徐州市氣象條件對水稻生長發(fā)育的影響分析

王 霄，孫建印，葛淑芬，張利華

(1.江蘇省徐州市氣象局服務(wù)中心，江蘇徐州 221002；2.江蘇省徐州市氣象臺，江蘇徐州 221002)

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徐州市氣象條件對水稻生長發(fā)育的影響分析

王 霄1，孫建印2，葛淑芬1，張利華1

(1.江蘇省徐州市氣象局服務(wù)中心，江蘇徐州 221002；2.江蘇省徐州市氣象臺，江蘇徐州 221002)

針對江蘇省徐州市的具體氣象條件特點和自然條件，通過對多年來徐州市農(nóng)氣觀測站的觀測記錄數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合水稻生長發(fā)育所需要的氣候條件，客觀地闡述了氣溫、降水量和日照這3個主要的氣象條件對水稻生長發(fā)育的影響，并科學(xué)分析了各種氣象條件的作用強弱和利弊，為水稻在生長發(fā)育過程中進行全程化監(jiān)控和預(yù)報提供了科學(xué)依據(jù)，也為氣象減災(zāi)和災(zāi)害評估提供了參考依據(jù)。

農(nóng)氣；水稻；氣溫；降水量；日照

徐州地處蘇、魯、豫、皖四省接壤地區(qū)，長江三角洲的北翼，北倚微山湖，西連宿州，東臨連云港，南接宿遷，京杭大運河從中穿過，地形以平原為主， 屬溫帶半濕潤季風(fēng)氣候[1]，四季分明，氣候條件較為優(yōu)越，全年平均氣溫在14～15 ℃，年均降水量800～900 mm，年日照時數(shù)為1 800～2 400 h，日照率為52%～57%，有利于農(nóng)作物的生長。徐州主要的糧食作物有水稻、小麥、玉米、大豆等，其中，水稻一般從5 月份開始播種早稻，持續(xù)到10月份收獲。筆者在此對徐州市的農(nóng)業(yè)氣候[2]條件進行研究，總結(jié)出了氣候條件對主要糧食作物水稻的影響，分析了對水稻生產(chǎn)造成影響的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害[3-4]，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)減災(zāi)[5]和氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警[6-7]評估提供了依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料選取及分析方法所用的資料為徐州市農(nóng)業(yè)氣象站基本氣象數(shù)據(jù)，包括氣溫、降水量和日照等。氣象要素主要的分析方法是線性趨勢法[8]，對氣象要素的評價是參照中國氣象局《全國氣候影響評價》[9]的評價標(biāo)準(zhǔn)，以 1971～2013年的平均值為參考對象。

1.2 觀測和試驗

1.2.1觀測地點選取。 試驗田選取了江蘇省徐州市銅山區(qū)大彭鎮(zhèn)大劉村三組。該地段為平原地形，地勢較平坦，面積約0.1 hm2(長200.0 m，寬5.0 m)。地段位于氣候觀測場的西偏南15°，直線距離為7.3 km,地理位置為34°17′N、117°9′ E，海拔高度41.0 m。地段北距310國道30 m，南距公路30 m，西北50 m為村莊，東西兩側(cè)為大田，有灌溉條件，從河中經(jīng)水泵翻水灌溉，能保證灌溉。地段地下水位深度常年大于2 m。地段土壤質(zhì)地0～10 cm為粘壤土、10～20 cm為粉壤土，20～50 cm為細砂土，土壤酸堿度為中，土壤肥力中等。地段產(chǎn)量水平為中。秧田在觀測地段的西面200 m，面積約為80.0 m2，秧田耕作制度為水稻-秧田，地段土壤狀況同觀測地段。

1.2.2觀測項目。 觀測的水稻品種類型、熟性、栽培方式依次為常規(guī)稻、粳稻、一季稻、中熟、移栽。水稻的生長狀況按照中國氣象局農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范的作物分冊中水稻觀測的相關(guān)規(guī)定進行觀測并記錄觀測數(shù)據(jù)。氣象條件觀測按照中國氣象局地面觀測規(guī)范進行觀測并記錄觀測數(shù)據(jù)。

1.2.3試驗。 江蘇省徐州市水稻從5月份開始播種到10月份收獲，歷經(jīng)5個多月左右的時間，經(jīng)研究統(tǒng)計，試驗田的水稻1998～2013年的平均發(fā)育期如表1所示。研究同一時期氣溫、降水、日照這3種氣象條件在水稻不同的生長發(fā)育階段的變化(表2)。

表1 試驗田1998～2013年水稻平均發(fā)育期

表2 水稻發(fā)育期間各旬氣象條件變化

2 結(jié)果與分析

2.1 綜合氣象條件分析

2.1.1氣溫。從圖1可看出，1971～2013年江蘇省徐州市平均氣溫為14.7 ℃，擬合直線方程為y=0.034 7x-54.360 1，線性系數(shù)為 0. 034 7 ℃/a，可見，隨著年份的增加，年平均氣溫整體上呈現(xiàn)變暖的趨勢。

2.1.2降水量。從圖2可看出，1971～2013年江蘇省徐州市平均降水量為825.5 mm，擬合直線方程為y=-0.394 3x+1 611，線性系數(shù)為-0.394 3 mm/a可見，隨著年份的增加，年平均降水量略有減少的趨勢，但整體上與均值(825.5 mm)持平。

2.1.3日照時數(shù)。圖3顯示，1971～2013年江蘇省徐州市平均日照時數(shù)為2 130.6 h，擬合直線方程為y=-5.184 1x+12 457，線性系數(shù)為-5.184 1 h/a,表明隨著年份的增加，年平均日照時數(shù)整體上呈現(xiàn)略有減少的趨勢。

2.2 氣象條件對水稻生長發(fā)育的影響分析在水稻生長發(fā)育(5～10月份)期間，溫度≥0 ℃的積溫為4 156 ℃·d，降水量為689.2 mm，日照時數(shù)累計為1 176.5 h，按照水稻生長發(fā)育的時間順序進行分析，具體的分析如下。

2.2.1播種——移栽期。 徐州市水稻一般于5月初開始播種，這一時段的平均氣溫在20 ℃左右，降水量相對較少，日照充足，對水稻出苗有利。在5月中旬～6月上旬氣溫持續(xù)升高，降水量適宜，日照時數(shù)較為充足，對水稻的幼苗生長比較有利，苗情較好。

2.2.2返青——分蘗期。 秧苗移栽后由于根系受到損傷，需要5～7 d地上部才能恢復(fù)生長，根系萌發(fā)出新根，這段時期稱返青期。從6月中旬開始，平均氣溫不斷增加，但日照時數(shù)有所減少，同時降水量開始增加，并趨向于集中分布，這將有利于移栽后的水稻返青。 水稻返青后分蘗開始發(fā)生，直到開始拔節(jié)時分蘗停止，一部分分蘗具有一定量的根系，以后能抽穗結(jié)實，稱為有效分蘗；一部分出生較遲的分蘗以后不能抽穗結(jié)實或漸漸死亡，這部分分蘗稱為無效分蘗。水稻的有效分蘗期一般在移栽后的15～20 d。

2.2.3拔節(jié)——抽穗期。 7月中旬～8月中旬為水稻的拔節(jié)孕穗期，此期間的平均氣溫為27.3 ℃，降水量為287.1 mm，日照時數(shù)為249.2 h，對在田水稻的生長較為有利。8月下旬則為水稻的抽穗開花期，抽穗的適溫為25～35 ℃，徐州市此旬的平均氣溫為25.2 ℃，對水稻抽穗較為有利。在水稻拔節(jié)孕穗期內(nèi)如果有溫度低于20 ℃，則會使一部分或全部稻株產(chǎn)生“包穗”的現(xiàn)象。抽穗開花期根據(jù)天氣與土壤條件，應(yīng)保持一定水層，此間降水量為45 mm，但集中于旬末，如果遇到旱災(zāi)，則會造成穎花退化，每穗粒數(shù)將會減少，導(dǎo)致結(jié)實率下降。充足的光照將促進幼穗分化、發(fā)育，徐州市8月下旬日照時數(shù)為65.7 h，這有利于水稻開花授粉。

2.2.4乳熟——成熟期。 9月份是水稻的灌漿成熟期，這是水稻產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期，此期氣候條件對產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。溫度對灌漿結(jié)實影響較大，一般情況下，灌漿期最適氣溫為20～22 ℃，且灌漿前15 d以晝溫29 ℃、夜溫19 ℃、日平均溫度24 ℃為宜；灌漿后15 d以晝溫20 ℃、夜溫16 ℃、日平均溫度18 ℃為宜。適宜的灌漿溫度，有利于延長積累營養(yǎng)物質(zhì)的時間，細胞老化慢，呼吸消耗少，米質(zhì)自然好。低溫和高溫均不利于水稻籽粒正常灌漿，影響稻米品質(zhì)。如持續(xù)低溫與干風(fēng)共同影響，可導(dǎo)致莖葉干枯，粒重明顯下降。徐州市9月份均溫在20 ℃以上，滿足水稻灌漿期的溫度條件。

水稻在灌漿期對水分的要求，僅次于拔節(jié)孕穗期和分蘗期，此期如果水分不足，將會直接影響葉片的光合作用和灌漿物質(zhì)運輸，縮短正常灌漿時間，若灌漿不足則易造成水稻的米質(zhì)下降，減產(chǎn)減收。徐州市此間降水量呈逐漸減少的趨勢，但基本上可以滿足灌漿期水稻對水分的需求。 光照將會影響葉片光合作用和碳水化合物向谷粒運輸，灌漿期的光和效率將會直接影響水稻產(chǎn)量。此期間的日照時數(shù)較之以前略有減少，但不會影響到水稻的灌漿成熟。

3 小結(jié)

綜上所述，徐州市的氣象條件對水稻的生長有利有弊，基本上可以滿足水稻的生長需要。 徐州市農(nóng)業(yè)氣候資源總體上是大部時段光溫條件較好，氣溫為較高，日照時數(shù)正常到偏多，但降水量略少，有利于水稻的生長發(fā)育。全年仍有一定的氣象災(zāi)害發(fā)生，主要的不利氣象災(zāi)害有暴雨、干旱等。需要強調(diào)的是，如低溫、高溫?zé)岷Α庀蟾珊档葘λ旧L發(fā)育造成的影響過程較為緩慢，不如暴雨等造成的損失直接，但各種氣象災(zāi)害造成的直接或間接的影響，均應(yīng)該得到農(nóng)氣觀測者和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的重視，均應(yīng)該積極采取應(yīng)對措施，爭取最大的經(jīng)濟效益。

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Analysis of the Influence of Meteorological Conditions on the Growth and Development of Rice in Xuzhou

WANG Xiao1, SUN Jian-yin2, GE Shu-fen1et al

(1. Meteorological Bureau Service Center, Xuzhou, Jiangsu 221002; 2. Meteorological Station, Xuzhou, Jiangsu 221002)

In connection with the specific meteorological condition characteristics and the natural conditions in Xuzhou, Jiangsu Province, and through the analysis and research for many years agricultural meteorology observation record data, combined with climatic conditions, the influence of temperature, precipitation and sunshine on the growth and development of rice were elaborated, the intensity of the effects and advantages, disadvantages of the various weather conditions were analyzed, which not only can provide a scientific basis for the whole process monitoring and forecasting of rice in the process of development and growth, but also provide reference for the meteorological disaster reduction and disaster assessment.

Agricultural meteorology; Rice; Temperature; Precipitation; Sunshine

徐州市科技基金項目(XM13B110)。

王霄(1989-)，男，江蘇徐州人，助理工程師，碩士，從事農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、模式識別、數(shù)據(jù)挖掘等研究。

2014-11-21

S 161

A

0517-6611(2015)01-135-02