氣象要素對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)的影響

黃大明+郭莉+丁宏大

摘要：為探索各種氣象要素對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)的影響，以1990-2015年湖北省中秈稻區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量資料及武漢、荊州、襄陽(yáng)氣象站的氣象資料為依據(jù)，分析各種氣象要素對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)的相關(guān)性。結(jié)果表明，各種氣象要素對(duì)水稻產(chǎn)量波動(dòng)都有不同程度的影響，對(duì)產(chǎn)量波動(dòng)影響大小依次為1990-2015年7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)、累計(jì)蒸發(fā)量、日平均地溫，其他氣象要素影響相對(duì)較小；1990-2015年7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)與水稻產(chǎn)量間的直接相關(guān)系數(shù)為0.597 7，達(dá)極顯著水平；偏相關(guān)系數(shù)為0.687 0，達(dá)極顯著水平；1990-2015年7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7對(duì)產(chǎn)量Y有最大的直接正效應(yīng)（X7→X7→Y=1.087 9），可導(dǎo)致雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)幅度為27.0%。

關(guān)鍵詞：氣象要素；中秈稻；產(chǎn)量波動(dòng)；影響；日照時(shí)數(shù)

中圖分類號(hào)：S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）02-0035-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.02.009

Abstract： In order to explore the influence of various meteorological factors on the extent of annual production fluctuations of indica rice，based on the yield data of hybrid midseason indica rice regional area trail in Hubei province from 1990 to 2015 and the data of weather station in Wuhan，Jingzhou and Xiangyang city，the correlation between meteorological elements and the yield fluctuation of hybrid midseason indica rice in different years was analyzed. The results indicated that all meteorological elements had different effects on the yield of hybrid midseason rice in different years. From July to August during 1990-2015，and the meteorological elements from high to low level on the influence of yield fluctuation were accumulative total sunshine time，cumulative evaporation，and mean daily ground temperature， while other meteorological elements had relatively small influence. The direct correlation coefficient between the cumulative sunshine hours and the rices yield was 0.597 7 from July to August during 1990-2015，which reached extremely significant level； And the indirect correlation coefficient was 0.687 0， which reached extremely significant level. From July to August during 1990-2015，the cumulative sunshine X7（X7→X7→Y=1.087 9） showed directly effect on the output Y had the largest，which lead to the intercropping yield fluctuation range of indica rice was 27.0%.

Key words： meteorological element； indica rice； yield fluctuation； effect； sunshine time

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件有著密不可分的關(guān)系[1]。水稻單產(chǎn)會(huì)受到氣侯的影響而在年度間出現(xiàn)起伏和波動(dòng)[2]。幼穗分化和抽穗開花期的氣候條件是導(dǎo)致年度間水稻單產(chǎn)起伏的關(guān)鍵[3-6]。對(duì)1990-2015年湖北省中秈稻區(qū)域試驗(yàn)及同期氣象資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，以期探索影響水稻產(chǎn)量年度間波動(dòng)的最主要?dú)庀笠蛩睾妥罴焉龝r(shí)段，為制定雜交中秈稻穩(wěn)產(chǎn)策略及減災(zāi)避災(zāi)措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來(lái)源

1990-2015年氣象資料分別由荊州市氣象局、襄陽(yáng)市氣象局和武漢市江夏區(qū)氣象站提供；1990-2015年湖北省中稻區(qū)試匯總資料分別由湖北省種子管理站、湖北省種子集團(tuán)公司、湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 研究項(xiàng)目

①水稻平均單產(chǎn)Y：湖北省中稻區(qū)域試驗(yàn)參試品種匯總單產(chǎn)的平均產(chǎn)量；②日平均氣溫X1：7-8月（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均氣溫；③日平均地溫X2：7-8月（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均地溫；④空氣相對(duì)濕度X3：7-9月（中稻幼穗分化至灌漿結(jié)實(shí)期）日平均空氣相對(duì)濕度；⑤降雨量X4：8-9月（中稻抽穗至灌漿結(jié)實(shí)期）累計(jì)降雨量；⑥蒸發(fā)量X5：7-8月（中稻幼穗分化至抽穗開花期）累計(jì)蒸發(fā)量；⑦晝夜溫差X6：7-8月（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均晝夜溫差；⑧日照時(shí)數(shù)X7：7-8月（中稻幼穗分化至抽穗開花期）累計(jì)日照時(shí)數(shù)。endprint

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用DPS 6.55專業(yè)版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算氣象要素間、氣象要素與產(chǎn)量間的直線相關(guān)系數(shù)、偏相關(guān)系數(shù)[7]和通徑系數(shù)[8]，并進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)，求得回歸系數(shù)方程。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)過分析直線相關(guān)關(guān)系、偏相關(guān)關(guān)系和通徑關(guān)系，發(fā)現(xiàn)1990-2015年26年在雜交中秈稻生殖期間的氣象要素與雜交中秈稻產(chǎn)量之間的相關(guān)程度較高，具體分析如下。

2.1 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的直線相關(guān)關(guān)系

1990-2015年氣象要素與水稻產(chǎn)量的直接相關(guān)系數(shù)見表1。從表1可以看出，各種氣象要素與水稻產(chǎn)量都存在一定的直線相關(guān)關(guān)系；但直線相關(guān)系數(shù)最大的是7-8月日平均晝夜溫差X6，其相關(guān)系數(shù)為0.611 3；其次是7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，其相關(guān)系數(shù)為0.597 7；二者與水稻產(chǎn)量間均達(dá)到極顯著的正相關(guān)水平，說明日平均晝夜溫差大加上累計(jì)日照時(shí)數(shù)多有利于水稻高產(chǎn)。第三是7-9月日平均空氣相對(duì)濕度X3，其相關(guān)系數(shù)為-0.542 9，與水稻產(chǎn)量間達(dá)到極顯著的負(fù)相關(guān)水平，說明空氣相對(duì)濕度大不利于高產(chǎn)。7-8月日平均氣溫X1和日平均地溫X2雖與水稻產(chǎn)量間存在正相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著水平，7-8月累計(jì)蒸發(fā)量X5和8-9月累計(jì)降雨量X4與水稻產(chǎn)量間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但同樣未達(dá)到顯著水平。上述結(jié)果說明7-8月日平均晝夜溫差大、累計(jì)日照時(shí)數(shù)多和7-9月空氣相對(duì)濕度較低是3個(gè)有利于水稻高產(chǎn)的主要?dú)庀笠亍］^高氣溫和地溫條件對(duì)水稻高產(chǎn)也是必要的。生殖期間累計(jì)降雨量過大不利于水稻高產(chǎn)。蒸發(fā)量過大對(duì)高產(chǎn)也有微弱的不利影響。

2.2 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的偏相關(guān)關(guān)系

氣象要素與水稻產(chǎn)量間偏相關(guān)系數(shù)顯著性分析結(jié)果見表2。從表2可以看出，氣象要素與水稻產(chǎn)量間的偏相關(guān)系數(shù)最大的是7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，其偏相關(guān)系數(shù)為0.687 0，達(dá)到極顯著的正相關(guān)水平，說明7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)對(duì)于水稻增產(chǎn)的直接貢獻(xiàn)率最大；其次7-8月日平均晝夜溫差X6，其偏相關(guān)系數(shù)為0.142 4，具有正相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著相關(guān)水平，說明7-8月日平均晝夜溫差對(duì)于水稻增產(chǎn)也有一定的貢獻(xiàn)率；7-8月累計(jì)蒸發(fā)量X5，偏相關(guān)系數(shù)為-0.619 9，達(dá)到極顯著的負(fù)相關(guān)水平，說明7-8月累計(jì)蒸發(fā)量過大對(duì)水稻增產(chǎn)不利。7-9月日平均空氣相對(duì)濕度X3偏相關(guān)系數(shù)為-0.102 2，說明7-9月日平均空氣相對(duì)濕度高對(duì)水稻增產(chǎn)不利；8-9月累計(jì)降雨量X4偏相關(guān)系數(shù)為-0.315 8、7-8月日平均地溫X2偏相關(guān)系數(shù)為-0.185 5、7-8月日平均氣溫X1偏相關(guān)系數(shù)為-0.070 9，上述三要素與產(chǎn)量均為負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著水平，對(duì)于產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)率均為負(fù)效應(yīng)。

2.3 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的通徑分析

氣象要素與水稻產(chǎn)量間通徑系數(shù)分析結(jié)果見表3。從表3可以看出，7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7對(duì)產(chǎn)量Y有最大的直接正效應(yīng)（X7→X7→Y=1.087 9），其間接效應(yīng)主要是通過7-8月日平均晝夜溫差X6（X7→X6→Y=0.126 1）、7-8月累計(jì)蒸發(fā)量X5（X7→X5→Y= -0.430 9）和日平均地溫X2（X7→X2→Y=-0.261 3）共同來(lái)實(shí)現(xiàn)的，前者為正效應(yīng)，后二者為負(fù)效應(yīng)；其他氣象要素還通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7對(duì)產(chǎn)量Y產(chǎn)生較大的間接效應(yīng)。7-8月日平均晝夜溫差X6對(duì)產(chǎn)量Y有一定程度的直接正效應(yīng)（X6→X6→Y=0.150 7），其間接效應(yīng)也是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X6→X7→Y=0.910 3）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。7-8月累計(jì)蒸發(fā)量X5對(duì)產(chǎn)量Y有較大的直接負(fù)效應(yīng)（X5→X5→Y=-0.664 9），其間接效應(yīng)主要是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X5→X7→Y=0.705 1）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，同樣具有較大的間接正效應(yīng)。7-9月日平均空氣相對(duì)濕度X3對(duì)產(chǎn)量Y有微弱的直接負(fù)相應(yīng)（X3→X3→Y=-0.087 9），其間接效應(yīng)同樣是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X3→X7→Y=-0.785 2）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接負(fù)效應(yīng)。7-8月日平均氣溫X1對(duì)產(chǎn)量Y同樣有微弱的直接負(fù)效應(yīng)（X1→X1→Y=-0.084 5），說明日平均氣溫偏高對(duì)增產(chǎn)有不利影響，其間接效應(yīng)主要是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X1→X7→Y=0.724 6）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。7-8月日平均地溫X2對(duì)產(chǎn)量Y有一定的直接負(fù)效應(yīng)（X2→X2→Y=-0.321 9），說明日平均地溫偏高不僅不利于增產(chǎn)反而極易導(dǎo)致減產(chǎn)，其間接效應(yīng)主要是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X2→X7→Y=0.883 3）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。8-9月累計(jì)降雨量X4對(duì)產(chǎn)量Y有一定的直接負(fù)效應(yīng)（X4→X4→Y=-0.170 6），說明累計(jì)降雨量過大不僅不利于增產(chǎn)反而極易導(dǎo)致減產(chǎn)，其間接效應(yīng)主要是通過7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X4→X7→Y=-0.438 5）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具有一定的間接負(fù)效應(yīng)。

結(jié)果表明，7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)，無(wú)論是對(duì)水稻產(chǎn)量的直接效應(yīng)，還是其他氣象要素通過其產(chǎn)生的間接效應(yīng)都是最大的，說明7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)是引起雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)最主要的氣象要素；7-8月日平均晝夜溫差對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)有一定的正向作用。7-8月累計(jì)蒸發(fā)量過大對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)有較大的負(fù)面作用。日平均地溫較高，降雨量過大對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)有一定的負(fù)面作用。氣溫較高，空氣相對(duì)濕度較大對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)只有微弱的負(fù)面作用，說明適度的高溫及較低的空氣相對(duì)濕度對(duì)增產(chǎn)是有利的。

2.4 水稻產(chǎn)量與七個(gè)主要?dú)庀笠氐亩嘣€性回歸分析

對(duì)水稻產(chǎn)量與7個(gè)主要?dú)庀笠剡M(jìn)行多元線性回歸分析得到回歸方程為：Y=13 526.38-60.00X1-129.14X2-14.41X3-1.136X4-4.64X5+107.22X6+7.71X7endprint

其中，X1∈（25.7，29.0），（X1=27.20 ℃）；X2∈（27.8，32.9），（X2=30.24 ℃）；X3∈（72.7，85.7），（X3=79.25%）；X4∈（57.4，466.9），（X4=213.84 mm）；X5∈（155.2，464.7），（X5=304.87 mm）； X6∈（5.9，9.2），（X6=7.63 ℃）；X7∈（188.9，493.8），（X7=366.95 h）；Y∈（7 723.5，10 137.4），（Y=8 838.38 kg/hm2）。

在每個(gè)自變量取值區(qū)間范圍內(nèi)，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度最大的是7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，為27.0%；其次是7-8月累計(jì)蒸發(fā)量X5，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為16.25%；第三是7-8月日平均地溫X2，波動(dòng)幅度為7.45%；其他為8-9月累計(jì)降雨量X4，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為5.26%；7-8月日平均晝夜溫差X6，波動(dòng)幅度為4.06%；7-8月日平均氣溫X1，波動(dòng)幅度為2.24%；7-9月日平均空氣相對(duì)濕度X3，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為2.12%，最低。這說明7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)和累計(jì)蒸發(fā)量是各要素中導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)最重要的氣象要素。

3 小結(jié)與討論

各種氣象要素對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)都有不同程度的影響[9-11]，但導(dǎo)致水稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)幅度最大的是7-8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)；其次是7-8月累計(jì)蒸發(fā)量和7-8月日平均地溫。其他氣象要素對(duì)水稻產(chǎn)量波動(dòng)影響較小，波動(dòng)幅度不大。但也不能輕視這些氣象要素的影響，特別是近十多年來(lái)雜交中秈稻生育中后期遭受中溫濕害、低溫冷害、低溫陰雨寡照、大氣干旱、干熱風(fēng)和狂風(fēng)暴雨等氣象災(zāi)害的影響程度越來(lái)越重，這些偶然事件、突發(fā)事件發(fā)生頻率越來(lái)越高，造成的損失越來(lái)越大，這都有待于專業(yè)部門的及時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和預(yù)警，與此同時(shí)農(nóng)業(yè)部門和水稻種植戶要充分利用氣候資源及農(nóng)業(yè)措施來(lái)降低中秈稻年度間的產(chǎn)量波動(dòng)，以利于達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)和穩(wěn)產(chǎn)中產(chǎn)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李健陵，霍治國(guó)，吳麗姬，等.孕穗期低溫對(duì)水稻產(chǎn)量的影響及其生理機(jī)制[J].中國(guó)水稻科學(xué)，2014，28（3）：277-288.

[2] 陳淡芳，丁麗佳，陳清輝.潮州市近年來(lái)氣候變化特征及水稻生產(chǎn)對(duì)策[J].廣東氣象，2001（4）：47-48.

[3] 葉昌榮，戴陸園，王建軍，等.低溫冷害影響水稻結(jié)實(shí)率的要因分析[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22（4）：307-309.

[4] 吳海寶.氣候變化與我國(guó)稻谷生產(chǎn)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1995（1）：21-24.

[5] 朱 勇.云南雜交水稻種植的氣候條件及區(qū)劃[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2000，15（1）：34-37.

[6] 傅信玉，邰慶國(guó).影響臨沂市水稻空殼率的農(nóng)業(yè)氣象條件分析[J].山東氣象，2000，20（2）：37-39.

[7] 蓋鈞鎰.試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[8] 高之仁.數(shù)量遺傳學(xué)[M].成都：四川大學(xué)出版社，1986.

[9] 曹國(guó)長(zhǎng)，余華強(qiáng)，吳和明，等.氣象要素對(duì)雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，47（11）：1251-1253.

[10] 曹國(guó)長(zhǎng)，余華強(qiáng)，董新國(guó)，等.雜交中秈稻生殖期間氣象要素與結(jié)實(shí)率的相關(guān)性分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48（11）：2660-2662.

[11] 丁宏大，余華強(qiáng)，彭賢力，等.雜交中秈稻年度間產(chǎn)量與氣象要素的相關(guān)性分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，55（9）：2222-2226.endprint