江西一季稻花期高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)量的影響

楊軍+李迎春+劉丹+周大虎

摘要：花期高溫?zé)岷σ殉蔀樗旧a(chǎn)中的一個(gè)突出問(wèn)題。利用江西省18個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站近35年（1981—2015年）7月11日至8月10日的氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，并基于江西省種子管理局2004—2015年一季稻的區(qū)域試驗(yàn)資料，研究江西一季稻花期高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，近35年來(lái)日平均氣溫和最高氣溫距平呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律，其中1981—1992年高低溫年交替出現(xiàn)，1993—2002年低溫年居多，而2003—2015年高溫年居多。近35年（除1997年）來(lái)每年均有高溫?zé)岷Πl(fā)生，平均3.94次。2003年以后高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生次數(shù)和高溫持續(xù)天數(shù)呈增加趨勢(shì)。7月中旬至8月上旬的日平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷μ鞌?shù)與結(jié)實(shí)率相關(guān)明顯，結(jié)實(shí)率可作為一季稻花期高溫?zé)岷﹁b定的一個(gè)有效指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：一季稻；花期；高溫?zé)岷?；產(chǎn)量；結(jié)實(shí)率；平均氣溫

中圖分類號(hào)： S428 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2017）19-0170-05

收稿日期：2017-03-05

基金項(xiàng)目：國(guó)家公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)（編號(hào)：GYHY201406025）；江西省氣象局青年人才培養(yǎng)項(xiàng)目（編號(hào)：YTTF201603）；中國(guó)氣象局氣候變化專項(xiàng)（編號(hào)：CCSF201513）。

作者簡(jiǎn)介：楊 軍（1987—），男，江西宜春人，博士，工程師，主要從事水稻氣象、生理與遺傳育種研究。E-mail：573286952@qq.com。 我國(guó)是世界上自然災(zāi)害發(fā)生種類最多的國(guó)家。在七大類自然災(zāi)害中，氣象災(zāi)害的覆蓋面最廣，約占70%。近年來(lái)，氣候變化異常使氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率升高、強(qiáng)度加大，嚴(yán)重影響我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在全球氣候變暖背景下，我國(guó)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害（高溫、低溫、洪澇和季節(jié)性干旱等）日益嚴(yán)重，威脅國(guó)家的糧食安全[1-2]。我國(guó)是全球水稻的生產(chǎn)大國(guó)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)（江西、湖北、湖南、安徽、江蘇、浙江和上海）是我國(guó)最大的水稻主產(chǎn)區(qū)。該區(qū)水稻種植面積占全國(guó)水稻總面積的70%左右，總產(chǎn)量占全國(guó)糧食總產(chǎn)的30%左右，占全國(guó)水稻總產(chǎn)量的50%以上[3-4]。高溫是影響長(zhǎng)江中下游地區(qū)水稻生產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。每年梅雨季節(jié)過(guò)后，此時(shí)一季稻正處抽穗開(kāi)花期，受西太平洋副高控制，該區(qū)易出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣，造成高溫?zé)岷?，影響水稻的生長(zhǎng)發(fā)育[5-6]。

一季稻又名單季稻或中稻，因其具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)及成熟期適中等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益具有一定優(yōu)勢(shì)，一季稻是江西水稻生產(chǎn)的重要組成部分，自2002年以來(lái)，全省一季稻種植面積已穩(wěn)定在40萬(wàn)hm2左右。開(kāi)花期是水稻生殖生長(zhǎng)對(duì)溫度最敏感的時(shí)期，最適宜的溫度為25～30 ℃。一季稻一般在7月中下旬至8月上旬開(kāi)花結(jié)實(shí)，如遇日平均溫度高于30 ℃或日最高溫度高于35 ℃以上的高溫天氣，水稻的花粉育性、花藥開(kāi)裂率、花粉活力、花粉管萌發(fā)和柱頭活性會(huì)降低，進(jìn)而引起花粉敗育、花粉管伸長(zhǎng)和子房受精受阻，易造成空殼率和秕粒率增加，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率及產(chǎn)量下降，且其變幅隨高溫強(qiáng)度的增大和持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加[7-9]。據(jù)IPCC統(tǒng)計(jì)，全球陸地和海洋表面平均溫度1880—2012年間升高了0.85 ℃[10]。在全球氣候變暖背景下，高溫發(fā)生的頻率和強(qiáng)度不斷加大，由此而導(dǎo)致的水稻高溫?zé)岷?wèn)題日趨嚴(yán)重。

前人對(duì)水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律及對(duì)產(chǎn)量的影響已有眾多研究。李守華等研究發(fā)現(xiàn)，近50年（1954—2003年）來(lái)，對(duì)江漢平原一季稻花期可能產(chǎn)生致命傷害的7月中旬至8月上旬連續(xù)3 d以上平均氣溫≥ 30 ℃和最高氣溫≥ 35 ℃高溫天氣出現(xiàn)的次數(shù)呈增加趨勢(shì)[11]。謝曉金等指出，近55年（1951—2005年）來(lái)，導(dǎo)致南京市水稻花期高溫危害的天氣從20世紀(jì)90年代開(kāi)始呈增加趨勢(shì)[12]；高溫危害天氣集中發(fā)生在每年的7月中下旬和8月上旬，其中7月下旬發(fā)生頻次超過(guò)70%。孟林等的研究指出，長(zhǎng)江中下游一季稻高溫?zé)岷Πl(fā)生頻繁，高溫?zé)岷ξｋU(xiǎn)性與7—8月最高氣溫和平均氣溫存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系[13]。楊舒暢等的研究表明，1980—2012年長(zhǎng)江中下游地區(qū)一季稻高溫?zé)岷Πl(fā)生的總頻次以14.10次/10年的趨勢(shì)增加，江西是高溫?zé)岷Πl(fā)生頻次最高且危害程度最重的區(qū)域之一[14]。楊炳玉等研究表明，江西省水稻高溫?zé)岷杏?月中下旬和8月上旬；1961—1982年高溫?zé)岷Πl(fā)生次數(shù)呈下降趨勢(shì)，而1983—2010年則呈極顯著上升趨勢(shì)[15]。盡管基于氣象資料進(jìn)行了較多高溫?zé)岷Ψ治?，但?duì)江西一季稻花期高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律的系統(tǒng)研究鮮有報(bào)道。田俊等利用江西14個(gè)氣象觀測(cè)站2000—2013年農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)資料以探討早稻高溫?zé)岷Φ挠绊懸蜃?，并指出過(guò)程最大升溫幅度、過(guò)程最高氣溫和高溫持續(xù)日數(shù)是江西早稻高溫?zé)岷Φ闹饕绊懸蜃覽16]。當(dāng)高溫強(qiáng)度和持續(xù)日數(shù)增加到某一數(shù)值，中稻開(kāi)花期高溫減產(chǎn)大于灌漿期，水稻減產(chǎn)率在重度災(zāi)害年份高達(dá)30%以上，且一季稻的最大減產(chǎn)率一般大于早稻[17]。然而關(guān)于水稻花期高溫與一季稻產(chǎn)量構(gòu)成之間的相關(guān)性分析目前仍然匱乏。與1951—1980年相比，1981年以后長(zhǎng)江中下游地區(qū)水稻高溫?zé)岷Υ螖?shù)呈增加趨勢(shì)[18]。因此，本研究擬基于江西省農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站1981—2015年每年7月中下旬和8月上旬的氣溫資料，采用氣溫距平法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和回歸分析法，研究江西省一季稻花期高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成的影響，旨在為氣候變化背景下水稻高溫?zé)岷Ψ烙案弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 資料收集

長(zhǎng)江中下游地區(qū)一季稻開(kāi)花期的高溫?zé)岷χ饕l(fā)生在7月中下旬和8月上旬，以此期間的日平均氣溫或日最高氣溫作為衡量熱害的指標(biāo)。江西省氣象信息中心提供江西省18個(gè)農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站（圖1）1981—2015年每年7月11日至8月10日的逐日平均氣溫和最高氣溫等氣象資料。江西省種子管理局提供2004—2015年每年江西省水稻新品種區(qū)域試驗(yàn)資料，其中區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在南昌縣、吉安市、安義縣、撫州市、萍鄉(xiāng)市、浮梁縣和會(huì)昌縣共7個(gè)地區(qū)。一季稻的區(qū)域試驗(yàn)資料自2004年開(kāi)始記載，本試驗(yàn)收集一季稻區(qū)試中每年對(duì)照的產(chǎn)量構(gòu)成要素資料，包括有效分蘗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量以及產(chǎn)量等。endprint

1.2 分析方法

1.2.1 氣溫距平 以1981—2015年7月11日至8月10日的逐日平均氣溫和最高氣溫為原始數(shù)據(jù)，計(jì)算此階段每年的平均值，同時(shí)計(jì)算35年來(lái)7月中旬至8月上旬日平均氣溫和日最高氣溫的總平均值，分析得到歷年來(lái)平均氣溫距平和最高氣溫距平的變化規(guī)律。根據(jù)距平值的閾值以判斷高溫年和低溫年，其中高溫年為氣溫距平值≥ 0.50 ℃，低溫年為氣溫距平值≤-0.50 ℃。

1.2.2 連續(xù)3～4 d、5～7 d和8 d以上的持續(xù)高溫 結(jié)合前人研究[15，19-22]和江西省氣象部門業(yè)務(wù)上使用的高溫?zé)岷Φ燃?jí)指標(biāo)，本研究將日平均氣溫≥ 30 ℃，日最高氣溫≥ 35 ℃持續(xù)3 d及以上定義為發(fā)生了高溫?zé)岷?。高溫?zé)岷Φ牡燃?jí)指標(biāo)定義為：高溫持續(xù)3～4 d為輕度熱害，持續(xù)5～7 d為中度熱害，持續(xù)8 d以上為重度熱害。

統(tǒng)計(jì)1981—2015年7月11日至8月10日連續(xù)3～4 d、連續(xù)5～7 d和連續(xù)8 d以上日平均氣溫≥ 30 ℃和日最高氣溫≥ 35 ℃的發(fā)生次數(shù)和天數(shù)，考慮高溫?zé)岷Φ难訒r(shí)效應(yīng)原則，對(duì)于跨旬或跨月情況，則將其歸至后續(xù)的旬或月中，分析近35年來(lái)連續(xù)3～4 d、5～7 d和8 d以上持續(xù)高溫發(fā)生的頻次、天數(shù)和時(shí)段變化規(guī)律。

1.2.3 一季稻的產(chǎn)量構(gòu)成要素 在分析高溫變化和熱害等級(jí)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法分析一季稻區(qū)試中每年對(duì)照的產(chǎn)量構(gòu)成要素的變化，篩選適用于一季稻花期高溫?zé)岷﹁b定的有效指標(biāo)，結(jié)合氣象資料探討一季稻結(jié)實(shí)率與高溫變化的關(guān)系。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法 利用Excel 2010和SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)和繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 平均氣溫和最高氣溫變化規(guī)律

由圖2可見(jiàn)，近35年來(lái)，江西地區(qū)7月中旬至8月上旬的日平均氣溫距平值變化具有一定的規(guī)律性，依次可分為高低溫交替年（1981—1992年）、低溫年（1993—2002年）和高溫年（2003—2015年）3個(gè)階段。圖2顯示，平均氣溫距平的高低溫交替年（1981—1992年）期間出現(xiàn)3次高溫年（距平值≥0.50 ℃）和3次低溫年（距平值≤-0.50 ℃），出現(xiàn)頻率均為25%，1981—1992年間平均距平值為0.00 ℃。低溫年（1993—2002年）期間共出現(xiàn)4次低溫年，出現(xiàn)頻率40%，期間未出現(xiàn)過(guò)高溫年，平均距平值為-0.46 ℃。2003—2015年出現(xiàn)3次高溫年和1次低溫年，出現(xiàn)頻率分別為23.08%和7.69%，期間的平均距平值為0.35 ℃。平均氣溫的極端低溫年為1997年（距平值-1.52 ℃），極端高溫年為2003年（距平值2.35 ℃）。近35年來(lái)平均氣溫的距平值的變化傾向率為0.012 ℃/年。

由圖2可知，日最高氣溫距平的變化趨勢(shì)與平均氣溫相似。高溫年共出現(xiàn)8次，低溫年出現(xiàn)10次。低溫年主要出現(xiàn)于1993—2002年，共出現(xiàn)6次，出現(xiàn)次數(shù)占總次數(shù)的60%，期間未出現(xiàn)過(guò)高溫年，平均距平值為-0.78 ℃。高溫年主要出現(xiàn)于2003—2015年，共出現(xiàn)4次，出現(xiàn)次數(shù)占總次數(shù)的50%，期間出現(xiàn)2次低溫年，平均距平值為0.51 ℃。高低溫交替年（1981—1992年）期間出現(xiàn)4次高溫年和2次低溫年，期間的平均距平值為0.10 ℃。最高氣溫的極端低溫年為1997年（距平達(dá)-1.85 ℃），極端高溫年為2003年（距平達(dá) 3.10 ℃）。近35年來(lái)最高氣溫的距平值的變化傾向率為0014 ℃/年。

對(duì)近35年來(lái)江西地區(qū)每年7月中旬至8月上旬的日平均氣溫距平與最高氣溫距平值進(jìn)行相關(guān)分析可知，相關(guān)系數(shù)為0.957，兩者呈極顯著相關(guān)，說(shuō)明平均氣溫與最高氣溫距平呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律。其中，1981—1992年高低溫年交替出現(xiàn)，1993—2002年低溫年居多，而2003—2015年高溫年居多。

2.2 持續(xù)高溫發(fā)生頻次變化規(guī)律

日平均氣溫≥ 30 ℃或日最高氣溫≥ 35 ℃持續(xù)3～4 d為輕度高溫?zé)岷Γ掷m(xù)5～7 d為中度熱害，持續(xù)8 d以上為重度熱害。圖3-A、圖3-B結(jié)果顯示，近35年來(lái)，平均氣溫和最高氣溫的高溫?zé)岷Πl(fā)生頻次變化類似。除1997年外，1981—2015年間每年均出現(xiàn)輕度熱害、中度熱害或重度熱害。就平均氣溫而言，近35年輕度熱害共出現(xiàn)31次，中度熱害23次，重度熱害11次。對(duì)于最高氣溫，近35年輕度熱害共出現(xiàn)33次，中度熱害25次，重度熱害15次。

從圖3-C可以看出，除了1997年，近35年來(lái)每年均發(fā)生了高溫?zé)岷Γ骄鶠?.94次。高溫?zé)岷偞螖?shù)出現(xiàn)最多的年份有1984年、1988年、1991年和1998年的6次及2013年的7次。從圖中還可看出，1992—2003年間高溫?zé)岷Φ某霈F(xiàn)次數(shù)不多，而2004—2015年間高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生總次數(shù)均高于35年的平均值（除2011年），說(shuō)明高溫?zé)岷Τ试黾于厔?shì)。

2.3 持續(xù)高溫發(fā)生天數(shù)變化規(guī)律

由圖4可知，近35年來(lái)，平均氣溫和最高氣溫的持續(xù)高溫天數(shù)變化相似。從時(shí)間上來(lái)看，1981—1992年間，平均氣溫的高溫?zé)岷μ鞌?shù)平均為11.83 d，最高氣溫的為13.50 d。1993—2002年間，平均氣溫的高溫?zé)岷μ鞌?shù)平均為7.10 d，最高氣溫的為7.30 d。2003—2015年間，平均氣溫的高溫?zé)岷μ鞌?shù)平均為12.54 d，最高氣溫的為15.92 d?？梢钥闯?，2003年后高溫天數(shù)整體有增加趨勢(shì)。1997年未出現(xiàn)持續(xù)高溫天氣，平均氣溫和最高氣溫最多的持續(xù)高溫天數(shù)出現(xiàn)于2003年，分別為30 d和31 d。近35年來(lái)，平均氣溫和最高氣溫高溫?zé)岷μ鞌?shù)的變化傾向率分別為0.022 d/年和 0.106 d/年。

2.4 持續(xù)高溫發(fā)生時(shí)段分布規(guī)律

由圖5-A可知，對(duì)于平均氣溫，輕度熱害在7月中旬、7月下旬和8月上旬發(fā)生頻次分別為10次、8次和13次，中度熱害的發(fā)生頻次分別為8次、8次和7次，重度熱害的發(fā)生頻次分別為0次、5次和6次。7月中旬、7月下旬和8月上旬高溫?zé)岷Πl(fā)生的總頻次分別為18次、21次和26次，因此，高溫?zé)岷υ?個(gè)時(shí)期均有較多發(fā)生。endprint

由圖5-B可知，就最高氣溫而言，輕度熱害在7月中旬、7月下旬和8月上旬發(fā)生頻次分別為9次、9次和15次，中度熱害的發(fā)生頻次分別為9次、7次和9次，重度熱害的發(fā)生頻次分別為0次、9次和6次。7月中旬、7月下旬和8月上旬高溫?zé)岷Πl(fā)生的總頻次分別為18次、25次和30次。可以看出，高溫?zé)岷υ?月中旬至8月上旬發(fā)生嚴(yán)重，此時(shí)正值長(zhǎng)江流域一季稻的開(kāi)花結(jié)實(shí)期，對(duì)水稻的危害極大。

2.5 一季稻產(chǎn)量構(gòu)成要素變化

由表1可知，2004—2015年7月11日至8月10日的平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷μ鞌?shù)總體處于較高水平，平均分別為29.58 ℃、34.81 ℃和14.67 d。其中，2007年的平均氣溫和最高氣溫最高，分別為30.51 ℃和36.41 ℃；2013年次之，分別為30.44 ℃和35.65 ℃；2010年第三，分別為 29.83 ℃ 和35.27 ℃。2007年、2010年和2013年最高氣溫≥ 35 ℃ 的持續(xù)高溫天數(shù)（高溫?zé)岷μ鞌?shù)）分別為24、14、19 d。

由表1可見(jiàn)，有效分蘗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量因不同一季稻品種而存在較大差異。其中，近12年有效分蘗數(shù)在4個(gè)水稻品種中的表現(xiàn)較為穩(wěn)定，汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)838、Ⅱ優(yōu)1308和Y兩優(yōu)1號(hào)的有效分蘗數(shù)平均分別為243.00、225.75、228.00、258.37個(gè)/m2。Ⅱ優(yōu)1308的每穗總粒數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)最大，平均分別為173.05粒和141.65粒；Y兩優(yōu)1號(hào)次之，分別為157.00粒和133.75粒；Ⅱ優(yōu)838第三，分別為138.43粒和115.55粒；汕優(yōu)63最差，分別為134.90粒和103.75粒。結(jié)實(shí)率因不同基因型品種而異，汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)838、Ⅱ優(yōu)1308和Y兩優(yōu)1號(hào)的結(jié)實(shí)率平均分別為76.92%、8374%、81.89%和85.19%。不同水稻品種的千粒質(zhì)量也不同，四者的千粒質(zhì)量平均分別為28.70、29.75、27.80、2600 g。2008年Ⅱ優(yōu)838的理論產(chǎn)量為85215 g/m2，而實(shí)際產(chǎn)量只有523.33 g/m2，2012年Y兩優(yōu)1號(hào)的理論產(chǎn)量為878.98 g/m2，而實(shí)際產(chǎn)量只有551.29 g/m2。除此之外，其余年份4個(gè)品種的理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量基本表現(xiàn)一致。汕優(yōu)63、Ⅱ優(yōu)838、Ⅱ優(yōu)1308和Y兩優(yōu)1號(hào)的理論產(chǎn)量平均分別為722.32、776.09、898.24、898.51 g/m2。

從表1還可看出，有效分蘗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量的表現(xiàn)不僅因不同基因型品種而異，且受不同年份的平均氣溫、最高氣溫及高溫?zé)岷μ鞌?shù)的影響程度也不同。經(jīng)SPSS軟件分析，平均氣溫、最高氣溫、高溫?zé)岷︻l次、高溫?zé)岷μ鞌?shù)與有效分蘗數(shù)、每穗總粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒質(zhì)量、理論產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量相關(guān)不顯著，而平均氣溫、最高氣溫、高溫?zé)岷μ鞌?shù)與結(jié)實(shí)率相關(guān)顯著，說(shuō)明結(jié)實(shí)率可作為一季稻花期高溫?zé)岷﹁b定的一個(gè)有效指標(biāo)。

2.6 結(jié)實(shí)率與平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷μ鞌?shù)的關(guān)系

為進(jìn)一步明確結(jié)實(shí)率與平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷μ鞌?shù)之間的關(guān)系，對(duì)其關(guān)系分別進(jìn)行回歸分析。圖6-A顯示，當(dāng)平均氣溫在29～30.6 ℃之間，結(jié)實(shí)率呈下降趨勢(shì)，其關(guān)系可用一元二次方程y=2.72x2-167.81x+2 663.30較好地表示，R2為0.376，達(dá)5%顯著水平。由圖6-B可知，當(dāng)日最高氣溫在34～36.4 ℃之間，結(jié)實(shí)率呈下降趨勢(shì)，其關(guān)系可用一元二次方程y=1.38x2-101.29x+1 936.60較好地表示，R2為0.552，達(dá)1%顯著水平。圖6-C顯示，當(dāng)高溫?zé)岷偺鞌?shù)在10～25 d之間，結(jié)實(shí)率呈下降趨勢(shì)，其關(guān)系可用一元線性方程y =-0.80x+94.55較好地表示，R2為0.520，達(dá)1%顯著水平。試驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)實(shí)率不僅與7月中旬至8月上旬的日平均氣溫和最高氣溫相關(guān)明顯，還與高溫?zé)岷偺鞌?shù)負(fù)相關(guān)顯著。平均氣溫和最高氣溫越大，高溫?zé)岷μ鞌?shù)越多，結(jié)實(shí)率越低。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

近35年（1980—2015年）來(lái)日平均氣溫和最高氣溫距平具有一定的規(guī)律性變化，其中1981—1992年高低溫年交替出現(xiàn)，1993—2002年低溫年居多，而2003—2015年高溫年居多。近35年（除1997年）來(lái)每年均有高溫?zé)岷Πl(fā)生，平均394次。2003年以后高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生次數(shù)和高溫持續(xù)天數(shù)呈增加趨勢(shì)。7月中旬至8月上旬的日平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷μ鞌?shù)與結(jié)實(shí)率相關(guān)明顯，結(jié)實(shí)率可作為一季稻花期高溫?zé)岷﹁b定的一個(gè)有效指標(biāo)。

3.2 討論

每年7月中旬至8月上旬是我國(guó)水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生的嚴(yán)重時(shí)期。研究表明，20世紀(jì)90年代以來(lái)長(zhǎng)江中下游地區(qū)水稻高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生次數(shù)呈不斷增加趨勢(shì)， 且高溫?zé)岷Χ嗉?/p>

于7月中下旬和8月上旬[14-15，18]。本研究也發(fā)現(xiàn)，除了1997年，近35年（1980—2015年）來(lái)每年7月中下旬至8月上旬均有高溫?zé)岷Πl(fā)生，且2003年后高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生次數(shù)和持續(xù)天數(shù)增加趨勢(shì)明顯。謝曉金等對(duì)南京市農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)站1951—2005年的氣溫資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)近55年來(lái)，長(zhǎng)江流域7—8月平均氣溫和最高氣溫距平具有一定的規(guī)律性變化，70年代之前與90年代之后高溫年居多，70年代至90年代間低溫年居多[12]。而在本研究中，江西省近35年（2003—2015年）中，1981—1992年高低溫年交替出現(xiàn)，1993—2002年低溫年居多，而2003—2015年高溫年居多。二者研究結(jié)果略有不同，可能是由于研究地域及時(shí)間尺度不同而造成的。

氣溫是影響水稻生產(chǎn)的重要?dú)庀髼l件。孕穗抽穗至開(kāi)花結(jié)實(shí)期是水稻對(duì)溫度的敏感時(shí)期，在這期間如遇連續(xù)3 d以上平均氣溫≥ 30 ℃或最高氣溫≥ 35 ℃的高溫天氣，易造成水稻穎花敗育、空殼率增加、結(jié)實(shí)率及產(chǎn)量降低[7，23-24]。趙海燕等發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)高溫?zé)岷χ饕绊懸患镜?，?duì)早稻的影響較??；一季稻空殼率隨開(kāi)花期平均最高氣溫的升高而增大[25]。江敏等研究指出，高溫導(dǎo)致的穎花敗育和結(jié)實(shí)率降低是水稻減產(chǎn)的重要原因[26]。本研究結(jié)果顯示，一季稻結(jié)實(shí)率與7月中下旬和8月上旬的日平均氣溫和最高氣溫均顯著相關(guān)，平均氣溫和最高氣溫越大，結(jié)實(shí)率越低。石春林等對(duì)減數(shù)分裂期水稻進(jìn)行高溫（31、33、35、37、39、41 ℃）及歷期（1、3、5 d）處理，發(fā)現(xiàn)33 ℃以下的溫度對(duì)結(jié)實(shí)率無(wú)明顯影響，此后隨溫度及持續(xù)天數(shù)的增加結(jié)實(shí)率逐步降低，高溫下日相對(duì)穎花結(jié)實(shí)率與溫度的關(guān)系可用二次方程描述，但對(duì)高溫持續(xù)天數(shù)與結(jié)實(shí)率的關(guān)系未作進(jìn)一步分析[27]。Jagadish等研究表明，水稻小穗育性隨高溫處理時(shí)間（1、2、4、6 h）的延長(zhǎng)而呈線性降低趨勢(shì)[28]。本研究發(fā)現(xiàn)，一季稻結(jié)實(shí)率隨7月中旬至8月上旬間的高溫?zé)岷偺鞌?shù)的增加呈線性下降趨勢(shì)，極顯著相關(guān)，因此結(jié)實(shí)率可作為一季稻花期高溫?zé)岷﹁b定的一個(gè)有效指標(biāo)。endprint

本研究中結(jié)實(shí)率與日平均氣溫、最高氣溫和高溫?zé)岷偺鞌?shù)間均存在顯著的相關(guān)，而產(chǎn)量與三者間相關(guān)不明顯。究其原因，產(chǎn)量主要由水稻有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量決定的，而本研究中的氣溫資料取自7月中旬至8月上旬，此時(shí)期一季稻正處抽穗開(kāi)花期，氣溫的高低直接影響結(jié)實(shí)率的高低。本研究發(fā)現(xiàn)2003年后高溫?zé)岷Φ陌l(fā)生次數(shù)和持續(xù)天數(shù)增加趨勢(shì)明顯，且因江西省一季稻的區(qū)域試驗(yàn)資料從2004年才開(kāi)始記錄，為更接近實(shí)際，本研究?jī)H以2004—2015年一季稻的產(chǎn)量構(gòu)成和同期氣溫資料的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，以期為全球變暖環(huán)境下水稻高溫?zé)岷Ψ烙蜌庀鬄檗r(nóng)服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。

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