2020年福清氣候對早稻抽穗灌漿的影響分析

陳源高，黃嚇麗

福清市氣象局，福建福清 350300

水稻是一年生禾本科植物，葉長而扁，圓錐花序由許多小穗組成。所結子實即稻谷，去殼后稱為大米或米，是世界上近50%人口的主食。水稻這一古老的作物除可食用外，還可以用于釀酒、制糖、工業原料，稻殼、稻稈也有很多可利用的價值。

福建省位于中國東南沿海，地處亞熱帶，屬于溫暖濕潤型亞熱帶海洋性季風氣候，適宜種植水稻，種植面積位居糧食作物第一位。水稻也是福清的主要糧食作物，早稻種植面積約107 km2。水稻品質和產量與氣候的關系密切，在適宜的氣象條件下水稻長勢較好，能增加產量。2020年夏季福清氣候異常，部分鎮街早稻出現白穗病害，高溫干旱對部分鎮街處于抽穗灌漿期缺少灌溉條件的早稻造成不利影響。

1 資料與方法

2020年日平均氣溫、日最高氣溫、降雨量，以及1981—2010年30年的氣候資料來源于福清國家氣象觀測站的觀測數據，區域自動氣象站資料來源于福清市氣象局在全市布設的38個區域自動氣象站的觀測數據，早稻病害資料來源于福清市植保植檢站，早稻受災圖片來源于人保財險福清支公司。

本研究采用1981—2010年30年的平均值作為氣候評價基準值，氣溫、降雨量和季節劃分采用氣候評價的標準進行統計分析，夏季為6—8月。采用福建省氣候高溫標準，高溫日數為日最高氣溫≥35℃的天數。根據2020年氣溫、降水等氣象資料，闡述了高溫干旱的異常情況，結合早稻田間調查，分析了高溫干旱對抽穗灌漿期早稻生長的影響。

2 水稻生長發育的氣候條件

水稻生長有利的氣候條件是適宜的氣溫和土壤濕度，充足的光照。氣溫是植物生長發育的重要條件之一，它直接影響作物的生長、分布界限和產量，影響作物的發育速度，還影響作物病蟲害的發生發展[1]。水稻作為一種喜溫作物，在不同生長時期對氣溫的要求不同，當日平均氣溫穩定通過12℃時避開低溫時段，抓住“冷尾暖頭”搶時播種育秧，當低于12℃低溫持續3 d以上易發生爛秧的情況。水稻在抽穗前后10 d內是對氣溫的反應最敏感時期，其最適宜的氣溫為25℃～30℃，日平均氣溫30℃以上就會產生不利影響。孕穗期如遇35℃以上的持續高溫，水稻花器發育不全，花粉發育不良，活力下降；抽穗揚花期如遇熱害，會影響開花散粉和花粉管伸長，導致不能授粉而形成空殼，當氣溫穩定在38℃時，水稻將無法結實[2]。

水稻不同生育期對土壤水分的要求有所不同，一般要求土壤含水量保持在70%～85%為好，遇旱對產量影響有很大的差異。早稻生長早期干旱對產量影響較小,孕穗至抽穗期缺水對產量影響最大，這一時期植株光合作用強，新陳代謝旺盛，是水稻一生中需水量較大的時期，此時缺水將會降低葉片的光合能力，影響幼穗發育，影響枝梗和穎花的發育，增加穎花的退化和不孕的概率，稻株根系活力下降。因此，灌溉在孕穗抽穗期高溫干旱的情況下效果特別顯著，選擇有灌溉條件的地段種植水稻較為適宜。

3 福清氣候條件及其對水稻種植適應性分析

3.1 福清氣候概況

福清市地處東南沿海，屬于南亞熱帶海洋性氣候，溫暖濕潤。夏無酷暑，冬無嚴寒，雨量較充沛，冬半年盛行偏北風，夏半年盛行偏南風。主要氣象災害有臺風、暴雨、干旱以及強雷電等。

福清年平均氣溫為20.1℃，最熱月7月平均氣溫為28.5℃，最冷月1月平均氣溫為11.4℃；1960—2020年日極端最高氣溫超過37℃，僅出現8 d，38℃以上2 d；日極端最低氣溫低于0℃，僅出現3 d。10℃以上年平均積溫7 308.0℃·d。福清雨量較充沛，雨季、干季分明，降水集中在3—9月，而10月至翌年2月為少雨季節，歷年平均年降雨量為1 535.5 mm，最大年降雨量為2 346.7 mm，最小年降雨量為809.7 mm，年平均相對濕度為75%，日最大濕度為100%，最小濕度為8%。歷年平均年日照時數為1 728.4 h。無霜期日數354 d（表1）。

表1 1981—2010年各月年氣象要素特征值

福清每年3—4月為春雨季節，天氣多變，時有強對流天氣出現，較強冷空氣影響時常出現連續3 d天以上日平均氣溫≤12℃的低溫或倒春寒天氣。5—6月為雨季，天氣陰雨連綿，雨季高峰期常出現連續性大雨或暴雨。7—9月為盛夏季節，以晴熱天氣為主，降水主要是受臺風影響和午后熱雷雨造成的。臺風常常帶來狂風暴雨，造成災害，但卻能緩解高溫夏旱，少臺風影響的年份常出現嚴重的夏旱。10—11月秋季多為秋高氣爽的天氣，空氣濕度較小，常出現秋旱。12月至翌年2月為冬季，冷空氣頻繁南下影響，沿海常出現東北大風，降雨量較少，強冷空氣影響有時會出現寒潮天氣，晴冷天氣偶有霜，山區會出現結冰現象。

3.2 福清水稻種植的氣候適應性分析

福清3月下旬大部分鎮街平均氣溫為14℃～16℃，4—11月平均氣溫為18℃～29℃（表1）。海洋性氣候使得福清市除山區外的大部鎮街35℃以上高溫日數和霜凍日數很少，氣溫條件有利于水稻種植，充足的光照和豐沛的降水有利于水稻生長。但臺風帶來的漬澇災害和大風、雨季暴雨對水稻的生長都會造成不利影響，異常年份的夏季高溫干旱、秋季干旱或低溫陰雨寡照均會影響水稻生長，導致水稻產量和品質下降。因此，做好災害性天氣影響期間水稻種植的田間管理工作，趨利避害，才能夠提高水稻產量。

總體而言，福清大部分鎮街的氣溫、濕度、降水和日照等氣候條件適宜種植水稻，中南部鎮街種植早晚雙季稻、西部北部山區種植單季中稻。

4 2020年夏季福清氣候異常對早稻抽穗灌漿的不利影響

4.1 2020年夏季福清氣候異常

2020年夏季福清氣候極為異常，降雨量顯著偏少、氣溫顯著偏高、日照異常偏多，臺風影響異常偏弱，出現嚴重夏旱。

4.1.1 雨量 2020年夏季總降雨量為297.8 mm，距平百分率-25.8%，顯著偏少。6月降雨量209.2 mm，距平百分率-25.8%，屬偏少，降水主要出現在6月上旬，是雨季降雨集中的時段。7月降雨量僅為9.9 mm，距平百分率-93.6%，異常偏少。8月降雨量為78.7 mm，距平百分率-65.9%，顯著偏少，降水主要出現 在6月11日 和6月27—28日。6月 中旬到8月上旬期間，6月中旬雨量均異常偏少，8月中下旬雨量顯著偏少（圖1a）。

圖1 2020年6—8月逐旬降雨量（a）、氣溫（b）與歷史同期對比曲線圖

2020年臺風影響異常偏少、偏弱，僅8月有1次臺風“米克拉”達到影響標準，沿海出現8～9級東北陣風，大部分鎮街過程降雨量為20～30 mm，僅1個站點超過50 mm，為南嶺鎮51.3 mm，福清國家氣象觀測站25.8 mm。

4.1.2 氣溫和日照 2020年福清夏季氣溫較常年顯著偏高，季平均氣溫為28.5℃；尤其是6月平均氣溫為27.5℃，顯著偏高；中旬平均氣溫28.4℃，異常偏高2.6℃，與1991年并列為歷史同期第2的高位（1961年28.5℃），6月上旬和下旬平均氣溫分別為25.7℃、28.5℃，均顯著偏高1.1℃；7—8月平均氣溫正常（圖1b）。季內日平均氣溫≥30.0℃日數為5 d，比2019年多3 d；日平均氣溫最高為7月23日30.6℃，最低為6月8日23.3℃。季內日極端最高氣溫≥35.0℃的高溫天氣日數為7 d，比2019年多4 d，最高氣溫為36.3℃，出現在7月23日；極端最低氣溫21.2℃，出現在6月2日。

2020年福清夏季日照時數較常年異常偏多，6、7、8月分別偏多31%、22%和42%。太陽輻射強烈，助推氣溫偏高，蒸發量增加，導致干旱嚴重。

4.1.3 干旱 2020年6月上旬是福清市雨季降雨集中期，6月12日開始轉入夏季晴熱天氣。6月12日—8月10日福清市城區日降雨量≤2 mm連旱日數累計達55 d，累計降雨量僅21.7 mm；8月11日出現大雨天氣，旱情略有緩解但未達到解除標準，干旱延續至8月25日；6月12日—8月25日累計雨量為55.9 mm，僅為常年同期平均雨量的11%（常年同期平均508.1 mm）。雨量異常偏少，且持續高溫，日照異常偏多，蒸發量大，根據福建省氣候中心提供的MCI氣象干旱監測，福清已達到夏季氣象特旱等級。水庫用水告急，土壤墑情偏差。8月27—28日福清市部分鎮街出現連續中雨到大雨，局部暴雨，旱情才有所緩解。

4.2 異常氣候導致早稻抽穗期白穗病發生

2020年6月上旬福清出現連續陰雨天氣，上旬平均氣溫25.7℃，旬雨日9 d,累計雨量197.1 mm,旬日照時數25.2 h，旬平均相對濕度93%；持續陰雨天氣下溫暖潮濕的條件有利于發生早稻病蟲害。而6月12日開始轉入晴熱高溫天氣，至6月30日全市39個自動氣象站觀測資料：日平均氣溫≥30℃出現8 d以上的有11個站，日最高氣溫≥33℃出現20 d以上的有15個站，日最高氣溫≥35℃出現10 d以上的有11個站。6月上旬連續陰雨溫暖潮濕天氣，然后6月中旬開始持續高溫熱害，根據福清市植保植檢站提供的病蟲害觀測數據，處于幼穗分化Ⅳ期的早稻受到嚴重影響，發生白穗現象，從而影響了早稻產量（圖2）。

圖2 江鏡鎮和港頭鎮的白穗情況

4.3 2020年福清部分鎮街早稻減產情況

隨著全球氣候變暖，各種極端自然災害頻繁出現，水稻不同生育期的氣象災害在一定程度上影響了水稻的生長發育，從而影響水稻的產量，很多學者對水稻生育期高溫、干旱的影響進行了大量研究[3-6]。降雨少，高溫加劇土壤水分的蒸發，出現干旱，在灌溉條件差的早稻田塊失墑嚴重，田塊出現龜裂現象，造成水稻抽穗開花困難，不僅抽穗不齊，包頸白穗多，降低結實率，有些田塊出現植株葉片提前枯黃，功能衰竭，還會直接造成抽不出穗，嚴重影響早稻的產量[7]。2020年夏季福清氣候異常，早稻抽穗灌漿期出現持續高溫熱害和異常嚴重的干旱，對早稻抽穗和灌漿造成了不利影響，在灌溉條件差的區域早稻產量明顯下降，局部甚至絕收（圖3）。

圖3 新厝鎮部分早稻田龜裂和早稻少穗枯黃的情況

5 結論

（1）福清市屬于南亞熱帶海洋性氣候，溫暖濕潤。水稻生長階段的氣溫、降水、濕度和光照等氣候條件適宜種植水稻。

（2）2020年夏季福清出現異常的高溫干旱，大部分時段降雨量異常偏少，臺風影響異常偏少偏弱、氣溫顯著偏高、日照異常偏多，出現嚴重夏旱。

（3）2020年6月上旬福清連續陰雨溫暖潮濕天氣，而且中旬開始持續高溫熱害，使得部分鎮街正處于幼穗分化期的早稻受到嚴重影響，出現白穗現象。

（4）2020年夏季福清氣候異常，持續高溫熱害和異常嚴重的干旱，對早稻抽穗和灌漿造成不利影響，在灌溉條件差的區域早稻產量明顯下降，局部甚至絕收。

（5）在氣候異常的情況下，水稻種植地段的灌溉條件和田間管理對提高早稻的產量至關重要。在農業、保險和氣象等多部門的合作下，水稻農業保險的實施可以降低農戶損失，促進農業生產。