皖浙地区早稻高温热害发生规律及其对产量结构的影响研究

探讨高温与水稻产量的关系,在水稻高温热害防御中有重要意义。利用皖浙地区气象数据与早稻生育状况观测数据,分析了皖浙地区早稻高温热害规律及高温为害与早稻产量结构的关系。结果表明：皖浙2省早稻受高温热害危害的敏感期常年为6月中旬至7月中旬,且高温热害发生在时间分布上存在着周期震荡,其中20世纪80年代中期以前高温热害在发生日数和次数上呈减少趋势,其后则呈增多趋势;在空间分布上,安徽省沿江、江淮早稻主产区的高温热害重于沿淮地区;浙江省的金华—丽水一带为早稻高温热害重发区。在高温热害对早稻产量结构因素的影响中,高温热害与穗结实粒数、千粒重之间为负相关,与空壳率和秕谷率之间呈正相关,且扬花灌浆期高温热害对水稻空壳率和穗粒数影响较为显著。研究认为早稻抽穗扬花期遭遇高温热害,会对水稻结实率、千粒重、空壳率、秕谷率造成不等程度危害,其中穗粒数减少、空壳率增加是高温热害影响产量的主要原因。     

高温对安徽省水稻汕优63结实率、千粒重的影响分析

摘要：本文利用安徽省农科院2000-2004年中稻分期播种试验水稻发育期资料、产量结构资料和相应的气象地面观测资料为基本数据源,分析了水稻汕优63不同生育阶段内高温日数、危害积温、高温日平均最高气温和高温日平均最低气温对结实率、千粒重的影响。结果表明,不同生育期内高温日数、危害积温对结实率、千粒重的影响为孕穗期>幼穗形成期>抽穗灌浆期;孕穗期内高温日平均最高气温对结实率、千粒重影响显著,幼穗形成期、抽穗灌浆期内高温日平均最高气温对结实率、千粒重的影响相对较小;高温日平均最低气温对结实率、千粒重的影响在抽穗灌浆期最为显著,孕穗期次之,幼穗形成期最小。     

高温逼熟等级对早稻品质与产量特征的影响

为了解不同高温逼熟等级对早稻品质和产量影响的差异,探讨现有高温逼熟指标划分的科学性,丰富高温逼熟指标的应用依据,提高水稻高温逼熟预警服务产品的内涵,按照典型高温逼熟的不同等级,采用人工气候箱控制及大田对照进行早稻高温逼熟试验,同步开展粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、垩白度等品质要素及千粒重、灌浆速度、结实率、籽粒/茎秆等产量要素观测,并结合历史高温逼熟对产量特征的影响作为补充分析。结果表明,高温逼熟造成稻谷粗脂肪含量下降,稻米垩白度随高温逼熟等级升高而上升。且高温逼熟处理比未经高温逼熟对照的粗纤维、粗蛋白含量要高。受高温逼熟愈重灌浆高峰愈集中,当发生重度高温逼熟时成熟期明显提前。高温逼熟造成早稻千粒重、结实率、籽粒/茎秆等重要产量因素下降。高温逼熟愈重对稻米外观、食味、商业价值的影响加大,同时灌浆高峰集中而灌浆持续性较差,茎秆营养向籽粒输送转化不充分,最终产量性状差;目前高温逼熟等级指标的划分与试验结果一致;在实际服务中,应依据高温逼熟灾害级别,选择相对应的防灾减灾对策。     

不同生育期温度逆境处理对早稻产量的影响

为研究温度逆境对水稻的响应,采用盆栽种植的方法,在早稻分蘖期、孕穗期、灌浆期,利用人工智能气候室,通过不同时期的温度逆境处理,分析其对早稻产量及构成。结果表明:生物量表现为低温中温高温,灌浆期孕穗期分蘖期处理;分蘖期和孕穗期的温度变化对有效穗影响较大,灌浆期的温度变化对有效穗基本无影响;孕穗期进行温度处理对结实的影响最明显,且高温会显著降低结实率;孕穗期高温处理显著降低千粒重,其余各时期温度处理的千粒重差异不显著;单株产量表现为低温中温高温,灌浆期处理分蘖期处理孕穗期处理,孕穗期高温处理的产量最低,较同时期低温处理减少26.80%~42.46%,较同时期中温处理减少21.16%~36.22%。试验表明,高温对早稻产量及产量构成影响最大,3个时期中,孕穗期是早稻产量及产量构成的最敏感时期。     

浙南茶树高温热害日数的气候变化特征

为了了解浙南茶树高温热害程度,更好地为农业生产服务。根据浙南1971—2017年各县（市、区）逐日平均气温、最高气温、平均相对湿度观测资料,根据茶树高温热害气象指标统计浙南茶树高温热害日数,采用趋势分析方法和Mann-Kendall检验,分析浙南茶树高温热害的时空分布特征和趋势变化。结果表明：浙南茶树高温热害日数年均5.2 d/a,以丽水最多(12.9 d/a),庆元最少(1.1 d/a),7月下旬发生高温热害日数最多。浙南茶树高温热害日数呈显著上升趋势,气候倾向率1.9 d/10 a,2000年发生突变,21世纪初增多最为明显。丽水是浙南茶树高温热害最明显的区域,气候倾向率4.7 d/10 a,1993年突变转折,2003年开始显著增加,茶树遭受高温热害的几率明显增大。     

生态气候因子对黄土高原中部冬小麦粒重的影响规律分析

为了掌握黄土高原中部地区旱作冬小麦粒重受生态气候因素的影响规律,科学开发利用气候资源,提高冬小麦生产效益,使用1995—2009年位于黄土高原中部旱作农业区的甘肃西峰试验田资料和当地平行气象观测资料,应用统计学原理和分析方法,较系统地分析了冬小麦千粒重与灌浆速率及灌浆时间之间的增长规律,探讨了生态气候综合因子对千粒重的影响特征。结果表明：灌浆速率对千粒重的贡献比率为69%,是灌浆时间贡献比率的2.23倍;千粒重和灌浆速率逐年变化为线性增加趋势,反映出生态气候因子对冬小麦生长表征为适宜有利限度内,单位面积产量仍有增加潜能;千粒重与生态气候因子的逐步回归分析表明,灌浆期降水量每增加10 mm千粒重增加2.15 g,≥20℃的活动积温每增加100℃千粒重减少2.7 g,空气相对湿度每增大1%千粒重减少1.0 g。     

1958—2018年广西早稻高温热害时空变化规律

为了掌握广西水稻高温热害的变化规律特征,为水稻生产制定防灾减灾对策提供决策依据,本研究利用广西89个气象观测站1958—2018年观测资料及地理信息数据,采用GIS技术、M-K突变分析和Morlet小波周期分析等方法,探究广西早稻高温热害发生的时间变化规律和空间分布等特征。结果表明:(1)1958—2018年广西早稻高温热害呈增长趋势,20世纪90年代为发生低谷期,21世纪10年代为高发期;(2)高温热害发生次数在2009年发生增多突变,除重度高温热害外,轻、中度高温热害次数变化均有突变发生;(3)高温热害发生频次存在18、32年左右的显著周期变化,预计2018年之后广西早稻高温热害仍处于高发期;(4)高温热害高发区位于左、右江河谷,桂中盆地和西江—浔江—郁江等流域区域,沿海地区发生频次少于内陆。以上研究结论对实现水稻丰产稳产优产具有重要的现实意义。     

南充市一季稻高温热害的发生规律及其对产量的影响

高温热害是影响南充市水稻生产的主要农业气象灾害之一,研究该市高温热害的发生规律及与水稻产量波动的关系,为稳定该地区水稻产量、保障水稻正常生产提供科学参考。笔者利用南充市7个气象观测站1960—2014年的气象资料,分析高温热害发生频次的时空分布规律。同时,借助小波分析工具,结合南充市高坪区1981—2014年的一季稻产量资料,分析高温热害对南充市水稻产量的影响。结果表明,南充市高温热害主要以轻度为主,中度次之,重度最少,总热害发生频次表现为先减后增的趋势,在20世纪80年代发生频次较低,研究区南方的高温热害多于北方;高温热害与相对气象产量在2000年后存在3~4年的显著反向共振周期。高温热害是影响南充市2000年后水稻产量波动的主要农业气象灾害,本研究结果可为相关部门合理安排生产布局、制定高温热害防御措施提供科学依据。     

气象因子对北京地区不同秋眠等级苜蓿秋季刈割后再生高度的影响

为了研究气象因子对不同秋眠等级苜蓿秋后再生性能的影响,采用完全随机区组设计,研究了美国11个标准对照秋眠等级苜蓿品种秋季刈割后再生高度与气象因子的关系。结果表明：北京地区各秋眠等级的苜蓿在秋后刈割两周后再生高度便出现显著差异,各秋眠等级苜蓿植株再生高度的变化与三个气象因子的剩余效应较小,说明其他因子对苜蓿秋季刈割后植株再生高度的影响并不显著,因此可将积温、光照时数及降水量作为研究苜蓿秋眠性的主要影响因子。其影响程度依次为积温＞光照时数＞降水量。积温和光照时数对苜蓿秋季刈割后再生高度的影响最大。积温对再生高度的影响以直接效应为主,两者呈显著的正相关关系;光照时数和降水量均通过积温对再生高度产生正效应,而其对再生高度的直接影响为负效应。     

安徽省一季稻生长季热量资源变化特征及其对产量的影响

为进一步了解安徽省一季稻生长季热量资源变化特征及其对产量的影响,利用安徽省一季稻主产区45个气象观测站1961—2010年逐日平均气温、最高气温和最低气温气象数据,分析安徽省一季稻沿淮、江淮、沿江3个主产区生长季平均气温、≥10℃积温、气温日较差、高温热害等气候变化特征,并分析其变化对一季稻产量的影响。结果表明：近50年,安徽省一季稻3个主产区生长季平均温度、≥10℃积温均呈明显增加趋势;沿淮地区气温日较差、高温热害日数呈明显减少趋势,江淮、沿江地区气温日较差、高温热害日数无明显变化规律;平均气温、气温日较差、高温热害对一季稻气象产量均为副作用,≥10℃积温的增加有利于产量的提高。     

江苏太湖地区不同生育类型粳稻品种产量对不同播期气候因子的响应

光、温、水等气候因子是影响水稻产量形成的重要因素。为明确江苏太湖地区不同生育类型水稻产量对不同播期下气候因子变化的响应,以期为该地区不同生育类型品种合理安排播期提供依据,2018—2019年在苏州市农业科学院试验农场内以优质早熟品系苏1785和晚熟品种苏香粳100为材料,采用分期播种方法研究了2种不同生育类型水稻产量及其构成对不同播期气候因子的响应特性。结果表明,不同生育期类型品种随着播期推迟产量降低,晚熟品种产量在播期间和年度间产量变异较早熟品种大,稳产性较差。2个不同生育期类型品种有效穗、每穗总粒数随播期推迟均呈降低趋势,而结实率和千粒重播期间的差异因生育类型不同而异,早播使早熟品种结实率显著下降,迟播则使晚熟品种千粒重显著下降。迟播对早熟品种抽穗前光合势的影响程度高于晚熟品种,对抽穗后干物质积累量和群体生产率的影响则相反,迟播条件下晚熟品种茎鞘物质输出率和运转率下降迅速,不利于茎鞘物质的转运和灌浆物质的积累。相关分析表明,日照时数是影响水稻产量的首要气候因子,日均气温和有效积温对产量的影响因品种生育类型不同存在差异,日均气温和有效积温与早熟品种的产量呈显著正相关关系,而日均气温与晚熟品种的产量相关不显著,气候因子对产量的影响表现为:日照时数>日均气温,有效积温>降雨量。     

华北低平原不同播种期春玉米的产量表现及其与气象因子的通径分析

针对华北地区种植春玉米面临的灌浆期高温胁迫问题,2011-2012年在河北省吴桥县开展了2个春玉米品种(郑单958播种于2011年,金海5号播种于2012年)的播期试验,以探讨气象因子与玉米产量间的关系,为通过调整播种期减轻春玉米灌浆期的高温胁迫提供理论依据。结果初步表明,不同播种期使春玉米灌浆时期发生变化,因而灌浆期气象因子特征表现出差异。4月上旬播种与其他播种期处理相比,春玉米灌浆期光水资源丰富,降雨量增加5.0~47.4 mm,日照时数增多41.0~70.0 h、气温日较差大0.2~0.6℃,但是,高温胁迫严重(≥33℃天数多达15 d,日均温高达28.4℃);5月中旬播种的玉米灌浆期高温胁迫轻（≥33℃天数仅有8 d,日均温平均26.0℃）,而光水资源相对充足;4月中旬、4月下旬和5月上旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对严重;5月下旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对较轻,但阴雨寡照严重。两年的籽粒产量由高到低的播种期依次是,4月上旬、5月中旬、5月上旬、4月下旬、4月中旬、5月下旬;郑单958和金海5号在4月上旬播种的产量分别达9912 kg hm^-2和11 046 kg hm^-2,在5月中旬播种的产量分别达9906 kg hm^-2和10 852.5 kg hm^-2,其他4个播种期的产量比前两个播种期低6.0%~28.2%。通径分析表明,4月上旬播种的玉米灌浆期气温日较差大、光照时数长,对千粒重和穗粒数的直接正效应大,从而缓解了高温胁迫负效应;5月中旬播种的玉米产量较高是因为躲避了灌浆期高温胁迫,但气温日较差和日照时数的正效应比4月上旬播种期的低,因此比4月上旬播种的产量低;4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月下旬各播种处理的千粒重和穗粒数受高温胁迫或阴雨寡照影响较大,且气温日较差和光照时数正效应较小,产量下降明显。针对华北地区种植春玉米面临的灌浆期高温胁迫问题,2011-2012年在河北省吴桥县开展了2个春玉米品种(郑单958播种于2011年,金海5号播种于2012年)的播期试验,以探讨气象因子与玉米产量间的关系,为通过调整播种期减轻春玉米灌浆期的高温胁迫提供理论依据。结果初步表明,不同播种期使春玉米灌浆时期发生变化,因而灌浆期气象因子特征表现出差异。4月上旬播种与其他播种期处理相比,春玉米灌浆期光水资源丰富,降雨量增加5.0~47.4 mm,日照时数增多41.0~70.0 h、气温日较差大0.2~0.6℃,但是,高温胁迫严重(≥33℃天数多达15 d,日均温高达28.4℃);5月中旬播种的玉米灌浆期高温胁迫轻（≥33℃天数仅有8 d,日均温平均26.0℃）,而光水资源相对充足;4月中旬、4月下旬和5月上旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对严重;5月下旬播种的玉米灌浆期高温胁迫相对较轻,但阴雨寡照严重。两年的籽粒产量由高到低的播种期依次是,4月上旬、5月中旬、5月上旬、4月下旬、4月中旬、5月下旬;郑单958和金海5号在4月上旬播种的产量分别达9912 kg hm^-2和11 046 kg hm^-2,在5月中旬播种的产量分别达9906 kg hm^-2和10 852.5 kg hm^-2,其他4个播种期的产量比前两个播种期低6.0%~28.2%。通径分析表明,4月上旬播种的玉米灌浆期气温日较差大、光照时数长,对千粒重和穗粒数的直接正效应大,从而缓解了高温胁迫负效应;5月中旬播种的玉米产量较高是因为躲避了灌浆期高温胁迫,但气温日较差和日照时数的正效应比4月上旬播种期的低,因此比4月上旬播种的产量低;4月中旬、4月下旬、5月上旬、5月下旬各播种处理的千粒重和穗粒数受高温胁迫或阴雨寡照影响较大,且气温日较差和光照时数正效应较小,产量下降明显。     

大穗型粳稻籽粒相对充实度的化学调控及其与产量和品质的关系

以同一穗上弱势粒占强势粒千粒重的百分比表示籽粒相对充实度。2003－2004年在大田条件下，通过喷施植物生长调节剂，研究了籽粒灌浆、充实度和相对充实度的动态，探讨了籽粒相对充实度化学调控及其与水稻产量和品质的关系。结果表明，灌浆速率在灌浆初期（花后5～12 d），强势粒平均比弱势粒高256%；而在灌浆盛期（花后12～19 d）及后期（19～32 d），弱势粒平均分别比强势粒高16.67%、154.55%。PR₁处理可明显促进弱势粒的起始灌浆速率，及早启动弱势粒的灌浆。籽粒相对充实度在花后5～12 d迅速降低，花后12～19 d迅速上升，花后19～32 d缓慢上升，呈先降后升的偏“V”型动态曲线。PR₁处理在花后19 d籽粒相对充实度明显高于对照和其他处理。灌浆中、后期（花后19～32 d）的籽粒相对充实度基本上与平均千粒重、经济系数、理论产量和实际产量呈显著或极显著正相关，与强势粒和弱势粒的垩白粒率、垩白面积、垩白度呈显著或极显著负相关，与弱势粒的糙米率呈显著正相关，花后19 d的相对充实度与弱势粒的精米率、整精米率呈显著正相关。     

浙北地区单季晚粳稻直播栽培的高产途径研究

根据课题组2003—2005年掌握的地处浙北地区的嘉兴市的82块大田试验结果与测产田资料,进行统计分析,旨在探讨其高产途径。结果表明,有效穗数、每穗实粒数和千粒重对直播单季晚粳稻产量具显著正效应,其中正效应最大的为每穗实粒数,有效穗数其次。在数据分析基础上,提出浙北地区单季晚粳稻直播栽培的高产途径为：在争取一定有效穗数基础上,应把增加每穗实粒数作为主攻方向,同时提高灌浆质量适当增加粒重。结合生产实践,在目前现有品种条件下,浙北地区单季直播晚粳稻9500 kg/hm2左右产量水平的合理结构可能为：基本苗约为125万/hm2,最高苗630万/hm2,有效穗数450万/hm2,每穗总粒数＞100粒,每穗实粒数90~95粒,千粒重26g左右。     

两系杂交稻两优培九粒重因子的环境模型解析及生态特征分析

为探究两系杂交稻两优培九粒重对气候的反应和生态适应性,用2006年和2007年在南方稻区8个生态点29点次的田间种植试验资料,将粒重解析为谷粒长、宽、厚和比重4个因子,组建了谷粒面积(S)、厚度(H)和比重(ρ)的环境预测模型。相关分析表明,谷粒面积S的影响期在颖花分化期(III~IV期)至花粉母细胞减数分裂期(VI~VII期),温度是其主要影响因子,有利于谷粒长度和宽度发育的日平均气温( )为27~29℃,最高气温(T_max) 34℃,最低气温(T_min) 24℃。谷粒厚度H与抽穗后1~30 d的Tmax呈二次曲线关系,与 呈负相关。谷粒比重ρ与日照时数(SH)呈正相关,影响时期在抽穗后1~10 d;与Tmax呈负相关,影响时期在抽穗后1~30 d。有利于增加ρ的气象指标是SH达到8 h,T_max低于30℃。用1951—2002年的气候资料模拟计算了95个地区的两优培九千粒重,按7个水稻生态区归纳,平均值变化在25.93~28.01 g之间。千粒重的区域分布明显随纬度而递增,由于地形影响,在湘、赣、粤北地区还表现出一定的经向影响。晚季稻的千粒重则比早季稻高1.39 g。幼穗分化期的温度和灌浆结实期的温度、日照时数是造成两优培九粒重区域和季节特征的主要生态原因。     

陇东塬区玉米灌浆期气象因子变化对产量构成因素的影响

为了了解气象因子的变化对陇东塬区玉米灌浆期生长的影响,合理利用气候资源。利用西峰农业气象试验站观测资料,采用数理统计方法分析了该区玉米在灌浆前期（开花至乳熟）、灌浆后期（乳熟至成熟）及整个灌浆期（开花至成熟）光、热、水对产量构成因素的影响。结果表明：不同灌浆期的平均气温、平均最高气温、温度日较差、光照时数对产量构成因素呈现较高的负效应,平均最低气温、≥10℃积温对产量构成因素呈正效应;降水量在整个灌浆期对百粒重呈现较强的正相关,在灌浆前期和后期对株籽粒重和百粒重呈现较弱正相关,作物耗水量在灌浆后期对产量构成因素呈现较强正效应。同时分析得出玉米灌浆期平均气温、平均最高气温、温度日较差和光照时数呈现逐年降低趋势,平均最低气温、≥10℃积温和降水量呈现逐年增加趋势。总而言之,在陇东塬区热量和光照基本能满足玉米不同灌浆期的需求,水分是限制产量的关键因素,气候变化有利于陇东塬区玉米灌浆,对提高产量有利。     

灌浆结实期适度高温对香稻产量的影响及其机理

选用1个常规香稻品种和1个杂交香稻组合,通过人工气候室控温的方法,研究了高温处理(日均温30℃)和适温处理(日均温23℃)对产量及其构成的影响,并进一步从光合作用和碳水化合物积累的角度对其生理机制进行了分析研究。结果表明:灌浆结实期高温使新香占和优杂五山香的结实率、实粒数显著降低,虽千粒重稍有增加,但最终表现为产量极显著下降,分别比适温处理下降了22.8%和29.9%;香稻子粒灌浆中后期,高温处理显著降低了剑叶的叶绿素含量和净光合速率,使产量形成的"源"明显不足,同时子粒中可溶性糖的含量和淀粉的积累速率明显下降,使产量形成的"库"显著变弱。     

冬小麦千粒重与气象因素的相关分析

为了深入了解气象因素对冬小麦千粒重的影响,为增加其产量提供科学依据。笔者利用临汾市尧都区气象局1981—2014 年气象与农业相关资料,借助数理统计、线性拟合、多元性回归等方法,对临汾市冬小麦千粒重与多种气象资料进行相关性分析。结果表明：临汾市冬小麦千粒重与5 月中旬积温、平均气温、降水、平均最低（最高）气温以及相对湿度都具有很好的相关性,除平均最低气温在0.05 水平上显著相关外,其他均在0.01水平上显著相关。温度与千粒重呈负相关,降水及相对湿度与千粒重呈正相关,建立冬小麦千粒重方程的预报回归模型,并对其进行拟合检验,预报偏差都小于20%,从而为适应气候条件、提高小麦栽培管理水平和开展冬小麦产量预报提供依据。     

水稻收获指数遗传及其与主要农艺性状的相关研究

应用完全双列杂交的遗传设计,以5个各具特性的水稻品种为材料,对收获指数的遗传进行研究。结果表明,收获指数的一般配合力（GCA）效应、特殊配合力（SCA）效应和反交（R）效应均达极显著水平,其方差比为2.595∶1.232∶1;F₂群体收获指数从低到高呈连续的近正态分布,表现数量性状的遗传特点;在加性显性模型中加性效应和显性效应达极显著值,狭义遗传力和广义遗传力分别为40.17%、67.94%。遗传相关分析表明,收获指数与结实率显著正相关,与穗长、千粒重和生物量显著负相关,由于穗长、千粒重有较高的遗传力,因此在早代对穗长、千粒重进行选择能间接改良收获指数。初步明确水稻收获指数是一个由多基因控制的数量性状,符合加性显性模型,遗传以加性效应为主,显性效应和其它效应（如反交效应）也起一定的作用,遗传力较高,可在早期分离世代进行选择。上述的结果将为水稻新品种选育提供理论依据。