2016年湖北省中稻高温热害影响调查分析

邓爱娟+刘可群+刘敏+刘凯文

摘要：2016年7月22至8月2日、8月10-25日湖北省先后出现两段持续晴热高温天气，对湖北省中稻抽穗扬花和灌浆造成了一定影响。据调查，湖北省大部中稻都遭遇了抽穗扬花期高温热害，结实率下降明显，部分中稻灌浆期再度遭遇高温热害，千粒重也有所下降，2016年夏季高温热害对湖北省中稻产量有较明显的影响。除了高温热害，前期的梅雨期暴雨洪涝也对中稻产量产生了一定影响，造成分蘖期受淹，有效穗减少，也是产量下降的原因之一。

关键词：中稻；高温热害；结实率；千粒重；湖北省

中图分类号：P458；S511 文献标识码：A 文章编号：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，种植范围遍布全省。根据湖北省统计年鉴，近5年来湖北省中稻种植面积平均达到126.8万hm2，总产量1 178.4万t，在湖北省粮食生产中占有举足轻重的地位。湖北省一季中稻一般在4月下旬至5月上旬播种，近年来直播中稻面积也有所增加，播种日期一般在5月中下旬，大部分正常播种的中稻一般在7月上旬进入孕穗期，9月上中旬收获。其间每年7-8月受稳定的西太平洋副热带高压控制，湖北省往往都会出现一段或长或短的高温期，而这一时段正处于中稻孕穗-抽穗-灌浆的产量形成关键期，对中稻产量产生明显的影响。高温对水稻的危害主要表现在水稻抽穗扬花期受高温热害，对盛花时间、开花率、花药开裂率等均有不良影响，随着高温强度和持续时间的加大和延长，水稻秕谷率和空壳率增加，结实率下降；灌浆期遭遇高温热害也有明显影响，主要是会降低子粒内磷酸化酶和淀粉酶的活性，降低灌浆速度，影响到干物质的积累，降低千粒重[1]。

2016年7月22至日8月2日、8月10-25日，湖北省先后出现两段晴热高温天气，高温期正值中稻抽穗扬花-灌浆的关键期，对湖北省中稻产生了明显的影响。为此，笔者组织相关部门在全省18个地市县组织了中稻高温热害影响调查，以客观定量地评估2016年高温热害对湖北省中稻产量的影响。

1 材料与方法

1.1 资料来源

在全省18个中稻固定观测田所在的地市县开展中稻产量调查，共取得95个中稻田样本，具体观测田分布范围如图1所示。调查要素包括调查地点、经纬度、中稻品种、栽培方式、灌溉条件、主要生育期（包括播种期、移栽期、返青期、孕穗期、抽穗期、收割期）、产量因素（包括穗粒数、实粒数、空粒数、秕粒数、有效茎数、千粒重）等。气象资料主要包括2016年7-8月的逐日平均气温、最高气温和最低气温，资料来自湖北省气象局。

1.2 调查方法

调查方法主要参照《农业气象观测规范》[2]。endprint

1.2.1 密度测定 密度测定通过测定单位面积上的总茎数和有效茎数来获得，以每平方米茎数表示。先测定1 m内行数，平作地段每个测点量出10个行距（1～11行）的宽度，以米为单位，然后数出行距数， 4个测定总行距数除以所量总宽度，即为平均1 m内行数；再测定1 m内茎数，每个测点在相邻的两行各取0.5 m长错开的一段，数出其中的茎数，各测点1 m内茎数之和除以4，求得平均1 m内茎数，最后根据平均1 m内行数乘以平均1 m内茎数求得每平米茎数。

1.2.2 产量结构要素测定 在每个测点选有代表性的5穴，每穴任取两个有效茎，数出由穗轴的穗节长出的一次枝梗的数量，求出单穗平均，为一次枝梗数；数出每穗上所有子粒数、正常灌浆子粒数、空壳数、秕谷数，求出单穗平均，即为穗粒数、结实粒数、空壳数和秕粒数。千粒重为样本子粒晾晒达到干谷标准后，除去空、秕粒，于其中不加选择的取2组各1 000粒，分别称重，二组重量相差不大于平均值的3%時，平均重即为千粒重。

2 结果与分析

2.1 2016年夏季高温热害发生情况

根据2016年7-8月逐日气温资料，在7月22至8月2日、8月10-25日湖北省出现两段晴热高温天气（图2），其中7月22至8月2日鄂东大部、江汉平原南部高温时间达10～12 d，鄂西北北部、江汉平原北部也达到5～9 d，日平均气温大部偏高2.0～4.2 ℃；8月10-25日鄂东大部、江汉平原南部、鄂西局部再度出现一段10～15 d的高温，日平均气温较常年偏高3.0～4.9 ℃（图3、图4）。

2.2 湖北省中稻播种期和抽穗期分布特征

根据各地中稻生育期调查结果，湖北省中稻播种期从3月28日至6月2日，各地播期相差2个多月，播种最早的样本来自鄂西南利川市，最晚的来自武汉市江夏区，大部分中稻集中在4月至5月中旬期间播种，其中4月第六候至5月上旬播种最多，占37.9%（图5）。

湖北省中稻抽穗期主要是7月21日至8月28日，各时段内抽穗的中稻样本所占比例如图6所示。结合2016年7月22至日8月25日高温时间分布特征，可知两段高温发生时段正处于湖北省大部分中稻抽穗扬花的关键生育期。其中在7月下旬第一段高温时段内抽穗的中稻样本占8.5%，在8月上旬抽穗未遭遇高温的占23.7%，在8月第三至第五候抽穗遭遇了第二段高温的中稻占66.1%，在8月第六候抽穗的样本占1.7%。由此可知，湖北省约占74.6%的中稻抽穗扬花期都遭遇了不同程度的高温热害，少部分中稻（约23.7%）抽穗期未遭遇高温，但灌浆期遭遇了程度不等的高温热害。

2.3 中稻结实率分析

根据历年湖北省中稻产量结构要素和生育期观测资料，一般认为水稻结实率在85%以上为基本正常，因此可认为结实率在85%以上的中稻抽穗扬花受高温影响较小。根据各地调查结果（图7），结实率在85%以上的中稻多在8月上旬和8月下旬后期抽穗扬花，未遭遇高温热害或高温热害影响时间较短，对中稻抽穗扬花较为有利，结实率较高，平均结实率达到88.2%；而结实率在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日期间，结合全省逐日气温变化图，这两个时段正处于第一段高温和第二段高温时段内，与结实率偏低有较好的一致性。其中7月下旬抽穗的中稻结实率在73%～78%，平均结实率75.6%；8月中旬至下旬前期抽穗期的中稻结实率在49%～85%，平均结实率76.3%，尤其8月中旬抽穗的中稻大部结实率都在70%以下，如武汉市东西湖区柏泉农场的扬两优6号、荆州市农业试验站的广两优香66、钟祥市沙洋县五里镇赵集村的兆优5431、襄阳市襄州张集镇周垱村的C两优华占和宋营村的C两优、当阳市玉泉镇雄风村的皖稻129、谷城县冷集镇冷家沟村的Y1两优628、武汉市江夏区法泗邓港孟家畈的Y两优2号及西港村的黄花占、竹溪县城关镇西关街外的Y两优555、洪湖市乌林镇的丰两优香1号等，抽穗期主要在8月10-18日期间。总体看来，抽穗期遭遇第一段和第二段高温热害的中稻与未遭遇高温的中稻相比，平均结实率分别偏低了12.6个百分点和11.9个百分点。

湖北省中稻种植品种繁杂，受调查的中稻样本就多达43个品种，主要系列有两优、新两优、广两优、丰两优、黄花占、T优、皖稻、泸优、籼优、岗优、Y两优、汕优等。根据2016年中稻结实率调查结果，结实率在70%以下的中稻品种样本主要为广两优香66、Y两优系列、皖稻和黄花占、丰两优香，大部分在8月中旬期间抽穗，遭遇了第二段高温热害；结实率在70%～85%的中稻品种主要有广两优系列、丰两优系列、扬两优系列、新两优系列、华优等，其中抽穗期未遭遇高温的中稻占27.5%，遭遇第一段高温热害的中稻占7.5%，遭遇第二段高温热害的中稻占65.0%；结实率85%以上的品种主要为两优、丰优、豪两优、岗优、红莲优、中优、湘两优等，基本均在8月抽穗，其中28.5%未遭遇抽穗期高温，71.5%遭遇了第二段高温热害。遭遇了第二段高温热害但结实率仍在85%以上的品种主要有红莲优、两优、中优、渝优、丰优、岗优、湘两优，可粗略地认为这些品种为较耐高温的中稻品种。

2.4 中稻千粒重分析

高温热害除了影响中稻抽穗扬花，导致结实率下降外，还会影响中稻灌浆速率和干物质累积量，从而导致千粒重下降。一般而言，对于同一田块，从抽穗开始到抽穗结束需要5～7 d。因此，根据调查的抽穗期可以推断各时段抽穗的中稻在灌浆期是否遭遇高温。据此认为，7月下旬前期抽穗的中稻灌浆时部分可能遭遇了高温热害；在7月下旬后期至8月上旬前期抽穗的中稻基本在8月上旬灌浆，未遭遇灌浆期高温；在8月上旬后期抽穗的中稻基本在8月中旬进入灌浆期，恰巧遭遇了第二段高温热害；8月中旬前期抽穗的中稻在8月中旬末至下旬前期灌浆，也遭遇了高温热害；8月中旬末至下旬前期抽穗的中稻抽穗期遭遇高温，但灌浆基本在8月下旬中期或旬末，基本未遭遇高温热害；8月下旬后期抽穗的中稻抽穗和灌浆期均未遭遇高温。endprint

各地中稻考种资料中，除7月第五候抽穗的中稻样本由于个人原因未进行千粒重考种；其他时段抽穗的中稻千粒重考种结果如图8所示。不考虑中稻品种和熟性等本身差异，在8月6-20日期间，千粒重最低的中稻主要是在8月12-14日期间抽穗，平均为25.83 g，而这一时间抽穗的中稻在抽穗、灌浆时遭遇的高温热害都最为严重，与这一时段千粒重处于低谷的趋势较为一致。

2.5 不同生育期的同品种中稻产量结构要素对比分析

从调查样本中选出同一系列在不同田块的中稻样本，挑选出其中样本量大于5的样本资料，主要有丰两优系列、广两优系列、两优系列和新两优系列。

样本中的丰两优系列主要来自洪湖、麻城、荆州、天门、仙桃、江夏，抽穗期从7月第五候至8月第五候均有出现，该系列品种结实率在64.9%～87.6%，平均78.7%，其中8月第一候至第二候抽穗的样本结实率在85%以上，其他样本均在85%以下，洪湖7月第五候抽穗的樣本结实率最低，其次是7月第六候和8月第四候抽穗的中稻，基本与高温热害发生时间和程度一致。千粒重在25.2～30.5 g，以8月第一候抽穗的样本千粒重最高，其次是7月第六候（图9），而7月底至8月初抽穗的中稻在灌浆期未遭遇高温热害或高温影响时间较短，因而千粒重相对较高，与高温分布情况也是一致的。

广两优系列样本主要来自荆州、钟祥、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，结实率在73.3%～91.9%，平均84.9%，其中荆州7月第五候和英山第六候抽穗的样本结实率最低。在80%以下，其他均在80%以上，8月第一候抽穗的样本平均结实率达到了87.4%，属结实率较高的时段，8月第六候抽穗的中稻未遭遇高温，结实率也较高，达到89.0%。千粒重考种的样本较少，钟祥7月第六候抽穗的中稻千粒重最高为29.3 g（图10），该样本在8月上旬进入灌浆期未遭遇高温热害，总体该系列中稻结实率和千粒重情况与高温分布情况还是较为一致的。

两优系列样本主要来自江夏、钟祥、仙桃，抽穗期集中在7月第五候、8月第三候至第五候，其结实率在74.0%～91.0%，平均83.7%，其中江夏7月第五候抽穗遭遇了高温，结实率最低；样本千粒重24.1～29.0 g，平均26.31 g，其中钟祥和仙桃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，其他样本组间千粒重相差不大，但明显偏小（图11）。总体看来，该系列中稻的结实率和千粒重情况与高温分布情况也较为一致。

新两优系列样本主要来自钟祥、洪湖、房县，抽穗期主要集中在8月第二候至第四候，结实率73.7%～84.7%，平均79.4%，其中洪湖、房县8月第三候抽穗的样本和钟祥、房县8月第四候抽穗的样本结实率在80%以下，比8月第二候抽穗的样本结实率平均低4.7个百分点。千粒重在25.6～28.9 g，平均27.7 g，其中同样洪湖、房县8月第三候抽穗的样本以及房县8月第四候抽穗的样本千粒重最低，平均25.9 g，与其他样本相比，偏低了2.88 g（图12）。总体看来，该系列中稻的结实率和千粒重情况与高温分布情况大体一致。

3 小结与讨论

3.1 小结

2016年7月22至8月2日、8月10-25日期间出现的两段连续高温对湖北省中稻产生了一定影响。大部中稻在抽穗扬花期遭遇了不同程度的高温热害，结实率较正常偏低12～15个百分点，部分高温热害严重、且耐高温能力差的中稻结实率只有49%～70%；部分中稻灌浆期再度遭遇高温热害，导致千粒重也有明显下降，最低仅19～20 g。不同播期的同一品种中稻结实率和千粒重的高低与高温发生时间有较好的一致性。刘维等[3]也认为2016年长江中下游7月下旬和8月中旬两段高温持续时间长、影响范围广，对一季中稻影响仅次于2003年和2013年。总之，2016年夏季高温热害对湖北省中稻产量有较为明显的影响。

3.2 讨论

高温热害除了直接影响中稻抽穗扬花和灌浆充实外，久晴无雨加剧水分蒸发，还导致鄂北部分水源供给不充分的稻田缺水，进一步影响结实率和千粒重，部分田块“翘头穗”多，结实率异常偏低。2013年马鞍山市水稻高温调查显示，受高温影响，当地中稻结实率平均仅73.4%[4]；沈宁[5]也分析了2016年持续高温对江西省鄱阳县水稻的影响，调查显示中稻结实率较往年偏低8.0～12.5个百分点。

2016年湖北省气象灾害频繁，高温热害和洪涝灾害事件连续，范围重叠，对作物影响大，影响中稻产量的除了高温热害，还有前期的梅雨期强降水，暴雨洪涝造成部分地区稻田处于积涝或渍水状态，不利于一季中稻分蘖拔节和孕穗[5]，据湖北省民政部门统计，全省近40万hm2中稻受灾，其中绝收12.8万hm2，退水较快的稻田受到的影响不大，但退水较慢的中稻分蘖减少，后期有效穗减少，也是中稻减产的另一原因。

由于此次调查样本数总体较少，主要涉及有中稻农气观测田的地县市，其他地区没有调查采样，且开展中稻产量调查的时间较晚，调查时部分早熟中稻已成熟收获，早熟中稻样本获得数相对更少，因此下一步需要收集全省各地市更多的中稻考种资料，以此来验证2016年高温对湖北省中稻产量的影响。

参考文献：

[1] 湖北省农业厅，湖北省气象局.农业灾害应急技术手册[M].武汉：湖北科学技术出版社，2009.50-54.

[2] 国家气象局.农业气象观测规范（上卷）[M].北京：气象出版社，1993.33-34.

[3] 刘 维，韩丽娟.2016年夏季气候对农业生产的影响[J].中国农业气象，2016，37（5）：611-613.

[4] 王华银.水稻高温热害调查分析与防控对策——以2013年马鞍山市为例[J].安徽农业科学，2016，44（8）：50-52，62.

[5] 沈 宁.2016年异常天气气候对鄱阳县秋粮生产影响分析[J]. 农家科技，2016（12）：133.endprint