2016年湖北省中稻高溫熱害影響調查分析

鄧愛娟+劉可群+劉敏+劉凱文

摘要：2016年7月22至8月2日、8月10-25日湖北省先后出現兩段持續晴熱高溫天氣，對湖北省中稻抽穗揚花和灌漿造成了一定影響。據調查，湖北省大部中稻都遭遇了抽穗揚花期高溫熱害，結實率下降明顯，部分中稻灌漿期再度遭遇高溫熱害，千粒重也有所下降，2016年夏季高溫熱害對湖北省中稻產量有較明顯的影響。除了高溫熱害，前期的梅雨期暴雨洪澇也對中稻產量產生了一定影響，造成分蘗期受淹，有效穗減少，也是產量下降的原因之一。

關鍵詞：中稻；高溫熱害；結實率；千粒重；湖北省

中圖分類號：P458；S511 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）17-3260-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.017

Investigation and Analysis for the Influence of Heat Damage Made onto Middle Rice in Hubei Province in 2016

DENG Ai-juan1， LIU Ke-qun1， LIU Min1， LIU Kai-wen2

（1.Wuhan Regional Climate Center， Wuhan 430074，China；

2.Agriculture Meteorological Experiment Station of Jingzhou District，Jingzhou 434000，Hubei，China）

Abstract： In July 22th to August 2nd and August 10th to 25th， continuous heat damage appeared twice， which had a certain effect on the flowering and filling stage of middle rice of Hubei. According to the results of middle rices yield survey， the most middle rice suffered heat damage in flowering stage， which led to the significant reduction of seeding rate. Part of the rice suffered heat damage again in filling stage and that resulted to the reduction of grain weight. In general， the heat damage in summer of 2016 made a relatively significant impact onto the yield of middle rice in Hubei province. Besides， rainstorm flood in plum rain period had also a certain impact on the yield of rice， especially the flood happened in tillering stage which led to the reduction of effective spike. This was another reason for yield reduction of middle rice in Hubei.

Key words： middle rice； heat damage； seeding rate； grain weight； Hubei province

中稻是湖北省主要糧食作物之一，種植范圍遍布全省。根據湖北省統計年鑒，近5年來湖北省中稻種植面積平均達到126.8萬hm2，總產量1 178.4萬t，在湖北省糧食生產中占有舉足輕重的地位。湖北省一季中稻一般在4月下旬至5月上旬播種，近年來直播中稻面積也有所增加，播種日期一般在5月中下旬，大部分正常播種的中稻一般在7月上旬進入孕穗期，9月上中旬收獲。其間每年7-8月受穩定的西太平洋副熱帶高壓控制，湖北省往往都會出現一段或長或短的高溫期，而這一時段正處于中稻孕穗-抽穗-灌漿的產量形成關鍵期，對中稻產量產生明顯的影響。高溫對水稻的危害主要表現在水稻抽穗揚花期受高溫熱害，對盛花時間、開花率、花藥開裂率等均有不良影響，隨著高溫強度和持續時間的加大和延長，水稻秕谷率和空殼率增加，結實率下降；灌漿期遭遇高溫熱害也有明顯影響，主要是會降低子粒內磷酸化酶和淀粉酶的活性，降低灌漿速度，影響到干物質的積累，降低千粒重[1]。

2016年7月22至日8月2日、8月10-25日，湖北省先后出現兩段晴熱高溫天氣，高溫期正值中稻抽穗揚花-灌漿的關鍵期，對湖北省中稻產生了明顯的影響。為此，筆者組織相關部門在全省18個地市縣組織了中稻高溫熱害影響調查，以客觀定量地評估2016年高溫熱害對湖北省中稻產量的影響。

1 材料與方法

1.1 資料來源

在全省18個中稻固定觀測田所在的地市縣開展中稻產量調查，共取得95個中稻田樣本，具體觀測田分布范圍如圖1所示。調查要素包括調查地點、經緯度、中稻品種、栽培方式、灌溉條件、主要生育期（包括播種期、移栽期、返青期、孕穗期、抽穗期、收割期）、產量因素（包括穗粒數、實粒數、空粒數、秕粒數、有效莖數、千粒重）等。氣象資料主要包括2016年7-8月的逐日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫，資料來自湖北省氣象局。

1.2 調查方法

調查方法主要參照《農業氣象觀測規范》[2]。endprint

1.2.1 密度測定 密度測定通過測定單位面積上的總莖數和有效莖數來獲得，以每平方米莖數表示。先測定1 m內行數，平作地段每個測點量出10個行距（1～11行）的寬度，以米為單位，然后數出行距數， 4個測定總行距數除以所量總寬度，即為平均1 m內行數；再測定1 m內莖數，每個測點在相鄰的兩行各取0.5 m長錯開的一段，數出其中的莖數，各測點1 m內莖數之和除以4，求得平均1 m內莖數，最后根據平均1 m內行數乘以平均1 m內莖數求得每平米莖數。

1.2.2 產量結構要素測定 在每個測點選有代表性的5穴，每穴任取兩個有效莖，數出由穗軸的穗節長出的一次枝梗的數量，求出單穗平均，為一次枝梗數；數出每穗上所有子粒數、正常灌漿子粒數、空殼數、秕谷數，求出單穗平均，即為穗粒數、結實粒數、空殼數和秕粒數。千粒重為樣本子粒晾曬達到干谷標準后，除去空、秕粒，于其中不加選擇的取2組各1 000粒，分別稱重，二組重量相差不大于平均值的3%時，平均重即為千粒重。

2 結果與分析

2.1 2016年夏季高溫熱害發生情況

根據2016年7-8月逐日氣溫資料，在7月22至8月2日、8月10-25日湖北省出現兩段晴熱高溫天氣（圖2），其中7月22至8月2日鄂東大部、江漢平原南部高溫時間達10～12 d，鄂西北北部、江漢平原北部也達到5～9 d，日平均氣溫大部偏高2.0～4.2 ℃；8月10-25日鄂東大部、江漢平原南部、鄂西局部再度出現一段10～15 d的高溫，日平均氣溫較常年偏高3.0～4.9 ℃（圖3、圖4）。

2.2 湖北省中稻播種期和抽穗期分布特征

根據各地中稻生育期調查結果，湖北省中稻播種期從3月28日至6月2日，各地播期相差2個多月，播種最早的樣本來自鄂西南利川市，最晚的來自武漢市江夏區，大部分中稻集中在4月至5月中旬期間播種，其中4月第六候至5月上旬播種最多，占37.9%（圖5）。

湖北省中稻抽穗期主要是7月21日至8月28日，各時段內抽穗的中稻樣本所占比例如圖6所示。結合2016年7月22至日8月25日高溫時間分布特征，可知兩段高溫發生時段正處于湖北省大部分中稻抽穗揚花的關鍵生育期。其中在7月下旬第一段高溫時段內抽穗的中稻樣本占8.5%，在8月上旬抽穗未遭遇高溫的占23.7%，在8月第三至第五候抽穗遭遇了第二段高溫的中稻占66.1%，在8月第六候抽穗的樣本占1.7%。由此可知，湖北省約占74.6%的中稻抽穗揚花期都遭遇了不同程度的高溫熱害，少部分中稻（約23.7%）抽穗期未遭遇高溫，但灌漿期遭遇了程度不等的高溫熱害。

2.3 中稻結實率分析

根據歷年湖北省中稻產量結構要素和生育期觀測資料，一般認為水稻結實率在85%以上為基本正常，因此可認為結實率在85%以上的中稻抽穗揚花受高溫影響較小。根據各地調查結果（圖7），結實率在85%以上的中稻多在8月上旬和8月下旬后期抽穗揚花，未遭遇高溫熱害或高溫熱害影響時間較短，對中稻抽穗揚花較為有利，結實率較高，平均結實率達到88.2%；而結實率在85%以下的中稻主要抽穗期是7月21-24日、8月上旬末至8月16日期間，結合全省逐日氣溫變化圖，這兩個時段正處于第一段高溫和第二段高溫時段內，與結實率偏低有較好的一致性。其中7月下旬抽穗的中稻結實率在73%～78%，平均結實率75.6%；8月中旬至下旬前期抽穗期的中稻結實率在49%～85%，平均結實率76.3%，尤其8月中旬抽穗的中稻大部結實率都在70%以下，如武漢市東西湖區柏泉農場的揚兩優6號、荊州市農業試驗站的廣兩優香66、鐘祥市沙洋縣五里鎮趙集村的兆優5431、襄陽市襄州張集鎮周垱村的C兩優華占和宋營村的C兩優、當陽市玉泉鎮雄風村的皖稻129、谷城縣冷集鎮冷家溝村的Y1兩優628、武漢市江夏區法泗鄧港孟家畈的Y兩優2號及西港村的黃花占、竹溪縣城關鎮西關街外的Y兩優555、洪湖市烏林鎮的豐兩優香1號等，抽穗期主要在8月10-18日期間。總體看來，抽穗期遭遇第一段和第二段高溫熱害的中稻與未遭遇高溫的中稻相比，平均結實率分別偏低了12.6個百分點和11.9個百分點。

湖北省中稻種植品種繁雜，受調查的中稻樣本就多達43個品種，主要系列有兩優、新兩優、廣兩優、豐兩優、黃花占、T優、皖稻、瀘優、秈優、崗優、Y兩優、汕優等。根據2016年中稻結實率調查結果，結實率在70%以下的中稻品種樣本主要為廣兩優香66、Y兩優系列、皖稻和黃花占、豐兩優香，大部分在8月中旬期間抽穗，遭遇了第二段高溫熱害；結實率在70%～85%的中稻品種主要有廣兩優系列、豐兩優系列、揚兩優系列、新兩優系列、華優等，其中抽穗期未遭遇高溫的中稻占27.5%，遭遇第一段高溫熱害的中稻占7.5%，遭遇第二段高溫熱害的中稻占65.0%；結實率85%以上的品種主要為兩優、豐優、豪兩優、崗優、紅蓮優、中優、湘兩優等，基本均在8月抽穗，其中28.5%未遭遇抽穗期高溫，71.5%遭遇了第二段高溫熱害。遭遇了第二段高溫熱害但結實率仍在85%以上的品種主要有紅蓮優、兩優、中優、渝優、豐優、崗優、湘兩優，可粗略地認為這些品種為較耐高溫的中稻品種。

2.4 中稻千粒重分析

高溫熱害除了影響中稻抽穗揚花，導致結實率下降外，還會影響中稻灌漿速率和干物質累積量，從而導致千粒重下降。一般而言，對于同一田塊，從抽穗開始到抽穗結束需要5～7 d。因此，根據調查的抽穗期可以推斷各時段抽穗的中稻在灌漿期是否遭遇高溫。據此認為，7月下旬前期抽穗的中稻灌漿時部分可能遭遇了高溫熱害；在7月下旬后期至8月上旬前期抽穗的中稻基本在8月上旬灌漿，未遭遇灌漿期高溫；在8月上旬后期抽穗的中稻基本在8月中旬進入灌漿期，恰巧遭遇了第二段高溫熱害；8月中旬前期抽穗的中稻在8月中旬末至下旬前期灌漿，也遭遇了高溫熱害；8月中旬末至下旬前期抽穗的中稻抽穗期遭遇高溫，但灌漿基本在8月下旬中期或旬末，基本未遭遇高溫熱害；8月下旬后期抽穗的中稻抽穗和灌漿期均未遭遇高溫。endprint

各地中稻考種資料中，除7月第五候抽穗的中稻樣本由于個人原因未進行千粒重考種；其他時段抽穗的中稻千粒重考種結果如圖8所示。不考慮中稻品種和熟性等本身差異，在8月6-20日期間，千粒重最低的中稻主要是在8月12-14日期間抽穗，平均為25.83 g，而這一時間抽穗的中稻在抽穗、灌漿時遭遇的高溫熱害都最為嚴重，與這一時段千粒重處于低谷的趨勢較為一致。

2.5 不同生育期的同品種中稻產量結構要素對比分析

從調查樣本中選出同一系列在不同田塊的中稻樣本，挑選出其中樣本量大于5的樣本資料，主要有豐兩優系列、廣兩優系列、兩優系列和新兩優系列。

樣本中的豐兩優系列主要來自洪湖、麻城、荊州、天門、仙桃、江夏，抽穗期從7月第五候至8月第五候均有出現，該系列品種結實率在64.9%～87.6%，平均78.7%，其中8月第一候至第二候抽穗的樣本結實率在85%以上，其他樣本均在85%以下，洪湖7月第五候抽穗的樣本結實率最低，其次是7月第六候和8月第四候抽穗的中稻，基本與高溫熱害發生時間和程度一致。千粒重在25.2～30.5 g，以8月第一候抽穗的樣本千粒重最高，其次是7月第六候（圖9），而7月底至8月初抽穗的中稻在灌漿期未遭遇高溫熱害或高溫影響時間較短，因而千粒重相對較高，與高溫分布情況也是一致的。

廣兩優系列樣本主要來自荊州、鐘祥、英山、襄州、仙桃，其抽穗期主要集中在7月第五候至8月第一候，以及8月第六候，結實率在73.3%～91.9%，平均84.9%，其中荊州7月第五候和英山第六候抽穗的樣本結實率最低。在80%以下，其他均在80%以上，8月第一候抽穗的樣本平均結實率達到了87.4%，屬結實率較高的時段，8月第六候抽穗的中稻未遭遇高溫，結實率也較高，達到89.0%。千粒重考種的樣本較少，鐘祥7月第六候抽穗的中稻千粒重最高為29.3 g（圖10），該樣本在8月上旬進入灌漿期未遭遇高溫熱害，總體該系列中稻結實率和千粒重情況與高溫分布情況還是較為一致的。

兩優系列樣本主要來自江夏、鐘祥、仙桃，抽穗期集中在7月第五候、8月第三候至第五候，其結實率在74.0%～91.0%，平均83.7%，其中江夏7月第五候抽穗遭遇了高溫，結實率最低；樣本千粒重24.1～29.0 g，平均26.31 g，其中鐘祥和仙桃8月第三候至第四候抽穗的中稻千粒重最高，平均28.5 g左右，其他樣本組間千粒重相差不大，但明顯偏小（圖11）。總體看來，該系列中稻的結實率和千粒重情況與高溫分布情況也較為一致。

新兩優系列樣本主要來自鐘祥、洪湖、房縣，抽穗期主要集中在8月第二候至第四候，結實率73.7%～84.7%，平均79.4%，其中洪湖、房縣8月第三候抽穗的樣本和鐘祥、房縣8月第四候抽穗的樣本結實率在80%以下，比8月第二候抽穗的樣本結實率平均低4.7個百分點。千粒重在25.6～28.9 g，平均27.7 g，其中同樣洪湖、房縣8月第三候抽穗的樣本以及房縣8月第四候抽穗的樣本千粒重最低，平均25.9 g，與其他樣本相比，偏低了2.88 g（圖12）。總體看來，該系列中稻的結實率和千粒重情況與高溫分布情況大體一致。

3 小結與討論

3.1 小結

2016年7月22至8月2日、8月10-25日期間出現的兩段連續高溫對湖北省中稻產生了一定影響。大部中稻在抽穗揚花期遭遇了不同程度的高溫熱害，結實率較正常偏低12～15個百分點，部分高溫熱害嚴重、且耐高溫能力差的中稻結實率只有49%～70%；部分中稻灌漿期再度遭遇高溫熱害，導致千粒重也有明顯下降，最低僅19～20 g。不同播期的同一品種中稻結實率和千粒重的高低與高溫發生時間有較好的一致性。劉維等[3]也認為2016年長江中下游7月下旬和8月中旬兩段高溫持續時間長、影響范圍廣，對一季中稻影響僅次于2003年和2013年。總之，2016年夏季高溫熱害對湖北省中稻產量有較為明顯的影響。

3.2 討論

高溫熱害除了直接影響中稻抽穗揚花和灌漿充實外，久晴無雨加劇水分蒸發，還導致鄂北部分水源供給不充分的稻田缺水，進一步影響結實率和千粒重，部分田塊“翹頭穗”多，結實率異常偏低。2013年馬鞍山市水稻高溫調查顯示，受高溫影響，當地中稻結實率平均僅73.4%[4]；沈寧[5]也分析了2016年持續高溫對江西省鄱陽縣水稻的影響，調查顯示中稻結實率較往年偏低8.0～12.5個百分點。

2016年湖北省氣象災害頻繁，高溫熱害和洪澇災害事件連續，范圍重疊，對作物影響大，影響中稻產量的除了高溫熱害，還有前期的梅雨期強降水，暴雨洪澇造成部分地區稻田處于積澇或漬水狀態，不利于一季中稻分蘗拔節和孕穗[5]，據湖北省民政部門統計，全省近40萬hm2中稻受災，其中絕收12.8萬hm2，退水較快的稻田受到的影響不大，但退水較慢的中稻分蘗減少，后期有效穗減少，也是中稻減產的另一原因。

由于此次調查樣本數總體較少，主要涉及有中稻農氣觀測田的地縣市，其他地區沒有調查采樣，且開展中稻產量調查的時間較晚，調查時部分早熟中稻已成熟收獲，早熟中稻樣本獲得數相對更少，因此下一步需要收集全省各地市更多的中稻考種資料，以此來驗證2016年高溫對湖北省中稻產量的影響。

參考文獻：

[1] 湖北省農業廳，湖北省氣象局.農業災害應急技術手冊[M].武漢：湖北科學技術出版社，2009.50-54.

[2] 國家氣象局.農業氣象觀測規范（上卷）[M].北京：氣象出版社，1993.33-34.

[3] 劉 維，韓麗娟.2016年夏季氣候對農業生產的影響[J].中國農業氣象，2016，37（5）：611-613.

[4] 王華銀.水稻高溫熱害調查分析與防控對策——以2013年馬鞍山市為例[J].安徽農業科學，2016，44（8）：50-52，62.

[5] 沈 寧.2016年異常天氣氣候對鄱陽縣秋糧生產影響分析[J]. 農家科技，2016（12）：133.endprint