yōu)質稻谷生產(chǎn)基地，稻米遠銷廣東、福建、上海、浙江等大城市。

水稻的高溫熱害是指水稻孕穗后期和抽穗揚花期遭遇高溫天氣，導致水稻生長發(fā)育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生態(tài)功能遭到損害，最終導致減產(chǎn)或嚴重減產(chǎn)。定遠縣水稻拔節(jié)期一般在7月下旬，孕穗期在7月下旬至8月中旬，抽穗期在8月上旬到下旬，乳熟期在8月下旬至9月上旬。水稻的拔節(jié)、孕穗期的適宜溫度為25～28℃，抽穗揚花的適宜溫度為30℃左右，乳熟期的適宜氣溫為25～30℃。每年7—8月是定遠縣氣溫最高的時候，也是水稻受高溫熱害影響最顯著的時期。

1 高溫氣候變化分析

根據(jù)定遠縣1957—2018年歷年氣象資料，分析7月和8月日最高氣溫≥35℃和≥37℃的日數(shù)變化及7月和8月≥35℃的極端最高氣溫分布情況。

從圖1可以看出，每年的7—8月是定遠縣一年中氣溫最高的季節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)日最高氣溫35℃以上的持續(xù)高溫。7月出現(xiàn)≥35℃日數(shù)最多，62年間共出現(xiàn)383d，年平均出現(xiàn)6.18次。其中有13年≥35℃日數(shù)超過10d，分別為1958年（13d）、1959年（16d）、1961年（17d）、1964年（16d）、1966年（15d）、1971（16d）、1978（11d）、1988（17d）、1994（18d）、2001（18d）、2004（10d）、2012（13d）和2017（11d）。高溫日數(shù)最長的年份為1994年和2001年，均達18d;8月出現(xiàn)≥35℃日數(shù)次數(shù)較之7月明顯減少，62年間共出現(xiàn)280d，年平均出現(xiàn)4.52次。其中有6年≥35℃日數(shù)超過10d，分別為1959年（18d）、1961年（10d）、1966年（17d）、1967年（27d）、1978年（13d）和2013年（16d）;高溫日數(shù)最長的年份為1967年，高溫日數(shù)達27d，為歷年之最。

從圖2可以看出，7月出現(xiàn)≥37℃日數(shù)，62年間共出現(xiàn)87次，年平均出現(xiàn)1.4次，其中未出現(xiàn)≥37℃日數(shù)超過10日的年份，高溫日數(shù)最長的年份為1964年（9d）;8月出現(xiàn)≥37℃高溫日數(shù)，62年間共出現(xiàn)63次，年平均出現(xiàn)1.01次，但≥37℃日數(shù)超過10日的年份較之7月份明顯增加，基本集中在50—60年代。其中有4年≥37℃日數(shù)超過10d，分別為1959年（10d）、1966年（15d）、1967年（12d）和2013年（12d）;高溫日數(shù)最長的年份為1966年，日數(shù)達15d，為歷年之最。

從7月和8月高溫日數(shù)變化趨勢來看，2個月份≥35℃和≥37℃日數(shù)總體均呈下降趨勢，8月≥37℃高溫日數(shù)下降最為明顯。

統(tǒng)計歷年7月和8月≥35℃極端最高氣溫各旬分布情況（圖3），月極端最高氣溫出現(xiàn)次數(shù)≥2次的，按旬實際出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計。將7月和8月極端最高氣溫<35℃的年份剔除，7月剔除的年份有6年，分別為1973年（33.5）、1982年（33.6）、1987年（33.8）、1993年（34.7）、2008年（34.5）和2015年（34.5）;8月剔除的年份有14年，分別為1960年（34.0）、1963年（34.6）、1972年（34.7）、1975年（33.9）、1980年（31.1）、1982年（34.4）、1987年（34.1）、1988年（33.5）、1989年（34.7）、1991年（33.0）、1999年（34.8）、2000年（34.6）、2008年（34.0）和2011年（34.6）。

從圖3可以看出，7月上旬開始，≥35℃極端最高氣溫出現(xiàn)次數(shù)逐漸增多，到7月下旬達到頂峰，之后開始逐漸回落。62年間7月上旬共出現(xiàn)≥35℃極端最高氣溫7次，中旬19次，下旬達33次;8月上旬出現(xiàn)32次，基本和7月下旬持平，中旬15次，下旬6次。62年間≥35℃極端最高氣溫出現(xiàn)在7月的總次數(shù)為59次，出現(xiàn)8月的總次數(shù)為53次。總體來看，定遠縣≥35℃極端最高氣溫主要集中在7月下旬至8月上旬。

2 分析時段和水稻高溫熱害指標

一般來說，7月下旬至8月中旬為定遠縣中稻拔節(jié)-孕穗期，是最易受到高溫影響的時期，但是在氣候變化背景下，水稻品種和耕作方式的變更使得生育進程發(fā)生不同程度的改變，因此，選擇7—8月為定遠中稻高溫熱害的分析時段。

根據(jù)前人研究成果，結合中稻生長特性，將定遠縣中稻高溫熱害指標定為：日平均氣溫≥30℃和日最高氣溫≥35℃持續(xù)3d及以上，記為1次高溫熱害過程，按持續(xù)時間長短將其劃分為輕、中、重3個等級，3～4d為輕度，5～7d為中度，≥8d為重度（表1）。

3 高溫熱害氣候分析

3.1 高溫熱害發(fā)生次數(shù) 根據(jù)7—8月日平均氣溫、日最高氣溫，按照水稻高溫熱害的等級統(tǒng)計出每年輕、中、重熱害發(fā)生次數(shù)及總次數(shù)，分析其年際變化。對于跨旬跨月的高溫熱害事件，計入下一個旬（月）中。分析水稻高溫熱害發(fā)生規(guī)律主要采用線性趨勢法和年代際變化。

統(tǒng)計1957—2018年定遠縣逐年高溫熱害發(fā)生次數(shù)發(fā)現(xiàn)（圖4），62年中共出現(xiàn)73次高溫熱害，有19年未出現(xiàn)高溫熱害，分別是1960、1963、1965、1968、1972—1975、1980—1982、1985—1987、1993、1997、1999、2008、2011年，其他年份均有高溫熱害發(fā)生。高溫熱害年發(fā)生3次以上的有2年，分別為1959和1994年，均為4次，發(fā)生1～3次的有40年，總發(fā)生頻次約1.2次/年。從線性趨勢看，近62年來定遠縣高溫熱害發(fā)生頻次無明顯上升或下降趨勢。從年代際變化看，20世紀60年代后期開始至80年代高溫熱害發(fā)生頻次呈減少趨勢，80年代達最低，之后逐漸增加，90年代達最高，然后再次呈逐漸減少趨勢。

從圖5～圖7可以看出，定遠縣歷年輕度高溫熱害發(fā)生次數(shù)呈上升趨勢，中度和重度高溫熱害發(fā)生次數(shù)無明顯變化趨勢。62年間，輕度高溫熱害發(fā)生頻次最高，共41次，發(fā)生頻次約6.6次/10a，中度高溫熱害共發(fā)生13次，發(fā)生頻次約2.1次/10a，重度高溫熱害共發(fā)生19次，發(fā)生頻次約3.1次/10a，高于中度高溫熱害發(fā)生頻次。從年代際變化來看，20世紀70年代前輕度和中度高溫熱害基本無變化，80年代起輕度高溫熱害總體呈上升趨勢，中度高溫熱害80年代呈下降趨勢且達最低值，之后逐漸上升，重度高溫熱害發(fā)生次數(shù)在20世紀60年度達最高，之后成波動趨勢，變化不大。

3.2 高溫熱害發(fā)生日數(shù) 62年中，除未發(fā)生高溫熱害的19年外，年均高溫熱害總日數(shù)20d（含）以上的有4年，分別為1959（26d）、1966（25d）、1967（26d）和1994年（22d）;10（含）～20d的有11年，10d以下的有28a。高溫熱害總日數(shù)平均6.6d/年，輕度、中度和重度高溫熱害年均發(fā)生分別為2.2d、1.2d和3.2d;年均高溫熱害總日數(shù)最多的時期為20世紀60年代前后。從線性趨勢看，總體呈下降趨勢，輕度高溫熱害日數(shù)總體呈上升趨勢，中度和輕度高溫熱害總體呈下降趨勢。從年代際變化看，高溫熱害總日數(shù)60年代達最高，之后逐漸減少，80年達最低，之后又開始呈增多態(tài)勢，輕度高溫熱害年代際變化呈上升趨勢，中度和重度高溫熱害年代際變化呈小幅波動，變化不明顯（圖8～圖11）。

3.3 高溫熱害發(fā)生時間 從圖12可以看出，62年中，高溫熱害出現(xiàn)次數(shù)最多的時間段在7月下旬至8月上旬。8月上旬達到23次，占31.5%;7月下旬為20次，占27.4%;其次為7月中旬和8月中旬，依次為15次和7次，分別占20.5%、9.6%。

4 高溫熱害防御對策

4.1 建立縣級水稻高溫熱害監(jiān)測預警系統(tǒng) 根據(jù)天氣象資料，實現(xiàn)滾動監(jiān)測水稻高溫熱害和對不同品種水稻熱害預警，既可避開高溫熱害的不利影響，又能調整種植結構，提高作物產(chǎn)量。

4.2 避免生育期出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣 根據(jù)多年高溫出現(xiàn)的時間和趨勢，采用調整播種、移栽時間的方式，適時播種移栽。由于水稻對高溫熱害最敏感的時期為孕穗后期和抽穗揚花期，應盡可能爭取將這2個生育期出現(xiàn)在持續(xù)高溫天氣幾率較小的時期。水稻灌漿結實期對高溫熱害也十分敏感，應盡量避免這一生育期出現(xiàn)在持續(xù)高溫天氣幾率較高的時期。

4.3 選擇適宜的水稻品種 定遠縣是遭受水稻高溫熱害風險較大的地區(qū)，高溫熱害最嚴重的時段集中在7月底至8月初。因地制宜地選擇適宜定遠縣氣候條件的水稻品種，確保水稻的抽穗揚花期避開高溫熱害。本文提供的高溫及高溫熱害氣候分析，可以作為定遠縣優(yōu)化播插期、調整開花期和灌漿期的一個理論依據(jù)。在部分地區(qū)可考慮選育適宜本地的優(yōu)質、多抗品種。水稻的抽穗揚花期無法躲開高溫熱害時段的，可考慮選用一些耐高溫性好的品種。

4.4 改善稻田小氣候 通過灌水改善稻田小氣候，尤其是對已經(jīng)抽穗或進入灌漿期的田塊，應當立即灌深水，一般田間灌水8cm左右，可以使穗層氣溫降低0.8℃，相對濕度提高12%，從而減輕高溫對水稻花器和光合器官的直接損害。而揚花期要淺水勤灌，日灌夜排，高溫時白天加深水層。據(jù)測定，深水灌溉或活水套灌可降低穗層溫度1.4～4.4℃。日灌夜排可增大晝夜溫差，效果更好。另一方面，防止斷水過早，以改善稻田小氣候，促進根系健壯，增強抗高溫的能力。在夏季雨后應當及時排放田間過深積水，以促進根系活力，使水稻正常生長。生育后期不宜斷水過早，田面保持濕潤狀態(tài)，防止早衰減產(chǎn)。有試驗表明，采取深水灌溉或活水套田的辦法，可以提高產(chǎn)量10%以上。另外，在高溫氣候條件下，用水直接噴霧是降低溫度、增加濕度最有效的措施，一般噴霧1次以后，田間溫度可以下降4～5℃，田間空氣相對濕度能增加10%～20%，有效時間可以持續(xù)2h，可降低空秕率2%～6%，增加千粒重0.8～1.0g。但是要注意，如果水稻正處在揚花期，是不能采用噴霧的方法來降溫的，否則會對水稻正常的揚花授粉造成不利影響。另外，根外噴肥不但能降溫增濕，而且還能補充水稻生長所必需的水分和營養(yǎng)，增強稻株對高溫的抗性。一般用0.2%的磷酸二氫鉀溶液，或用3%的過磷酸鈣溶液進行葉面噴施，噴灑要均勻。

4.5 加強病蟲害防治 水稻中后期氣溫高，空氣濕度大，水稻群體的葉面積達到最大值，田間小氣候非常適宜多種病蟲害的發(fā)生。結實率低的田塊，往往葉色較深、轉色慢，容易遭受病蟲害。在給稻田進行降溫的同時，后期不能放松對病蟲害的防治，特別是稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、白葉枯病、稻瘟病和稻曲病為主的病蟲害的藥劑防治。

5 結論

（1）根據(jù)歷年氣象資料統(tǒng)計，定遠縣7月出現(xiàn)≥35℃日數(shù)最多，62年間共出現(xiàn)383d，年平均出現(xiàn)6.18次;8月出現(xiàn)出現(xiàn)280d，年平均出現(xiàn)4.52次?！?5℃高溫日數(shù)最長的年份為1967年，高溫日數(shù)達27d。62年間7月出現(xiàn)≥37℃日數(shù)共87次，年均1.4次;8月出現(xiàn)≥37℃高溫日數(shù)共出現(xiàn)63次，年均1.0次;≥37℃高溫日數(shù)最長的年份為1966年，達15d;7月和8月高溫日數(shù)總體均呈下降趨勢，8月≥37℃高溫日數(shù)，下降最為明顯?？傮w來看，定遠縣≥35℃極端最高氣溫主要集中在7月下旬至8月上旬。

（2）62年中共出現(xiàn)73次高溫熱害，總發(fā)生頻次約1.2次/a。從線性趨勢看，近62年來定遠縣高溫熱害總次數(shù)無明顯上升或下降趨勢。歷年輕度高溫熱害發(fā)生次數(shù)呈上升趨勢，中度和重度高溫熱害發(fā)生次數(shù)無明顯變化趨勢。62年間，輕度高溫熱害發(fā)生頻次最高，共發(fā)生41次，約6.6次/10a;中度高溫熱害共發(fā)生13次，約2.1次/10a;重度高溫熱害共發(fā)生19次，約3.1次/10a。從線性趨勢看，近62年來定遠縣輕度高溫熱害發(fā)生頻次總體呈上升趨勢，中度和重度高溫熱害發(fā)生頻次無明顯變化趨勢。從年代際變化來看，20世紀70年代前輕度和中度高溫熱害基本無變化，20世紀80年代起輕度高溫熱害總體呈上升趨勢，中度高溫熱害20世紀80年代呈下降趨勢且達最低值，之后逐漸上升，重度高溫熱害發(fā)生次數(shù)在20世紀60年度達最高，之后成波動趨勢，變化不大。

（3）62年中，高溫熱害總日數(shù)平均6.6d/年，輕度、中度和重度高溫熱害年均發(fā)生日分別為2.2d、1.2d和3.2d;年均高溫熱害總日數(shù)最多的時期為20世紀60年代前后。從線性趨勢看，總體呈下降趨勢，輕度高溫熱害日數(shù)總體呈上升趨勢，中度和輕度高溫熱害總體呈下降趨勢;從年代際變化看，輕度高溫熱害年代際變化呈上升趨勢，中度和重度高溫熱害年代際變化呈小幅波動，變化不明顯。

（4）62年中，高溫熱害出現(xiàn)次數(shù)最多的時間段在7月下旬至8月上旬，8月上旬達到23次，占31.5%;7月下旬為20次，占27.4%。

6 討論

本文僅用氣溫作為單一分析指標，尚不能快速有效地做出高溫熱害診斷，應將結合溫度、持續(xù)時間與生育期分段進行，并根據(jù)定遠縣氣候特點，結合干旱、降水、日照、風速、濕度、水稻品種等因素建立綜合指標，從而建立科學的高溫熱害測報模型，進一步減輕高溫熱害對水稻的影響。

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