信陽粳稻晚播氣候適宜度分析

段斌 方玲 宋世枝 何世界 李慧龍 宋曉華 甄才紅

（河南省信陽市農業科學院，河南信陽464000；第一作者：duanb@163.com）

信陽粳稻晚播氣候適宜度分析

段斌 方玲 宋世枝 何世界 李慧龍 宋曉華 甄才紅

（河南省信陽市農業科學院，河南信陽464000；第一作者：duanb@163.com）

以信陽市近35年（1980-2014年）晚播粳稻幼苗期、分蘗期、拔節孕穗期、抽穗揚花期和灌漿成熟期等5個生育階段的平均氣溫、降水量和日照時數等數據為基礎，利用前人研究的氣候適宜度公式模型，計算研究信陽粳稻晚播后的氣候適宜度。結果表明，苗期氣溫、降水和日照氣候適宜度分別為0.98、0.99和0.63，綜合值0.85，適宜度高；分蘗期分別為0.99、0.51和0.54，綜合值0.65，適宜度一般；拔節孕穗期分別為0.99、0.87和0.67，綜合值0.83，適宜度較高；抽穗揚花期分別為0.70、0.99和0.56，綜合值0.73，適宜度較高；灌漿成熟期分別為0.60、0.98和0.57，綜合值0.73，適宜度較高?？梢?，信陽粳稻適當晚播后的氣候適宜度總體較為適宜。

粳稻；晚播；氣候適宜度；信陽

信陽地處河南南部，屬亞熱帶向暖溫帶過渡區，地跨淮河，位于中國亞熱帶和暖溫帶的地理分界線（秦嶺-淮河）上。信陽水稻種植歷史悠久，是我國秈稻分布的北沿，水稻種植面積45萬hm2左右，占河南省水稻面積的70%，水稻生產在農業生產中占有重要地位。建國以來，信陽稻作經歷了“高改矮”、“單改雙”、“常改雜”等幾個大的發展歷程，形成了一整套以良種為中心的配套技術，帶來耕作制度的深刻變化。信陽粳稻的發展經歷了幾起幾落。由于豫南是傳統的水稻種植區，從上世紀50年代中期至90年代前期，信陽粳稻的開發應用一直受到各方重視。1985-1994年曾有3次大的“秈改粳”活動，但均以失敗而告終。部分農業科技人員甚至對信陽能不能種植粳稻持懷疑態度。本世紀初，信陽市農科院根據粳稻的生理特性和信陽的氣候特點，提出了推遲粳稻抽穗灌漿期和播種期的栽培對策，建立起豫南粳稻晚播高產優質栽培技術體系[1-4]，實現了豫南粳稻的高產穩產。

農作物的生長發育與自然條件關系密切，作物生長發育和產量形成需要一定的熱量、適宜的水分和充足的陽光。氣候對作物生長的適宜程度簡稱適宜度，取值于[0，1]，它是氣候與作物相互關系的綜合量度指標[5]。農業生態氣候適宜度具有綜合和動態的特色，它的提出及應用促使農業氣候資源評價逐步客觀化和模糊定量化，為農業氣候資源的定量分析和分類評價開辟了一個新的途徑[6]。信陽粳稻推遲播種后雖然實現了高產穩產，但推遲播種后的氣候條件是否適宜粳稻生長發育，還沒有進行具體研究。本文結合前人[7-15]的研究成果，在前人建立的農業生態氣候適宜度動態模型的基礎上，結合信陽的實際，應用生態適宜度理論和模糊數學的方法建立適宜度模型，定量研究信陽粳稻推遲播種后對氣候資源的響應，以完善豫南粳稻晚播高產栽培技術理論體系，為豫南稻區粳稻發展提供參考。

1 數據來源與計算方法

1.1 粳稻氣候適宜度的計算方法

信陽粳稻晚播后播種期由4月中下旬推遲到5月下旬，成熟收獲期推遲到10月中下旬，本文按照水稻生育進程，結合信陽粳稻晚播生長實際，將粳稻生長發育過程分為幼苗期、分蘗期、拔節孕穗期、抽穗揚花期和灌漿結實期5個生長發育階段，對各生育階段的氣候適宜度進行分析。溫度、降水和日照對豫南晚播粳稻的適宜度函數分別利用馬樹慶等[13-15]的研究成果，用下列公式計算：

式中，B=（T2-T0）/（T0-T1），S（T）為豫南粳稻生育期內溫度適宜度，S（R）為降水適宜度，S（S）為日照時數氣候適宜度。T是豫南粳稻某個生育期的平均氣溫，T1、T2、T0分別是粳稻在該生育期內生長發育的下限、上限和最適溫度。R表示豫南粳稻某個生長發育階段的降水量，R0表示該生長發育階段作物生理需水量。以粳稻生育期內日照時數達可照時數的70%（日照百分率）為臨界點，認為日照百分率達到70%以上，豫南粳稻對光照條件的反應達到適宜狀態。S0為日照時數為70%的日照時數，b為經驗常數。模型各參數取值見表1。

表1 水稻各生育期的溫度、生理需水量、日照時數模型參數

表2 信陽粳稻晚播后各生育時期主要氣候因子（1980-2014）

為綜合反映溫度、日照、降水對豫南稻區粳稻晚播氣候適宜性的影響，選用幾何平均的方法構建豫南粳稻綜合氣候適宜度模型[10]，即：

1.2 氣候資料

本文利用1980-2014年共35年的粳稻推遲播種后不同生長發育時期內平均溫度、降雨量和日照時數，計算粳稻晚播后的氣候適宜度。氣象資料來源于信陽市氣象局氣象觀測站。數據的處理主要運用DPS數據處理系統完成。信陽地區35年粳稻各生育時期主要氣候因子見表2。

1.3 氣候適宜度的評價標準

根據黃璜[15]對于氣候適宜度評價標準評價信陽粳稻晚播后氣候適宜度。適宜度＞0.85，適宜度高；適宜度為0.70～0.85，適宜度較高；適宜度為0.50～0.70，適宜度一般；適宜度＜0.5，適宜度低。

2 結果與分析

2.1 信陽粳稻晚播溫度適宜度

根據公式1，利用1980-2014年信陽粳稻生長發育階段平均溫度35年平均值，計算粳稻晚播后的溫度適宜度，結果見表3。從表3可見，信陽粳稻推遲晚播后，苗期到拔節孕穗期溫度適宜度高，適宜度均在0.98以上?？梢?，晚播后，信陽溫度條件較適宜粳稻的生長發育。據近35年氣象資料，信陽地區平均溫度春季為15.0℃，夏季為26.4℃，秋季為15.9℃，最高溫度出現在7、8月份。晚播后粳稻灌漿期主要是在9月份至10月上中旬，根據近35年氣候數據分析結果，9月份平均溫度為21.68℃，到10月份氣溫開始下降，但也在粳稻灌漿適宜溫度范圍內，整個灌漿期平均溫度為19.98℃（見表2）。有關研究表明，粳稻適宜灌漿期溫度為21.00℃～23.00℃[16]。信陽粳稻推遲播種后，溫度條件接近粳稻灌漿期適宜溫度，適宜粳稻灌漿結實，且晝夜溫差大，對灌漿結實有利，有利于增加粳稻產量[4，17]。

2.2 信陽粳稻晚播降水適宜度

根據公式2計算信陽粳稻晚播后的降水適宜度。從表3可見，信陽粳稻晚播后除分蘗期降水適宜度表現一般外，其余生育階段降水適宜度均較高，其中，幼苗期、抽穗揚花期和灌漿成熟期適宜度均達到0.98以上，拔節孕穗期也達到0.87。據近35年統計結果，信陽地區常年降水總量為900～1 400 mm，粳稻晚播后生育期內降水總量為700 mm左右，降雨集中在6月下旬至8月下旬（降水量為450 mm左右，占粳稻生育期降水總量的62.8%），而這一時期正是晚播粳稻分蘗期至抽穗揚花期，是水稻需水最多的時期，正常年份降水量基本可以滿足這一時期需水要求，但由于時空分布不均，降水往往過于集中，容易造成不同生育時期降水量過多或過少。至9月份以后，降水量減少，氣溫下降，田間蒸發量小，而此時粳稻需水量也較小，保持田間干干濕濕狀態，有利于粳稻的灌漿結實?？偟目磥恚ツ暇就聿ズ螅邓畻l件較適宜粳稻生長發育。

2.3 信陽粳稻晚播日照適宜度

表3 豫南粳稻晚播氣候適宜度

根據公式3計算信陽粳稻晚播日照適宜度。從表3可見，信陽粳稻晚播后從苗期到灌漿成熟期日照適宜度均表現一般，日照適宜度在0.54～0.67之間。根據35年氣候資料統計結果，信陽地區太陽總輻射年平均4 700~5 100 MJ/m2，日照百分率年平均為45%，信陽地區從6月份開始進入汛期，降雨量較多，陰雨天較多，日照相對較少。進入9月份后，粳稻進入灌漿成熟期，陰雨天減少，秋高氣爽，日照時數相對較長，雖然達不到日照百分率70%的最適宜要求，但旬平均日照時數達到75.71 h（表2），在粳稻整個生育時期內也是最高的，仍然有利于粳稻灌漿結實。

2.4 信陽粳稻綜合氣候適宜度

根據公式4計算信陽粳稻晚播后的綜合氣候適宜度。從表3可見，信陽粳稻晚播后綜合氣候適宜度較高。其中，幼苗期綜合氣候適宜度達到0.85，拔節孕穗期達到0.83，抽穗揚花期和灌漿成熟期均為0.73，分蘗期綜合氣候適宜度一般，只有0.63?？偟膩砜矗抨柧就聿ズ笳麄€生育期內氣候對粳稻的生長仍較為適宜。

信陽粳稻推遲播種后，苗期至拔節孕穗期均處于溫度較高、降水量較多、太陽輻射較強的時期，此時正是粳稻需水量較大、溫度要求相對較高的時期，也是粳稻生長發育較旺盛的時期，此時較高的溫度、較強的光照和充沛的降水有利于粳稻生長，而8月下旬降水量相對較少，此時粳稻正值抽穗揚花期，也是粳稻能否取得高產的關鍵時期，陰雨天氣和高溫天氣均不利于粳稻的抽穗揚花，高溫天氣易導致結實率降低，連續陰雨天氣除了影響粳稻揚花授粉，還容易引發病害。信陽大部分縣鄉有較好的灌溉條件，能夠滿足這一時期的需水要求。多年的田間試驗和生產實際表明，信陽粳稻晚播后灌漿成熟期溫度適中、降水量較小、日照充分，光溫條件相比未推遲播種更適宜粳稻灌漿結實，有利于提高結實率、增加千粒重、改善稻米品質和提高產量。

3 小結與討論

3.1 時空分布不均，導致年際間差異較大

信陽市具有豐富的農業氣候資源，光、熱、水資源充沛，但由于受季風環流影響，氣象要素的時空分布不均，年際間差異較大，同一年不同時段也有差異，如1986年和1991年，8月下旬降水量為0，正值晚播粳稻的抽穗揚花期，降水適宜度也為0，對整個數據分析有一定的影響。時空分布不均，導致信陽粳稻晚播氣候適宜度年際間差異較大，且個別年份或局部地區還有一些突發性的氣象災害，往往會給農業生產造成損失。

3.2 栽培方法、品種特性不同受氣候影響也不同

由于不同的品種、不同的栽培條件和管理措施，水稻對光、熱、水等氣候資源利用也有差異，氣候對作物生長的適宜程度也不一樣。本文以晚播粳稻整個生育時期為時間段，較籠統的分析了信陽粳稻晚播后生長發育與氣候的適宜程度，雖然沒有考慮品種、栽培技術等方面的差異，但對信陽乃至整個豫南稻區的粳稻生產仍具有一定的指導意義，也有利于完善豫南粳稻晚播高產栽培技術理論體系，為豫南粳稻產業化發展提供參考。

3.3 氣候適宜度的應用需要與農業生產實際相結合

信陽處于河南省南部，大別山北麓，地形復雜多樣，西部和南部屬于山地，中部為丘陵崗地，北部為平原和洼地。不同的地理條件造成了種植制度、種植習慣的差異。本文分析了粳稻晚播后的氣候適宜度，為農業生產提供了參考，但實際生產中還需與基本生產條件、種植習慣相結合，結合本區域實際，科學安排好種植規劃，將粳稻安排在適宜的氣候條件下種植，才能充分利用當地氣候資源優勢，實現穩產高產和農民增收。

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Analysis of Climate Suitability of Late Sowing Japonica Rice in Xinyang Area

DUAN Bin,FANG Ling,SONG Shizhi,HE Shijie,LI Huilong,SONG Xiaohua,ZHEN Caihong
（Xinyang Academy of Agricultural Sciences of Henan Province,Xinyang,Hehan 464000,China;1st author:duanb@163.com）

Based on the data of daily average temperatures,precipitation and sunshine duration in rice growth period during the past 35 years（1980-2014）in Xinyang City,calculated the climate suitability of seedling stage,tillering stage,jointing-booting stage,flowering stage and filling stage after delayed sowing of japonica rice by using the climate suitability model.The results showed that,after delayed sowing,seedling stage temperatures,precipitation and sunshine duration suitability were 0.98,0.99 and 0.63 respectively; comprehensive climate suitability is 0.85,the degree was high;tillering stage were 0.99,0.51 and 0.54,climate suitability was 0.65, the degree was medium;jointing-booting stage were 0.99,0.87 and 0.67,climate suitability was 0.85,the degree was higher;flowering stage were 0.60,0.98 and 0.57,climate suitability is 0.73,the degree was higher;filling stage were 0.60,0.98 and 0.57,climate suitability was 0.73,the degree was higher.Climate suitability of late sowing japonica rice in Xinyang area was relatively appropriate.

japonica rice;late sowing;climate suitability;Xinyang City

S162

A

1006-8082（2017）02-0053-04

2016-11-17

河南省重大科技專項“豫南稻區秈改粳技術研究與產業化”（121100110200）；國家水稻產業技術體系建設項目