趙丹丹 杜瑩瑩 張麗明 王雋志 王玲
摘 要 吉林省水稻種植面積較大,水稻生長季氣象條件較復雜,對水稻生產造成了顯著影響。因此,為給農業生產氣象服務優化提供一些參考,簡單介紹了吉林省通榆縣水稻播種分蘗期、抽穗期、灌漿期、成熟期等生長季氣象條件,論述了干旱、大風、暴雨洪澇、冰雹、高溫等氣象條件對水稻生產的影響,探討了基于水稻作物的氣象服務對策。
關鍵詞 水稻;氣象條件;吉林省通榆縣
中圖分類號:S511 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.24.030
通榆縣位于吉林省西部,科爾沁草原東陲,總面積為8 476.39 km2,耕地總面積為36萬hm2,其中稻谷種植面積1 565 hm2。通榆縣屬中溫帶半干旱大陸性季風氣候,四季氣溫、濕度變化鮮明,不同季節的氣象條件對水稻生產造成了不同程度的影響。因此,分析通榆縣水稻生長季氣象條件及其影響具有非常突出的現實意義。
1 水稻生長季氣象條件
1.1 播種、分蘗期
吉林省水稻播種、分蘗期為5月中旬到7月初,持續55~60 d。根據2023年通榆縣氣溫走勢,得出水稻播種、分蘗期氣溫在10~40 ℃,風向為西北風、東南風、東風,天氣多為小雨轉晴、多云、晴轉多云、多云轉陰等,最大風力為西北風6~8級,此時易發生的氣象災害為干旱、大風、高溫。如在2022年4月23日至5月23日,吉林全省降水異常偏少,平均降水量僅為19.9 mm,通榆縣降水量不足10 mm,導致出現干旱;2023年6月6日22:32,通榆縣氣象局發布大風藍色預警,24 h內平均風力在6級以上,陣風在8級以上;2023年6月25日15:07,通榆縣氣象局發布高溫紅色預警,24 h內部分鄉鎮最高氣溫在40 ℃以上。
1.2 抽穗期
吉林省水稻抽穗期為7—8月,持續30 d左右。根據2023年通榆縣天氣走勢,得出水稻抽穗期氣溫在13~32 ℃,天氣多為晴、大雨轉小雨、雷陣雨轉中雨、多云、多云轉中雨及小雨轉暴雨等,風向為東北風、西北風、西風、東風,風力最大為西風3~4級,此時易發生的氣象災害為暴雨洪澇。如2023年7月14日5:44,通榆縣發布暴雨黃色預警,預計6 h內向海鄉、興隆山鎮、烏蘭花鎮等鄉鎮降水量超出50 mm,
1 h降水量達20 mm;2023年8月2日19:10,通榆縣氣象局發布雷電黃色預警,6 h內新華鎮、包拉溫都鄉、瞻榆鎮等鄉鎮發展有對流云系,局部伴隨短時強降雨。
1.3 灌漿期
吉林省水稻灌漿期(含開花、結實、灌漿)為8月
中旬到9月中旬,持續20~30 d。根據通榆縣氣象預報,水稻灌漿期氣溫在6~33 ℃,天氣多為晴、多云轉晴、小雨,風向為西南風、東風、西風、東北風,最大風力為西風6~8級,此時易發生的氣象災害為暴雨洪澇、冰雹寒潮、大風、高溫。如在2023年8月25日17:55,通榆縣氣象局發布暴雨藍色預警信號,以興隆山鎮為代表的局部地區12 h內降水量在
50 mm以上,降雨將持續;2023年9月3日16:40,通榆縣氣象局發布冰雹黃色預警,預計6 h內新發鄉、向海鄉、團結鄉等鄉鎮會出現冰雹天氣,局部伴隨雷暴大風,可形成雹災;2023年9月7日11:36,通榆縣氣象局發布大風藍色預警,24 h內平均風力在6級以上,陣風在8級以上;2023年9月7日13:24,通榆縣氣象局發布高溫藍色預警,預計24 h內部分鄉鎮最高氣溫將上升到33 ℃以上。
1.4 成熟期
吉林省水稻成熟時間為9月底到10月中旬,持續15~20 d。根據通榆縣氣象預報,水稻成熟期氣溫為1~23 ℃,天氣多為晴、多云轉晴、多云,風向為西風、東風、西北風、西南風,最大風力為西北風6~8級,此時常見氣象災害為大風。例如,在2023年10月
15日19:54,通榆縣氣象局發布大風藍色預警信號,24 h內平均風力超出6級,陣風在8級以上。
2 氣象條件對水稻生產的影響
2.1 干旱
干旱會直接影響水稻生育進程[1]。在播種期,土壤濕度不足將導致水稻僵苗不發、出苗不齊,出現大面積少秧情況。同時,干旱天氣下,水稻秧苗無法正常移栽;分蘗期遇干旱,水稻難以順利返青分蘗。
2.2 大風
1)6級以上大風災害將影響水稻正常出苗。在陣風超出8級的高風險天氣,水稻秧苗易折斷。2)在水稻灌漿期,大風天氣將導致水稻植株出現大量倒伏,正常發育進程受阻,最終造成水稻產量下降。同時,風速超出6級時,水稻無法正常開花授粉。3)在水稻成熟期,8級以上陣風將造成水稻莖稈彎折、斷裂,直接影響水稻發育。大風天氣還將加速籽粒脫落,影響收獲進程。
2.3 暴雨洪澇
1)在水稻抽穗期,暴雨洪澇災害將導致稻田積水,水稻根系易腐爛,水退后植株細弱易倒伏,水淹時間與水稻植株倒伏程度呈正相關[2]。嚴重暴雨會直接沖擊毀損稻田,導致水稻正常抽穗進程受阻。同時當空氣相對濕度超出90%時,水稻極易出現稻瘟病,影響水稻正常生長。
2)在水稻灌漿期,無法排除的積水易引發水稻病蟲害,如稻飛虱、紋枯病等,影響水稻產量與質量。同時,在持續降雨情況下,積水淹沒水稻植株頂部超出3晝夜,會造成減產;積水淹沒水稻植株頂部超出
7晝夜,將造成水稻絕收。
2.4 冰雹
水稻灌漿期包含開花、結實、灌漿3個階段。通榆縣冰雹多伴隨強對流天氣,對水稻灌漿期生長有直接影響。在水稻開花期遇冰雹,將直接干擾水稻授粉,降低水稻穗粒數;在水稻結實時遇冰雹,將出現植株受損、結實不良現象,增加空秕率;在水稻灌漿時遇冰雹,將增加水稻植株根系腐爛概率,降低水稻千粒重。
2.5 高溫
1)通榆縣水稻感溫性較強,在營養生長期間遇到較高積溫,會造成生長發育進程加速,并伴隨葉片減少、營養生長期縮短、分蘗率下降的情況,進而導致干物質積累量低于預期,收獲時單位面積穗數減少。
2)水稻高溫熱害條件日平均氣溫超過30 ℃。在水稻灌漿期遇高溫熱害,將出現高溫逼熟,水稻根系早衰;隨之引發水稻根系養分吸收能力下降,稻葉光合功能減弱,秕粒、半實粒數量增加,千粒重下降[3]。
3 水稻生長季的氣象服務方案
3.1 水稻播種、分蘗期
實現干旱、大風、高溫氣象服務的定量化、自動化、規范化,向區域水稻種植戶提供客觀、實時、準確的氣象情報,是通榆縣氣象服務部門的迫切任務之一[4]?;诖?,在現有水稻生產氣象監測網點運行的基礎上,相關部門應以水稻物候動態監測為重點,利用現代統計分析技術,建成通榆縣特色水稻物候預測模式庫,將區域實時氣象旬報轉換為量化信息。進而從氣象旬報數據庫中提取水稻有關信息,初步形成水稻生物學與氣象學對應的數據庫,滿足通榆縣水稻主產區物候實況情報簡便、全面的預測要求。同時,根據水稻播種、分蘗期在不同年份日期動態變化實況,以屏幕顯示的方式輸出多項氣象影響預測信息,包括日平均氣溫、大風等級、風速、最小相對濕度、最高氣溫等,最終形成通榆縣水稻氣候要素值資料報表,為水稻種植戶調整播種方案提供依據。比如,選擇耐旱品種,提前播種避開干旱天氣,及時修筑囤水田或
蓄水池等。
3.2 水稻抽穗期
水稻抽穗期對溫度、降水量的需求較大,一般要求日平均氣溫超出30 ℃但低于35 ℃,空氣相對濕度達到(75±5)%。基于此,相關服務部門應明晰水稻抽穗期對氣象條件的需求,有針對性地探討水稻抽穗期的氣象服務指標,奠定水稻專題農業氣象服務基礎,為水稻穩產豐收提供有力支持[5]。同時,相關氣象服務部門應與農業部門建立合作關系,共同深入水稻田間,全面梳理水稻抽穗期的氣象災害,并制訂適宜方案,避免氣象災害干擾水稻高產豐收。根據通榆縣水稻抽穗期持續時間,應著重關注溫度變化、降水情況、日照時間長短與光照強度,做好連續陰雨、階段性低溫、大風天氣的氣象預報,在風力超過6級、連續陰雨、雷暴天氣到來前24 h發布警報,便于區域水稻種植戶及時采取噴藥、排灌、曬田、排水洗泥等措施,確保水稻正常抽穗。
3.3 水稻灌漿期
暴雨洪澇、冰雹寒潮、大風、高溫是水稻灌漿期常見氣象災害,及時收集并應用相關氣象風險普查資料,完善氣象服務體系,對于實現水稻順利灌漿具有至關重要的作用[6]。因此,根據水稻灌漿期對天氣依賴性強、受擾氣象因素多的特點,氣象服務部門可以通過資料共享的方式,收集通榆縣2000—2023年
(8月中旬到9月中旬)歷次氣象災害發生起止時間、災害程度、損失情況,打造氣象災害水稻灌漿期風險區劃機制。暴雨洪澇災害風險區劃可選擇的致災因子為最大小時降水量、累計降水量、暴雨持續天數、最大日降水量;冰雹寒潮災害風險區劃可選擇冰雹持續時間、降溫、伴隨強對流天氣持續時間等作為致災因子;大風災害風險區劃致災因子可選擇風向、風級、風速,并根據大風災害情況(高、較高、中、較低、低),進行不同顏色的分配,便于吸引種植戶視線,提醒種植戶提前采取打田、施肥、化控措施,降低不良氣象對水稻灌漿的干擾;高溫災害風險區劃可以日平均氣溫超出30 ℃為主要致災因子,將持續3 d及3 d以上作為輔助致災因子,并根據持續天數劃分高溫熱害程度,如日平均氣溫超出30 ℃且持續3~5 d為輕度;日平均氣溫超出30 ℃且持續6~8 d為中度;超出
8 d為重度。以中度、重度高溫熱害為重點,提前發布氣象預報,提醒水稻種植戶進行灌水、中耕等降溫措施,防止高溫逼熟。
3.4 水稻成熟期
在水稻成熟期,呈現出感光性、感溫性、基本營養生長性的特征,上述特征共同決定了通榆縣水稻品種生育期長短及成熟期變化。因此,氣象服務部門應根據水稻感光性、感溫性、基本營養生長性的有機聯系,從適宜溫度范圍內水稻因日照長短而使成熟期延長或縮短的特性著手,立足延遲成熟的臨界日長,分析當地特定年份氣象[7]。隨后氣象服務部門可以適宜溫度范圍為前提,以水稻因相對濕度高低而出現的成熟期變化特性為依據,明確暴雨洪澇氣象災害下水稻穗粒數、千粒重變化。同時,聯系水稻成熟期基本營養物質生長貯藏特性,推測最有利于水稻成熟的氣象條件,包括溫度、降水、風向等,進而以氣象服務報告的形式發送給農業生產指導部門,便于其指導水稻種植戶選擇適宜的水稻品種,適應特定年份氣象變化,靈活變動水稻生長管理措施,充分利用通榆縣當地氣象條件,實現水稻高產。
4 結語
通榆縣水稻生長季常見氣象為多云、晴、小雨等,干旱、冰雹、暴雨洪澇、大風等氣象災害在水稻生長期不時出現,對水稻產量與品質造成了較大的負面影響。因此,氣象服務部門應注重圍繞水稻生長季優化氣象服務方案,利用氣象普查技術與氣象情報服務系統結合的方式,實現對區域水稻物候的動態監測,為水稻種植戶及時應對氣象災害提供有效參考。
參考文獻:
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(責任編輯:張春雨)