台风对延边州吉宏6灌浆速率和产量的影响

韩云哲，徐伟豪，柳洪良，朴雪梅，白学峰，金海强，王 亮，朴成日，杨林先

（延边朝鲜族自治州农业科学院，吉林龙井133400）

水稻灌浆期是决定水稻结实率和粒质量的关键时期[1]。抽穗—灌浆成熟期间，光合产物被输送至籽粒并形成产量，此时，极端气候类因素对水稻气候产量具有负向影响[1-2]。曾研华等研究表明，花后不同时段低温对水稻籽粒灌浆的影响表现为前期低温处理影响最大，其次是灌浆中、后期[2]。袁继超等研究发现，遮光和剪叶导致水稻籽粒灌浆速率降低，籽粒充实度差，千粒质量减少，从而降低产量[3]。

吉林省延边州地处北半球中温带，属中温带湿润季风气候（海洋气候和大陆气候），农作物生育期间的积温为2 400～2 900℃，降水量500～600 mm，日照时数1 000 h，无霜期为100～150 d，为农业生产提供了良好的条件，很适宜种植水稻[4-5]。水稻是延边州第二大作物，在延边州粮食生产中占举足轻重的地位。

延边州相邻朝鲜半岛，临近日本海，易受台风的影响。2020年8月下旬至9月上旬，3周内第8号台风“巴威”、第9号台风“美莎克”和第10号台风“海神”先后北上影响延边地区，间隔时间短、影响区域高度重叠，造成延边地区20 d内平均降水量达253.9 mm，较常年同期偏多3倍。台风带来的降雨和低温寡照使得正处于灌浆结实期的水稻籽粒成熟度受到很大的影响。本文运用2019年和2020年的8—9月份气象资料，将水稻灌浆速率、产量、米质等比较分析了台风对延边州水稻灌浆速率和产量的影响，旨在为该地区防台风减灾提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为棕壤土。供试水稻品种为吉宏6，是2014年通过吉林省品种审定委员会审定的中晚熟偏早品种，生育期138 d，需≥10℃积温2 800℃左右，区试产量8 333.4 kg/hm2。供试肥料：尿素（N质量分数为46%）、磷酸二铵（N质量分数为18%、P2O5质量分数为46%）、氯化钾（K2O质量分数为60%）。

1.2 试验设计

试验在延边朝鲜族自治州农业科学院试验地（129°41′E、42°78′N）进行，0～20 cm耕层土壤有机质质量分数18.2 g/kg，碱解氮质量分数89 mg/kg，有效磷质量分数86 mg/kg，速效钾质量分数96 mg/kg，pH值为5.3。施肥量为纯N 130 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O 60 kg/hm2。全部磷肥和钾肥作基肥于翻耕前施入，氮肥的基肥、促蘖肥、保蘖肥与穗肥的质量比为4∶3∶2∶1。行株距分别为30、15 cm。

1.3 灌浆速率测定

籽粒灌浆测定方法：于齐穗期选择基本一致的主茎穗400个挂签。开花至成熟期每隔5 d取标记的主茎穗40个，105℃杀青30 min后，70℃烘干至恒质量。取稻穗上、中、下籽粒，称千粒质量，计算灌浆速率。

式中：0代表齐穗始期；n代表齐穗后灌浆时间（d）；T代表千粒质量（g）。

1.4 米质检测与测产考种

采用JSWL大米食味计测定直链淀粉、蛋白质含量及食味值等。对角线取样法取5个点进行收获、测产，同时选取10穴考种分析。

1.5 气象资料

逐日气象资料来源于吉林省龙井市气象局，包括逐日平均气温、降水量、日照时数。

2 结果与分析

2.1 8—9月份气象资料分析

根据龙井市气象资料，2019年8月初受9号台风“利奇马”影响，东北地区形成涡旋气流连日降雨，最高日降水量为64.4 mm，平均气温下降到19.2℃，台风过后气温回升到22.3℃，之后气温逐日下降，9月初有小幅上升现象（图1-A）。2020年8月末受到8号台风“巴威”影响以及9月初受到9号台风“美莎克”和10号台风“海神”影响，8月24日开始到9月9日有3次阶段性降水，最高日降水量为94.2 mm，平均气温呈逐日下降趋势（图1-B）。

图1 2019年（A）和2020年（B）8—9月份温度和降水量逐日变化

从8—9月份日照时数来看，2019年0 h总共5 d，其中3次是8月初，2次是9月初，2个月日照时数合计392.2 h（图2-A）。2020年0 h总共7 d，其中6次集中在8月末和9月初，2个月日照时数合计274.6 h（图2-B），比2019年8—9月份日照时数少117.6 h。

图2 2019年（A）和2020年（B）8—9月份日照时数逐日变化

2.2 台风对吉宏6籽粒灌浆速率的影响

从2019年吉宏6不同部位灌浆速率（图3-A）来看，穗上部、中部、下部籽粒均出现1个高峰，抽穗后10、15、20 d分别达到灌浆高峰，高峰持续时间短，高峰值后快速下降，穗上部籽粒灌浆速率快，其次是中部和下部。2020年，吉宏6穗上部和中部出现2个灌浆高峰，出现2段式灌浆现象，下部出现1个灌浆高峰（图3-B）。穗上部和中部籽粒第1次高峰持续时间长，高峰值后下降缓慢，此后又出现第2次高峰，高峰持续时间短，高峰值后快速下降。下部籽粒灌浆起步慢，出现1个高峰，高峰持续时间短，高峰值后快速下降。

图3 2019年（A）和2020年（B）水稻吉宏6不同部位籽粒灌浆速率变化

2.3 台风对吉宏6产量构成和米质的影响

从吉宏6产量构成和产量结果来看（表1），2019年和2020年结实率的差异不大，但对千粒质量的影响比较大，2020年千粒质量减少3.5 g，导致产量减少，减产15.28%。从吉宏6米质分析结果来看（表2），2020年比2019年糙米率、精米率、整精米率分别下降11.0%、9.7%、12.0%，但对直链淀粉、蛋白质含量和食味值影响不大。

表1 吉宏6产量构成和产量

表2 吉宏6米质分析

3 讨论与结论

水稻产量构成与籽粒灌浆速率有密切关系，而温光是影响水稻籽粒灌浆速率的重要因素[6]。水稻灌浆期低温寡照，灌浆就变慢，成熟过程就会推迟[7]。本研究结果表明，2020年3个台风期间因低温寡照，穗上部和中部籽粒灌浆强度小，形成两段式灌浆现象。但穗下部籽粒灌浆起步慢，没受到台风的影响，形成一段式灌浆现象。

水稻灌浆期是决定水稻结实率和千粒质量的关键时期。成熟期间，灌浆不仅与光合产物供应量、运转状况和籽粒库容等因素有关，还受到外界环境的影响[1]。本研究结果表明，连续的台风对吉宏6结实率影响不大，但对千粒质量的影响比较明显，从而造成减产。

温光是影响米质的重要因素。本研究发现，台风导致两段式灌浆，籽粒不能充实，导致糙米率、精米率、整精米率下降，但对蛋白质、直链淀粉含量及食味值影响不大。沈新平等研究发现，温光因子与整精米率显著相关，直链淀粉和蛋白质含量没有明显的相关性[8]，这与本文结论一致。