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        臺風(fēng)對延邊州吉宏6灌漿速率和產(chǎn)量的影響

        2021-09-17 08:29:06韓云哲徐偉豪柳洪良樸雪梅白學(xué)峰金海強樸成日楊林先
        大麥與谷類科學(xué) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:高峰臺風(fēng)籽粒

        韓云哲,徐偉豪,柳洪良,樸雪梅,白學(xué)峰,金海強,王 亮,樸成日,楊林先

        (延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院,吉林龍井133400)

        水稻灌漿期是決定水稻結(jié)實率和粒質(zhì)量的關(guān)鍵時期[1]。抽穗—灌漿成熟期間,光合產(chǎn)物被輸送至籽粒并形成產(chǎn)量,此時,極端氣候類因素對水稻氣候產(chǎn)量具有負向影響[1-2]。曾研華等研究表明,花后不同時段低溫對水稻籽粒灌漿的影響表現(xiàn)為前期低溫處理影響最大,其次是灌漿中、后期[2]。袁繼超等研究發(fā)現(xiàn),遮光和剪葉導(dǎo)致水稻籽粒灌漿速率降低,籽粒充實度差,千粒質(zhì)量減少,從而降低產(chǎn)量[3]。

        吉林省延邊州地處北半球中溫帶,屬中溫帶濕潤季風(fēng)氣候(海洋氣候和大陸氣候),農(nóng)作物生育期間的積溫為2 400~2 900℃,降水量500~600 mm,日照時數(shù)1 000 h,無霜期為100~150 d,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了良好的條件,很適宜種植水稻[4-5]。水稻是延邊州第二大作物,在延邊州糧食生產(chǎn)中占舉足輕重的地位。

        延邊州相鄰朝鮮半島,臨近日本海,易受臺風(fēng)的影響。2020年8月下旬至9月上旬,3周內(nèi)第8號臺風(fēng)“巴威”、第9號臺風(fēng)“美莎克”和第10號臺風(fēng)“海神”先后北上影響延邊地區(qū),間隔時間短、影響區(qū)域高度重疊,造成延邊地區(qū)20 d內(nèi)平均降水量達253.9 mm,較常年同期偏多3倍。臺風(fēng)帶來的降雨和低溫寡照使得正處于灌漿結(jié)實期的水稻籽粒成熟度受到很大的影響。本文運用2019年和2020年的8—9月份氣象資料,將水稻灌漿速率、產(chǎn)量、米質(zhì)等比較分析了臺風(fēng)對延邊州水稻灌漿速率和產(chǎn)量的影響,旨在為該地區(qū)防臺風(fēng)減災(zāi)提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        供試土壤為棕壤土。供試水稻品種為吉宏6,是2014年通過吉林省品種審定委員會審定的中晚熟偏早品種,生育期138 d,需≥10℃積溫2 800℃左右,區(qū)試產(chǎn)量8 333.4 kg/hm2。供試肥料:尿素(N質(zhì)量分數(shù)為46%)、磷酸二銨(N質(zhì)量分數(shù)為18%、P2O5質(zhì)量分數(shù)為46%)、氯化鉀(K2O質(zhì)量分數(shù)為60%)。

        1.2 試驗設(shè)計

        試驗在延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗地(129°41′E、42°78′N)進行,0~20 cm耕層土壤有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)18.2 g/kg,堿解氮質(zhì)量分數(shù)89 mg/kg,有效磷質(zhì)量分數(shù)86 mg/kg,速效鉀質(zhì)量分數(shù)96 mg/kg,pH值為5.3。施肥量為純N 130 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。全部磷肥和鉀肥作基肥于翻耕前施入,氮肥的基肥、促蘗肥、保蘗肥與穗肥的質(zhì)量比為4∶3∶2∶1。行株距分別為30、15 cm。

        1.3 灌漿速率測定

        籽粒灌漿測定方法:于齊穗期選擇基本一致的主莖穗400個掛簽。開花至成熟期每隔5 d取標記的主莖穗40個,105℃殺青30 min后,70℃烘干至恒質(zhì)量。取稻穗上、中、下籽粒,稱千粒質(zhì)量,計算灌漿速率。

        式中:0代表齊穗始期;n代表齊穗后灌漿時間(d);T代表千粒質(zhì)量(g)。

        1.4 米質(zhì)檢測與測產(chǎn)考種

        采用JSWL大米食味計測定直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量及食味值等。對角線取樣法取5個點進行收獲、測產(chǎn),同時選取10穴考種分析。

        1.5 氣象資料

        逐日氣象資料來源于吉林省龍井市氣象局,包括逐日平均氣溫、降水量、日照時數(shù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 8—9月份氣象資料分析

        根據(jù)龍井市氣象資料,2019年8月初受9號臺風(fēng)“利奇馬”影響,東北地區(qū)形成渦旋氣流連日降雨,最高日降水量為64.4 mm,平均氣溫下降到19.2℃,臺風(fēng)過后氣溫回升到22.3℃,之后氣溫逐日下降,9月初有小幅上升現(xiàn)象(圖1-A)。2020年8月末受到8號臺風(fēng)“巴威”影響以及9月初受到9號臺風(fēng)“美莎克”和10號臺風(fēng)“海神”影響,8月24日開始到9月9日有3次階段性降水,最高日降水量為94.2 mm,平均氣溫呈逐日下降趨勢(圖1-B)。

        圖1 2019年(A)和2020年(B)8—9月份溫度和降水量逐日變化

        從8—9月份日照時數(shù)來看,2019年0 h總共5 d,其中3次是8月初,2次是9月初,2個月日照時數(shù)合計392.2 h(圖2-A)。2020年0 h總共7 d,其中6次集中在8月末和9月初,2個月日照時數(shù)合計274.6 h(圖2-B),比2019年8—9月份日照時數(shù)少117.6 h。

        圖2 2019年(A)和2020年(B)8—9月份日照時數(shù)逐日變化

        2.2 臺風(fēng)對吉宏6籽粒灌漿速率的影響

        從2019年吉宏6不同部位灌漿速率(圖3-A)來看,穗上部、中部、下部籽粒均出現(xiàn)1個高峰,抽穗后10、15、20 d分別達到灌漿高峰,高峰持續(xù)時間短,高峰值后快速下降,穗上部籽粒灌漿速率快,其次是中部和下部。2020年,吉宏6穗上部和中部出現(xiàn)2個灌漿高峰,出現(xiàn)2段式灌漿現(xiàn)象,下部出現(xiàn)1個灌漿高峰(圖3-B)。穗上部和中部籽粒第1次高峰持續(xù)時間長,高峰值后下降緩慢,此后又出現(xiàn)第2次高峰,高峰持續(xù)時間短,高峰值后快速下降。下部籽粒灌漿起步慢,出現(xiàn)1個高峰,高峰持續(xù)時間短,高峰值后快速下降。

        圖3 2019年(A)和2020年(B)水稻吉宏6不同部位籽粒灌漿速率變化

        2.3 臺風(fēng)對吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和米質(zhì)的影響

        從吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和產(chǎn)量結(jié)果來看(表1),2019年和2020年結(jié)實率的差異不大,但對千粒質(zhì)量的影響比較大,2020年千粒質(zhì)量減少3.5 g,導(dǎo)致產(chǎn)量減少,減產(chǎn)15.28%。從吉宏6米質(zhì)分析結(jié)果來看(表2),2020年比2019年糙米率、精米率、整精米率分別下降11.0%、9.7%、12.0%,但對直鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量和食味值影響不大。

        表1 吉宏6產(chǎn)量構(gòu)成和產(chǎn)量

        表2 吉宏6米質(zhì)分析

        3 討論與結(jié)論

        水稻產(chǎn)量構(gòu)成與籽粒灌漿速率有密切關(guān)系,而溫光是影響水稻籽粒灌漿速率的重要因素[6]。水稻灌漿期低溫寡照,灌漿就變慢,成熟過程就會推遲[7]。本研究結(jié)果表明,2020年3個臺風(fēng)期間因低溫寡照,穗上部和中部籽粒灌漿強度小,形成兩段式灌漿現(xiàn)象。但穗下部籽粒灌漿起步慢,沒受到臺風(fēng)的影響,形成一段式灌漿現(xiàn)象。

        水稻灌漿期是決定水稻結(jié)實率和千粒質(zhì)量的關(guān)鍵時期。成熟期間,灌漿不僅與光合產(chǎn)物供應(yīng)量、運轉(zhuǎn)狀況和籽粒庫容等因素有關(guān),還受到外界環(huán)境的影響[1]。本研究結(jié)果表明,連續(xù)的臺風(fēng)對吉宏6結(jié)實率影響不大,但對千粒質(zhì)量的影響比較明顯,從而造成減產(chǎn)。

        溫光是影響米質(zhì)的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn),臺風(fēng)導(dǎo)致兩段式灌漿,籽粒不能充實,導(dǎo)致糙米率、精米率、整精米率下降,但對蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量及食味值影響不大。沈新平等研究發(fā)現(xiàn),溫光因子與整精米率顯著相關(guān),直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量沒有明顯的相關(guān)性[8],這與本文結(jié)論一致。

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