中國氣象報通訊員 張倩 謝佰承

從800公斤、900公斤到1000公斤，以“雜交水稻之父”袁隆平院士領銜的兩系法雜交水稻畝產(chǎn)的世界紀錄不斷刷新。隨著產(chǎn)量的不斷提升，超級稻對氣象條件的要求也隨之提高。湖南省氣象科學研究所（以下簡稱湖南氣科所）歷時4年進行超級稻超高產(chǎn)栽培氣象保障技術研究，為超級稻大面積推廣、充分發(fā)揮超級稻高產(chǎn)潛力提供了有力的氣象技術支撐。
摸清氣候因子是超級稻高產(chǎn)的必然選擇
作為全國糧食主產(chǎn)區(qū)，湖南同樣也是超級稻（雜交稻）的發(fā)源地，一直以來為國家糧食安全作出巨大貢獻。近年來，不少農(nóng)民引進了部分超級稻高產(chǎn)品種，雖然產(chǎn)量顯著增加，但與報道的紀錄相差甚遠。
“水稻品種的產(chǎn)量潛力，或者成為最高產(chǎn)量紀錄，是在最適宜的栽培管理條件下，充分利用當?shù)刈钣欣�于產(chǎn)量形成的溫光資源獲得的經(jīng)濟產(chǎn)量�！焙�南氣科所所長劉富來說道。在實際生產(chǎn)中，農(nóng)民種植的超級稻一般難以達到最高產(chǎn)紀錄，其中很重要的原因就是高產(chǎn)紀錄需要在氣候、土壤、肥水最適宜的自然條件下孕育而成，而這些特定的條件并不是什么地方、什么年份都具備的。
在這樣的背景下，為進一步確保國家糧食安全，探討超級稻生長發(fā)育階段的形態(tài)特征、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)，與氣候資源之間的關聯(lián)，摸清制約超級稻產(chǎn)量形成的主導氣候因子，成了充分發(fā)揮超級稻高產(chǎn)潛力的必然選擇。
2012年，湖南氣科所開展了超級稻超高產(chǎn)栽培氣象保障技術研究。歷經(jīng)4年，該研究針對我國超級稻種植的氣候適宜性、超級稻氣候種植生產(chǎn)潛力、高低溫災害監(jiān)測評價進行了全面研究，為超級稻大面積示范推廣應用提供了技術保障。

湖南和江西超級早稻氣候生產(chǎn)潛力空間分布

深入田間獲取數(shù)據(jù) 開展精細化區(qū)劃
“第一期早稻含水率29.37%，每千粒重17.84克，灌漿速度每千粒1.014克�！�2014年7月4日，長沙農(nóng)氣站站長宋忠華像往常一樣，來到田地里進行超級稻關鍵生育期的各項指標觀測，并在筆記本上記錄著數(shù)據(jù)。
要探索雙季超級稻栽培中超高產(chǎn)形成的氣候機理和不同氣候生態(tài)區(qū)產(chǎn)量差異形成原因，第一步就是要廣泛開展田間試驗觀測，直接獲取真實的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
為此，科研團隊分別在長沙、南昌、柳州、韶關四個不同氣候生態(tài)區(qū)內(nèi)開展地理分期播種試驗，選取當?shù)胤N植的主導品種作為試驗品。此外，科研團隊還在長沙、南昌針對超級稻關鍵生育期開展了不同溫度界限的人工控制試驗。
在數(shù)年時間里，科研團隊無數(shù)次前往田間地頭，確保試驗階段和關鍵生育期資料的準確性及科學性，為項目的順利開展獲取了大量可靠的原始數(shù)據(jù)。利用分期播種田間試驗結(jié)果和其他相關研究成果作為區(qū)劃指標，科研團隊以1981年至2010年地面氣象要素資料和地理高程資料，針對不同氣象要素選擇最佳的空間插值方案進行小網(wǎng)格推算，基于地理信息系統(tǒng)（GIS）和各類指標數(shù)據(jù)陣列，根據(jù)超級稻品種熟性、氣候適宜性，開展多種精細化區(qū)劃，為超級稻超高產(chǎn)生產(chǎn)布局提供具體指導。

積溫、光照與空殼率間的三維立體關系

攻克研究難題 搭建一體化綜合服務平臺
隨著超級稻產(chǎn)量的不斷提升，其高產(chǎn)的穩(wěn)定性也相對下降。“就拿田徑運動來舉例，當田徑成績越接近人體可能的極限時，運動員要想創(chuàng)造更好的成績，可能產(chǎn)生影響的因素就更多、更廣、更細，穩(wěn)定性也會更差。所以，讓超級稻高產(chǎn)的同時，確保其穩(wěn)定性和安全性，就成了我們研究的主要目的�！眲⒏粊斫忉尩馈４_保超級稻高產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性，這就要求科研團隊對超級稻栽培過程的各個氣象要素有著更為深入、精細的研究。
“如何挖掘超級稻超高產(chǎn)的氣象影響因素，是整個項目最難的地方。”項目主要研究人員、湖南省氣象科學研究所高工陸魁東說道。換言之，不同品種、不同區(qū)域、不同的氣候條件對超級稻的栽培都有不同的影響，而尋找出不同品種最適宜的栽培環(huán)境，這需要科研團隊開展大量的試驗和數(shù)據(jù)對比工作。
為此，湖南氣科所聯(lián)合江西省氣象科學研究所、南京信息工程大學、湖南雜交水稻研究中心等6家單位共一百多名科研人員聯(lián)合攻關，最終取得較大技術突破，形成了超級稻栽培的氣象保障技術體系。
在經(jīng)過大量研究和數(shù)據(jù)積累后，2015年底，科研團隊自主研制了計算機軟件“雙季超級稻氣象保障系統(tǒng)”，這是集超級稻超高產(chǎn)栽培農(nóng)業(yè)氣象指標、氣候區(qū)劃布局和生產(chǎn)潛力評估、優(yōu)化栽培、農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警等于一體的綜合服務平臺，并獲得了國家版權局的軟件著作權。通過這一系統(tǒng)，氣象專家能夠結(jié)合當前天氣情況制作出更為精準、有效的氣象為農(nóng)服務產(chǎn)品，為超級稻生產(chǎn)提供氣象技術保障。

雙季超級稻氣象保障系統(tǒng)界面

邊研究邊推廣 成功實現(xiàn)應用轉(zhuǎn)化
“開展超級稻超高產(chǎn)栽培氣象保障技術研究的目的就是為了投入實際應用，確保糧食生產(chǎn)穩(wěn)定安全�！眲⒏粊碚f。在研究之初，研究團隊就秉承著“邊研究邊推廣”的想法，將研究成果廣泛應用到實際業(yè)務中，為超級稻防災減災提供農(nóng)業(yè)氣象技術保障。
2014年8月，受強冷空氣的持續(xù)影響，湖南出現(xiàn)了一段氣溫顯著偏低、日照嚴重偏少、降水局地特多的極端氣候事件，低溫、寡照、降水顯著偏多，三方面要素疊加，給湖南農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了嚴重影響。
利用溫控試驗和田間試驗結(jié)果，湖南氣科所結(jié)合氣象預報，得出“預計湖南晚稻受寒露風危害的風險加大，超級稻結(jié)實率偏低，建議提早采取有效防御措施減輕不利影響”的結(jié)論。8月12日，這一結(jié)論形成為《預計今年我省寒露風出現(xiàn)時間偏早，需防范對雙季晚稻生產(chǎn)的不利影響》重大氣象信息專報服務產(chǎn)品，上報至省委、省政府，以及省農(nóng)委及各級農(nóng)業(yè)部門，各地及時采取了防范措施，最大限度地減輕了此次低溫災害對雙季晚稻抽穗開花的影響，避免經(jīng)濟損失1000萬元。
在長沙縣，科研團隊利用初步形成的“適宜不同生態(tài)區(qū)的播種、移栽、施肥、移栽密度、低或高溫災害防御等多位一體的超級稻高產(chǎn)栽培保障技術成果”進行了示范推廣應用，建立兩個核心示范基地，并將技術向周邊雙季超級稻種植區(qū)進行示范和輻射推廣，累計為農(nóng)民增加收入1894.7萬元。與此同時，這一技術成果先后在漢壽、桃源、寧鄉(xiāng)等多個縣（市）進行了推廣應用。
在開展科研專項的4年里，團隊先后推廣建立示范基地21個。從2013年開始，分別在江西、湖南兩省進行了氣象配套技術的推廣應用，三年累計推廣面積34.5萬畝，輻射面積587.4萬畝，增產(chǎn)糧食8427.5萬公斤。
“目前，我們已經(jīng)申請了‘超級稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)氣象保障技術推廣應用項目’，準備將研究成果更大范圍地進行推廣，讓更多種植超級稻的農(nóng)民朋友受益�！闭劦较乱浑A段的工作，劉富來信心滿滿。