中国气象报通讯员 张倩 谢佰承

从800公斤、900公斤到1000公斤，以“杂交水稻之父”袁隆平院士领衔的两系法杂交水稻亩产的世界纪录不断刷新。随着产量的不断提升，超级稻对气象条件的要求也随之提高。湖南省气象科学研究所（以下简称湖南气科所）历时4年进行超级稻超高产栽培气象保障技术研究，为超级稻大面积推广、充分发挥超级稻高产潜力提供了有力的气象技术支撑。
摸清气候因子是超级稻高产的必然选择
作为全国粮食主产区，湖南同样也是超级稻（杂交稻）的发源地，一直以来为国家粮食安全作出巨大贡献。近年来，不少农民引进了部分超级稻高产品种，虽然产量显著增加，但与报道的纪录相差甚远。
“水稻品种的产量潜力，或者成为最高产量纪录，是在最适宜的栽培管理条件下，充分利用当地最有利于产量形成的温光资源获得的经济产量。”湖南气科所所长刘富来说道。在实际生产中，农民种植的超级稻一般难以达到最高产纪录，其中很重要的原因就是高产纪录需要在气候、土壤、肥水最适宜的自然条件下孕育而成，而这些特定的条件并不是什么地方、什么年份都具备的。
在这样的背景下，为进一步确保国家粮食安全，探讨超级稻生长发育阶段的形态特征、产量结构，与气候资源之间的关联，摸清制约超级稻产量形成的主导气候因子，成了充分发挥超级稻高产潜力的必然选择。
2012年，湖南气科所开展了超级稻超高产栽培气象保障技术研究。历经4年，该研究针对我国超级稻种植的气候适宜性、超级稻气候种植生产潜力、高低温灾害监测评价进行了全面研究，为超级稻大面积示范推广应用提供了技术保障。

湖南和江西超级早稻气候生产潜力空间分布

深入田间获取数据 开展精细化区划
“第一期早稻含水率29.37%，每千粒重17.84克，灌浆速度每千粒1.014克。”2014年7月4日，长沙农气站站长宋忠华像往常一样，来到田地里进行超级稻关键生育期的各项指标观测，并在笔记本上记录着数据。
要探索双季超级稻栽培中超高产形成的气候机理和不同气候生态区产量差异形成原因，第一步就是要广泛开展田间试验观测，直接获取真实的生产数据。
为此，科研团队分别在长沙、南昌、柳州、韶关四个不同气候生态区内开展地理分期播种试验，选取当地种植的主导品种作为试验品。此外，科研团队还在长沙、南昌针对超级稻关键生育期开展了不同温度界限的人工控制试验。
在数年时间里，科研团队无数次前往田间地头，确保试验阶段和关键生育期资料的准确性及科学性，为项目的顺利开展获取了大量可靠的原始数据。利用分期播种田间试验结果和其他相关研究成果作为区划指标，科研团队以1981年至2010年地面气象要素资料和地理高程资料，针对不同气象要素选择最佳的空间插值方案进行小网格推算，基于地理信息系统（GIS）和各类指标数据阵列，根据超级稻品种熟性、气候适宜性，开展多种精细化区划，为超级稻超高产生产布局提供具体指导。

积温、光照与空壳率间的三维立体关系

攻克研究难题 搭建一体化综合服务平台
随着超级稻产量的不断提升，其高产的稳定性也相对下降。“就拿田径运动来举例，当田径成绩越接近人体可能的极限时，运动员要想创造更好的成绩，可能产生影响的因素就更多、更广、更细，稳定性也会更差。所以，让超级稻高产的同时，确保其稳定性和安全性，就成了我们研究的主要目的。”刘富来解释道。确保超级稻高产的稳定性和安全性，这就要求科研团队对超级稻栽培过程的各个气象要素有着更为深入、精细的研究。
“如何挖掘超级稻超高产的气象影响因素，是整个项目最难的地方。”项目主要研究人员、湖南省气象科学研究所高工陆魁东说道。换言之，不同品种、不同区域、不同的气候条件对超级稻的栽培都有不同的影响，而寻找出不同品种最适宜的栽培环境，这需要科研团队开展大量的试验和数据对比工作。
为此，湖南气科所联合江西省气象科学研究所、南京信息工程大学、湖南杂交水稻研究中心等6家单位共一百多名科研人员联合攻关，最终取得较大技术突破，形成了超级稻栽培的气象保障技术体系。
在经过大量研究和数据积累后，2015年底，科研团队自主研制了计算机软件“双季超级稻气象保障系统”，这是集超级稻超高产栽培农业气象指标、气候区划布局和生产潜力评估、优化栽培、农业气象灾害监测预警等于一体的综合服务平台，并获得了国家版权局的软件著作权。通过这一系统，气象专家能够结合当前天气情况制作出更为精准、有效的气象为农服务产品，为超级稻生产提供气象技术保障。

双季超级稻气象保障系统界面

边研究边推广 成功实现应用转化
“开展超级稻超高产栽培气象保障技术研究的目的就是为了投入实际应用，确保粮食生产稳定安全。”刘富来说。在研究之初，研究团队就秉承着“边研究边推广”的想法，将研究成果广泛应用到实际业务中，为超级稻防灾减灾提供农业气象技术保障。
2014年8月，受强冷空气的持续影响，湖南出现了一段气温显著偏低、日照严重偏少、降水局地特多的极端气候事件，低温、寡照、降水显著偏多，三方面要素叠加，给湖南农业生产带来了严重影响。
利用温控试验和田间试验结果，湖南气科所结合气象预报，得出“预计湖南晚稻受寒露风危害的风险加大，超级稻结实率偏低，建议提早采取有效防御措施减轻不利影响”的结论。8月12日，这一结论形成为《预计今年我省寒露风出现时间偏早，需防范对双季晚稻生产的不利影响》重大气象信息专报服务产品，上报至省委、省政府，以及省农委及各级农业部门，各地及时采取了防范措施，最大限度地减轻了此次低温灾害对双季晚稻抽穗开花的影响，避免经济损失1000万元。
在长沙县，科研团队利用初步形成的“适宜不同生态区的播种、移栽、施肥、移栽密度、低或高温灾害防御等多位一体的超级稻高产栽培保障技术成果”进行了示范推广应用，建立两个核心示范基地，并将技术向周边双季超级稻种植区进行示范和辐射推广，累计为农民增加收入1894.7万元。与此同时，这一技术成果先后在汉寿、桃源、宁乡等多个县（市）进行了推广应用。
在开展科研专项的4年里，团队先后推广建立示范基地21个。从2013年开始，分别在江西、湖南两省进行了气象配套技术的推广应用，三年累计推广面积34.5万亩，辐射面积587.4万亩，增产粮食8427.5万公斤。
“目前，我们已经申请了‘超级稻高产稳产气象保障技术推广应用项目’，准备将研究成果更大范围地进行推广，让更多种植超级稻的农民朋友受益。”谈到下一阶段的工作，刘富来信心满满。