氣象條件對水稻生長的影響分析

董 琳，張鑫明，華淑惠，梁 穎，楊 琳

（1.蛟河市氣象局，吉林 吉林 132500；2.鎮(zhèn)賚縣氣象局，吉林 白城 137300；3.東遼縣氣象局，吉林 遼源 136600；4.永吉縣氣象局，吉林 吉林 132200）

吉林地區(qū)位于我國東北地區(qū)，氣候條件獨特，擁有很大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力。水稻作為主要的糧食作物之一，在吉林地區(qū)有著重要的地位。然而，由于氣候的不穩(wěn)定性，水稻生長受到了較大的影響。因此，深入研究氣象條件對水稻生長的影響，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)水稻生產(chǎn)健康可持續(xù)發(fā)展。

1 吉林地區(qū)氣候特點

吉林地區(qū)氣溫極低，寒冷天氣持續(xù)時間較長。1月最寒冷，平均氣溫為-20 ℃左右，吉林北部的山區(qū)甚至更低，冰凍期長達(dá)幾個月。冬季嚴(yán)寒給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活帶來了較大挑戰(zhàn)，需要采取保暖措施，但同時也為冰雪旅游提供了得天獨厚的條件。春季短暫而且氣溫不穩(wěn)定，雖然氣溫逐漸回升，但春季的到來相對較晚，仍可能有較多的寒冷天氣和霜凍現(xiàn)象，這對水稻的生長和發(fā)育造成影響，因此需要適時種植水稻。夏季氣溫適中，6—7月氣溫逐漸上升，平均氣溫為20～25 ℃。夏季降水較多，常受到暖濕氣流的影響，有利于水稻生長和豐收，盡管偶爾會有短暫的高溫天氣，但總體來說吉林地區(qū)夏季和秋季氣候宜人，是人們旅游和戶外活動最適宜的季節(jié)。秋季以豐富多彩的自然景觀吸引著許多游客，尤其是紅葉和秋日的美景讓人流連忘返。吉林地區(qū)受季風(fēng)影響較大，夏季受暖濕氣流影響降水較多，冬季受西北季風(fēng)的影響寒冷干燥、降雪較多，且積雪較深，為農(nóng)業(yè)的春耕帶來一定的影響。同時，季風(fēng)也為吉林地區(qū)帶來了四季分明、氣候多樣的特點，豐富了該地區(qū)的自然風(fēng)光和農(nóng)業(yè)資源[1]。

2 氣象條件分析

2.1 溫度

水稻對溫度適應(yīng)性較強，但溫度會對其生長發(fā)育產(chǎn)生重要影響。適宜的溫度是水稻健康生長的基礎(chǔ)，有利于種子萌芽、幼苗生長和植株分蘗，同時促進(jìn)水稻開花結(jié)實。然而，高溫對水稻生長有不利影響，尤其在抽穗期和灌漿期可能會出現(xiàn)花粉不育、花藥開裂、穎果畸形等問題，進(jìn)而降低其產(chǎn)量。此外，高溫還會加速水分蒸騰，容易導(dǎo)致水稻生理干旱。低溫會影響水稻生長，尤其在花穗分化期和形成期容易受到低溫的影響，導(dǎo)致水稻葉片變硬，影響其進(jìn)行光合作用，進(jìn)而降低光能轉(zhuǎn)化效率。因此，農(nóng)民需要密切關(guān)注當(dāng)?shù)貧鉁刈兓?，合理選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的水稻品種，采取科學(xué)的農(nóng)業(yè)管理措施，如調(diào)整種植時間、合理灌溉、增施有機肥等，以確保水稻在適宜溫度下良好生長，提高產(chǎn)量。同時，為應(yīng)對氣候變化，應(yīng)研發(fā)抗高溫、抗低溫水稻新品種，以穩(wěn)定水稻產(chǎn)量和保障糧食安全[2]。

2.2 光照

充足的光照是水稻進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)，水稻進(jìn)行光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，為水稻提供生長和發(fā)育所需的能量。光合作用能夠促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累，如葡萄糖和淀粉，這些產(chǎn)物是水稻生長的關(guān)鍵。當(dāng)水稻遭遇長期陰暗天氣時，光合作用減弱，導(dǎo)致水稻植株生長緩慢、葉片發(fā)育不良、葉色變黃。光合產(chǎn)物積累不足，影響?zhàn)B分的吸收和運輸，進(jìn)而阻礙水稻生長發(fā)育。

此外，光照不足可能會導(dǎo)致水稻抽穗和開花受阻，影響籽粒形成和充實度，降低其產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，農(nóng)民需要觀看天氣預(yù)報，采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣響?yīng)對長期陰暗天氣。例如，可以選擇適應(yīng)性強、耐陰涼的水稻品種；田間排水性良好，避免積水造成水稻根部窒息；提高土壤肥力，為植株供應(yīng)充足的養(yǎng)分，這些措施將有助于降低長期陰暗天氣對水稻生長的不利影響。

2.3 水分

水稻作為水生作物之一，對水分的需求較高，水分的多少直接影響水稻生長。適宜的降水量和灌溉量是確保水稻關(guān)鍵生育期的重要條件之一。降水過少會導(dǎo)致土壤干旱，使水稻根系無法充分吸收水分和養(yǎng)分，影響植株進(jìn)行光合作用和生長，從而降低其產(chǎn)量。干旱嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致水稻植株枯死，嚴(yán)重減產(chǎn)。降水過多可能會導(dǎo)致土壤過濕，使水稻根系缺氧，影響根系生理功能和生長，造成植株營養(yǎng)不良，影響水稻產(chǎn)量和質(zhì)量。長期積水會阻礙水稻氣體交換和根系呼吸，導(dǎo)致其缺氧，使水稻植株變?nèi)?，易發(fā)生病蟲害，使得根部腐爛，進(jìn)一步影響水稻產(chǎn)量。為滿足水稻對水分的要求，農(nóng)民需要根據(jù)水稻生育期合理灌溉，避免土壤過干或過濕。同時，應(yīng)選擇合適的水稻品種和改善土壤排水性，有助于提高水稻抗旱和抗?jié)衬芰?，確保水稻產(chǎn)量和質(zhì)量[3]。

2.4 濕度

濕度會影響水稻生長。在高濕高溫的條件下水稻易滋生和傳播病蟲害。氣候濕熱為病原微生物和害蟲提供了適宜的生存環(huán)境，容易大量繁殖病蟲害。水稻病蟲害包括稻瘟病、白葉枯病、螟蟲等，會嚴(yán)重影響水稻植株健康生長，導(dǎo)致其減產(chǎn)甚至死亡，從而影響其產(chǎn)量。另外，濕度過高會抑制花粉活動，影響授粉和結(jié)實。花粉需要干燥的環(huán)境才能有效傳播和黏附到花藥上完成授粉，濕度過高會導(dǎo)致花粉黏液化，降低授粉成功率和結(jié)實率。為了應(yīng)對高濕對水稻產(chǎn)生的不利影響，農(nóng)民應(yīng)采取一系列措施，如合理調(diào)整種植時間、選擇抗病蟲害的品種、加強田間排水、及時除草、定期噴灑農(nóng)藥等。此外，科學(xué)施肥、合理管理田間、保持適宜的濕度和通風(fēng)條件，有助于降低病蟲害的發(fā)生概率，可以保證水稻健康生長，提高其產(chǎn)量和質(zhì)量。

2.5 CO2質(zhì)量濃度

CO2在水稻生長過程中扮演著至關(guān)重要的角色。CO2是水稻進(jìn)行光合作用的原料之一，通過光合作用，水稻將CO2與水轉(zhuǎn)化為葡萄糖和O2，為水稻提供能量和碳源。當(dāng)CO2質(zhì)量濃度較高時，水稻植株能夠更有效地吸收和利用CO2進(jìn)行光合作用，從而提高光合產(chǎn)物的積累。CO2質(zhì)量濃度較高時，水稻的光能利用效率和光合速率均得到提高，同時可促進(jìn)葉片吸收和利用養(yǎng)分，使植株生長更為茂盛，這種CO2增效效應(yīng)對提高水稻產(chǎn)量具有重要意義?？茖W(xué)研究表明，將CO2質(zhì)量濃度從400 mg/L 提高到550 mg/L，水稻產(chǎn)量有望提高15%～30%，這對滿足日益增長的人口需求和糧食安全具有積極的影響。需要注意的是，增加CO2質(zhì)量濃度可能會帶來一些副作用，如影響水稻質(zhì)量、營養(yǎng)價值以及水稻與其他生態(tài)系統(tǒng)的相互作用。因此，應(yīng)在實際種植過程中謹(jǐn)慎應(yīng)用CO2增施技術(shù)，結(jié)合其他農(nóng)業(yè)措施，綜合提升水稻產(chǎn)量和質(zhì)量，以推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3 氣象條件對水稻生長的影響

3.1 種子發(fā)芽率

氣象條件對水稻種子的發(fā)芽率有直接而重要的影響。種子發(fā)芽是水稻生長期關(guān)鍵起始階段，而氣溫是影響種子發(fā)芽的最主要因素之一。適宜的氣溫能夠促進(jìn)種子快速發(fā)芽，氣溫為20～30 ℃時，水稻種子發(fā)芽率最高，種子代謝活動正常，酶活性較高，有利于種子殼裂解和根系伸展。氣溫過低或過高都會對種子發(fā)芽產(chǎn)生不利影響。在寒冷地區(qū)，特別是冬季，氣溫過低，導(dǎo)致種子休眠期延長、發(fā)芽率降低。高溫會使種子受熱導(dǎo)致其損傷，影響種子的發(fā)芽能力。除了氣溫以外，水分也是影響種子發(fā)芽的關(guān)鍵因素之一。適宜的水分是種子發(fā)芽過程中不可或缺的，干旱或水分過少會抑制種子發(fā)芽，水分過多則會導(dǎo)致種子腐爛。因此，合理灌溉和排水對保持土壤濕度、提供適宜的水分以及提高種子發(fā)芽率至關(guān)重要[4]。

3.2 幼穗分化

氣象條件在水稻幼穗分化過程中扮演著關(guān)鍵角色。幼穗分化是決定水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵時期，而溫度和光照是影響該過程的主要因素之一。較高的溫度和較長時間的光照有助于促進(jìn)水稻幼穗分化。在適宜的溫度條件下，水稻代謝活動增強，養(yǎng)分運輸通暢，激素合成調(diào)節(jié)正常，這些因素共同促使幼穗形成和發(fā)展。同時，充足的光照能夠促進(jìn)水稻的光合作用和養(yǎng)分積累，使幼穗發(fā)育更為充實。然而，溫度過高、氣候干旱可能會導(dǎo)致幼穗分化受阻，高溫會加速水稻蒸騰，導(dǎo)致水分流失過快，使植株水分虧缺，進(jìn)而抑制幼穗正常生長發(fā)育。干旱條件下土壤水分供應(yīng)不足，也會阻礙幼穗分化，從而降低水稻結(jié)實率和產(chǎn)量。

3.3 花粉發(fā)育

花粉發(fā)育是水稻授粉和結(jié)實的關(guān)鍵過程，而氣象條件對花粉發(fā)育有直接影響。溫度和濕度是影響花粉發(fā)育的主要因素之一。較高的溫度和干旱的氣候可能會對花粉發(fā)育造成不利影響。高溫會加快水分蒸發(fā)速度，導(dǎo)致花粉在發(fā)育過程中所需的水分供應(yīng)不足，使花粉畸形或不育。此外，高溫會影響花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂，導(dǎo)致花粉異常。干旱氣候會使植株蒸騰加劇，使花粉發(fā)育過程中失去水分，影響花粉成熟和黏附，降低授粉成功率。相反，適宜的溫度和濕度有利于花粉正常發(fā)育和黏附。在適宜的溫度條件下，可維持花粉發(fā)育過程所需的酶活性和代謝活動，有利于花粉成熟。適宜的濕度可為花粉發(fā)育提供所需的水分，保持花粉活力和黏附力，提高授粉率和結(jié)實率。

3.4 灌漿成熟期

在水稻灌漿成熟期，氣象條件對籽粒充實與水稻產(chǎn)量起著關(guān)鍵作用。該時期是決定水稻籽粒形成和充實度的關(guān)鍵階段。水分和溫度是主要影響因素，足夠的水分是保障水稻籽粒充實的關(guān)鍵。在灌漿成熟期，水稻籽粒開始膨脹，需要大量水分來維持其正常充實。特別是在干旱季節(jié)，要加強灌溉，確保土壤濕度適宜，應(yīng)供應(yīng)充足的水分，以提高籽粒充實度。充足的水分有助于保持水稻植株正常進(jìn)行代謝活動，維持葉片進(jìn)行光合作用，為籽粒提供養(yǎng)分和能量。同時，適宜的溫度在灌漿成熟期會對水稻產(chǎn)生重要影響，有助于維持、穩(wěn)定水稻生長環(huán)境，有利于籽粒充實和發(fā)育。適宜的溫度能夠促進(jìn)水稻植株正常生長和代謝，可以讓水稻充分利用光合產(chǎn)物從而提高籽粒充實度和產(chǎn)量。

4 氣象因素帶來的農(nóng)業(yè)災(zāi)害

4.1 干旱

干旱是一種極具破壞性的氣象災(zāi)害，對水稻生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。缺乏水分使水稻葉片迅速萎縮，光合作用受阻，影響植株吸收養(yǎng)分和生長。干旱會導(dǎo)致土壤干燥裂縫，抑制根系生長，造成水分、養(yǎng)分和微生物供應(yīng)不足。水稻生理代謝速度減緩，植株產(chǎn)量明顯減少，有些植株甚至死亡。為了減輕干旱對農(nóng)業(yè)的影響，可采取節(jié)水灌溉、覆蓋保水、選擇抗旱品種等措施，增強水稻抗旱能力，提高水稻產(chǎn)量。

4.2 暴雨和洪水

暴雨和洪水是農(nóng)業(yè)常見的氣象災(zāi)害。暴雨引發(fā)農(nóng)田積水，導(dǎo)致水稻缺氧和根系腐爛，影響水稻生長。洪水不僅會摧毀水稻，還會沖刷土壤，使得土壤水肥流失，導(dǎo)致土壤貧瘠，嚴(yán)重影響耕作。要防范暴雨和洪水，農(nóng)民可采取合理的排水措施，修筑防洪堤，選擇排水良好的地塊進(jìn)行種植。

4.3 冰雹

冰雹會嚴(yán)重影響水稻生長。當(dāng)冰雹降落時，冰雹顆粒會高速撞擊水稻，造成水稻葉片和莖稈破損。葉片被冰雹擊打后出現(xiàn)裂縫和破損，導(dǎo)致葉綠素流失，光合作用減弱，影響水稻正常的生理功能。莖稈遭受冰雹打擊后可能會折斷或斷裂，使植株倒伏或凋謝。冰雹會顯著影響水稻質(zhì)量和產(chǎn)量，嚴(yán)重的冰雹災(zāi)害可使水稻減產(chǎn)甚至完全絕收，給農(nóng)民帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，對于水稻來說，冰雹是一種嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，農(nóng)民需要密切關(guān)注天氣預(yù)報，及時采取防范措施，如搭建冰雹防護(hù)網(wǎng)或提前采收水稻，以保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定和安全。

4.4 高溫

高溫天氣對水稻生長的影響非常嚴(yán)重。高溫會導(dǎo)致水稻蒸騰作用增加，水分從水稻體內(nèi)蒸發(fā)散失過快，無法及時供應(yīng)水分，從而引發(fā)干旱。缺乏水分會導(dǎo)致水稻葉片萎縮和枯黃，嚴(yán)重影響植株吸收養(yǎng)分，阻礙水稻生長發(fā)育。高溫天氣會灼傷水稻葉片。當(dāng)氣溫升高時，水稻葉片會受到高溫的熱輻射，導(dǎo)致葉片組織受損，出現(xiàn)灼傷斑點。灼傷會破壞葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，影響葉片進(jìn)行光合作用，減少養(yǎng)分合成和積累，最終影響水稻生長。

4.5 低溫和霜凍

低溫和霜凍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的氣象災(zāi)害，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量。在春季晚霜和秋季早霜時氣溫較低，水稻嫩葉和花朵特別容易受到凍害。當(dāng)氣溫驟降時，水稻嫩葉和花朵易凍傷，使葉片和花朵變得脆弱，甚至造成組織細(xì)胞破裂，導(dǎo)致葉片凋萎和花朵凋謝。嚴(yán)重凍傷會導(dǎo)致植株死亡，造成大面積減產(chǎn)。

5 結(jié)束語

氣象條件是影響吉林地區(qū)水稻生長的重要因素之一。適宜的溫度和濕度有利于水稻生長發(fā)育，可提高產(chǎn)量。不利的氣象條件會影響水稻生長，甚至導(dǎo)致水稻大面積減產(chǎn)。因此，相關(guān)農(nóng)業(yè)部門應(yīng)加強監(jiān)測和預(yù)報天氣，合理調(diào)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，提高水稻的適應(yīng)性和抗逆性，以確保水稻穩(wěn)定生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時，加強研究氣象條件與水稻生長的關(guān)系，對其他農(nóng)作物生產(chǎn)具有重要的參考價值。