信阳粳稻晚播气候适宜度分析

段斌 方玲 宋世枝 何世界 李慧龙 宋晓华 甄才红

（河南省信阳市农业科学院，河南信阳464000；第一作者：duanb@163.com）

信阳粳稻晚播气候适宜度分析

段斌 方玲 宋世枝 何世界 李慧龙 宋晓华 甄才红

（河南省信阳市农业科学院，河南信阳464000；第一作者：duanb@163.com）

以信阳市近35年（1980-2014年）晚播粳稻幼苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗扬花期和灌浆成熟期等5个生育阶段的平均气温、降水量和日照时数等数据为基础，利用前人研究的气候适宜度公式模型，计算研究信阳粳稻晚播后的气候适宜度。结果表明，苗期气温、降水和日照气候适宜度分别为0.98、0.99和0.63，综合值0.85，适宜度高；分蘖期分别为0.99、0.51和0.54，综合值0.65，适宜度一般；拔节孕穗期分别为0.99、0.87和0.67，综合值0.83，适宜度较高；抽穗扬花期分别为0.70、0.99和0.56，综合值0.73，适宜度较高；灌浆成熟期分别为0.60、0.98和0.57，综合值0.73，适宜度较高。可见，信阳粳稻适当晚播后的气候适宜度总体较为适宜。

粳稻；晚播；气候适宜度；信阳

信阳地处河南南部，属亚热带向暖温带过渡区，地跨淮河，位于中国亚热带和暖温带的地理分界线（秦岭-淮河）上。信阳水稻种植历史悠久，是我国籼稻分布的北沿，水稻种植面积45万hm2左右，占河南省水稻面积的70%，水稻生产在农业生产中占有重要地位。建国以来，信阳稻作经历了“高改矮”、“单改双”、“常改杂”等几个大的发展历程，形成了一整套以良种为中心的配套技术，带来耕作制度的深刻变化。信阳粳稻的发展经历了几起几落。由于豫南是传统的水稻种植区，从上世纪50年代中期至90年代前期，信阳粳稻的开发应用一直受到各方重视。1985-1994年曾有3次大的“籼改粳”活动，但均以失败而告终。部分农业科技人员甚至对信阳能不能种植粳稻持怀疑态度。本世纪初，信阳市农科院根据粳稻的生理特性和信阳的气候特点，提出了推迟粳稻抽穗灌浆期和播种期的栽培对策，建立起豫南粳稻晚播高产优质栽培技术体系[1-4]，实现了豫南粳稻的高产稳产。

农作物的生长发育与自然条件关系密切，作物生长发育和产量形成需要一定的热量、适宜的水分和充足的阳光。气候对作物生长的适宜程度简称适宜度，取值于[0，1]，它是气候与作物相互关系的综合量度指标[5]。农业生态气候适宜度具有综合和动态的特色，它的提出及应用促使农业气候资源评价逐步客观化和模糊定量化，为农业气候资源的定量分析和分类评价开辟了一个新的途径[6]。信阳粳稻推迟播种后虽然实现了高产稳产，但推迟播种后的气候条件是否适宜粳稻生长发育，还没有进行具体研究。本文结合前人[7-15]的研究成果，在前人建立的农业生态气候适宜度动态模型的基础上，结合信阳的实际，应用生态适宜度理论和模糊数学的方法建立适宜度模型，定量研究信阳粳稻推迟播种后对气候资源的响应，以完善豫南粳稻晚播高产栽培技术理论体系，为豫南稻区粳稻发展提供参考。

1 数据来源与计算方法

1.1 粳稻气候适宜度的计算方法

信阳粳稻晚播后播种期由4月中下旬推迟到5月下旬，成熟收获期推迟到10月中下旬，本文按照水稻生育进程，结合信阳粳稻晚播生长实际，将粳稻生长发育过程分为幼苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗扬花期和灌浆结实期5个生长发育阶段，对各生育阶段的气候适宜度进行分析。温度、降水和日照对豫南晚播粳稻的适宜度函数分别利用马树庆等[13-15]的研究成果，用下列公式计算：

式中，B=（T2-T0）/（T0-T1），S（T）为豫南粳稻生育期内温度适宜度，S（R）为降水适宜度，S（S）为日照时数气候适宜度。T是豫南粳稻某个生育期的平均气温，T1、T2、T0分别是粳稻在该生育期内生长发育的下限、上限和最适温度。R表示豫南粳稻某个生长发育阶段的降水量，R0表示该生长发育阶段作物生理需水量。以粳稻生育期内日照时数达可照时数的70%（日照百分率）为临界点，认为日照百分率达到70%以上，豫南粳稻对光照条件的反应达到适宜状态。S0为日照时数为70%的日照时数，b为经验常数。模型各参数取值见表1。

表1 水稻各生育期的温度、生理需水量、日照时数模型参数

表2 信阳粳稻晚播后各生育时期主要气候因子（1980-2014）

为综合反映温度、日照、降水对豫南稻区粳稻晚播气候适宜性的影响，选用几何平均的方法构建豫南粳稻综合气候适宜度模型[10]，即：

1.2 气候资料

本文利用1980-2014年共35年的粳稻推迟播种后不同生长发育时期内平均温度、降雨量和日照时数，计算粳稻晚播后的气候适宜度。气象资料来源于信阳市气象局气象观测站。数据的处理主要运用DPS数据处理系统完成。信阳地区35年粳稻各生育时期主要气候因子见表2。

1.3 气候适宜度的评价标准

根据黄璜[15]对于气候适宜度评价标准评价信阳粳稻晚播后气候适宜度。适宜度＞0.85，适宜度高；适宜度为0.70～0.85，适宜度较高；适宜度为0.50～0.70，适宜度一般；适宜度＜0.5，适宜度低。

2 结果与分析

2.1 信阳粳稻晚播温度适宜度

根据公式1，利用1980-2014年信阳粳稻生长发育阶段平均温度35年平均值，计算粳稻晚播后的温度适宜度，结果见表3。从表3可见，信阳粳稻推迟晚播后，苗期到拔节孕穗期温度适宜度高，适宜度均在0.98以上。可见，晚播后，信阳温度条件较适宜粳稻的生长发育。据近35年气象资料，信阳地区平均温度春季为15.0℃，夏季为26.4℃，秋季为15.9℃，最高温度出现在7、8月份。晚播后粳稻灌浆期主要是在9月份至10月上中旬，根据近35年气候数据分析结果，9月份平均温度为21.68℃，到10月份气温开始下降，但也在粳稻灌浆适宜温度范围内，整个灌浆期平均温度为19.98℃（见表2）。有关研究表明，粳稻适宜灌浆期温度为21.00℃～23.00℃[16]。信阳粳稻推迟播种后，温度条件接近粳稻灌浆期适宜温度，适宜粳稻灌浆结实，且昼夜温差大，对灌浆结实有利，有利于增加粳稻产量[4，17]。

2.2 信阳粳稻晚播降水适宜度

根据公式2计算信阳粳稻晚播后的降水适宜度。从表3可见，信阳粳稻晚播后除分蘖期降水适宜度表现一般外，其余生育阶段降水适宜度均较高，其中，幼苗期、抽穗扬花期和灌浆成熟期适宜度均达到0.98以上，拔节孕穗期也达到0.87。据近35年统计结果，信阳地区常年降水总量为900～1 400 mm，粳稻晚播后生育期内降水总量为700 mm左右，降雨集中在6月下旬至8月下旬（降水量为450 mm左右，占粳稻生育期降水总量的62.8%），而这一时期正是晚播粳稻分蘖期至抽穗扬花期，是水稻需水最多的时期，正常年份降水量基本可以满足这一时期需水要求，但由于时空分布不均，降水往往过于集中，容易造成不同生育时期降水量过多或过少。至9月份以后，降水量减少，气温下降，田间蒸发量小，而此时粳稻需水量也较小，保持田间干干湿湿状态，有利于粳稻的灌浆结实。总的看来，豫南粳稻晚播后，降水条件较适宜粳稻生长发育。

2.3 信阳粳稻晚播日照适宜度

表3 豫南粳稻晚播气候适宜度

根据公式3计算信阳粳稻晚播日照适宜度。从表3可见，信阳粳稻晚播后从苗期到灌浆成熟期日照适宜度均表现一般，日照适宜度在0.54～0.67之间。根据35年气候资料统计结果，信阳地区太阳总辐射年平均4 700~5 100 MJ/m2，日照百分率年平均为45%，信阳地区从6月份开始进入汛期，降雨量较多，阴雨天较多，日照相对较少。进入9月份后，粳稻进入灌浆成熟期，阴雨天减少，秋高气爽，日照时数相对较长，虽然达不到日照百分率70%的最适宜要求，但旬平均日照时数达到75.71 h（表2），在粳稻整个生育时期内也是最高的，仍然有利于粳稻灌浆结实。

2.4 信阳粳稻综合气候适宜度

根据公式4计算信阳粳稻晚播后的综合气候适宜度。从表3可见，信阳粳稻晚播后综合气候适宜度较高。其中，幼苗期综合气候适宜度达到0.85，拔节孕穗期达到0.83，抽穗扬花期和灌浆成熟期均为0.73，分蘖期综合气候适宜度一般，只有0.63。总的来看，信阳粳稻晚播后整个生育期内气候对粳稻的生长仍较为适宜。

信阳粳稻推迟播种后，苗期至拔节孕穗期均处于温度较高、降水量较多、太阳辐射较强的时期，此时正是粳稻需水量较大、温度要求相对较高的时期，也是粳稻生长发育较旺盛的时期，此时较高的温度、较强的光照和充沛的降水有利于粳稻生长，而8月下旬降水量相对较少，此时粳稻正值抽穗扬花期，也是粳稻能否取得高产的关键时期，阴雨天气和高温天气均不利于粳稻的抽穗扬花，高温天气易导致结实率降低，连续阴雨天气除了影响粳稻扬花授粉，还容易引发病害。信阳大部分县乡有较好的灌溉条件，能够满足这一时期的需水要求。多年的田间试验和生产实际表明，信阳粳稻晚播后灌浆成熟期温度适中、降水量较小、日照充分，光温条件相比未推迟播种更适宜粳稻灌浆结实，有利于提高结实率、增加千粒重、改善稻米品质和提高产量。

3 小结与讨论

3.1 时空分布不均，导致年际间差异较大

信阳市具有丰富的农业气候资源，光、热、水资源充沛，但由于受季风环流影响，气象要素的时空分布不均，年际间差异较大，同一年不同时段也有差异，如1986年和1991年，8月下旬降水量为0，正值晚播粳稻的抽穗扬花期，降水适宜度也为0，对整个数据分析有一定的影响。时空分布不均，导致信阳粳稻晚播气候适宜度年际间差异较大，且个别年份或局部地区还有一些突发性的气象灾害，往往会给农业生产造成损失。

3.2 栽培方法、品种特性不同受气候影响也不同

由于不同的品种、不同的栽培条件和管理措施，水稻对光、热、水等气候资源利用也有差异，气候对作物生长的适宜程度也不一样。本文以晚播粳稻整个生育时期为时间段，较笼统的分析了信阳粳稻晚播后生长发育与气候的适宜程度，虽然没有考虑品种、栽培技术等方面的差异，但对信阳乃至整个豫南稻区的粳稻生产仍具有一定的指导意义，也有利于完善豫南粳稻晚播高产栽培技术理论体系，为豫南粳稻产业化发展提供参考。

3.3 气候适宜度的应用需要与农业生产实际相结合

信阳处于河南省南部，大别山北麓，地形复杂多样，西部和南部属于山地，中部为丘陵岗地，北部为平原和洼地。不同的地理条件造成了种植制度、种植习惯的差异。本文分析了粳稻晚播后的气候适宜度，为农业生产提供了参考，但实际生产中还需与基本生产条件、种植习惯相结合，结合本区域实际，科学安排好种植规划，将粳稻安排在适宜的气候条件下种植，才能充分利用当地气候资源优势，实现稳产高产和农民增收。

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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

河南省重大科技专项“豫南稻区籼改粳技术研究与产业化”（121100110200）；国家水稻产业技术体系建设项目