張嘉霖,廖云琛,吳 洋,張 祿,孫樹鵬
(天津市津南區(qū)氣象局 天津300350)
天津地區(qū)的特產(chǎn)小站稻是我國著名的優(yōu)質(zhì)水稻之一,原產(chǎn)于天津市津南區(qū)近代軍事重鎮(zhèn)“小站”。小站稻外觀呈蛋清色,半透明有光澤,蛋白質(zhì)含量大于7,直鏈淀粉含量在15%左右,食味清香,適口性佳[1]。隨著津南區(qū)城市化步伐的不斷加快,以及津南區(qū)農(nóng)田地區(qū)水利基礎(chǔ)建設(shè)工程的推進,為小站稻的生長和發(fā)展創(chuàng)造了更有利的生態(tài)環(huán)境,津南區(qū)小站稻正逐漸向特色精品農(nóng)產(chǎn)品方向轉(zhuǎn)變。
國內(nèi)已有的諸多研究表明,溫度、光照、濕度等氣象因子對水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)存在一個較為直接的影響。王品等[2]闡述了不同類型的低溫冷害和高溫熱害影響水稻生長發(fā)育過程和最終產(chǎn)量的作用機理;尹朝靜[3]以高溫熱害積溫和高溫持續(xù)日數(shù)為基礎(chǔ),運用Logistic 曲線方程構(gòu)造出高溫熱害綜合指數(shù),指出高溫熱害對水稻產(chǎn)量的顯著負面影響;沈陳華[4]利用交叉小波和相干小波變換方法,得出水稻氣象單產(chǎn)與日照時數(shù)、降水量和氣溫等氣象因子有幾乎一致的特征周期這一結(jié)論。
綜合農(nóng)業(yè)、氣象等領(lǐng)域?qū)<业恼{(diào)查研究成果可以發(fā)現(xiàn),水稻育苗期的低溫陰雨天氣、“倒春寒”,生長期的季節(jié)性干旱、夏季高溫和秋季低溫等氣象災(zāi)害都直接損害著水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)[5-10]。對比不同氣象條件對小站稻生長的影響,對提升小站稻的稻米品質(zhì)及產(chǎn)量具有重要意義[11]。
在適宜溫度區(qū)間內(nèi),較高的溫度更加有利于水稻的生長發(fā)育[12]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),在水稻生長發(fā)育的不同時期,所需要的適宜溫度也是有所不同的:處在幼苗期的水稻,最適宜其發(fā)芽的溫度在28~32 ℃之間;處在分蘗期的水稻,最適宜溫度在25~28 ℃之間;抽穗揚花期最適宜的日平均氣溫為24~29 ℃,灌漿期的最佳日平均溫度為21~26 ℃。當溫度超出水稻的適宜生長范圍時,極端高溫或低溫均會導(dǎo)致水稻產(chǎn)量的下降。
低溫同樣會對水稻的產(chǎn)量造成影響,長期或經(jīng)常性的低溫天氣會衍生延遲性冷溫冷害,致使水稻生長緩慢,落花比例高,出穗延遲,穗粒數(shù)下降,導(dǎo)致水稻產(chǎn)量的下降[13]。
水稻是喜光作物,只有在充足的陽光下才能生長健壯,不同的光照與光質(zhì)決定著水稻生長的急緩快慢、生育成熟時間的長短、開花結(jié)實的好壞以及產(chǎn)量的高低[14]。諸多研究表明,在影響水稻生長發(fā)育的氣象因子中,僅次于溫度的第2 個主要影響因素就是光照。充足的光照使得水稻的各個生長發(fā)育階段的生長速率得到提高,且使得稻米充實飽滿,單粒重量有所增加,可以說,水稻的產(chǎn)量及稻米品質(zhì)均與光照息息相關(guān)。長期多云陰天天氣會造成光照的不足,水稻單莖的干物質(zhì)積累量和積累速率均會不斷降低,造成水稻收獲時的空粒比例增加,結(jié)實率下降,導(dǎo)致單穗產(chǎn)量的降低。
濕度也是影響水稻等水稻品種生長發(fā)育的重要氣象因子。研究表明,最適宜水稻生長的濕度條件為50%~90%,不同生長發(fā)育時期水稻的平均需水量雖然有所差異,但總體來說宜多不宜少,尤其在水稻分化期至灌漿期、抽穗結(jié)實期,水稻更加需要充足的水量保障。每1 kg 稻谷通常需要500~800 kg 的水量做保障[15-16]。
水稻在各個生長發(fā)育階段都有一定的最低適宜溫度和最高臨界溫度,環(huán)境溫度過高或過低都不利于干物質(zhì)的累積[17-18],適宜的溫度對于水稻品質(zhì)的提高起著極為重要的作用。長期的極端高溫和低溫,會導(dǎo)致稻米的飽滿度下降,堊白增多,透明度差,蛋白質(zhì)含量下降,同時還會造成水稻整精米率的下降。
光照適宜與否,同樣也會影響到水稻稻米的品質(zhì),研究表明,光照強度對于水稻在灌漿期階段的影響最為明顯。在水稻的灌漿期,長時間的多云寡照會導(dǎo)致稻米的子粒發(fā)育不良、堊白率高、透明度低、整精米率低,米粒品質(zhì)下降。然而,如果太陽照射過強,溫度就可能會隨之迅速升高,導(dǎo)致水稻的成熟時間被大幅縮短,形成高溫逼熟,稻米的飽滿程度就會下降,同時堊白面積增大,品質(zhì)下降。
小站稻是津南區(qū)的主要農(nóng)作物,屬于水稻中的優(yōu)質(zhì)品種。為進一步給津南本地小站稻種植提供理論支持,本文選取2017 年的氣象資料為例,分析津南本地氣象條件對于小站稻生長的影響。
根據(jù)本地的氣候,小站稻的播種育苗期約在4 月中下旬,以2017 年數(shù)據(jù)為例,在4 月份出現(xiàn)了較低的溫度,津南區(qū)日均氣溫只達到18 ℃左右,氣溫水平偏低,小站稻發(fā)芽出苗速度受到些微影響;5 月中旬溫度持續(xù)升高,平均可達23 ℃,較為適合水稻分蘗期生長發(fā)育;6 月溫度偏高,光照充足,平均溫度可達28 ℃,適合水稻分蘗拔節(jié)。而每年的七八月份,是津南區(qū)降水最為集中的月份,為小站稻的抽穗開花期保證了充足的水分。到小站稻灌漿成熟期,氣溫一直可保持在25 ℃左右,氣溫條件光照條件良好,有利于水稻的灌漿成熟。
小站稻生長期間(4~10 月)2 min 平均風(fēng)速在1.6~3 m/s 之間,對小站稻生長發(fā)育影響較小,津南區(qū)未發(fā)生連續(xù)的大風(fēng)天氣,未造成大范圍倒伏、落粒級莖稈折斷的現(xiàn)象。
小站稻生長期間(4~10 月),津南本地的平均濕度為59%,在有利的天氣條件和人工增雨的雙重作用下,水汽條件較好,適宜小站稻各時期的生長發(fā)育。配合人工防雹作業(yè)的開展,全年全區(qū)未遭受雹災(zāi)損失。
綜上所述,氣象條件對小站稻各時期的生長發(fā)育狀況均有較大的影響。同時,農(nóng)藝措施可優(yōu)化(或惡化)水稻品質(zhì),對水稻調(diào)優(yōu)、保優(yōu)具有實踐意義[19]。因此,各種植單位需及時關(guān)注農(nóng)業(yè)氣象條件變化,積極與當?shù)貧庀蟛块T溝通合作,做好可能發(fā)生的災(zāi)害性天氣預(yù)防措施。津南區(qū)的氣象條件對水稻生長的影響總體來說利大于弊,再配合人工影響天氣的人工干預(yù)手段,可以保障津南區(qū)特色水稻——小站稻的良好生長。■