张雄 娄盼星 师静雅
摘 要：全球气候变化加剧带来的温度波动、降水模式改变和极端气候事件频发，使高寒地区水稻生产面临着前所未有的挑战。本文通过应识别高寒地区水稻生产的主要气候风险，分析气候变化对高寒地区水稻生长周期、产量和品质的影响，尤其是低温冷害和干旱事件对水稻分蘖、孕穗和灌浆等关键生长期的影响，根据气候风险从品种选育、水稻种植、土壤肥料、灌溉技术等维度提出适应性策略，通过改革高寒水稻生产模式降低气候风险的负面影响，提高当地水稻作物产量和作物品质，为全球气候变化背景下的农业发展提供参考。
关键词：高寒地区；
水稻种植；
气候风险
中图分类号：S421 文献标志码：A文章编号：1673－6737（２０24）03－００88－０3
全球气候变化的加剧使农业生态系统的脆弱性和复杂性越来越突出，尤其是高寒地区的水稻种植，水稻自身的气候变化敏感性，再加上高寒地区独特的气候特点，使水稻生产面临着日益严峻的气候风险挑战。本文旨在探讨高寒地区水稻生产的温度变化、降水模式、极端气候等气候风险，结合高寒地区水稻生长的气候特点，评估了气候风险对水稻生产的潜在威胁，为高寒地区的水稻生产提供综合性管理框架，以期增强高寒地区农业系统的稳定性。
1 高寒水稻生产的气候风险
1.1 高寒地区水稻生长的气候特点
高寒地区普遍气温偏低，即便是在水稻生长季，其平均气温也低于温暖地区的水稻种植区。而低温条件会导致水稻生长缓慢、生育期延长，但相对的夏季日照会更加充足，有利于水稻的光合作用。只不过由于温度较低，水稻的光合作用效率会低于温暖地区的水稻。高寒地区的水稻生长通常伴随着较大的昼夜温差，这会影响水稻的光合作用、呼吸作用和升腾作用。适当的低温胁迫可以诱导植物产生一些抗逆性物质，因此昼夜温差较大地区的水稻通常抗逆性更强。此外，高寒地区的水稻生长会受到低氧、低气压、强紫外线辐射以及冰雹、霜冻、雪灾、强风等极端气候事件影响，且高寒地区土壤的有机质含量相对较低、土壤结构较差，这对种植户的土壤管理和施肥策略提出了更高的要求。
1.2 气候变化趋势分析与风险分析
1.2.1 温度变化 近年来，全球平均气温持续升高。作为全球领先的工业大国，我国升温速率高于同期全球平均水平，也是全球气候变化的敏感区之一。而气候变暖会造成强降水和洪水、干旱和热浪、台风和热带气旋、生态系统变化等一系列问题，进而为高寒水稻生产带来风险。这种风险具体表现在以下几个方面：第一，生产周期变化。全球气候变暖会加剧高温胁迫现象，进而影响水稻的生长周期，尤其是在孕穗期、抽穗期等温度变化的敏感时期，异常高温可能会导致高寒水稻出现花粉发育不良、开花授粉受精不良等问题，进而影响水稻的品质和产量。需要注意的是，气候变化对高寒水稻品质和产量的影响，与水稻种植的地理位置还有一定关联，如四川省部分地区，高温热害对水稻产量的影响尤为显著，减产率可能达到5.6%至10.2%。第二，水资源分配管理。高寒水稻生长对稻田水量有一定要求，而高温气候会加快水分蒸发，对于水资源紧张的地区，可能会加剧当地的干旱现象，影响水稻的灌溉需求。[1]第三，病虫害风险。气候变暖会提高病虫害的发生频率，如高温环境会加快一些鳞翅目害虫的卵块孵化速度，使稻田间的幼虫数量增加；
会增强蝗虫、蚜虫等喜旱害虫的活动能力，使其更容易繁殖和扩散；
降低部分农药药效，需要增加水量和农药喷洒量才能保证病虫害防治效果等，容易对高寒水稻作物造成更大的损害。第四，农业生产成本增加。高温天气会增加高寒水稻作物的灌溉需求和农药使用量，并且劳动力成本、农业保险费用、收获和存储成本都会有一定增加，进而导致农业生产成本上升，影响水稻种植户的经济收入。
1.2.2 降水模式 随着全球气候变化的加剧，我国的降水模式也发生了显著变化，具体表现为暴雨、洪水等极端降水事件的频率和强度有所增加，部分高寒地区出现了干旱的隐患，导致高寒水稻的种植受到了一定影响。具体而言，降水模式变化对高寒水稻种植的影响主要包括：第一，种植区域调整。降水量的升高会导致高寒水稻的适宜种植区向更高纬度或高海拔的地点迁移，这些地点在过去大多是由于降水量不足而不适宜种植高寒水稻。如果某些地区的降水量下降，则会导致高寒水稻的适宜种植区域减少。第二，生长周期变化。降水模式的变化会影响高寒水稻的生长周期，具体的影响方式取决于气候和降水量因素。如果雨季提前到来，可能会导致高寒水稻的种植时间提前；
而雨季延后则会导致高寒水稻生长期延长，进而影响水稻的品质和产量。第三，病虫害风险。降水带来的湿润环境能为害虫和病菌提供良好的生长环境，如稻瘟病等真菌性疾病，需要湿润的条件才能形成孢子，并借助水滴进行滴溅传播。此外，降水会冲刷掉稻田播撒的农药，影响农药的防病虫害效果，提高稻田病虫害风险。[2]
1.2.3 极端气候事件 除了高温热害、降雨变化等气候变化因素，其他极端气候事件也会影响高寒水稻生产。例如，干旱气候会限制水稻的水分供应，影响高寒水稻的生长发育；
强降水和洪涝灾害会淹没稻田，影响高寒水稻光合作用和根系健康，甚至导致作物死亡；
强风、台风会直接对高寒水稻造成物理损伤，致使水稻出现倒伏和叶片撕裂等问题；
冰雹会直接破坏水稻植株，导致叶片和穗部受损；
各类极端气候事件可能会造成水土流失、土壤侵蚀等问题，影响土壤肥力和水稻的生长环境，这就对高寒水稻种植的适应性措施和气候监控预警提出了新的要求。
2 高寒水稻生产的适应策略
2.1 品种选择与改良
品种选择对高寒水稻种植意义重大。高寒地区需要选择能够适应低温环境、短生长季节、长生长周期和高海拔环境的品种，这类品种通常耐寒性、早熟性和抗病性强，能够在较短的生长季节内完成生长周期。耐寒性水稻品种的培育，依赖传统培育方式和现代生物技术手段的结合，如专门为高寒地区培育的丽粳系列稻种，不仅耐低温、耐肥、产量高，而且稻米品质好，广受消费者的喜爱。与此同时，杂交水稻的杂种优势使其能在多种环境条件下表现出较高的适应性。在高寒地区通过杂交育种培育稻种，也能够培育出符合当地气候环境的水稻品种。例如，黑龙江黑河市高纬高寒水稻田，位于北纬50°的高纬地区，年平均气温约为-0.05 ℃，曾被视作水稻种植的高寒禁区。而随着育种工作的不断开展，黑河市已在2021年实现了高寒水稻的丰收。[3]而在2020年，袁隆平团队开发的海水稻也成功在海拔2 800米的青海省海西蒙古族藏族自治州格尔木市河西农场完成了试种植，这种水稻通过特殊培育，能够承受高盐碱、高寒环境，使高寒地区盐碱地的水稻种植成为可能。
2.2 种植技术优化
高寒水稻种植需要选择适应当地气候条件，且分蘖力强、生育期较长的大穗型品种，如“中早22”“中浙优1号”等，都能充分发挥超级稻的分蘖和大穗优势。此外，利用分子标记法结合杂交育种和基因编辑技术，能够培育出更契合高寒环境的水稻品种。解决了水稻品种问题后，需要对现有的种植技术进行优化。首先，应调整原有的栽培管理措施，采用旱育秧技术培育壮秧，提高稻苗移栽后的长势和存活率，根据当地气候条件及水稻品种特性规划种植密度，避免水稻生长过密或过稀。针对高寒地区水资源较为稀缺的问题，应采用湿润灌溉、定量灌溉等节水灌溉技术，避免水资源的浪费，同时根据土壤肥力和作物需求进行精准施肥，尤其要使用有机肥来提高肥料利用效率。其次，在防病虫害方面，应采取物理防治、生物防治和化学防治相结合的防治方式。[4]其中，物理防治是指用频振式杀虫灯等物理方法诱杀害虫；
生物防治是指推广稻鱼共育、稻鸭共生等生态农业模式，利用害虫天敌来控制稻田病虫害；
化学防治则是指在必要时使用低毒、高效的农药杀虫病，且应采用合理轮换的方式避免虫病出现耐药性。最后，在气候变化方面，高寒地区水稻种植户应根据气候变化趋势调整播种时间，让水稻关键生长期能错开极端气候频发期，改进种植技术，采取干湿交替灌溉等措施降低水稻种植的甲烷排放，同时进一步研究极端气候适应性强的种植技术。
2.3 土壤和肥料管理
为应对气候变化风险，高寒水稻种植应通过完善土壤和肥料管理，增强水稻作物面对气候风险的适应能力。具体而言，应使用农家肥、绿肥和堆肥等有机肥料，提高土壤肥力和水分保持能力，通过深翻或轻松耕作等耕种措施，提高土壤的透气性和渗透性。采用土壤和叶片分析技术，准确分析土壤营养物含量和水稻的营养需求，通过精准施肥来减少营养浪费、缓解环境污染。同时，通过推广缓控释肥减少肥料流失，并采用滴灌或喷灌系统，将肥料和水分直接输送到水稻作物根系，从而减少资源浪费、提高灌溉效率。采用轮作和间作系统，使水稻能与豆类等其他种类作物交替种植，打断病虫害的生命周期，降低病虫害因素对土壤肥力和作物健康状况的影响。使用根瘤菌、解磷菌和解钾菌等微生物肥料刺激作物生长，提高其抗逆性和作物产量。[5]通过覆盖作物残体和地膜等方式完善保水保土措施，减少气候变化影响下的水分蒸发，保持土壤湿度。在微生物肥料的使用上，可使用冷激活菌等能在低温条件下活动的微生物肥料，帮助水稻作物吸收养分、固定氮素；
使用根际促生菌和菌根菌等促进水稻促进根系发展，提高其耐寒和耐旱能力；
使用能够分解有机物质、改善土壤环境的微生物肥料，提高土壤通气性和保水性；
使用解磷菌、解钾菌等微生物肥料，增强水稻对磷、钾等营养元素的吸收能力。在生物刺激剂的应用上，可使用海藻提取物、腐植酸等生物刺激剂，提高水稻的耐低温、耐旱、耐盐碱性；
在种子处理或幼苗期使用生物刺激剂，加速水稻植株成熟；
通过喷施或灌根方式施加生物刺激剂，提高水稻抗病能力以及产量、品质。
2.4 灌溉和水分管理
高寒地区的水稻种植需要通过改良灌溉和水分管理来节约水资源、保障作物的稳定生长。[6]首先，应根据当地自然生态和气候情况，选择滴灌、微喷灌、渗灌等节水灌溉技术。其中，滴灌系统要求直接将水滴到植物根部附近，对机械设备的依赖性较强，不适用于大部分高寒地区；
微喷灌适用于小范围灌溉，其优点在于性价比较高，能有效控制水量、减少水资源浪费；
渗灌需要在稻田中布置渗水管道，使水直接渗入根区，适用于土壤渗透性较好的地区。其次，应拓展水资源收集渠道。例如，建立雨水收集系统和地下水开发系统，减少对单一水源的依赖，抑或是通过水库和蓄水池建设，收集雨季的水分用于夏季灌溉。同时，可采用稻草或塑料膜等有机物质覆盖水稻田，减少稻田的水分蒸发和杂草生长，同时保持土壤湿度、增加土壤有机质含量，进一步提高土壤的水分保持能力。最后，稻田的排水系统能够有效防止水稻作物根系浸水，减少水稻死亡率和生长受阻风险，可有效应对雨季天气和洪水灾害。针对排水系统，应设计足够深和宽的主要排水沟渠，以及地下排水管、小型沟渠等次生排水系统，定期做好排水沟渠的清洁工作，提高稻田的排水能力。在低洼地区或水流不畅地区，应架设泵站并借助控制闸门来手动或自动调节水流，控制田间水位。与此同时，应将稻田区块设计为略微倾斜的形态，使稻田水流能够向排水系统自然流动，在田块之间设置间隔带，并在隔离带附近种植芦苇等能够吸收多余水分的湿地植物，从而保护稻田生物多样性、净化稻田水质。
3 结语
本文深入分析了高寒地区水稻生产的气候风险，并以此为基础，提出了提高水稻气候变化适应性、保障农业生产可持续性的适应策略。本文的研究结果表明，改进现有的土壤和水资源管理体系、引进更先进的精准灌溉技术、调整农业实现方式并开展水稻品种选择和改良工作，能够提高水稻的稳定性和抗逆性。尤其是微生物肥料和生物刺激剂的应用，能够为高寒水稻抗气候变化提供新的解决方案。在未来，随着生物科技的进一步发展，需要聚焦水稻品种培育和种植方式改良两个主要方面，不断改革高寒水稻种植生产技术，从而保障高寒地区水稻生产的稳定性和可持续性。
参考文献：
[1] 吕润，车秀芬，吴慧，等.海南两系杂交稻制种关键发育期气候风险区划[J].热带生物学报，2023，14（1）：77-81.
[2] Amatus G.坦桑尼亚SAGCOT气候适应技术体系的构建：气候风险与水稻强化栽培技术（SRI）[D].北京：中国农业科学院，2021.
[3] 万紫薇，熊海波，陈丽娟，等.滇西北高寒稻作区水稻产量的影响因素研究进展[J].湖南农业科学，2020（4）：114-116.
[4] 王小一.东北地区水稻低温冷害时空分布特征与灾变规律分析[D].沈阳：沈阳农业大学，2019.
[5] 刘玮敏，李曼，张彦利.原阳县麦茬直播水稻气候风险分析[J].乡村科技，2018（10）：110-111.
[6] 李庆月，杨晓娟.宁蒗县永宁乡特殊高寒水稻丽粳9号高产栽培技术[J].农家参谋，2018（4）：88.
猜你喜欢 高寒地区水稻种植 水稻种植中的抗病技术分析农业与技术(2016年22期)2017-03-07水稻种植中关于抗病技术的创新探讨农业与技术(2016年22期)2017-03-07区域自动观测站在水稻种植中的应用分析现代农业科技(2016年21期)2017-03-06苍茫宏旷华润瑰丽艺术研究(2016年2期)2017-02-15苍茫宏旷华润瑰丽艺术研究(2016年2期)2017-02-15苍茫宏旷华润瑰丽艺术研究(2016年2期)2017-02-15重庆云阳同一地区不同土质种植的质量分析农业与技术(2016年15期)2016-11-09高寒地区农村公路水泥路面病害预防处置措施分析科技视界(2016年17期)2016-07-15高寒地区粉性砂填筑路基施工技术措施居业(2015年4期)2015-07-21