近20年新疆水稻生产发展及影响因素分析

潘俊峰钟旭华*黄农荣刘彦卓约麦尔·艾麦提巴拉提·巴克梁开明彭碧琳

（1广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室，广州510640；2疏附县农业技术推广中心，新疆疏附844100；第一作者：junfeng401@163.com；*通讯作者：xzhong8@163.com）

近20年新疆水稻生产发展及影响因素分析

潘俊峰1钟旭华1*黄农荣1刘彦卓1约麦尔·艾麦提2巴拉提·巴克2梁开明1彭碧琳1

（1广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室，广州510640；2疏附县农业技术推广中心，新疆疏附844100；第一作者：junfeng401@163.com；*通讯作者：xzhong8@163.com）

以新疆各水稻种植区域生产数据为基础，分析了1995-2014年新疆各区域水稻产量时空变化特征及其主要影响因素。结果表明，1995-2014年的20年间，新疆水稻总产增加了58.0%；北疆南部的水稻总产最高，2010-2014年其总产占新疆水稻总产的46.7%，其次是南疆北部（占比为36.5%）和南疆西南部（占比为16.7%），北疆北部占比最低。1995-2014年新疆水稻种植面积增加了2.3%。2010-2014年北疆南部水稻种植面积占新疆水稻种植面积的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年新疆水稻单产增加了54.3%，是总产增加的主要原因；各区域平均单产从高到低依次为北疆南部（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，稳定水稻种植面积是增加新疆水稻总产的基本条件；选育抗旱、耐低温、高产优质的粳稻品种，研发推广高产高效栽培技术和防灾减灾技术，提高单产，是新疆水稻总产稳定增加的主要途径。

新疆；水稻生产；区域分布；影响因素

新疆维吾尔自治区（以下简称“新疆”）位于我国西北，地处欧亚大陆中部，天山横贯其间，将其分割为南北两个部分，习俗上称作南疆和北疆。新疆光热资源丰富，年均日照时数2 600~3 300 h，年太阳总辐射量北疆为5 300~5 700 MJ/m2，南疆为5 500~6 300 MJ/ m2，有利于水稻生长[1]。新疆常年水稻种植面积为7.2万hm2，以种植优质稻为主，稻田主要分布在河流两岸灌溉条件较好的旱地、不宜种植旱作的低洼地和泉水溢出带，以及部分盐碱地[2]。由于新疆地区光能资源丰富、日照时间长、气温日较差大，利于同化物积累，2014年水稻平均单产达到10 146 kg/hm2，已成为我国西北的高产稻区[3]。

近年新疆水稻生产得到了长足发展，2014年单产比全国平均单产高48.9%，排名全国第一。水稻生产不断发展的主要原因是：一是优良品种的选育与应用。从上世纪70年代至80年代，每次品种更新换代都使水稻单产提高225~450 kg/hm2[2]。2010年以来，一批产量水平达8 250~13 500 kg/hm2的新品种在生产上推广应用[4]。二是高产栽培技术的推广应用。目前已有单产11 250~15 000 kg/hm2的高产栽培技术在生产上推广应用[5-6]。三是经济效益的驱动。新疆水稻种植的产值一般在15 000~18 000元/hm2，效益与种棉花相当，并高于其他粮食作物和部分经济作物[7]。四是农业政策环境好，从国家到地方确立了一系列支持新疆水稻产业发展的惠农政策[8]。

新疆作为我国陆地面积最大的省级行政区，地形复杂，热量条件差异大。根据地理位置、热量条件、品种类型、栽培制度等特点，将新疆水稻划分为4个种植区[9]（表1）。目前关于水稻在全疆的分布情况以及各种植区水稻产量的时空变化情况，还未见研究报道。本文利用近20年来的《新疆统计年鉴》和《新疆建设兵团统计年鉴》等有关水稻生产相关资料，分析了新疆水稻区域分布现状、产量变化的驱动因素及其内在机制，以期为新疆水稻生产空间布局优化、结构调整及可持续发展提供依据。

1 数据来源和分析方法

1.1 数据来源

产量统计数据来自《新疆统计年鉴》（1996-2015）和《新疆生产建设兵团统计年鉴》（1996-2015），其中包含了新疆各州、市以及生产建设兵团各师的水稻总产、单产和种植面积。

图1 新疆各区域1995-2014年水稻总产量（A）及占全区总产量的比值（B）

1.2 新疆稻作生态环境和区域划分

新疆水稻生产的主要特点是适于种植早粳类型的品种，主要为一年一熟制。稻作生长季积温南、北疆相差1 200℃~1 600℃，生长季天数差40~50 d，稻作安全齐穗期，北疆在7月中旬至8月上旬，南疆则在8月中下旬[2]。区域划分见表1，分别统计各区域水稻总产、单产和种植面积等要素。

1.3 水稻产量影响因素分析

水稻生产同时受自然因素和非自然因素的影响，根据影响因素变化特征及时间尺度不同，一般将水稻产量分解为趋势产量和气象产量，以及由一部分随机因素造成的产量波动。趋势产量是指以年序作为“自变量”，通过函数关系去逼近、模拟农技措施等相对稳定的非自然因素对作物产量影响的时间变率，也称为技术趋势产量，主要受品种、栽培技术、农业政策等因素影响。气象产量是指主要受气候因素影响的产量。本研究根据张晓梅等[10]的方法计算水稻趋势产量和气象产量。

2 结果与分析

2.1 新疆水稻总产量的时空变化特征

从图1A可以看出，1995-2014年新疆水稻总产呈波浪上升趋势。1995年总产48.3万t，2014年总产76.2万t，20年间水稻总产增加了57.9%。不同水稻种植区域之间的水稻总产变化趋势不同。北疆南部水稻总产变化与新疆全区的变化基本吻合，从1995年的13.8万t增加到2002年的21.6万t，然后下降到14.5万t，再逐渐恢复至近年的35.9万t，20年间总产增加了2.6倍；南疆北部水稻产量多年保持在26.0万t左右，较为稳定；南疆西南部自1995年以来水稻总产呈小幅上升趋势，至2005年达到12.3万t，之后稳定在11.0万t左右；北疆北部在1995-1997年总产量由0.2万t增加到0.5万t，之后逐年下滑，到2004年仅为31.0 t，2005-2014年间只有2012年有小面积种植。

从图1B可以看出，1995-2014年北疆南部稻谷总产占全区总产量的比值逐年上升，由30.4%增加到46.7%；而南疆北部占全区总产量的比值从1995-1999年间的50.2%逐年下降到近几年的36.5%；南疆西南部占全区总产量的比值呈小幅降低趋势；北疆北部占全区总产量的比值均小于1.0%，2005-2014年间只有2012年有小面积（10.0 hm2）种植。2010-2014年北疆南部水稻总产对新疆全区水稻产量贡献最大，达到46.7%，其次为南疆北部，占比36.5%，南疆西南部占比16.7%。

图2 新疆各区域1995-2014年水稻种植面积（A）及其占全区水稻总面积的比值（B）

图3 新疆1995-2014年水稻实际产量及趋势产量

2.2 新疆水稻种植面积的时空变化特征

从图2A可知，1995-2013年新疆全区水稻种植面积常年稳定在7.0万hm2，2014年增加到7.5万hm2。不同区域间水稻种植面积动态变化明显不同。北疆南部水稻种植面积由1995年的2.3万hm2增加至2000年的3.0万hm2，随后出现小幅下降，从2005年开始又回升至2014年的3.8万hm2；南疆北部由1995年3.9万hm2增加至2000年的5.0万hm2，之后持续下降至2014年2.4万hm2；南疆西南部水稻种植面积相对稳定，2000年有较大幅度增加，随后回落到常年1.5万hm2的水平。北疆北部在1995-2004年有小面积的水稻种植（小于1.0万hm2），2005年至今已基本无水稻种植。

新疆全区的水稻种植与水资源分布密切相关。位于天山南北坡的北疆南部和南疆北部是新疆主要水稻种植区，2010-2014年这两个区域水稻种植面积合计占新疆的80%以上（北疆南部占46.2%，南疆北部占34.1%）；南疆西南部占总面积的19.7%；北疆北部占比最小（图2B）。

2.3 新疆水稻单产的时空变化特征

图4 新疆1995-2014年水稻气象产量

表2 1995-2014年新疆各区域水稻单产时空变化驱动力分析（kg/hm2）

表3 1995-2014年新疆各区域水稻总产时空变化驱动力分析

从图3可见，1995-2014年新疆全区水稻单产总体呈波浪式上升趋势，以2009-2014年增速最快（图3A）；北疆北部1995-2003年期间水稻单产快速增加，随后急速下降（图3B）；北疆南部2007年水稻单产达到峰值10 074.7 kg/hm2，随后逐步降低，近5年为9 410.4 kg/hm2（图3C）；南疆北部水稻单产持续增长，从1995年的6 622.3 kg/hm2增加到2014年的10 928.8 kg/hm2，增加了65.0%（图3D）；南疆西南部在2000年之前水稻单产波幅较大，从1998年的6 757.7 kg/hm2持续下滑至2000年的4 352.4 kg/hm2，随后平稳增加（图3E）。

气象产量在不同区域间波动趋势明显不同（图4）。其中，北疆南部气象产量2000年以前波动幅度较大，2000年以后基本平稳；南疆北部整体上较为平稳，南疆西南部在2000年前后波动幅度较大。

从表2可以看出，2005-2014年10年间新疆趋势产量平均比1995-2004年这10年增加927.6 kg/hm2，各区域增幅由高到低依次为南疆北部、北疆南部、南疆西南部和北疆北部。1995-2014年气象产量变化对单产的影响在不同区域表现不同，对南疆表现为正效应，对北疆表现为负效应。整体上看，趋势产量增加是驱动新疆稻区水稻单产上升的主要因素。

从表3可以看出，与1995-2004年这10年的种植面积、单产、总产相比，2005-2014年新疆全区水稻种植面积减少了0.357万hm2、单产提高了1 315.6 kg/ hm2、总产增加了6.72万t。从各区域总产上看，北疆北部和南疆北部总产下降，北疆南部和南疆西南部总产持续增加。原因主要为：北疆南部水稻种植面积和单产的不断增加，促进了区域总产大幅增加；南疆北部由于种植面积减幅较大，导致总产降低；南疆西南部虽然种植面积有小幅下降，但单产的增加幅度抵消了面积下滑效应，总产略有增加；北疆北部种植面积和单产均降低，导致总产下降。可见，虽然新疆各区域水稻种植面积呈不同程度衰减趋势，但单产增幅较大，抵消了面积下滑效应，使2005-2014年间新疆水稻总产不断增加。

3 讨论

3.1 新疆水稻种植面积变化原因分析

种植面积变化对水稻总产具有重要影响。新疆水稻种植格局以天山南北坡区域为主，本研究结果表明，2014年北疆南部和南疆北部种植面积约占新疆水稻种植面积的90.0%。自1995年以来，北疆南部水稻种植面积增加了2.3万hm2，其他3个区域水稻种植面积均持续下滑，全区水稻面积增加2.3%。北疆南部的乌鲁木齐市、伊犁哈萨克自治州、生产建设兵团第4师等3个地区的水稻播种面积成倍增加，2014年这3个地区的水稻种植面积比1995年分别增加了12.1倍、2.1倍和2.8倍，这3个地区水稻种植面积占北疆南部地区的93.6%（数据未显示）。如乌鲁木齐大力发展绿色及有机稻，以增加农民收入，提高农民种稻的积极性[11]；伊犁州通过种植计划引导，优化调整种植结构，增加水稻种植面积[12]；新疆生产建设兵团第4师通过大力发展现代农业，利用产业化带动，组建龙头企业，有效连接市场，实现了优质优价，提高了水稻种植效益，使该区域水稻种植得到了长足发展[13]。以上举措对水稻种植面积保护起到了一定作用，促进了北疆南部水稻种植面积及占比的增加。可见，保持北疆南部水稻种植面积，遏制南疆北部和西南部种植面积下滑，是稳定新疆水稻种植面积的重要条件，通过大力发展绿色优质稻种植、提高种稻效益，是稳定水稻种植面积的重要保障。

3.2 单产提高是驱动新疆水稻总产持续增长的主导因子

新疆水稻在种植面积下滑的情况下，依然保持水稻总产的增长，得益于单产水平的大幅提高。新疆水稻单产增加的主要原因在于：一是品种的改良。从20世纪90年代开始，新疆水稻育种家采用资源引进与自主选育相结合的策略，选育了一批适合新疆种植推广的高产、优质、抗病水稻品种，品种高产潜力大幅提高，如新稻42号、新稻44号和新稻45号等品种单产可达到10 500~13 500 kg/hm2，且品质好、抗性强[4，14]。二是稻田施肥技术的改进。其中，增加氮肥投入是提高水稻产量的重要措施之一[15]；适当增加穗分化期和抽穗期的氮肥用量（占总施氮量的35.3%），有利于单产提高[5，16]。三是适应新疆独特生态条件栽培技术的推广，如推行旱育秧、小苗移栽、稀植等技术，提高了秧苗成活率；采用保温育秧，延长了稻作生长期，提高了光能利用率。根据新疆不同区域太阳总辐射[1]和水稻大田生长期[2]等参数估算水稻光温产量潜力，北疆可达11 400 kg/hm2，南疆可达12 500 kg/hm2，甚至部分地区可达12 000~ 15 000 kg/hm2[7]，与目前实际单产相比仍有较大提升空间。

3.3 气象灾害对新疆水稻生产的影响不容忽视

新疆气象灾害种类繁多，对农业生产影响最为严重的是旱灾，其次是风雹、冻（冷）害和局部暴雨洪水，这4种自然灾害占成灾面积的82.2%[17]。新疆地区的干旱不仅是永久性的，而且更具有季节性特点，在河流枯水期尤为明显，特别是春旱往往导致水稻不能按时播种，使春季迅速增加的光热资源得不到充分利用，被迫临时改用生育期短、产量低的品种[2]。尽管如此，由于新疆水稻种植一般与河流径流相适应，只要重视合理利用气候资源，充分利用地下水资源和科学用水，干旱一般还是可以避免的。此外，新疆地形复杂，气温年际变化大，播种后遇到春寒天气，易导致秧苗冷害，春播阶段有时又因为水的限制播种偏晚，生育期推迟，形成延迟性冷害，如果再遇上秋季降温快的年份，而使水稻生殖器官受到损害，花粉发育不良，授粉过程受阻，则出现障碍性冷害，导致产量降低。冷害主要发生在4-6月和8-9月。从发生的频率看，障碍型冷害要重于延迟性冷害[2]。新疆冷害一般会导致减产30%~40%，严重者绝收[11]。因此，在生产上要重视研究制定抗灾、减灾应急方案，加强与气象部门合作，发现情况及时进行技术指导，可有效减轻灾害造成的经济损失。

3.4 增加新疆水稻总产的主要对策

由本研究可知，新疆水稻单产的稳定增长是总产提升的主要驱动因子。实现水稻总产提高的主要对策有：一是稳定水稻种植面积，特别是保持北疆南部面积不减，遏制南疆北部和南疆西南部种植面积下滑趋势，拓展北疆北部水稻种植。二是推广高产优质的粳稻品种。针对水源不足、春秋季易发生低温冷害等问题，选用抗旱、耐低温的品种。三是研发推广高产高效和防灾减灾栽培技术。针对区域自然灾害发生规律和对水稻生产的危害程度，通过品种筛选、薄膜育秧、改进种植模式等措施，将不利气象因素对水稻生产的影响降到最小。四是加强农业产业化发展步伐，加快建立农民专业合作社，重点发展具有区域特色的优质稻产业，实现大米商品多样化，提高水稻种植效益。

谢辞：南京农业大学张晓梅博士提供趋势产量和气象产量的计算方法，新疆生产建设兵团统计局张震同志提供2005－2014年兵团水稻生产相关统计数据，在此表示感谢！

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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

广东省科技计划项目“新疆疏附县特色优质稻节水高产栽培技术集成与示范”（2016A020212010）；广州市科技计划项目“新疆疏附县地方特色红米稻品种提纯复壮及优质高效栽培技术研究与应用”（2014Y2-00535）；“南方水稻产量与效率层次差异形成机制与丰产增效途径”（2016YFD0300108）；广东省高层次水稻科技人才队伍建设项目（2016B070701011）