伍智文 胡國強 劉久國 劉云華 翟子豪

摘要

利用婁底農(nóng)業(yè)氣象觀測站1981～2010年早稻空秕率、發(fā)育期氣象資料，采用Excel統(tǒng)計軟件對幼穗開始分化到乳熟期內(nèi)光、溫、水等氣象條件與空殼、秕粒、空秕率（空殼+秕粒）逐時段進行了相關(guān)分析，從中尋找影響早稻空秕率的氣象因子，然后采用Excel軟件建立了早稻空秕率逐步回歸預測模型，并探討了早稻空秕率防御措施。結(jié)果表明，氣象條件是影響早稻空秕率的重要環(huán)境因子；幼穗發(fā)育期，溫度與空秕率呈正相關(guān)，降水與空秕率呈負相關(guān)；抽穗開花期、灌漿期，溫度與空秕率呈負相關(guān)，降水與空秕率呈正相關(guān)；由各發(fā)育期相關(guān)顯著的因子建立的早稻空秕率逐步回歸預測模型，回代模擬效果比較顯著，對2011、2012、2013年早稻空秕率的試測效果也可以。在分析氣象條件對早稻空秕率的影響的基礎上，建立預測模型，加強預測，提高防御不利氣象條件影響的主動性，變臨時應對為主動防御。

關(guān)鍵詞 氣象條件；早稻；空秕率；影響；防御措施

中圖分類號 S161 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）27-09452-03

Effects of Meteorological Conditions on Early Rice Blighted Grain Rate and Preventive Measures

WU Zhiwen1，2， HU Guoqiang¹， LIU Jiuguo¹et al

（1.Loudi Meteorological Bureau， Loudi， Hunan 417000； 2.Hunan Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation， Changsha， Hunan 410118）

Abstract By using rice yield， meteorological data of rice growth period in Loudi agricultural meteorological stations from 1981 to 2010， adopting Excel statistic software， from period of spike differentiation to ripe stage， the correlation of meteorological conditions， such as light， temperature， water and shell， grain， blighted grain rate was analyzed， the factors influencing blighted grain rate were obtained， the stepwise regression prediction model of early rice blighted grain rate was established， and the prevention measures were discussed. The results showed that， the weather condition played an important environmental factor in affecting the yield of early rice. Young panicle developmental stage： temperature and blighted grain rate is positively correlated， precipitation and blighted grain rate is negatively correlated； heading blossom period， grain filling period： blighted grain rate is negatively correlated with temperature and positively correlated with precipitation. The simulation effects is significant of the established regression prediction model by significant correlation factors in each developmental stage， the effect also could be verified from 2011， 2012 and 2013 test results. Based on the analysis of effects of meteorological conditions on the yield of early rice， the prediction model was established for strengthening the forecast， improving the initiative of defensing unfavorable weather conditions， to change the temporary response to active defense， it was a useful attempt.

Key words Weather conditions； Early rice； Blighted grain rate； Influence； Prevention measures

影響早稻空秕率的因子有環(huán)境條件、品種、農(nóng)藝措施等，在這些影響因子中，氣象條件是影響早稻空秕率的重要環(huán)境因子，其他如品種、農(nóng)藝措施隨著品種的不斷選育、改良，農(nóng)藝措施的改進，對空秕率的影響會逐年減輕，且相對平穩(wěn)；而氣象條件時空分布的不確定性、突發(fā)性，是引起早稻空秕率上下波動的主要原因。許多學者對早稻空秕率與氣象條件的關(guān)系進行了研究，如伍智文等利用婁底農(nóng)業(yè)氣象觀測站1981～2010年的早稻空秕率、發(fā)育期氣象資料，分析了從幼穗開始分化到乳熟期光、溫、水等氣象條件與空殼、秕粒、空殼+秕粒逐時段的相關(guān)性，得到了花粉母細胞形成期、抽穗開花期、灌漿前期3個時段的氣象條件與空秕率的關(guān)系密切^[1]；林瑞坤等利用福州農(nóng)業(yè)氣象試驗站2000～2008年雙季早稻抽穗開始期后10 d內(nèi)氣象條件對空秕率的影響，得出了早稻空殼率與≥35 ℃日數(shù)和降雨日數(shù)有顯著的正相關(guān)，早稻的秕谷率與日照時數(shù)有顯著的負相關(guān)^[2]。但對氣象條件影響早稻空秕率而采取相應防御措施的研究卻不多見，筆者在分析氣象條件對早稻空秕率的影響的基礎上，重點利用婁底農(nóng)業(yè)氣象觀測站1981～2010 年的早稻空秕率、各發(fā)育期氣象資料，針對影響早稻空秕率的氣象條件建立預測模型，根據(jù)預測年的氣候趨勢就可了解空秕率的出現(xiàn)范圍，采取早稻空秕率防御措施，對確保早稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要科技支撐作用。

1 資料與方法

1.1 資料來源

早稻空秕率、發(fā)育期資料來自婁底農(nóng)業(yè)氣象觀測站1981～2010年的農(nóng)作物生育狀況觀測記錄年報表，空秕率按《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》^[3]方法計算。氣象資料來自婁底國家常規(guī)地面氣象觀測站，根據(jù)《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范 》要求，早稻觀測地段離婁底國家常規(guī)地面氣象觀測站在2 km內(nèi)，早稻觀測地段的氣象條件與地面氣象觀測站基本一致。

1.2 分析方法

采用Excel統(tǒng)計軟件對幼穗開始分化到乳熟期內(nèi)光、溫、水等氣象條件與空殼、秕粒、空殼+秕粒逐時段進行相關(guān)分析，選取相關(guān)性好且又有生物學意義的時段進行氣象條件與空秕率的相關(guān)關(guān)系分析；然后采用Excel作逐步回歸分析^[4]，建立早稻空秕率預測模型。

2 氣象條件對早稻空秕率的影響

2.1 近30年早稻空秕率變化特征

據(jù)婁底農(nóng)業(yè)氣象站1981～2010年早稻空秕率資料統(tǒng)計，空秕率最高年為54%，最低年僅10%，平均為33.6%。若約定高于平均數(shù)10%為特高年，有7年，分別為1981、1986、1987、1988、1992、1993、1996年；低于平均數(shù)10%為特低年，有7年，分別為1983、1985、1994、2005、2007、2008、2010年；其余16年為正常年份。特高年出現(xiàn)以1981～1990年間為主，特低年出現(xiàn)較分散，但以2000～2010年為主。從特高年與特低年分布可知，隨著品種的不斷選育、改良，農(nóng)藝措施的逐年改進，早稻空秕率呈指數(shù)逐年下降趨勢（圖1）。

2.2 溫度對早稻空秕率的影響

溫度與早稻空秕率之間關(guān)系密切的有幼穗發(fā)育期、抽穗開花期、灌漿期3個時期。

2.2.1

幼穗發(fā)育期。這一時期是早稻由營養(yǎng)生長向生殖生長過渡期，主要影響花粉母細胞形成和母細胞減數(shù)分裂^[5]，形成空殼。在婁底，這2個生育時段主要出現(xiàn)在6月上、中旬，由相關(guān)分析（表1）可知，在花粉母細胞形成期日最高氣溫、日平均氣溫與空殼率的相關(guān)系數(shù)分別為0.485 3、0.405 6，達到α=0.05顯著水平，即日最高氣溫每上升1 ℃，空殼率增加1.486 4個百分點，其關(guān)系式為y=-23.931 9+1.486 4x；日平均氣溫每上升1 ℃，空殼率增加1.491 6個百分點，其關(guān)系式為y=-18.433 7+1.491 6 x。

2.2.2

抽穗開花期。這一時期是對外界環(huán)境最敏感的時期，影響穎花的授粉受精、受精合子發(fā)育，形成空秕率（空殼+秕粒）。由相關(guān)分析（表1）可知，日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫與空秕率呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.438 8、-0.400 4、-0.388 7，達到α=0.05顯著水平。婁底近30年抽穗普遍期平均為6月24日，此時由于副熱帶高壓北抬，婁底處于副熱帶高壓邊緣，成為北路冷空氣南下與副熱帶高壓北抬的交界帶，導致陰雨天氣多，氣溫相對偏低，對抽穗開花產(chǎn)生負面影響。

2.2.3

灌漿期。這一時期是光合作用產(chǎn)物向籽粒運輸和干物質(zhì)不斷積累期，溫度影響受精合子的發(fā)育，妨礙發(fā)育或灌漿過程不順暢，形成秕粒。在灌漿期內(nèi)，以灌漿前期即抽穗后3～10 d影響最明顯，由相關(guān)分析（表1）得知，灌漿后日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫與空秕率呈負相關(guān)關(guān)系，相

關(guān)系數(shù)分別為-0.470 7、-0.463 5 、-0.422 9，達到α=0.05顯著水平。說明灌漿前期溫度是導致空秕率變化的主要原因，日平均氣溫在25～30 ℃范圍內(nèi)，較高溫度有利灌漿。

2.3 降水對早稻空秕率的影響

降水對早稻空秕率的影響以抽穗開花期最顯著，幼穗發(fā)育期、灌漿期次之。由相關(guān)分析（表1）可知，抽穗開花期、灌漿期降水與空秕率呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.493 5、0.476 8，達到α=0.01極顯著水平，說明在抽穗開花期、灌漿期降水越多，空秕率越高。幼穗發(fā)育期則相反，幼穗發(fā)育期降水與空秕率呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.478 0，達到α=0.01極顯著水平，說明較多降水有利幼穗發(fā)育。從空秕率特高、特低年型分析（表2）也可看出，特高年抽穗開花期、灌漿期降水多，特低年抽穗開花期、灌漿期降水少；幼穗發(fā)育期相反，特高年降水少、特低年降水多。

3 早稻空秕率防御措施

3.1 建立預測模型，加強預測，把握防御主動權(quán)

3.1.1

選擇預報因子。如前面所述，在早稻幼穗發(fā)育期、抽穗開花期、灌漿期，受氣象條件影響，均可使其形成空殼或秕粒?？諝づc秕粒的劃分，在室內(nèi)產(chǎn)量分析時有可能存在人為誤差；再者，如抽穗開花期氣溫、降水對空殼率影響顯著，對空秕率同樣達到顯著或極顯著，而對秕粒率卻不顯著。為便于建立預測模型，在此，統(tǒng)一選取氣象條件與各發(fā)育期空秕率相關(guān)顯著或有生物學意義的因子。經(jīng)篩選，用于建模的因子有幼穗發(fā)育關(guān)鍵期的降水及6月5～20日的平均氣溫，抽穗開花期的日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、降水，灌漿前期（抽穗開花普遍期后3～10 d）日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、降水、日照等11個（表1）。

3.1.2

建立預測模型。以1981～2010年的早稻空秕率實況為因變量，以選取的11個因子為自變量進行逐步回歸，然后取統(tǒng)計顯著性水平α=0.05，求得t檢驗值，將t值與tj值（tj=bj/sj。s₁、s₂、…、sm為系數(shù)b₁、b₂、…、bm的標準誤差值，用它們可以算出每個自變量系數(shù)的tj檢驗值，j=1，2，…，m）相比較，剔除tj≤t的因子，直至所有因子的tj≥t為止。最終得到最優(yōu)回歸方程為Y=41.558 9+3.523 3x₁-13.773 9x₂-12.999 2x₃+23.607 0x₄，式中，y為模擬值，x₁為6月5～20日日平均氣溫，x₂為灌漿前期日最高氣溫平均，x₃為灌漿前期日最低氣溫平均，x₄為灌漿前期日平均氣溫平均。最后由最優(yōu)回歸方程回代，產(chǎn)生一組與因變量相對應的回代值。從圖2可以看出，1981～2010年早稻空秕率實況變化曲線與回歸方程回代值的起伏變化基本一致。

3.1.3

模型檢驗。用最優(yōu)回歸方程對2011、2012、2013年的早稻空秕率進行預測，其預測值分別為23%、13%、29%，實況值分別為13%、12%、12%，預測值與實況最大相差17%，說明模擬效果還可以，求得的逐步回歸方程回歸模擬效果還是比較顯著。

3.2 調(diào)整播種、移栽期，避開不利氣象條件的影響

早稻空秕率的形成，影響最大的時期是抽穗開花期的強降水與連陰雨。抽穗開花期一般在6月中、下旬， 6月平均氣溫均大于24 ℃，且已穩(wěn)定通過 20 ℃，不成為影響早稻抽穗開花的限制因子，關(guān)鍵是降水。6月上旬～下旬，連陰雨天氣逐漸增多，且降水量、降水強度加大，對早稻抽穗揚花不利的氣候概率明顯提高。據(jù)婁底農(nóng)業(yè)氣象觀測站歷年早稻發(fā)育期資料，6月中旬進入抽穗開花普遍期的有8年，分別為1992、1998、2001、2003、2005、2007、2008、2009年，空秕率為29.9%；6月下旬進入抽穗開花普遍期的有15年，分別為1985、1986、1987、1989、1990、1993、1994、1996、1997、1999、2000、2002、2004、2006、2010年，空秕率為35.3%；7月上旬進入抽穗開花普遍期的有7年，分別為1981、1982、1983、1984、1988、1991、1995年，空秕率為34.6%。6月下旬是婁底一年中旬降水量最多的一旬，對抽穗開花有著明顯的影響。但從抽穗開花時間的變化看，抽穗開花時間有明顯提前趨勢，在6月中旬進入抽穗開花普遍期的8年中，近10年內(nèi)就有6年，因此，調(diào)整播種、移栽期，避過6月下旬的強降水或陰雨期抽穗開花，是降低早稻空秕率行之有效的途徑。

3.3 積極應對，減輕不利氣象條件的影響

3.3.1

加強田間管理。早稻生長中、后期，婁底多大到暴雨，雨后應及時排泄田間過深的積水，以增加土壤的通氣性，增進根系活力，使早稻能正常生長發(fā)育。生育后期不宜斷水過早，田面應呈濕潤狀態(tài)，防止因脫水而導致早衰減產(chǎn)。

3.3.2

噴灑化學藥劑。每hm²用硫酸鋅1 500 g、食鹽3 750 g或磷酸二氫鉀1 500 g，兌水噴施葉面；或在高溫出現(xiàn)前噴灑50 mg/kg的維生素C或3%的過磷酸鈣溶液，都有減輕高溫傷害的效果。

3.3.3

在有條件的地區(qū)，實施噴灌。在抽穗開花～灌漿期間，遇≥35 ℃以上的高溫天氣時，噴灌能明顯降低溫度，增加濕度。噴灌一次后，田間氣溫可下降2 ℃以上，相對濕度增加10%～20%。噴灌時間每天約2 h，噴灌可降低空秕率2%～6%，增加千粒重0.8～1.0 g^[6]。

4 小結(jié)

（1）氣象條件是影響早稻空秕率的重要環(huán)境因子，在分析氣象條件對早稻空秕率影響的基礎上，著重提出了建立預測模型、加強預測、提高防御不利氣象條件影響的主動性，變臨時應對為主動防御，可說是對早稻空秕率防御方法研究一次新嘗試。

（2）影響早稻空秕率的氣象因子較多，在此僅抓住了溫度、降水、日照3個主要因子進行了分析。經(jīng)相關(guān)分析后，日照雖然是參與光合作用，制造碳水化合物不可缺少的氣象因子，但因在夏季基本能滿足早稻各發(fā)育期對日照的要求，故相關(guān)分析時均沒有達到顯著標準，對日照與空秕率的關(guān)系也就沒有做深度分析。就溫度與降水而言，對早稻空秕率的影響，兩者之間也具有一定的相輔相成性或互補性。如夏季的降水，必然導致溫度降低；而對早稻空秕率的影響卻不盡相同，1998年抽穗開花期降水195.4 mm，空秕率為33%，1996年抽穗開花期降水88.5 mm，空秕率卻為46%，經(jīng)查證1996年空秕率比1998年高的原因，應與1996年花粉母細胞形成期日最高氣溫、日平均氣溫明顯高于1998年有關(guān)。在分析一個影響因子對早稻空秕率的影響時還應考慮各因子的時空分布情況。

（3）采用Excel 軟件作逐步回歸，對早稻空秕率進行預測。應用此方法即使所選因子更多，樣本數(shù)更大，按此方法作逐步回歸分析也能方便快捷地找出“最優(yōu)”回歸方程，因此，在不編程的情況下，這不失為一個較好的方法。由于筆者所選因子不夠多，選中的因子也不一定就是某一時段的唯一影響因子，回歸模型建立后，對回歸模型的穩(wěn)定性及預測值還不夠理想，在今后的研究中有待加強，在此只起到一個拋磚引玉的作用。

參考文獻

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