臺風對延邊州吉宏6灌漿速率和產(chǎn)量的影響

韓云哲，徐偉豪，柳洪良，樸雪梅，白學峰，金海強，王 亮，樸成日，楊林先

（延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學院，吉林龍井133400）

水稻灌漿期是決定水稻結(jié)實率和粒質(zhì)量的關(guān)鍵時期[1]。抽穗—灌漿成熟期間，光合產(chǎn)物被輸送至籽粒并形成產(chǎn)量，此時，極端氣候類因素對水稻氣候產(chǎn)量具有負向影響[1-2]。曾研華等研究表明，花后不同時段低溫對水稻籽粒灌漿的影響表現(xiàn)為前期低溫處理影響最大，其次是灌漿中、后期[2]。袁繼超等研究發(fā)現(xiàn)，遮光和剪葉導致水稻籽粒灌漿速率降低，籽粒充實度差，千粒質(zhì)量減少，從而降低產(chǎn)量[3]。

吉林省延邊州地處北半球中溫帶，屬中溫帶濕潤季風氣候（海洋氣候和大陸氣候），農(nóng)作物生育期間的積溫為2 400～2 900℃，降水量500～600 mm，日照時數(shù)1 000 h，無霜期為100～150 d，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了良好的條件，很適宜種植水稻[4-5]。水稻是延邊州第二大作物，在延邊州糧食生產(chǎn)中占舉足輕重的地位。

延邊州相鄰朝鮮半島，臨近日本海，易受臺風的影響。2020年8月下旬至9月上旬，3周內(nèi)第8號臺風“巴威”、第9號臺風“美莎克”和第10號臺風“海神”先后北上影響延邊地區(qū)，間隔時間短、影響區(qū)域高度重疊，造成延邊地區(qū)20 d內(nèi)平均降水量達253.9 mm，較常年同期偏多3倍。臺風帶來的降雨和低溫寡照使得正處于灌漿結(jié)實期的水稻籽粒成熟度受到很大的影響。本文運用2019年和2020年的8—9月份氣象資料，將水稻灌漿速率、產(chǎn)量、米質(zhì)等比較分析了臺風對延邊州水稻灌漿速率和產(chǎn)量的影響，旨在為該地區(qū)防臺風減災(zāi)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為棕壤土。供試水稻品種為吉宏6，是2014年通過吉林省品種審定委員會審定的中晚熟偏早品種，生育期138 d，需≥10℃積溫2 800℃左右，區(qū)試產(chǎn)量8 333.4 kg/hm2。供試肥料：尿素（N質(zhì)量分數(shù)為46%）、磷酸二銨（N質(zhì)量分數(shù)為18%、P2O5質(zhì)量分數(shù)為46%）、氯化鉀（K2O質(zhì)量分數(shù)為60%）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學院試驗地（129°41′E、42°78′N）進行，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)18.2 g/kg，堿解氮質(zhì)量分數(shù)89 mg/kg，有效磷質(zhì)量分數(shù)86 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分數(shù)96 mg/kg，pH值為5.3。施肥量為純N 130 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。全部磷肥和鉀肥作基肥于翻耕前施入，氮肥的基肥、促蘗肥、保蘗肥與穗肥的質(zhì)量比為4∶3∶2∶1。行株距分別為30、15 cm。

1.3 灌漿速率測定

籽粒灌漿測定方法：于齊穗期選擇基本一致的主莖穗400個掛簽。開花至成熟期每隔5 d取標記的主莖穗40個，105℃殺青30 min后，70℃烘干至恒質(zhì)量。取稻穗上、中、下籽粒，稱千粒質(zhì)量，計算灌漿速率。

式中：0代表齊穗始期；n代表齊穗后灌漿時間（d）；T代表千粒質(zhì)量（g）。

1.4 米質(zhì)檢測與測產(chǎn)考種

采用JSWL大米食味計測定直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量及食味值等。對角線取樣法取5個點進行收獲、測產(chǎn)，同時選取10穴考種分析。

1.5 氣象資料

逐日氣象資料來源于吉林省龍井市氣象局，包括逐日平均氣溫、降水量、日照時數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 8—9月份氣象資料分析

根據(jù)龍井市氣象資料，2019年8月初受9號臺風“利奇馬”影響，東北地區(qū)形成渦旋氣流連日降雨，最高日降水量為64.4 mm，平均氣溫下降到19.2℃，臺風過后氣溫回升到22.3℃，之后氣溫逐日下降，9月初有小幅上升現(xiàn)象（圖1-A）。2020年8月末受到8號臺風“巴威”影響以及9月初受到9號臺風“美莎克”和10號臺風“海神”影響，8月24日開始到9月9日有3次階段性降水，最高日降水量為94.2 mm，平均氣溫呈逐日下降趨勢（圖1-B）。

圖1 2019年（A）和2020年（B）8—9月份溫度和降水量逐日變化

從8—9月份日照時數(shù)來看，2019年0 h總共5 d，其中3次是8月初，2次是9月初，2個月日照時數(shù)合計392.2 h（圖2-A）。2020年0 h總共7 d，其中6次集中在8月末和9月初，2個月日照時數(shù)合計274.6 h（圖2-B），比2019年8—9月份日照時數(shù)少117.6 h。

圖2 2019年（A）和2020年（B）8—9月份日照時數(shù)逐日變化

2.2 臺風對吉宏6籽粒灌漿速率的影響

從2019年吉宏6不同部位灌漿速率（圖3-A）來看，穗上部、中部、下部籽粒均出現(xiàn)1個高峰，抽穗后10、15、20 d分別達到灌漿高峰，高峰持續(xù)時間短，高峰值后快速下降，穗上部籽粒灌漿速率快，其次是中部和下部。2020年，吉宏6穗上部和中部出現(xiàn)2個灌漿高峰，出現(xiàn)2段式灌漿現(xiàn)象，下部出現(xiàn)1個灌漿高峰（圖3-B）。穗上部和中部籽粒第1次高峰持續(xù)時間長，高峰值后下降緩慢，此后又出現(xiàn)第2次高峰，高峰持續(xù)時間短，高峰值后快速下降。下部籽粒灌漿起步慢，出現(xiàn)1個高峰，高峰持續(xù)時間短，高峰值后快速下降。

圖3 2019年（A）和2020年（B）水稻吉宏6不同部位籽粒灌漿速率變化

2.3 臺風對吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和米質(zhì)的影響

從吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和產(chǎn)量結(jié)果來看（表1），2019年和2020年結(jié)實率的差異不大，但對千粒質(zhì)量的影響比較大，2020年千粒質(zhì)量減少3.5 g，導致產(chǎn)量減少，減產(chǎn)15.28%。從吉宏6米質(zhì)分析結(jié)果來看（表2），2020年比2019年糙米率、精米率、整精米率分別下降11.0%、9.7%、12.0%，但對直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量和食味值影響不大。

表1 吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和產(chǎn)量

表2 吉宏6米質(zhì)分析

3 討論與結(jié)論

水稻產(chǎn)量構(gòu)成與籽粒灌漿速率有密切關(guān)系，而溫光是影響水稻籽粒灌漿速率的重要因素[6]。水稻灌漿期低溫寡照，灌漿就變慢，成熟過程就會推遲[7]。本研究結(jié)果表明，2020年3個臺風期間因低溫寡照，穗上部和中部籽粒灌漿強度小，形成兩段式灌漿現(xiàn)象。但穗下部籽粒灌漿起步慢，沒受到臺風的影響，形成一段式灌漿現(xiàn)象。

水稻灌漿期是決定水稻結(jié)實率和千粒質(zhì)量的關(guān)鍵時期。成熟期間，灌漿不僅與光合產(chǎn)物供應(yīng)量、運轉(zhuǎn)狀況和籽粒庫容等因素有關(guān)，還受到外界環(huán)境的影響[1]。本研究結(jié)果表明，連續(xù)的臺風對吉宏6結(jié)實率影響不大，但對千粒質(zhì)量的影響比較明顯，從而造成減產(chǎn)。

溫光是影響米質(zhì)的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn)，臺風導致兩段式灌漿，籽粒不能充實，導致糙米率、精米率、整精米率下降，但對蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量及食味值影響不大。沈新平等研究發(fā)現(xiàn)，溫光因子與整精米率顯著相關(guān)，直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量沒有明顯的相關(guān)性[8]，這與本文結(jié)論一致。