2016年湖北省中稻高溫?zé)岷τ绊懻{(diào)查分析

鄧愛娟+劉可群+劉敏+劉凱文

摘要：2016年7月22至8月2日、8月10-25日湖北省先后出現(xiàn)兩段持續(xù)晴熱高溫天氣，對(duì)湖北省中稻抽穗揚(yáng)花和灌漿造成了一定影響。據(jù)調(diào)查，湖北省大部中稻都遭遇了抽穗揚(yáng)花期高溫?zé)岷?，結(jié)實(shí)率下降明顯，部分中稻灌漿期再度遭遇高溫?zé)岷?，千粒重也有所下降?016年夏季高溫?zé)岷?duì)湖北省中稻產(chǎn)量有較明顯的影響。除了高溫?zé)岷?，前期的梅雨期暴雨洪澇也?duì)中稻產(chǎn)量產(chǎn)生了一定影響，造成分蘗期受淹，有效穗減少，也是產(chǎn)量下降的原因之一。

關(guān)鍵詞：中稻；高溫?zé)岷?；結(jié)實(shí)率；千粒重；湖北省

中圖分類號(hào)：P458；S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）17-3260-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.017

Investigation and Analysis for the Influence of Heat Damage Made onto Middle Rice in Hubei Province in 2016

DENG Ai-juan1， LIU Ke-qun1， LIU Min1， LIU Kai-wen2

（1.Wuhan Regional Climate Center， Wuhan 430074，China；

2.Agriculture Meteorological Experiment Station of Jingzhou District，Jingzhou 434000，Hubei，China）

Abstract： In July 22th to August 2nd and August 10th to 25th， continuous heat damage appeared twice， which had a certain effect on the flowering and filling stage of middle rice of Hubei. According to the results of middle rices yield survey， the most middle rice suffered heat damage in flowering stage， which led to the significant reduction of seeding rate. Part of the rice suffered heat damage again in filling stage and that resulted to the reduction of grain weight. In general， the heat damage in summer of 2016 made a relatively significant impact onto the yield of middle rice in Hubei province. Besides， rainstorm flood in plum rain period had also a certain impact on the yield of rice， especially the flood happened in tillering stage which led to the reduction of effective spike. This was another reason for yield reduction of middle rice in Hubei.

Key words： middle rice； heat damage； seeding rate； grain weight； Hubei province

中稻是湖北省主要糧食作物之一，種植范圍遍布全省。根據(jù)湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒，近5年來(lái)湖北省中稻種植面積平均達(dá)到126.8萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量1 178.4萬(wàn)t，在湖北省糧食生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。湖北省一季中稻一般在4月下旬至5月上旬播種，近年來(lái)直播中稻面積也有所增加，播種日期一般在5月中下旬，大部分正常播種的中稻一般在7月上旬進(jìn)入孕穗期，9月上中旬收獲。其間每年7-8月受穩(wěn)定的西太平洋副熱帶高壓控制，湖北省往往都會(huì)出現(xiàn)一段或長(zhǎng)或短的高溫期，而這一時(shí)段正處于中稻孕穗-抽穗-灌漿的產(chǎn)量形成關(guān)鍵期，對(duì)中稻產(chǎn)量產(chǎn)生明顯的影響。高溫對(duì)水稻的危害主要表現(xiàn)在水稻抽穗揚(yáng)花期受高溫?zé)岷?，?duì)盛花時(shí)間、開花率、花藥開裂率等均有不良影響，隨著高溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的加大和延長(zhǎng)，水稻秕谷率和空殼率增加，結(jié)實(shí)率下降；灌漿期遭遇高溫?zé)岷σ灿忻黠@影響，主要是會(huì)降低子粒內(nèi)磷酸化酶和淀粉酶的活性，降低灌漿速度，影響到干物質(zhì)的積累，降低千粒重[1]。

2016年7月22至日8月2日、8月10-25日，湖北省先后出現(xiàn)兩段晴熱高溫天氣，高溫期正值中稻抽穗揚(yáng)花-灌漿的關(guān)鍵期，對(duì)湖北省中稻產(chǎn)生了明顯的影響。為此，筆者組織相關(guān)部門在全省18個(gè)地市縣組織了中稻高溫?zé)岷τ绊懻{(diào)查，以客觀定量地評(píng)估2016年高溫?zé)岷?duì)湖北省中稻產(chǎn)量的影響。

1 材料與方法

1.1 資料來(lái)源

在全省18個(gè)中稻固定觀測(cè)田所在的地市縣開展中稻產(chǎn)量調(diào)查，共取得95個(gè)中稻田樣本，具體觀測(cè)田分布范圍如圖1所示。調(diào)查要素包括調(diào)查地點(diǎn)、經(jīng)緯度、中稻品種、栽培方式、灌溉條件、主要生育期（包括播種期、移栽期、返青期、孕穗期、抽穗期、收割期）、產(chǎn)量因素（包括穗粒數(shù)、實(shí)粒數(shù)、空粒數(shù)、秕粒數(shù)、有效莖數(shù)、千粒重）等。氣象資料主要包括2016年7-8月的逐日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫，資料來(lái)自湖北省氣象局。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查方法主要參照《農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范》[2]。endprint

1.2.1 密度測(cè)定 密度測(cè)定通過(guò)測(cè)定單位面積上的總莖數(shù)和有效莖數(shù)來(lái)獲得，以每平方米莖數(shù)表示。先測(cè)定1 m內(nèi)行數(shù)，平作地段每個(gè)測(cè)點(diǎn)量出10個(gè)行距（1～11行）的寬度，以米為單位，然后數(shù)出行距數(shù)， 4個(gè)測(cè)定總行距數(shù)除以所量總寬度，即為平均1 m內(nèi)行數(shù)；再測(cè)定1 m內(nèi)莖數(shù)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)在相鄰的兩行各取0.5 m長(zhǎng)錯(cuò)開的一段，數(shù)出其中的莖數(shù)，各測(cè)點(diǎn)1 m內(nèi)莖數(shù)之和除以4，求得平均1 m內(nèi)莖數(shù)，最后根據(jù)平均1 m內(nèi)行數(shù)乘以平均1 m內(nèi)莖數(shù)求得每平米莖數(shù)。

1.2.2 產(chǎn)量結(jié)構(gòu)要素測(cè)定 在每個(gè)測(cè)點(diǎn)選有代表性的5穴，每穴任取兩個(gè)有效莖，數(shù)出由穗軸的穗節(jié)長(zhǎng)出的一次枝梗的數(shù)量，求出單穗平均，為一次枝梗數(shù)；數(shù)出每穗上所有子粒數(shù)、正常灌漿子粒數(shù)、空殼數(shù)、秕谷數(shù)，求出單穗平均，即為穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)粒數(shù)、空殼數(shù)和秕粒數(shù)。千粒重為樣本子粒晾曬達(dá)到干谷標(biāo)準(zhǔn)后，除去空、秕粒，于其中不加選擇的取2組各1 000粒，分別稱重，二組重量相差不大于平均值的3%時(shí)，平均重即為千粒重。

2 結(jié)果與分析

2.1 2016年夏季高溫?zé)岷Πl(fā)生情況

根據(jù)2016年7-8月逐日氣溫資料，在7月22至8月2日、8月10-25日湖北省出現(xiàn)兩段晴熱高溫天氣（圖2），其中7月22至8月2日鄂東大部、江漢平原南部高溫時(shí)間達(dá)10～12 d，鄂西北北部、江漢平原北部也達(dá)到5～9 d，日平均氣溫大部偏高2.0～4.2 ℃；8月10-25日鄂東大部、江漢平原南部、鄂西局部再度出現(xiàn)一段10～15 d的高溫，日平均氣溫較常年偏高3.0～4.9 ℃（圖3、圖4）。

2.2 湖北省中稻播種期和抽穗期分布特征

根據(jù)各地中稻生育期調(diào)查結(jié)果，湖北省中稻播種期從3月28日至6月2日，各地播期相差2個(gè)多月，播種最早的樣本來(lái)自鄂西南利川市，最晚的來(lái)自武漢市江夏區(qū)，大部分中稻集中在4月至5月中旬期間播種，其中4月第六候至5月上旬播種最多，占37.9%（圖5）。

湖北省中稻抽穗期主要是7月21日至8月28日，各時(shí)段內(nèi)抽穗的中稻樣本所占比例如圖6所示。結(jié)合2016年7月22至日8月25日高溫時(shí)間分布特征，可知兩段高溫發(fā)生時(shí)段正處于湖北省大部分中稻抽穗揚(yáng)花的關(guān)鍵生育期。其中在7月下旬第一段高溫時(shí)段內(nèi)抽穗的中稻樣本占8.5%，在8月上旬抽穗未遭遇高溫的占23.7%，在8月第三至第五候抽穗遭遇了第二段高溫的中稻占66.1%，在8月第六候抽穗的樣本占1.7%。由此可知，湖北省約占74.6%的中稻抽穗揚(yáng)花期都遭遇了不同程度的高溫?zé)岷?，少部分中稻（約23.7%）抽穗期未遭遇高溫，但灌漿期遭遇了程度不等的高溫?zé)岷Α?/p>

2.3 中稻結(jié)實(shí)率分析

根據(jù)歷年湖北省中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)要素和生育期觀測(cè)資料，一般認(rèn)為水稻結(jié)實(shí)率在85%以上為基本正常，因此可認(rèn)為結(jié)實(shí)率在85%以上的中稻抽穗揚(yáng)花受高溫影響較小。根據(jù)各地調(diào)查結(jié)果（圖7），結(jié)實(shí)率在85%以上的中稻多在8月上旬和8月下旬后期抽穗揚(yáng)花，未遭遇高溫?zé)岷蚋邷責(zé)岷τ绊憰r(shí)間較短，對(duì)中稻抽穗揚(yáng)花較為有利，結(jié)實(shí)率較高，平均結(jié)實(shí)率達(dá)到88.2%；而結(jié)實(shí)率在85%以下的中稻主要抽穗期是7月21-24日、8月上旬末至8月16日期間，結(jié)合全省逐日氣溫變化圖，這兩個(gè)時(shí)段正處于第一段高溫和第二段高溫時(shí)段內(nèi)，與結(jié)實(shí)率偏低有較好的一致性。其中7月下旬抽穗的中稻結(jié)實(shí)率在73%～78%，平均結(jié)實(shí)率75.6%；8月中旬至下旬前期抽穗期的中稻結(jié)實(shí)率在49%～85%，平均結(jié)實(shí)率76.3%，尤其8月中旬抽穗的中稻大部結(jié)實(shí)率都在70%以下，如武漢市東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場(chǎng)的揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)、荊州市農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的廣兩優(yōu)香66、鐘祥市沙洋縣五里鎮(zhèn)趙集村的兆優(yōu)5431、襄陽(yáng)市襄州張集鎮(zhèn)周垱村的C兩優(yōu)華占和宋營(yíng)村的C兩優(yōu)、當(dāng)陽(yáng)市玉泉鎮(zhèn)雄風(fēng)村的皖稻129、谷城縣冷集鎮(zhèn)冷家溝村的Y1兩優(yōu)628、武漢市江夏區(qū)法泗鄧港孟家畈的Y兩優(yōu)2號(hào)及西港村的黃花占、竹溪縣城關(guān)鎮(zhèn)西關(guān)街外的Y兩優(yōu)555、洪湖市烏林鎮(zhèn)的豐兩優(yōu)香1號(hào)等，抽穗期主要在8月10-18日期間?？傮w看來(lái)，抽穗期遭遇第一段和第二段高溫?zé)岷Φ闹械九c未遭遇高溫的中稻相比，平均結(jié)實(shí)率分別偏低了12.6個(gè)百分點(diǎn)和11.9個(gè)百分點(diǎn)。

湖北省中稻種植品種繁雜，受調(diào)查的中稻樣本就多達(dá)43個(gè)品種，主要系列有兩優(yōu)、新兩優(yōu)、廣兩優(yōu)、豐兩優(yōu)、黃花占、T優(yōu)、皖稻、瀘優(yōu)、秈優(yōu)、崗優(yōu)、Y兩優(yōu)、汕優(yōu)等。根據(jù)2016年中稻結(jié)實(shí)率調(diào)查結(jié)果，結(jié)實(shí)率在70%以下的中稻品種樣本主要為廣兩優(yōu)香66、Y兩優(yōu)系列、皖稻和黃花占、豐兩優(yōu)香，大部分在8月中旬期間抽穗，遭遇了第二段高溫?zé)岷?；結(jié)實(shí)率在70%～85%的中稻品種主要有廣兩優(yōu)系列、豐兩優(yōu)系列、揚(yáng)兩優(yōu)系列、新兩優(yōu)系列、華優(yōu)等，其中抽穗期未遭遇高溫的中稻占27.5%，遭遇第一段高溫?zé)岷Φ闹械菊?.5%，遭遇第二段高溫?zé)岷Φ闹械菊?5.0%；結(jié)實(shí)率85%以上的品種主要為兩優(yōu)、豐優(yōu)、豪兩優(yōu)、崗優(yōu)、紅蓮優(yōu)、中優(yōu)、湘兩優(yōu)等，基本均在8月抽穗，其中28.5%未遭遇抽穗期高溫，71.5%遭遇了第二段高溫?zé)岷ΑＴ庥隽说诙胃邷責(zé)岷ΦY(jié)實(shí)率仍在85%以上的品種主要有紅蓮優(yōu)、兩優(yōu)、中優(yōu)、渝優(yōu)、豐優(yōu)、崗優(yōu)、湘兩優(yōu)，可粗略地認(rèn)為這些品種為較耐高溫的中稻品種。

2.4 中稻千粒重分析

高溫?zé)岷Τ擞绊懼械境樗霌P(yáng)花，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率下降外，還會(huì)影響中稻灌漿速率和干物質(zhì)累積量，從而導(dǎo)致千粒重下降。一般而言，對(duì)于同一田塊，從抽穗開始到抽穗結(jié)束需要5～7 d。因此，根據(jù)調(diào)查的抽穗期可以推斷各時(shí)段抽穗的中稻在灌漿期是否遭遇高溫。據(jù)此認(rèn)為，7月下旬前期抽穗的中稻灌漿時(shí)部分可能遭遇了高溫?zé)岷?；?月下旬后期至8月上旬前期抽穗的中稻基本在8月上旬灌漿，未遭遇灌漿期高溫；在8月上旬后期抽穗的中稻基本在8月中旬進(jìn)入灌漿期，恰巧遭遇了第二段高溫?zé)岷Γ?月中旬前期抽穗的中稻在8月中旬末至下旬前期灌漿，也遭遇了高溫?zé)岷Γ?月中旬末至下旬前期抽穗的中稻抽穗期遭遇高溫，但灌漿基本在8月下旬中期或旬末，基本未遭遇高溫?zé)岷Γ?月下旬后期抽穗的中稻抽穗和灌漿期均未遭遇高溫。endprint

各地中稻考種資料中，除7月第五候抽穗的中稻樣本由于個(gè)人原因未進(jìn)行千粒重考種；其他時(shí)段抽穗的中稻千粒重考種結(jié)果如圖8所示。不考慮中稻品種和熟性等本身差異，在8月6-20日期間，千粒重最低的中稻主要是在8月12-14日期間抽穗，平均為25.83 g，而這一時(shí)間抽穗的中稻在抽穗、灌漿時(shí)遭遇的高溫?zé)岷Χ甲顬閲?yán)重，與這一時(shí)段千粒重處于低谷的趨勢(shì)較為一致。

2.5 不同生育期的同品種中稻產(chǎn)量結(jié)構(gòu)要素對(duì)比分析

從調(diào)查樣本中選出同一系列在不同田塊的中稻樣本，挑選出其中樣本量大于5的樣本資料，主要有豐兩優(yōu)系列、廣兩優(yōu)系列、兩優(yōu)系列和新兩優(yōu)系列。

樣本中的豐兩優(yōu)系列主要來(lái)自洪湖、麻城、荊州、天門、仙桃、江夏，抽穗期從7月第五候至8月第五候均有出現(xiàn)，該系列品種結(jié)實(shí)率在64.9%～87.6%，平均78.7%，其中8月第一候至第二候抽穗的樣本結(jié)實(shí)率在85%以上，其他樣本均在85%以下，洪湖7月第五候抽穗的樣本結(jié)實(shí)率最低，其次是7月第六候和8月第四候抽穗的中稻，基本與高溫?zé)岷Πl(fā)生時(shí)間和程度一致。千粒重在25.2～30.5 g，以8月第一候抽穗的樣本千粒重最高，其次是7月第六候（圖9），而7月底至8月初抽穗的中稻在灌漿期未遭遇高溫?zé)岷蚋邷赜绊憰r(shí)間較短，因而千粒重相對(duì)較高，與高溫分布情況也是一致的。

廣兩優(yōu)系列樣本主要來(lái)自荊州、鐘祥、英山、襄州、仙桃，其抽穗期主要集中在7月第五候至8月第一候，以及8月第六候，結(jié)實(shí)率在73.3%～91.9%，平均84.9%，其中荊州7月第五候和英山第六候抽穗的樣本結(jié)實(shí)率最低。在80%以下，其他均在80%以上，8月第一候抽穗的樣本平均結(jié)實(shí)率達(dá)到了87.4%，屬結(jié)實(shí)率較高的時(shí)段，8月第六候抽穗的中稻未遭遇高溫，結(jié)實(shí)率也較高，達(dá)到89.0%。千粒重考種的樣本較少，鐘祥7月第六候抽穗的中稻千粒重最高為29.3 g（圖10），該樣本在8月上旬進(jìn)入灌漿期未遭遇高溫?zé)岷?，總體該系列中稻結(jié)實(shí)率和千粒重情況與高溫分布情況還是較為一致的。

兩優(yōu)系列樣本主要來(lái)自江夏、鐘祥、仙桃，抽穗期集中在7月第五候、8月第三候至第五候，其結(jié)實(shí)率在74.0%～91.0%，平均83.7%，其中江夏7月第五候抽穗遭遇了高溫，結(jié)實(shí)率最低；樣本千粒重24.1～29.0 g，平均26.31 g，其中鐘祥和仙桃8月第三候至第四候抽穗的中稻千粒重最高，平均28.5 g左右，其他樣本組間千粒重相差不大，但明顯偏?。▓D11）?？傮w看來(lái)，該系列中稻的結(jié)實(shí)率和千粒重情況與高溫分布情況也較為一致。

新兩優(yōu)系列樣本主要來(lái)自鐘祥、洪湖、房縣，抽穗期主要集中在8月第二候至第四候，結(jié)實(shí)率73.7%～84.7%，平均79.4%，其中洪湖、房縣8月第三候抽穗的樣本和鐘祥、房縣8月第四候抽穗的樣本結(jié)實(shí)率在80%以下，比8月第二候抽穗的樣本結(jié)實(shí)率平均低4.7個(gè)百分點(diǎn)。千粒重在25.6～28.9 g，平均27.7 g，其中同樣洪湖、房縣8月第三候抽穗的樣本以及房縣8月第四候抽穗的樣本千粒重最低，平均25.9 g，與其他樣本相比，偏低了2.88 g（圖12）?？傮w看來(lái)，該系列中稻的結(jié)實(shí)率和千粒重情況與高溫分布情況大體一致。

3 小結(jié)與討論

3.1 小結(jié)

2016年7月22至8月2日、8月10-25日期間出現(xiàn)的兩段連續(xù)高溫對(duì)湖北省中稻產(chǎn)生了一定影響。大部中稻在抽穗揚(yáng)花期遭遇了不同程度的高溫?zé)岷?，結(jié)實(shí)率較正常偏低12～15個(gè)百分點(diǎn)，部分高溫?zé)岷?yán)重、且耐高溫能力差的中稻結(jié)實(shí)率只有49%～70%；部分中稻灌漿期再度遭遇高溫?zé)岷Γ瑢?dǎo)致千粒重也有明顯下降，最低僅19～20 g。不同播期的同一品種中稻結(jié)實(shí)率和千粒重的高低與高溫發(fā)生時(shí)間有較好的一致性。劉維等[3]也認(rèn)為2016年長(zhǎng)江中下游7月下旬和8月中旬兩段高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響范圍廣，對(duì)一季中稻影響僅次于2003年和2013年?？傊?，2016年夏季高溫?zé)岷?duì)湖北省中稻產(chǎn)量有較為明顯的影響。

3.2 討論

高溫?zé)岷Τ酥苯佑绊懼械境樗霌P(yáng)花和灌漿充實(shí)外，久晴無(wú)雨加劇水分蒸發(fā)，還導(dǎo)致鄂北部分水源供給不充分的稻田缺水，進(jìn)一步影響結(jié)實(shí)率和千粒重，部分田塊“翹頭穗”多，結(jié)實(shí)率異常偏低。2013年馬鞍山市水稻高溫調(diào)查顯示，受高溫影響，當(dāng)?shù)刂械窘Y(jié)實(shí)率平均僅73.4%[4]；沈?qū)嶽5]也分析了2016年持續(xù)高溫對(duì)江西省鄱陽(yáng)縣水稻的影響，調(diào)查顯示中稻結(jié)實(shí)率較往年偏低8.0～12.5個(gè)百分點(diǎn)。

2016年湖北省氣象災(zāi)害頻繁，高溫?zé)岷秃闈碁?zāi)害事件連續(xù)，范圍重疊，對(duì)作物影響大，影響中稻產(chǎn)量的除了高溫?zé)岷?，還有前期的梅雨期強(qiáng)降水，暴雨洪澇造成部分地區(qū)稻田處于積澇或漬水狀態(tài)，不利于一季中稻分蘗拔節(jié)和孕穗[5]，據(jù)湖北省民政部門統(tǒng)計(jì)，全省近40萬(wàn)hm2中稻受災(zāi)，其中絕收12.8萬(wàn)hm2，退水較快的稻田受到的影響不大，但退水較慢的中稻分蘗減少，后期有效穗減少，也是中稻減產(chǎn)的另一原因。

由于此次調(diào)查樣本數(shù)總體較少，主要涉及有中稻農(nóng)氣觀測(cè)田的地縣市，其他地區(qū)沒有調(diào)查采樣，且開展中稻產(chǎn)量調(diào)查的時(shí)間較晚，調(diào)查時(shí)部分早熟中稻已成熟收獲，早熟中稻樣本獲得數(shù)相對(duì)更少，因此下一步需要收集全省各地市更多的中稻考種資料，以此來(lái)驗(yàn)證2016年高溫對(duì)湖北省中稻產(chǎn)量的影響。

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