近20年新疆水稻生產發展及影響因素分析

潘俊峰鐘旭華*黃農榮劉彥卓約麥爾·艾麥提巴拉提·巴克梁開明彭碧琳

（1廣東省農業科學院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室，廣州510640；2疏附縣農業技術推廣中心，新疆疏附844100；第一作者：junfeng401@163.com；*通訊作者：xzhong8@163.com）

近20年新疆水稻生產發展及影響因素分析

潘俊峰1鐘旭華1*黃農榮1劉彥卓1約麥爾·艾麥提2巴拉提·巴克2梁開明1彭碧琳1

（1廣東省農業科學院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室，廣州510640；2疏附縣農業技術推廣中心，新疆疏附844100；第一作者：junfeng401@163.com；*通訊作者：xzhong8@163.com）

以新疆各水稻種植區域生產數據為基礎，分析了1995-2014年新疆各區域水稻產量時空變化特征及其主要影響因素。結果表明，1995-2014年的20年間，新疆水稻總產增加了58.0%；北疆南部的水稻總產最高，2010-2014年其總產占新疆水稻總產的46.7%，其次是南疆北部（占比為36.5%）和南疆西南部（占比為16.7%），北疆北部占比最低。1995-2014年新疆水稻種植面積增加了2.3%。2010-2014年北疆南部水稻種植面積占新疆水稻種植面積的46.2%，南疆北部占34.1%，南疆西南部占19.7%，北疆北部占比最小。1995-2014年新疆水稻單產增加了54.3%，是總產增加的主要原因；各區域平均單產從高到低依次為北疆南部（8 593.5 kg/hm2）、南疆北部（8 179.1 kg/hm2）、南疆西南部（6 933.3 kg/hm2）和北疆北部（3 144.7 kg/hm2）。因此，穩定水稻種植面積是增加新疆水稻總產的基本條件；選育抗旱、耐低溫、高產優質的粳稻品種，研發推廣高產高效栽培技術和防災減災技術，提高單產，是新疆水稻總產穩定增加的主要途徑。

新疆；水稻生產；區域分布；影響因素

新疆維吾爾自治區（以下簡稱“新疆”）位于我國西北，地處歐亞大陸中部，天山橫貫其間，將其分割為南北兩個部分，習俗上稱作南疆和北疆。新疆光熱資源豐富，年均日照時數2 600~3 300 h，年太陽總輻射量北疆為5 300~5 700 MJ/m2，南疆為5 500~6 300 MJ/ m2，有利于水稻生長[1]。新疆常年水稻種植面積為7.2萬hm2，以種植優質稻為主，稻田主要分布在河流兩岸灌溉條件較好的旱地、不宜種植旱作的低洼地和泉水溢出帶，以及部分鹽堿地[2]。由于新疆地區光能資源豐富、日照時間長、氣溫日較差大，利于同化物積累，2014年水稻平均單產達到10 146 kg/hm2，已成為我國西北的高產稻區[3]。

近年新疆水稻生產得到了長足發展，2014年單產比全國平均單產高48.9%，排名全國第一。水稻生產不斷發展的主要原因是：一是優良品種的選育與應用。從上世紀70年代至80年代，每次品種更新換代都使水稻單產提高225~450 kg/hm2[2]。2010年以來，一批產量水平達8 250~13 500 kg/hm2的新品種在生產上推廣應用[4]。二是高產栽培技術的推廣應用。目前已有單產11 250~15 000 kg/hm2的高產栽培技術在生產上推廣應用[5-6]。三是經濟效益的驅動。新疆水稻種植的產值一般在15 000~18 000元/hm2，效益與種棉花相當，并高于其他糧食作物和部分經濟作物[7]。四是農業政策環境好，從國家到地方確立了一系列支持新疆水稻產業發展的惠農政策[8]。

新疆作為我國陸地面積最大的省級行政區，地形復雜，熱量條件差異大。根據地理位置、熱量條件、品種類型、栽培制度等特點，將新疆水稻劃分為4個種植區[9]（表1）。目前關于水稻在全疆的分布情況以及各種植區水稻產量的時空變化情況，還未見研究報道。本文利用近20年來的《新疆統計年鑒》和《新疆建設兵團統計年鑒》等有關水稻生產相關資料，分析了新疆水稻區域分布現狀、產量變化的驅動因素及其內在機制，以期為新疆水稻生產空間布局優化、結構調整及可持續發展提供依據。

1 數據來源和分析方法

1.1 數據來源

產量統計數據來自《新疆統計年鑒》（1996-2015）和《新疆生產建設兵團統計年鑒》（1996-2015），其中包含了新疆各州、市以及生產建設兵團各師的水稻總產、單產和種植面積。

圖1 新疆各區域1995-2014年水稻總產量（A）及占全區總產量的比值（B）

1.2 新疆稻作生態環境和區域劃分

新疆水稻生產的主要特點是適于種植早粳類型的品種，主要為一年一熟制。稻作生長季積溫南、北疆相差1 200℃~1 600℃，生長季天數差40~50 d，稻作安全齊穗期，北疆在7月中旬至8月上旬，南疆則在8月中下旬[2]。區域劃分見表1，分別統計各區域水稻總產、單產和種植面積等要素。

1.3 水稻產量影響因素分析

水稻生產同時受自然因素和非自然因素的影響，根據影響因素變化特征及時間尺度不同，一般將水稻產量分解為趨勢產量和氣象產量，以及由一部分隨機因素造成的產量波動。趨勢產量是指以年序作為“自變量”，通過函數關系去逼近、模擬農技措施等相對穩定的非自然因素對作物產量影響的時間變率，也稱為技術趨勢產量，主要受品種、栽培技術、農業政策等因素影響。氣象產量是指主要受氣候因素影響的產量。本研究根據張曉梅等[10]的方法計算水稻趨勢產量和氣象產量。

2 結果與分析

2.1 新疆水稻總產量的時空變化特征

從圖1A可以看出，1995-2014年新疆水稻總產呈波浪上升趨勢。1995年總產48.3萬t，2014年總產76.2萬t，20年間水稻總產增加了57.9%。不同水稻種植區域之間的水稻總產變化趨勢不同。北疆南部水稻總產變化與新疆全區的變化基本吻合，從1995年的13.8萬t增加到2002年的21.6萬t，然后下降到14.5萬t，再逐漸恢復至近年的35.9萬t，20年間總產增加了2.6倍；南疆北部水稻產量多年保持在26.0萬t左右，較為穩定；南疆西南部自1995年以來水稻總產呈小幅上升趨勢，至2005年達到12.3萬t，之后穩定在11.0萬t左右；北疆北部在1995-1997年總產量由0.2萬t增加到0.5萬t，之后逐年下滑，到2004年僅為31.0 t，2005-2014年間只有2012年有小面積種植。

從圖1B可以看出，1995-2014年北疆南部稻谷總產占全區總產量的比值逐年上升，由30.4%增加到46.7%；而南疆北部占全區總產量的比值從1995-1999年間的50.2%逐年下降到近幾年的36.5%；南疆西南部占全區總產量的比值呈小幅降低趨勢；北疆北部占全區總產量的比值均小于1.0%，2005-2014年間只有2012年有小面積（10.0 hm2）種植。2010-2014年北疆南部水稻總產對新疆全區水稻產量貢獻最大，達到46.7%，其次為南疆北部，占比36.5%，南疆西南部占比16.7%。

圖2 新疆各區域1995-2014年水稻種植面積（A）及其占全區水稻總面積的比值（B）

圖3 新疆1995-2014年水稻實際產量及趨勢產量

2.2 新疆水稻種植面積的時空變化特征

從圖2A可知，1995-2013年新疆全區水稻種植面積常年穩定在7.0萬hm2，2014年增加到7.5萬hm2。不同區域間水稻種植面積動態變化明顯不同。北疆南部水稻種植面積由1995年的2.3萬hm2增加至2000年的3.0萬hm2，隨后出現小幅下降，從2005年開始又回升至2014年的3.8萬hm2；南疆北部由1995年3.9萬hm2增加至2000年的5.0萬hm2，之后持續下降至2014年2.4萬hm2；南疆西南部水稻種植面積相對穩定，2000年有較大幅度增加，隨后回落到常年1.5萬hm2的水平。北疆北部在1995-2004年有小面積的水稻種植（小于1.0萬hm2），2005年至今已基本無水稻種植。

新疆全區的水稻種植與水資源分布密切相關。位于天山南北坡的北疆南部和南疆北部是新疆主要水稻種植區，2010-2014年這兩個區域水稻種植面積合計占新疆的80%以上（北疆南部占46.2%，南疆北部占34.1%）；南疆西南部占總面積的19.7%；北疆北部占比最小（圖2B）。

2.3 新疆水稻單產的時空變化特征

圖4 新疆1995-2014年水稻氣象產量

表2 1995-2014年新疆各區域水稻單產時空變化驅動力分析（kg/hm2）

表3 1995-2014年新疆各區域水稻總產時空變化驅動力分析

從圖3可見，1995-2014年新疆全區水稻單產總體呈波浪式上升趨勢，以2009-2014年增速最快（圖3A）；北疆北部1995-2003年期間水稻單產快速增加，隨后急速下降（圖3B）；北疆南部2007年水稻單產達到峰值10 074.7 kg/hm2，隨后逐步降低，近5年為9 410.4 kg/hm2（圖3C）；南疆北部水稻單產持續增長，從1995年的6 622.3 kg/hm2增加到2014年的10 928.8 kg/hm2，增加了65.0%（圖3D）；南疆西南部在2000年之前水稻單產波幅較大，從1998年的6 757.7 kg/hm2持續下滑至2000年的4 352.4 kg/hm2，隨后平穩增加（圖3E）。

氣象產量在不同區域間波動趨勢明顯不同（圖4）。其中，北疆南部氣象產量2000年以前波動幅度較大，2000年以后基本平穩；南疆北部整體上較為平穩，南疆西南部在2000年前后波動幅度較大。

從表2可以看出，2005-2014年10年間新疆趨勢產量平均比1995-2004年這10年增加927.6 kg/hm2，各區域增幅由高到低依次為南疆北部、北疆南部、南疆西南部和北疆北部。1995-2014年氣象產量變化對單產的影響在不同區域表現不同，對南疆表現為正效應，對北疆表現為負效應。整體上看，趨勢產量增加是驅動新疆稻區水稻單產上升的主要因素。

從表3可以看出，與1995-2004年這10年的種植面積、單產、總產相比，2005-2014年新疆全區水稻種植面積減少了0.357萬hm2、單產提高了1 315.6 kg/ hm2、總產增加了6.72萬t。從各區域總產上看，北疆北部和南疆北部總產下降，北疆南部和南疆西南部總產持續增加。原因主要為：北疆南部水稻種植面積和單產的不斷增加，促進了區域總產大幅增加；南疆北部由于種植面積減幅較大，導致總產降低；南疆西南部雖然種植面積有小幅下降，但單產的增加幅度抵消了面積下滑效應，總產略有增加；北疆北部種植面積和單產均降低，導致總產下降。可見，雖然新疆各區域水稻種植面積呈不同程度衰減趨勢，但單產增幅較大，抵消了面積下滑效應，使2005-2014年間新疆水稻總產不斷增加。

3 討論

3.1 新疆水稻種植面積變化原因分析

種植面積變化對水稻總產具有重要影響。新疆水稻種植格局以天山南北坡區域為主，本研究結果表明，2014年北疆南部和南疆北部種植面積約占新疆水稻種植面積的90.0%。自1995年以來，北疆南部水稻種植面積增加了2.3萬hm2，其他3個區域水稻種植面積均持續下滑，全區水稻面積增加2.3%。北疆南部的烏魯木齊市、伊犁哈薩克自治州、生產建設兵團第4師等3個地區的水稻播種面積成倍增加，2014年這3個地區的水稻種植面積比1995年分別增加了12.1倍、2.1倍和2.8倍，這3個地區水稻種植面積占北疆南部地區的93.6%（數據未顯示）。如烏魯木齊大力發展綠色及有機稻，以增加農民收入，提高農民種稻的積極性[11]；伊犁州通過種植計劃引導，優化調整種植結構，增加水稻種植面積[12]；新疆生產建設兵團第4師通過大力發展現代農業，利用產業化帶動，組建龍頭企業，有效連接市場，實現了優質優價，提高了水稻種植效益，使該區域水稻種植得到了長足發展[13]。以上舉措對水稻種植面積保護起到了一定作用，促進了北疆南部水稻種植面積及占比的增加。可見，保持北疆南部水稻種植面積，遏制南疆北部和西南部種植面積下滑，是穩定新疆水稻種植面積的重要條件，通過大力發展綠色優質稻種植、提高種稻效益，是穩定水稻種植面積的重要保障。

3.2 單產提高是驅動新疆水稻總產持續增長的主導因子

新疆水稻在種植面積下滑的情況下，依然保持水稻總產的增長，得益于單產水平的大幅提高。新疆水稻單產增加的主要原因在于：一是品種的改良。從20世紀90年代開始，新疆水稻育種家采用資源引進與自主選育相結合的策略，選育了一批適合新疆種植推廣的高產、優質、抗病水稻品種，品種高產潛力大幅提高，如新稻42號、新稻44號和新稻45號等品種單產可達到10 500~13 500 kg/hm2，且品質好、抗性強[4，14]。二是稻田施肥技術的改進。其中，增加氮肥投入是提高水稻產量的重要措施之一[15]；適當增加穗分化期和抽穗期的氮肥用量（占總施氮量的35.3%），有利于單產提高[5，16]。三是適應新疆獨特生態條件栽培技術的推廣，如推行旱育秧、小苗移栽、稀植等技術，提高了秧苗成活率；采用保溫育秧，延長了稻作生長期，提高了光能利用率。根據新疆不同區域太陽總輻射[1]和水稻大田生長期[2]等參數估算水稻光溫產量潛力，北疆可達11 400 kg/hm2，南疆可達12 500 kg/hm2，甚至部分地區可達12 000~ 15 000 kg/hm2[7]，與目前實際單產相比仍有較大提升空間。

3.3 氣象災害對新疆水稻生產的影響不容忽視

新疆氣象災害種類繁多，對農業生產影響最為嚴重的是旱災，其次是風雹、凍（冷）害和局部暴雨洪水，這4種自然災害占成災面積的82.2%[17]。新疆地區的干旱不僅是永久性的，而且更具有季節性特點，在河流枯水期尤為明顯，特別是春旱往往導致水稻不能按時播種，使春季迅速增加的光熱資源得不到充分利用，被迫臨時改用生育期短、產量低的品種[2]。盡管如此，由于新疆水稻種植一般與河流徑流相適應，只要重視合理利用氣候資源，充分利用地下水資源和科學用水，干旱一般還是可以避免的。此外，新疆地形復雜，氣溫年際變化大，播種后遇到春寒天氣，易導致秧苗冷害，春播階段有時又因為水的限制播種偏晚，生育期推遲，形成延遲性冷害，如果再遇上秋季降溫快的年份，而使水稻生殖器官受到損害，花粉發育不良，授粉過程受阻，則出現障礙性冷害，導致產量降低。冷害主要發生在4-6月和8-9月。從發生的頻率看，障礙型冷害要重于延遲性冷害[2]。新疆冷害一般會導致減產30%~40%，嚴重者絕收[11]。因此，在生產上要重視研究制定抗災、減災應急方案，加強與氣象部門合作，發現情況及時進行技術指導，可有效減輕災害造成的經濟損失。

3.4 增加新疆水稻總產的主要對策

由本研究可知，新疆水稻單產的穩定增長是總產提升的主要驅動因子。實現水稻總產提高的主要對策有：一是穩定水稻種植面積，特別是保持北疆南部面積不減，遏制南疆北部和南疆西南部種植面積下滑趨勢，拓展北疆北部水稻種植。二是推廣高產優質的粳稻品種。針對水源不足、春秋季易發生低溫冷害等問題，選用抗旱、耐低溫的品種。三是研發推廣高產高效和防災減災栽培技術。針對區域自然災害發生規律和對水稻生產的危害程度，通過品種篩選、薄膜育秧、改進種植模式等措施，將不利氣象因素對水稻生產的影響降到最小。四是加強農業產業化發展步伐，加快建立農民專業合作社，重點發展具有區域特色的優質稻產業，實現大米商品多樣化，提高水稻種植效益。

謝辭：南京農業大學張曉梅博士提供趨勢產量和氣象產量的計算方法，新疆生產建設兵團統計局張震同志提供2005－2014年兵團水稻生產相關統計數據，在此表示感謝！

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Development of Rice Production in Recent Twenty Years and Its Influencing Factors in Xinjiang Uygur Autonomous Region

PAN Junfeng1,ZHONG Xuhua1*,HUANG Nongrong1,LIU Yanzhuo1,Yuemaier·AIMAITI2,Balati·BAKE2,LIANG Kaiming1,PENG Bilin1
（1Rice Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Sciences/Guangdong Key Laboratory of New Technology in Rice Breeding,Guangzhou 510640,China;2Agricultural Technology Extension Center of Shufu County,Shufu,Xinjiang 844100,China;1st author:junfeng401＠163.com;*Corresponding author:xzhong8＠163.com）

In order to reveal the spatial and temporal variation of rice production in Xinjiang and determine its influencing factors,the author collected and analyzed the related data from 1995 to 2014 in its fourmajor rice－planting regions,namely,the north region of Northern Xinjiang,the south region of Northern Xinjiang,the north region of Southern Xinjiang and the southwest region of Southern Xinjiang.The total grain production of rice was increased by 58.0%from 1995 to 2014 in Xinjiang.With the sustainable increasing of rice areas of the south region of Northern Xinjiang,the rice planting area of Xinjiang increased by 2.3%during 1995－2014.Except for the south region of Northern Xinjiang,the planting area in other three regions tended to decrease year by year.In the period of 2010－2014,the south region of Northern Xinjiang was the largest in both total grain production and planting area in Xinjiang，accounting for 46.7%and 46.2%,respectively.The south region of Northern Xinjiang accounted for 36.5%and 34.1%,the southwest region of Southern Xinjiang had 16.7%and 19.7%,and the north region of Northern Xinjiang was smallest in both of them.From 1995 to 2014,the grain yield per hectare was increased by 54.3%,which could explain largely the increment of total grain production in Xinjiang.The average grain yield per hectare in recent20 years ranked as:the north region of Northern Xinjiang（8 593.5 kg/hm2）＞the south region of Northern Xinjiang（8 179.1 kg/hm2）＞the north region of Southern Xinjiang（6 933.3 kg/hm2）＞the southwest region of Southern Xinjiang（3 144.7 kg/hm2）.The adverse climate change in recent years hinders the enhancement of grain yield in Xinjiang，particularly in the south region of Northern Xinjiang and the north region of Southern Xinjiang.In order to further increase the total grain production of rice in Xinjiang,major effective policies should concentrate on stabilizing planting areas in the south region of Northern Xinjiang and preventing the decline of planting areas in other three regions.The technological improvement should focus on breeding high yielding varietieswith tolerance to droughtand low temperature,prevention and reduction of natural disasters and adoption of proper farmingmanagement.

Xinjiang Uygur Autonomous Region;rice production;regional pattern;influencing factor

S511

：A

：1006-8082（2017）03-0022-06

2016－12－19

廣東省科技計劃項目“新疆疏附縣特色優質稻節水高產栽培技術集成與示范”（2016A020212010）；廣州市科技計劃項目“新疆疏附縣地方特色紅米稻品種提純復壯及優質高效栽培技術研究與應用”（2014Y2-00535）；“南方水稻產量與效率層次差異形成機制與豐產增效途徑”（2016YFD0300108）；廣東省高層次水稻科技人才隊伍建設項目（2016B070701011）