低温冷害对延边地区水稻产量的影响分析

邓奎才++邓元博++刘晓航

摘要 延边地区受低温冷害影响，常导致水稻大幅减产。本文对低温冷害的概念、主要类型进行总结，针对障碍型冷害和延迟型冷害，分析了1991—2016年延边地区低温冷害对水稻产量的影响情况，并提出合理建议，以期为当地水稻生产中减轻灾害损失提供参考。

关键词 低温冷害；水稻产量；障碍型冷害；延迟型冷害；吉林延边

中图分类号 S511；S426 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）19-0197-02

吉林省延边州地处北半球中温带，属中温带湿润季风气候（海洋气候和大陆气候），农作物生育期间的积温为2 400～2 700 ℃，降水量为330～680 mm，日照时数为750～1 000 h，無霜期为100～150 d。延边大部分是山区，昼夜温差大，非常有利于粮食作物干物质形成，因而产出的水稻干物质积累多，营养丰富、品质优良。东北大米品质优良，延边大米又是东北大米中的精品。延边朝鲜族自治州有悠久的水稻种植历史，是我国北方著名的水稻主产区，延边大米品质优良、食味上佳，其粒形整齐、色泽莹白、透明度强、软硬适中、黏性适度，做出的米饭油润可口。但受地理位置和气候的影响，延边地区农作物生育期间的热量不充足，个别年份水稻会受气象条件的影响出现大幅减产。

20世纪，延边地区遭受低温冷害影响的频率较高，每5年就可能出现1次大灾，每3年出现1次小灾，小灾年水稻减产20%～30%，大灾年减产60%以上，甚至有些地块绝收。进入21世纪后，受全球气候变暖的影响，气温升高、积温增多、热量增加，出现低温冷害的频次有所减少，但并没有消失。个别年份会出现低温冷害，比如2002年、2003年、2009年出现了低温冷害，造成水稻减产幅度依然较大。造成延边地区水稻大幅减产的主要原因是遭受到低温冷害的危害，障碍型冷害对水稻产量的影响尤其严重，在水稻20 d左右的减数分裂期间内出现连续或多天的低温天气过程，就会出现障碍型冷害，从而使水稻严重减产。本文主要介绍障碍型冷害和延迟型冷害对延边地区水稻产量的影响情况。

1 低温冷害的概念及主要类型

1.1 低温冷害的概念

低温冷害是指在农作物生长季节，温度在0 ℃以上，有时可能接近20 ℃条件下，由于作物连续处在低于其生育适宜温度或受短期低温的影响，生育延迟，甚至发生生理障碍造成减产[1-2]。冷害一般在外观上表现不明显，不易引起人们的注意，故称“哑巴灾”。

1.2 低温冷害的类型

低温冷害的类型划分比较复杂，主要包括延迟型冷害、障碍型冷害、混合型冷害。

1.2.1 延迟型冷害。延迟型冷害是在作物生长期间出现较长时间的持续性低温天气过程，导致作物生育期间积温不足，使作物代谢缓慢、生育期延迟，不能在初霜到来之前正常成熟，而导致产量降低。延迟型冷害如发生在幼穗分化前的营养生长期，导致作物延迟抽穗；如发生在籽粒形成时期，则使作物净光合生产能力降低。

1.2.2 障碍型冷害。障碍型冷害是在作物生殖生长期内遭受较短时间（一般仅几天）的异常低温，使生殖器官的生理活动遭到破坏，导致颖花不育、籽粒空秕而减产。经研究，障碍型冷害出现在水稻减数分裂期间，延边地区水稻减数分裂期出现的时间大概在7月下旬至8月中旬。

2 延边州水稻产量情况

延边地区1991—2016年水稻产量情况见图1。可以看出，1993年、1998年和2003年水稻严重减产，分别减产78%、61%和63%；1995年、2002年和2009年水稻产量也大幅减少，分别减产20%、31%和26%。研究表明，造成延边州水稻大幅减产的原因是受到低温冷害的影响。

3 低温冷害对延边地区水稻产量的影响

3.1 障碍型冷害的影响

低温冷害发生时影响的范围较大，一个县市的情况基本能够代表一个地区，现以延吉市为例，说明低温冷害对延边地区水稻产量的影响情况。

3.1.1 1993年、1998年、2003年延吉市水稻减数分裂期的气温情况。由图2可以看出，延吉市1993年7月21日到8月10日期间的日平均气温都低于历年平均值；1998年和2003年7月21日到8月10日期间的日平均气温分别有1 d和3 d高于历年平均值，此时正处于水稻对温度十分敏感的减数分裂期，长期低温使这3年的水稻遭到了严重的障碍型冷害，水稻产量严重减少。

3.1.2 1995年、2002年、2009年延吉市水稻减数分裂期的气温情况。由图3可以看出，延吉市1995年、2002年、2009年7月21日到8月10日期间的日平均气温分别有19、14、16 d低于历年平均值，低于历年平均值的天数明显少于1993年、1998年、2003年，作物受害程度低于1993年、1998年、2003年，但也受到比较严重的低温冷害影响。

3.1.3 水稻受障碍型冷害的影响情况。有关研究表明，水稻进入减数分裂期的数量呈抛物线形，开始较少，之后逐渐增多，止叶期前5 d左右达到最多，然后下降[3-4]。

沈亨文[5]的研究中，确定出水稻每日进入减数分裂期的数量百分率（S），根据每日的最高气温、最低气温和指标温度模拟出每日进入减数分裂期的籽粒空壳率（K），S乘以K即得水稻每日受害百分率，将所有受害日期的受害百分率相加，累计值即为减数分裂期的受害程度，即受障碍型冷害的影响程度。

以1998年为例，说明水稻减数分裂期受障碍型冷害影响的减产程度，7月20日至8月2日出现冷害，7月20日前和8月2日后没有达到冷害指标的日期。

1998年理论计算得到受障碍型冷害影响造成的空壳率为58.7%，与实际减产61%十分接近。减数分裂期间短短12 d的障碍型冷害就使水稻产量减产近60%，可见障碍型冷害对水稻产量的影响相当严重。

3.2 延迟型冷害的影响

延边市1991—2016年水稻生育期间（5月1日至9月20日）积温情况见图4。可以看出，减产年1993年、1995年、2009年、1998年、2002年、2003年积温分别比正常年少124、119、93、19、52、43 ℃。1992年、1996年、2005年、2006年、2008年、2011年、2012年的积温也低于正常年份，偏低程度与1998年、2002年和2003年相近，减产幅度却有限，2008年甚至是水稻产量最高的一年，表明积温比历年少50 ℃以内，会形成延迟型冷害，但不会造成水稻大幅减产。

1993年、1995年和2009年积温比正常年少93～124 ℃，属于严重的延迟型冷害年，现以1995年为例，说明延迟型冷害对水稻产量的影响。

1995年理论计算得到受障碍型冷害影响的水稻空壳率为19.0%（表2），比实际减产的31%少12个百分点，此差值可能是由于积温不足、造成延迟型冷害而形成的减产。1993年也遭到严重的延迟型冷害，延迟型冷害造成的减产幅度为15%左右。

4 结语

障碍型冷害对低温十分敏感，发生的时间短、危害大。虽然可以实时判断出是否发生了障碍型冷害及其影响程度，但目前尚无避免或消除其危害的有效办法和措施。延迟型冷害相比障碍型冷害来说对水稻产量的影响小，并且可以通过农事管理、控制施肥量、喷药等有效措施，减轻因积温不足对水稻造成的不利影响[6]。

5 参考文献

[1] 郭建平，马树庆.农作物低温冷害监测预测理论和实践[M].1版.北京：气象出版社，2009.

[2] 中国气象局.农业气象观测规范：上卷[M].北京：气象出版社，1993.

[3] 胡春丽，李辑，林蓉，等.东北水稻障碍型低温冷害变化特征及其与关键生育期温度的关系[J].中国农业气象，2014，35（3）：323-329.

[4] 马树庆，袭祝香，马力文，等.北方水稻低温冷害指标持续适用性检验与比较[J].气象，2015，41（6）：778-785.

[5] 沈亨文.水稻减数分裂期空壳诊断卡使用说明[J].吉林气象，1999（2）：26-27.

[6] 王冬妮，郭春明，刘实，等.吉林省水稻延迟型低温冷害气候风险评价与區划[J].气象与环境学报，2013，29（1）：103-107.