成都2015年高溫干旱對水稻生長及產(chǎn)量的影響

陳 樂，費永成，于 成，孫 磊，亢 強，榮 韌

(1.成都農(nóng)業(yè)試驗站，四川溫江 611135；2.四川省成都市氣象局，四川成都 610071；3.四川省雙流縣氣象局，四川雙流 610200)

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成都2015年高溫干旱對水稻生長及產(chǎn)量的影響

陳 樂1，費永成1，于 成2，孫 磊2，亢 強3，榮 韌1

(1.成都農(nóng)業(yè)試驗站，四川溫江 611135；2.四川省成都市氣象局，四川成都 610071；3.四川省雙流縣氣象局，四川雙流 610200)

摘要利用降水距平百分率、土壤相對濕度、濕潤指數(shù)分析農(nóng)業(yè)干旱程度，用高溫日數(shù)分析2015年成都高溫對干旱影響的強度，以及在高溫干旱雙重脅迫下對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。結果表明，2015年7月中下旬成都各區(qū)縣發(fā)生不同程度的農(nóng)業(yè)干旱，高溫加劇干旱的影響強度，在高溫干旱雙重脅迫下水稻抽穗困難、葉片提前枯黃，后期產(chǎn)量測產(chǎn)中干旱區(qū)水稻有效穗率低、空秕率增加，導致產(chǎn)量降低。

關鍵詞高溫；干旱；水稻；生長；產(chǎn)量

成都屬亞熱帶季風氣候，位于102°54′～104°53′ E、30°05′～31°26′ N，是我國盛產(chǎn)糧油基地之一、四川省水稻主產(chǎn)區(qū)域之一。全市常年農(nóng)作物種植面積在41萬hm2左右，其中水稻種植面積接近31萬hm2，占全年種植面積的70%以上，水稻的安全生長關系著全市的糧食安全。水稻是成都的主要糧食作物，水稻生長與光、溫、水氣象條件密切相關，在適宜的氣象條件下作物長勢較好，能實現(xiàn)水稻產(chǎn)量的增產(chǎn)。隨著全球變暖，各種極端自然災害頻繁出現(xiàn)，水稻不同生育期的農(nóng)業(yè)自然災害在一定程度影響到水稻的生長發(fā)育，從而影響水稻的產(chǎn)量，許多學者對水稻生育期出現(xiàn)高溫、干旱進行了大量研究[1-4]，如江學海等[1-2]研究了不同生育階段干旱脅迫對產(chǎn)量、產(chǎn)量性狀及其構成因素的影響，梁嘉熒等[4]研究了高溫干旱對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及劍葉生理特性影響。以往的研究主要針對高溫、干旱對水稻生理特性、產(chǎn)量及產(chǎn)量構成要素進行分析，而針對水稻抽穗揚花期受異常氣候影響的氣象因子研究較少，筆者利用氣象指標、土壤墑情指標研究2015年成都高溫干旱的影響程度和強度，以及在高溫干旱雙重脅迫下對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，以進一步認識水稻在抽穗揚花期高溫干旱造成水稻產(chǎn)量減產(chǎn)，增強防災減災意識。

1資料與方法

1.1資料來源2015年日平均氣溫、日最高氣溫資料來源于成都市溫江、郫縣、新都、龍泉驛、彭州、大邑、雙流、崇州等13個區(qū)、縣氣象局；降水、土壤相對濕度資料來源于彭州、邛崍、雙流、金堂氣象局，用彭州代表成都市北部地區(qū)，用邛崍代表西部地區(qū)，雙流代表南部地區(qū)，金堂代表東部地區(qū)。

1.2分析方法高溫日是指日最高氣溫≥35 ℃或日平均氣溫≥30 ℃，高溫日數(shù)是出現(xiàn)高溫日的天數(shù)。運用高溫日數(shù)、降水距平百分率R、濕潤指數(shù)A、土壤相對濕度結合數(shù)理統(tǒng)計方法分析高溫干旱影響程度，結合大田調(diào)查分析高溫干旱對水稻抽穗揚花期生長的影響。根據(jù)成都市農(nóng)業(yè)氣象試驗站觀測資料及多年農(nóng)田觀測調(diào)查，成都市各區(qū)、縣中熟品種雜交秈稻抽穗揚花期主要在7月中旬~下旬。

1.2.3土壤相對濕度W。土壤相對濕度(W)反映土壤干濕程度，即土壤的實際含水量。用土壤相對濕度可部分消除土壤特性造成的差異。根據(jù)土壤相對濕度的農(nóng)業(yè)干旱等級劃分[5]，土壤質(zhì)地為壤土，當55%≤W<60%時，為輕度干旱；當45%≤W<55%時，為中度干旱；當40%≤W<45%時，為嚴重干旱；當W<40%時，為特大干旱。

2抽穗揚花期的氣象要素分析

2.1高溫日數(shù)統(tǒng)計2015年成都13個區(qū)縣7月16~30日出現(xiàn)的高溫日數(shù)(圖1)可知，成都市大部分地區(qū)日最高氣溫>35 ℃的日數(shù)為6～9d，平均高溫日數(shù)超過5d，偏南地區(qū)個別甚至超過12d。

圖1　2015年7月16~30日成都日最高氣溫>35 ℃的日數(shù)分布Fig.1　Distribution of the days with the highest temperature greater than 35 ℃ in Chengdu City from July 16 to July 30，2015

2.2干旱

2.2.1降水距平百分率。3月上旬~6月下旬成都市總降水較常年偏少，除4、6月個別地區(qū)降水偏多外，其余月份均偏少，造成土壤底墑不足；7月總降水嚴重不足，成都市彭州、邛崍、金堂等地降水距平百分率為-50%~-80%，按旱澇等級程度，屬大旱(圖2)；成都市雙流降水距平百分率為-25%~-50%，屬偏旱。分析成都市7月各旬降水發(fā)現(xiàn)，降水距平百分率最小的旬出現(xiàn)在7月下旬，彭州、邛崍、金堂降水距平百分率均小于-50%，在成都北部、西部、東部出現(xiàn)嚴重的大旱。

2.2.2濕潤指數(shù)。根據(jù)公式計算成都7月濕潤指數(shù)，結果發(fā)現(xiàn)，雙流為0.11，溫江0.07，郫縣0.06，成都各區(qū)縣7月濕潤指數(shù)均小于2(表1)，表明7月為干旱月。

2.2.3土壤相對濕度。由圖3可知，彭州、邛崍、雙流、金堂0～30 cm平均土壤相對濕度7月中旬開始出現(xiàn)輕度干旱，而在7月下旬中期彭州、邛崍、雙流、金堂出現(xiàn)特大干旱；8月6日止特大干旱得以解除；干旱主要集中在7月中旬、下旬。

圖2　2015年3~7月成都各區(qū)縣降水距平百分率Fig.2　Precipitation anomaly percentages of different areas and counties of Chengdu City from March to July 2015

2.2.4伏旱。按四川省地方標準氣候術語[7]，伏旱標準為7～8月連續(xù)20 d降水總量<35 mm，伏旱持續(xù)日數(shù)<30 d，為一般伏旱；伏旱持續(xù)日數(shù)30～40 d，為嚴重伏旱；伏旱持續(xù)日數(shù)≥40 d，為特大伏旱。統(tǒng)計成都市金堂、新都、邛崍等各區(qū)、縣7、8月降水(表1)發(fā)現(xiàn)，2015年成都市均出現(xiàn)不同程度伏旱，整個旱期降水量為17.6～34.8 mm；新都伏旱持續(xù)時間最長，達34 d，為嚴重伏旱，其余區(qū)市縣為20～26 d，為一般性伏旱，伏旱出現(xiàn)時段主要集中在7月中下旬。

表1　2015年成都各區(qū)、縣濕潤指數(shù)及伏旱統(tǒng)計

3高溫伏旱對水稻生長及產(chǎn)量影響分析

3.1生長發(fā)育影響分析水稻抽穗揚花期對高溫最為敏感，最適宜生長的溫度是25～30 ℃，水稻抽穗揚花期若遭遇35 ℃以上高溫將導致結實率下降，產(chǎn)量降低。王成瑗等[8]研究指出水稻出穗后受干旱脅迫葉片萎蔫、卷曲，下部葉片變黃、衰老加快，葉面積指數(shù)下降，葉綠素含量減少，最終影響產(chǎn)量。成都7月中下旬發(fā)生持續(xù)高溫天氣，日最高氣溫>35 ℃的平均天數(shù)超過5 d，高溫加劇土壤水分蒸發(fā)，出現(xiàn)少有的農(nóng)業(yè)干旱，在高溫與干旱雙重脅迫下，灌溉條件差的水稻田塊失墑嚴重，田塊出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，水稻抽穗困難，植株葉片提前枯黃，功能衰竭，在受損田塊中7月下旬抽穗揚花的水稻受影響最為嚴重。

3.2產(chǎn)量結構分析產(chǎn)量結構分析是構成產(chǎn)量的各因素相互組合進行分析測定，產(chǎn)量的高低主要取決于有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)、結實率、千粒重，各因素相互配合。在成都市水稻成熟前，對高溫干旱影響的稻田和灌溉區(qū)稻田取一定數(shù)量樣品進行產(chǎn)量結構對比分析，結果(表2)發(fā)現(xiàn)，干旱區(qū)稻田穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、結實粒均減少，空秕率增加。

表2　產(chǎn)量結構因素對比分析

4結論

2015年成都水稻抽穗揚花前期降水持續(xù)偏少，在抽穗揚花期出現(xiàn)持續(xù)高溫，日最高氣溫>35 ℃的平均天數(shù)超過5 d，高溫加劇土壤干旱程度，出現(xiàn)較為嚴重的農(nóng)業(yè)干旱。高溫干旱雙重脅迫下，成都水稻抽穗困難、葉片枯黃、功能衰竭，水稻生長發(fā)育受阻，后期測產(chǎn)數(shù)據(jù)表明干旱區(qū)水稻穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、穗結實粒數(shù)均減少，空殼率及秕谷率增加，干旱區(qū)產(chǎn)量明顯減產(chǎn)。

參考文獻

[1] 江學海，李剛?cè)A，王紹華，等.不同生育階段干旱脅迫對雜交稻產(chǎn)量的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報，2015，38(2)：173-181.

[2] 王成璦，王伯倫，張文香，等.干旱脅迫時期對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響[J].中國農(nóng)學通報，2008，24(2)：160-166.

[3] 李萍萍，程高峰，張佳華.高溫對水稻抽穗揚花期生理特性的影響[J].江蘇大學學報，2010(2)：125-130.

[4] 梁嘉熒，蔡一霞.高溫干旱對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及劍葉生理特性影響研究綜述[J].中國農(nóng)學通報，2013，29(27)：1-6.

[5] 王建林.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象服務[M].北京：氣象出版社，2010：159，162.

[6] 張娟娟.2006年重慶市特大干旱及其對農(nóng)業(yè)的影響研究[D].重慶：西南大學，2008：17-18.

[7] 四川省質(zhì)量技術監(jiān)督局.四川省地方標準氣候術語：DB51/T582-2006[S].四川省質(zhì)量技術監(jiān)督局，2006.

[8] 王成璦，王伯倫，張文香.土壤水分脅迫對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].作物學報，2006(1)：131-137.

Effects of of High Temperature and Drought Weather on Rice Growth and Output in Chengdu City in 2015

CHEN Le1, FEI Yong-cheng1, YU Cheng2et al(1. Chengdu Agricultural Experiment Station, Wenjiang, Sichuan 611135; 2. Meteorologic Bureau of Chengdu City, Chengdu, Sichuan 610071)

AbstractBased on precipitation anomaly percentage, relative soil humidity and humidity index, effects of high temperature and drought weather on rice growth and output in Chengdu City in 2015 were researched. Research results showed that there were different degrees of agricultural drought in different regions and counties of Chengdu in middle and late July, 2015. The influence of drought was intensified by high temperature. Under the double stresses of drought and high temperature, rice heading became difficult and leaves turned yellow ahead of time. In the output estimation of later period, the rice in drought areas suffered a low rate of effective panicles and an increase rate of empty rice, which led to the drop in output.

Key wordsHigh temperature; Drought; Crop; Growth; Output

收稿日期2015-12-21

作者簡介陳樂(1980- )，女，重慶人，工程師，從事農(nóng)業(yè)氣象服務與研究工作。

基金項目四川省成都市氣象局重點課題“成都市農(nóng)業(yè)氣象指標集研究”。

中圖分類號S 162.5

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)02-229-02