雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)與氣象要素的相關(guān)性分析

黃大明丁宏大顧見勛郭莉胡飛曹國長*

（1湖北省襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北襄陽441057；2湖北省襄陽市氣象局，湖北襄陽441020；3湖北省種子管理局，武漢430070；*通訊作者：XFCGC＠163.com）

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與氣象條件有著密不可分的關(guān)系[1]。水稻單產(chǎn)會(huì)受到氣侯的影響而在年度間出現(xiàn)起伏和波動(dòng)[2]。有研究表明，幼穗分化和抽穗開花期的氣候條件是導(dǎo)致年度間水稻單產(chǎn)起伏的關(guān)鍵[3－6]。筆者對1990－2015年湖北省中秈稻區(qū)域試驗(yàn)及同期氣象資料進(jìn)行了系統(tǒng)分析，以期找出影響水稻產(chǎn)量年度間波動(dòng)的最主要?dú)庀笠蛩睾妥罴焉龝r(shí)段，為制定雜交中秈稻穩(wěn)產(chǎn)策略及減災(zāi)避災(zāi)措施提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來源

1990－2015年氣象資料分別由湖北省荊州市氣象局、襄陽市氣象局和武漢市江夏區(qū)氣象站提供；1990－2015年湖北省中稻區(qū)試匯總資料分別由湖北省種子管理站、湖北省種子集團(tuán)公司、湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 研究項(xiàng)目

水稻平均單產(chǎn)Y：湖北省中稻區(qū)域試驗(yàn)參試品種匯總單產(chǎn)的平均產(chǎn)量；日平均氣溫X1：7－8月份（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均氣溫；日平均地溫X2：7－8月份（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均地溫；空氣相對濕度X3：7－9月份（中稻幼穗分化至灌漿結(jié)實(shí)期）日平均空氣相對濕度；降雨量X4：8－9月份（中稻抽穗至灌漿結(jié)實(shí)期）累計(jì)降雨量；蒸發(fā)量X5：7－8月份（中稻幼穗分化至抽穗開花期）累計(jì)蒸發(fā)量；晝夜溫差X6：7－8月份（中稻幼穗分化至抽穗開花期）日平均晝夜溫差。日照時(shí)數(shù)X7：7－8月份（中稻幼穗分化至抽穗開花期）累計(jì)日照時(shí)數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析方法

應(yīng)用DPS 6.55軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算氣象要素間、氣象要素與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)、偏相關(guān)系數(shù)[7]和通徑系數(shù)[8]，并進(jìn)行顯著性測驗(yàn)，求得回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的直線相關(guān)關(guān)系

從表1可見，各氣象要素與水稻產(chǎn)量都存在一定的直線相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)系數(shù)最大的是7－8月份日平均晝夜溫差X6，相關(guān)系數(shù)為0.6113；其次是7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，相關(guān)系數(shù)為0.5977。二者與水稻產(chǎn)量均達(dá)極顯著正相關(guān)，說明日平均晝夜溫差大加上累計(jì)日照時(shí)數(shù)多有利于水稻高產(chǎn)。7－9月份的日平均空氣相對濕度X3與水稻產(chǎn)量達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－0.5429，說明空氣相對濕度大不利于高產(chǎn)。7－8月份日平均氣溫X1和日平均地溫X2雖與水稻產(chǎn)量存在正相關(guān)關(guān)系，但均未達(dá)到顯著水平，7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量X5和8－9月份累計(jì)降雨量X4與水稻產(chǎn)量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但也未達(dá)到顯著水平。上述結(jié)果說明，7－8月份日平均晝夜溫差大、累計(jì)日照時(shí)數(shù)多和7－9月份空氣相對濕度較低是3個(gè)有利于水稻高產(chǎn)的主要?dú)庀笠亍?/p>

表1 氣象要素與水稻產(chǎn)量間相關(guān)系數(shù)顯著性測驗(yàn)結(jié)果

表2 氣象要素與水稻產(chǎn)量間偏相關(guān)系數(shù)顯著性測驗(yàn)結(jié)果格

表3 氣象要素與水稻產(chǎn)量之間的通徑系數(shù)

2.2 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的偏相關(guān)關(guān)系

從表2可見，氣象要素與水稻產(chǎn)量間的偏相關(guān)系數(shù)最大的是7－8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，偏相關(guān)系數(shù)為0.6870，達(dá)到極顯著水平，說明7－8月累計(jì)日照時(shí)數(shù)對于水稻增產(chǎn)的直接貢獻(xiàn)最大；其次是7－8月份日平均晝夜溫差X6，偏相關(guān)系數(shù)為0.1424，具有正向作用，但未達(dá)到顯著水平，說明7－8月份日平均晝夜溫差大對于水稻增產(chǎn)也有一定的貢獻(xiàn)；7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量X5，偏相關(guān)系數(shù)為－0.6199，達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)，說明7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量過大對水稻增產(chǎn)不利。7－9月份日平均空氣相對濕度X3偏相關(guān)系數(shù)為－0.1022、8－9月份累計(jì)降雨量X4偏相關(guān)系數(shù)為－0.3158、7－8月份日平均地溫X2偏相關(guān)系數(shù)為－0.1855、7－8月份日平均氣溫X1偏相關(guān)系數(shù)為－0.0709，與產(chǎn)量均為負(fù)相關(guān)關(guān)系，但都沒有達(dá)到顯著水平。

2.3 氣象要素與水稻產(chǎn)量間的通徑分析

從表3可見，7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7對產(chǎn)量Y有最大的直接正效應(yīng)（X7→X7→Y=1.0879），其間接效應(yīng)主要是通過7－8月份日平均晝夜溫差X6（X7→X6→Y=0.1261）、7－8 月份累計(jì)蒸發(fā)量 X5（X7→X5→Y=－0.4309）和日平均地溫X2（X7→X2→Y=－0.2613）共同來實(shí)現(xiàn)的，前者為正效應(yīng)，后二者為負(fù)效應(yīng)；其他氣象要素還通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7對產(chǎn)量Y產(chǎn)生較大的間接效應(yīng)。7－8月份日平均晝夜溫差X6對產(chǎn)量Y有一定程度的直接正效應(yīng)（X6→X6→Y=0.1507），其間接效應(yīng)是通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X6→X7→Y=0.9103）來實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量X5對產(chǎn)量Y有較大的直接負(fù)效應(yīng)（X5→X5→Y=－0.6649），其間接效應(yīng)主要是通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X5→X7→Y=0.7051）來實(shí)現(xiàn)的，同樣具有較大的間接正效應(yīng)。7－9月份日平均空氣相對濕度X3對產(chǎn)量 Y 有微弱的直接負(fù)相應(yīng)（X3→X3→Y=－0.0879），其間接效應(yīng)同樣是主要通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X3→X7→Y=－0.7852）來實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接負(fù)效應(yīng)。7－8月份日平均氣溫X1對產(chǎn)量Y有微弱的直接負(fù)效應(yīng)（X1→X1→Y=－0.0845），說明日平均氣溫偏高對增產(chǎn)稍有不利影響，其間接效應(yīng)主要是通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X1→X7→Y=0.7246）來實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。7－8月份日平均地溫X2對產(chǎn)量Y有一定的直接負(fù)效應(yīng)（X2→X2→Y=－0.3219），說明日平均地溫偏高不僅不利于增產(chǎn)反而極易導(dǎo)致減產(chǎn)，其間接效應(yīng)主要是通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X2→X7→Y=0.8833）來實(shí)現(xiàn)的，具有較大的間接正效應(yīng)。8－9月份累計(jì)降雨量X4對產(chǎn)量Y有一定的直接負(fù)效應(yīng)（X4→X4→Y=－0.1706），說明累計(jì)降雨量過大不僅不利于增產(chǎn)反而極易導(dǎo)致減產(chǎn)，其間接效應(yīng)主要是通過7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7（X4→X7→Y=－0.4385）來實(shí)現(xiàn)的，具有一定的間接負(fù)效應(yīng)。

上述結(jié)果表明，7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)無論是對水稻產(chǎn)量的直接效應(yīng)，還是其他氣象要素通過其產(chǎn)生的間接效應(yīng)都是最大的，說明7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)是引起雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)最主要的氣象要素；7－8月份日平均晝夜溫差對雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)也起到了一定的正向作用。7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量過大對雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)起到了較大的負(fù)面作用。日平均地溫較高，降雨量過大對雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)起到了一定的負(fù)面作用。氣溫較高、空氣相對濕度較大對雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)只有微弱的負(fù)面作用，說明適度的高溫及較低的空氣相對濕度對增產(chǎn)是有利的。

2.4 水稻產(chǎn)量與7個(gè)主要?dú)庀笠氐亩嘣€性回歸分析

對水稻產(chǎn)量與7個(gè)主要?dú)庀笠剡M(jìn)行多元線性回歸分析得到回歸方程為：

在每個(gè)自變量取值區(qū)間范圍內(nèi)，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度最大的是7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)X7，為27.0%；其次是7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量X5，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為16.25%；第三是7－8月份日平均地溫X2，導(dǎo)致產(chǎn)量波動(dòng)幅度為7.45%；8－9月份累計(jì)降雨量X4導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為5.26%；7－8月份日平均晝夜溫差X6導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度為4.06%；7－8月份日平均氣溫X1，波動(dòng)幅度為2.24%；7－9月份日平均空氣相對濕度X3導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)幅度僅為2.12%。這說明7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)和累計(jì)蒸發(fā)量是導(dǎo)致水稻產(chǎn)量波動(dòng)最重要的氣象要素。

3 小結(jié)與討論

各氣象要素對雜交中秈稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)都有不同程度的影響[9－11]，但導(dǎo)致水稻年度間產(chǎn)量波動(dòng)幅度最大的是7－8月份累計(jì)日照時(shí)數(shù)；其次是7－8月份累計(jì)蒸發(fā)量和7－8月份日平均地溫。其他氣象要素對水稻產(chǎn)量波動(dòng)影響較小，波動(dòng)幅度不大。但也不能輕視這些氣象要素的影響，特別是近10多年來雜交中秈稻生育中后期遭受中溫濕害、低溫冷害、低溫陰雨寡照、大氣干旱、干熱風(fēng)和狂風(fēng)暴雨等氣象災(zāi)害的影響程度越來越重，這些偶然事件、突發(fā)事件發(fā)生頻率越來越高，造成的損失越來越大，這都有待于專業(yè)部門的及時(shí)預(yù)測預(yù)報(bào)和預(yù)警，與此同時(shí)農(nóng)業(yè)部門和水稻種植戶也要充分利用氣候資源及農(nóng)業(yè)措施來降低中秈稻年度間的產(chǎn)量波動(dòng)，以利于達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)和穩(wěn)產(chǎn)中產(chǎn)的目的。

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