廣東南雄市近12年溫度變化對(duì)早稻大田生育期的影響

摘 要：基于廣東南雄市2012—2023年早稻大田生育期觀測(cè)資料及地面氣溫觀測(cè)資料，分析南雄市早稻各生育期長(zhǎng)短及氣溫對(duì)其的影響，結(jié)果表明：廣東南雄市早稻在大田從移栽到成熟需要88～113 d，平均需要97.3 d，平均積溫2 457.3 ℃·d，最低2 171.8 ℃·d即可滿足全生育期需求；大田生育期長(zhǎng)短與≤15、18 ℃的日數(shù)呈顯著正相關(guān)。早稻移栽返青期平均需要積溫328.9 ℃·d，分蘗期需要積溫719.9 ℃·d左右，拔節(jié)孕穗期需要積溫590.4 ℃·d，抽穗開花期需要積溫425.7 ℃·d，灌漿成熟期需要積溫在392.5 ℃·d。早稻移栽后返青時(shí)間的長(zhǎng)短與日平均溫度、最低氣溫均呈顯著負(fù)相關(guān)；早稻分蘗期間溫度起伏變化易造成早稻分蘗期延長(zhǎng)；拔節(jié)孕穗期日平均溫度低于25 ℃，易導(dǎo)致其生育期偏長(zhǎng)；抽穗開花生育期日數(shù)和平均氣溫沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系；早稻灌漿成熟期日數(shù)與生育期平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，高溫逼熟天氣易導(dǎo)致早稻灌漿成熟期時(shí)間縮短。

關(guān)鍵詞：早稻；生育期；氣溫；積溫

中圖分類號(hào)：S162 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）09–0-03

隨著全球氣候變暖，中國(guó)的氣候特征也在發(fā)生顯著變化[1]。《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書（2022）》指出，1951—2021年中國(guó)地表平均氣溫增速明顯，增長(zhǎng)速率為0.26 ℃/10年，且上升趨勢(shì)仍在持續(xù)[2]。早稻是受氣候變化影響最敏感的作物之一，但氣候變化對(duì)水稻的生產(chǎn)會(huì)有不同程度的影響，不同區(qū)域氣候條件對(duì)其影響程度也不一樣，而氣溫變化是影響作物生育期變化的重要因素之一，作物的生長(zhǎng)發(fā)育在很大程度上取決于熱量條件，作物物候的提前或推遲受氣溫的影響較大[3-6]。廣東南雄市地處廣東省東北部，大庾嶺南麓，毗鄰江西，全市水稻種植面積約30.2萬(wàn)hm2，是廣東省水稻種植面積較大、產(chǎn)量較高的地區(qū)之一，素有“粵北糧倉(cāng)”的美譽(yù)。而粵北地區(qū)低溫陰雨、“龍舟水”、高溫?zé)岷Φ葰庀鬄?zāi)害的變化會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)造成一定影響，尤其是低溫連陰雨對(duì)水稻生產(chǎn)的危害更大[7-9]。因此，探討南雄市氣溫變化對(duì)早稻生育期的影響，對(duì)合理利用當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣候資源，保障糧食安全、趨利避害具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

水稻發(fā)育期資料源于2012—2023年南雄市農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù)，氣象資料為2012—2023年南雄市國(guó)家氣象觀測(cè)站逐日平均氣溫?cái)?shù)據(jù)。

1.2 早稻生育期觀測(cè)方法

觀測(cè)方法嚴(yán)格按照《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范（主要作物卷）》執(zhí)行，南雄市農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站的水稻種植觀測(cè)田，長(zhǎng)年種植雙季稻，地段相對(duì)穩(wěn)定，地形、地勢(shì)、氣候和土壤等具有代表性。根據(jù)觀測(cè)要求，嚴(yán)格記錄從水稻播種至成熟各發(fā)育期的出現(xiàn)日期、階段生長(zhǎng)的特征等數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

早稻的生育期包括播種、出苗、三葉、移栽返青、分蘗、拔節(jié)孕穗、抽穗開花、灌漿乳熟、成熟等生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。當(dāng)前，南雄市正在大力發(fā)展集中化工廠育秧，在移栽大田前，秧苗受天氣的影響相對(duì)不敏感。因此，主要分析早稻移栽大田后各生育期與溫度的關(guān)系。

2.1 早稻的大田生育期

2.1.1 早稻的大田生育期概況

近12年早稻的平均生育期觀測(cè)資料表明，南雄早稻平均在4月8日移栽大田，4月23日進(jìn)入分蘗期，5月24日開始拔節(jié)，6月15日開始抽穗，6月31日進(jìn)入灌漿乳熟期，7月14日開始收獲。從早稻移栽至大田到開始收獲（簡(jiǎn)稱大田生育期，下同）平均需要97.3 d。從圖1可知，最長(zhǎng)的大田生育期是2022年的113 d，最短僅需要88 d，最長(zhǎng)的生育期比最短的生育期相差25 d。近12年以來(lái)，大田生育期呈明顯增加趨勢(shì)，特別是2020年以后大田生育期明顯偏長(zhǎng)。

2.1.2 氣溫對(duì)早稻整個(gè)大田生育期的影響

大田積溫的變化趨勢(shì)基本與大田日數(shù)一致，大田積溫介于2 171.8（2017年）～2 714 ℃·d（2022年），平均積溫2 457.3 ℃·d。大田平均氣溫介于24.1～26.3 ℃之間，平均25.3 ℃；12年來(lái)，整個(gè)大田生育期最低氣溫介于6.2～14.9℃，≤12 ℃的日數(shù)介于0～9 d，≤15 ℃的日數(shù)介于1～23 d，≤18 ℃的日數(shù)介于7～30 d之間；大田平均氣溫與大田生育期日數(shù)呈弱的負(fù)相關(guān)，最低氣溫與大田日數(shù)呈負(fù)相關(guān)（r=-0.54，未通過(guò)α=0.05顯著性檢驗(yàn)）；≤12、15、18 ℃的日數(shù)均與大田日數(shù)呈正相關(guān)，其中，≤15、18 ℃的日數(shù)與大田日數(shù)呈顯著正相關(guān)，分別通過(guò)α=0.05和α=0.01顯著性檢驗(yàn)；≥35 ℃日數(shù)與大田日數(shù)相關(guān)性不明顯。

因此，大田生育期長(zhǎng)短受≤15、18 ℃的日數(shù)影響最大，≤15、18 ℃的日數(shù)越多，大田生育期越長(zhǎng)，其次受最低氣溫影響較大，最低氣溫越低，冷空氣越強(qiáng)，大田生育期越長(zhǎng)。大田生育期最長(zhǎng)的是2022年，其平均氣溫僅24.1 ℃，最低氣溫7.1 ℃，≤15、18 ℃的日數(shù)分別高達(dá)23、30 d，對(duì)應(yīng)這一年的大田生育期是最長(zhǎng)的，長(zhǎng)達(dá)113 d；2016年大田生育期為88 d，是近12年以來(lái)最短的大田生育期，2016年大田生育期平均氣溫為25.6 ℃，雖然不是最高的，但整個(gè)生育期沒(méi)有出現(xiàn)≤12 ℃的低溫陰雨天氣，≤15 ℃的日數(shù)也僅2 d，后期灌漿乳熟期高溫日數(shù)有15 d，因此造成2016年的大田生育期日數(shù)偏少。

2.2 溫度對(duì)早稻不同生育期的影響

2.2.1 移栽返青期

由表1看出，近12年來(lái)，從移栽到返青需要13～18 d，平均需要15.8 d，積溫介于295.3～377.3 ℃·d，平均積溫在328.9 ℃·d。12年來(lái)，各年移栽返青期的平均日氣溫介于19.0～24.2 ℃，其中，2014年移栽返青期平均溫度24.2 ℃，最高日氣溫高達(dá)26.6 ℃，異常暖和，移栽返青期只需要13 d；移栽返青期平均氣溫最低的年份是2020年，僅19.0 ℃，其生育期為18 d，較2014年的生育期多5 d；而2023年移栽返青期也長(zhǎng)達(dá)18 d，主要是由于前期日平均溫度持續(xù)維持在20 ℃或以下，導(dǎo)致移栽返青期偏長(zhǎng)。移栽返青期日數(shù)與平均氣溫、最低氣溫均呈顯著負(fù)相關(guān)（通過(guò)α=0.05的顯著性檢驗(yàn)），這表明早稻移栽返青的生育期長(zhǎng)短受移栽返青平均溫度和最低氣溫影響較大，平均氣溫和最低氣溫越低，移栽返青期越長(zhǎng)，這與吳俊銘等[10]研究結(jié)果基本一致。

2.2.2 分蘗期

近12年來(lái)，南雄早稻分蘗期需要30.7 d，平均積溫在719.9 ℃·d左右，平均溫度在23.5 ℃左右。2021年，分蘗期為44 d，其積溫在1 038.7 ℃·d以上，原因是此期間冷空氣影響頻繁，44 d共有6次冷空氣過(guò)程，日平均溫度變幅較大、較快，44 d平均氣溫的離散度達(dá)到2.9，如4月13日平均氣溫24 ℃，4月15日僅僅17.6 ℃；4月24日的26.7 ℃，4月18日只有18.9 ℃。早稻分蘗期間溫度變化較大、較快，可能是造成早稻分蘗緩慢的原因。2020年分蘗期長(zhǎng)達(dá)40 d，主要由于分蘗期平均溫度偏低，僅21.1 ℃，造成分蘗期偏長(zhǎng)。此外，2020年分蘗期平均溫度高達(dá)26.1 ℃，分蘗期較平均偏短近5 d。分蘗期長(zhǎng)短與平均氣溫、最低氣溫均呈負(fù)相關(guān)，平均氣溫和最低氣溫低，分蘗期較長(zhǎng)；分蘗期日數(shù)與平均氣溫的離散度有較好的正相關(guān)，這說(shuō)明氣溫起伏大較不利于早稻分蘗?？傮w上，南雄早稻分蘗期氣溫已經(jīng)較移栽返青期顯著升高，絕大部分年份均能滿足分蘗期對(duì)溫度的需求。

2.2.3 拔節(jié)孕穗期

溫度對(duì)早稻拔節(jié)孕穗期的影響較大，溫度過(guò)低或過(guò)高對(duì)拔節(jié)孕穗均有較大的不利影響，適宜溫度為25～30 ℃。

由表1看出，近12年來(lái)，南雄早稻拔節(jié)孕穗期介于14～32 d，平均需要22.1 d，生育期長(zhǎng)短與吳俊銘等的研究成果（20～24 d）基本一致；拔節(jié)孕穗期平均積溫590.4 ℃·d，最低積溫358.7 ℃·d，生育期平均溫度26.7 ℃，最低25.6 ℃，最高27.5 ℃，總體溫度有利于早稻拔節(jié)孕穗。2022年拔節(jié)孕穗期32 d，比平均偏多近10 d，這主要是因?yàn)?月中旬，受弱冷空氣影響，近10 d平均溫度持續(xù)低于25.0 ℃，其中6月14—16日逐日平均溫度在23 ℃或以下，導(dǎo)致2022年拔節(jié)孕穗期偏長(zhǎng)。2016年早稻拔節(jié)孕穗期僅15 d，期間平均溫度高達(dá)27.5 ℃。

2.2.4 抽穗開花期

早稻抽穗開花期對(duì)溫度的反應(yīng)也很敏感，最適宜溫度為25～30 ℃。溫度高于30 ℃或低于20 ℃對(duì)抽穗開花均不利。日平均溫度超過(guò)30 ℃，會(huì)影響花的開放和授粉；日平均溫度低于20 ℃，會(huì)造成開花時(shí)間推遲，溫度越低，影響越大。

近12年來(lái)，南雄早稻抽穗開花期介于13～20 d，平均生育期15.3 d，生育最短的年份是2019年和2023年，僅13 d，2012年歷經(jīng)了20 d，比其余年份略偏多。此期間平均氣溫介于26.0～29.5 ℃，平均27.9 ℃，積溫在363.6～550.1 ℃·d；12年以來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)日平均氣溫≤20℃，183 d的抽穗開花期中，僅有22 d的日平均氣溫≥30 ℃，占總?cè)諗?shù)的12.0%?？傮w上，南雄早稻抽穗開花期平均溫度均在要求的最適宜溫度區(qū)間，這可能是導(dǎo)致抽穗開花生育期日數(shù)和平均氣溫沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系，生育期日數(shù)與平均氣溫≥30 ℃的日數(shù)雖然有弱負(fù)相關(guān)，但未能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。

2.2.5 灌漿成熟期

南雄市早稻于6月下旬開始灌漿，基本在7月中旬成熟開始收獲，此期間需要11～18 d，平均需要13.5 d，平均溫度介于27.0～30.5 ℃，平均積溫在392.5 ℃·d左右。早稻灌漿成熟期日數(shù)與生育期平均氣溫呈顯著的負(fù)相關(guān)（通過(guò)α=0.05的顯著性檢驗(yàn)），2017年，早稻灌漿成熟期18 d，其平均溫度27.0 ℃，較其余年份偏低，2017年也沒(méi)有出現(xiàn)平均氣溫≥30 ℃、最高氣溫≥35 ℃且相對(duì)濕度≤70%的高溫逼熟日數(shù)，導(dǎo)致2017年早稻灌漿成熟期時(shí)間偏長(zhǎng)。而2012、2018、2022年，早稻灌漿成熟期均只需要11 d，這三年均出現(xiàn)了中度高溫逼熟，2018年和2022年灌漿成熟期平均氣溫均≥30 ℃，高溫逼熟導(dǎo)致這3個(gè)年份早稻灌漿成熟期時(shí)間縮短。

3 結(jié)論

（1）南雄早稻一般是在4月上旬開始移栽大田，7月中旬進(jìn)入成熟收獲期，從移栽到成熟需要88～113 d，早稻在大田生育期平均需要97.3 d；積溫超過(guò)2 248.4 ℃·d即可滿足早稻在大田生長(zhǎng)發(fā)育需求。大田生育期長(zhǎng)短與≤15、18 ℃的日數(shù)呈顯著正相關(guān)，≤15、18 ℃的日數(shù)越多，大田生育期越長(zhǎng)。其次受最低氣溫影響較大，最低氣溫越低，冷空氣越強(qiáng)，大田生育期越長(zhǎng)。

（2）早稻移栽返青期、分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗開花期、灌漿成熟期分別需要15.8、30.7、22.1、15.3、13.6 d；日平均溫度19 ℃以上或積溫295.3 ℃·d以上，可以滿足早稻移栽返青生長(zhǎng)需求；日平均溫度21.1 ℃以上或積溫583.8 ℃·d以上，可以滿足早稻分蘗需求；日平均溫度25.8 ℃以上或積溫412.7 ℃·d以上，可以滿足早稻拔節(jié)孕穗需求；早稻抽穗開花日平均溫度在27.9 ℃以上，積溫在363.6 ℃·d以上；早稻灌漿成熟期日平均溫度29.1 ℃以上，積溫在324 ℃·d以上。

（3）早稻移栽后返青時(shí)間的長(zhǎng)短與日平均溫度、最低氣溫均呈顯著負(fù)相關(guān)，日平均溫度、最低氣溫越低，移栽返青期越長(zhǎng)；總體上南雄早稻分蘗期間氣溫能夠滿足分蘗對(duì)氣溫的需求，但溫度起伏變化易造成早稻分蘗期延長(zhǎng)；拔節(jié)孕穗期日平均溫度低于25 ℃，易導(dǎo)致其生育期偏長(zhǎng)；總體上南雄早稻抽穗開花期平均溫度均在要求的最適宜溫度區(qū)間，抽穗開花生育期日數(shù)和平均氣溫沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系；早稻灌漿成熟期日數(shù)與生育期平均氣溫呈顯著負(fù)相關(guān)，高溫逼熟天氣易導(dǎo)致早稻灌漿成熟期時(shí)間縮短。

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收稿日期：2024-05-17

基金項(xiàng)目：韶關(guān)市科學(xué)技術(shù)局項(xiàng)目（230616148033947）。

作者簡(jiǎn)介：劉艷群（1974—），女，廣東南雄人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)與農(nóng)業(yè)氣象、衛(wèi)星遙感應(yīng)用。