全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(5): 895902 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目(708013), 国家自然科学基金项目(30771249)和国家科技支撑计划项目
(2006BAD04B07)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 冯利平, E-mail: fenglp@cau.edu.cn, Tel: 010-62734326
Received(收稿日期): 2010-09-15; Accepted(接受日期): 2011-03-08.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.00895
湖南省季节性干旱对双季稻生长及产量影响的模拟研究
冯利平 1,* 莫志鸿 1,2 黄晚华 3 杨晓光 1 潘学标 1
1中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193; 2中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081; 3湖南省气象科学研究
所, 湖南长沙 410007
摘 要: 湖南省季节性干旱是水稻生产的主要灾害之一。在对水稻模型 ORYZA2000 校准验证基础上, 模拟分析了
1960—2007 年不同水分管理方式(持续灌溉、间歇灌溉和雨养)下双季稻生育期间季节性干旱特点及其对水稻生长与
产量的影响。结果表明: (1)在间歇灌溉和雨养条件下, 双季稻自幼穗分化前逐渐表现出稻田土壤季节性干旱特征, 随
着生育进程干旱不断加重, 在雨养条件下, 干旱特征随发育进程愈加明显; 晚稻比早稻易受季节性干旱影响, 生长
后期较前期加重; 双季稻开花期前后出现的干旱胁迫对生物量、产量影响最大; 土壤干旱与作物干旱特征表现不同。
(2)早稻与晚稻在平水年型及干旱年型下均表现出干旱现象; 在干旱年型下, 早稻自穗分化至成熟期干旱都较为严重,
且强度与持续时间要大于平水年型; 晚稻干旱的频率和强度都大于早稻, 尤其是从穗分化到成熟阶段。(3)季节性干
旱可造成不同程度的产量损失, 间歇灌溉方式能够获得较高的产量, 雨养水稻产量最低; 雨养条件下晚稻产量普遍
低于早稻产量。研究结果可为减轻季节性干旱的影响和采取合理水分管理措施提供科学依据。
关键词: 双季稻; 季节性干旱; 产量; ORYZA2000; 湖南
A Simulated Study on the Effects of Seasonal Drought on Growth and Yield of
Double Cropping Rice in Hunan Province
FENG Li-Ping1,*, MO Zhi-Hong1,2, HUANG Wan-Hua3, YANG Xiao-Guang1, and PAN Xue-Biao1
1 College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2 Institute of Environment and Sustainable
Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3 Hunan Institute of Meteorology, Changsha 410007,
China
Abstract: Seasonal drought is one of the most serious disasters in rice production in Hunan Province of China. On the basis of
calibration and validation of rice model ORYZA2000, the characteristics of seasonal drought and its effect on growth and yield of
double cropping rice under three types of water management with continued flooding (CF), alternative wet and dry (AWD), and
rainfed (RF) conditions were simulated and analyzed with history weather data from 1960 to 2007. The results were as follows,
(1) The soil seasonal drought of double rice gradually occurred from panicle initiation (PI) under AWD and RF conditions, and
got more serious in the process of growth, especially under rainfed condition. The late rice tended to be more easily affected by
seasonal drought than early rice, and the seasonal drought was more serious at late stage than early stage. The effect of drought on
biomass and yield of rice was the severest at flowering stage. The characteristics between soil drought and crop drought showed
differently. (2) There appeared seasonal drought for both early and late rice under the year types of normal and dry. The drought
was serious for early rice from early PI to maturity under dry year type, and its strength and duration surpassed that of normal year
type. The frequency and strength of drought for late rice excessed that of early rice under dry year type, especially from PI to ma-
turity. (3) The seasonal drought caused different losses of yield in double rice. Higher yield of rice occurred under AWD, while
the lowest yield occurred under RF. The yield of late rice was lower than that of early rice under rainfed condition. This quantita-
tive study could provide a theoretical basis for the disaster mitigation of seasonal drought and sustainable water management in
double rice production in Hunan.
Keywords: Double cropping rice; Seasonal drought; Yield; ORYZA2000; Hunan Province
896 作 物 学 报 第 37卷

湖南是我国水稻生产大省, 境内多低山丘陵稻
田, 由于蓄水和提灌条件差, 加之降水时空分布不
均, 亦是我国受季节性干旱影响严重的稻区之一。
1987—2007年间, 湖南水稻年均受旱面积为 71.2万
公顷 , 成灾面积为 30.3 万公顷 , 因灾减产稻谷达
5.87 亿千克[1]。近 10 年来, 在全球气候变暖的大背
景下, 湖南季节性干旱几乎年年发生, 且呈现发生
季节提前、持续时间延长、受灾面积扩大趋势, 其
中 2003、2005、2007、2008年都出现了全省性特大
旱灾。因而, 研究湖南水稻季节性干旱的特征及发
生规律, 具有重要的现实意义。
我国学者就农业季节性干旱曾做了不少研究 ,
如黄道友等[2]利用 Z 指数方法与“土壤-作物”系统法
对比分析了湖南季节性干旱发生频率及变化特征 ;
李景保等[3]和贺建林[4]从灾害类型、特点、时空分布
等多角度对湖南农业旱灾进行了研究。这些研究有
助于认识、了解季节性干旱的成因和特征。但目前
国内外就季节性干旱对水稻生产影响的研究还不多
见, 特别是尚未见定量分析研究报道。本文利用湖
南双季稻田间试验数据及相应的土壤、天气资料 ,
对 ORYZA2000 进行了参数校正和检验, 在此基础
上模拟分析了 1960—2007 年间不同水分管理方式
下季节性干旱的发生特点及其对双季稻生长和产量
的影响, 以期为减轻干旱影响和合理水稻生产管理
提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 ORYZA2000模型简介
水稻生长模型 ORYZA2000(V2.13)是国际水稻
研究所(IRRI)在早期研发 ORYZA1、ORYZA-W 和
ORYZA-N模块的基础上于 2009年新集成开发的一
种生理生态模型, 它不仅改善了早期版本中的叶面
积指数模块、氮素动态模块, 改进了水分参数(ET等)
算法, 还可模拟干旱胁迫对水稻生长的影响, 包括
对水稻生育期、光合生产、小穗不孕及叶片死亡的
影响等。因此, ORYZA2000可动态模拟潜在生产、
水分受限和氮素受限 3 种水平上的水稻生长发育、
产量形成及土壤水氮动态变化过程[5]。模型主要由
水稻地上部生长模块、蒸散模块、氮素运移模块、
土壤水分平衡模块等构成, 其中土壤水分平衡模块
包括 SAWAH、SAHEL和 PADDY等模块可供用户
选择：SAWAH 用于模拟旱地和水田 2 种性质的土
壤水分, SAHEL 用于模拟旱地土壤水分动态变化,
PADDY则是一个通用的多层模型。本文根据湖南省
水稻生产实际情况, 选用 PADDY 模块模拟土壤水
分动态变化。
运行 ORYZA2000 之前, 用户需按照规定的格
式建立作物参数文件、田间管理文件、逐日气象数
据文件及土壤数据文件等。
1.2 数据资料及来源
1.2.1 作物与管理数据 作物数据取自湖南双季
稻区有代表性的 3个农业气象观测站(长沙, 28°12′N,
113°05′E, 海拔 44.9 m; 常德, 29°03′N, 111°41′E, 海
拔 35.0 m; 资兴, 25°59′N, 113°13′E, 海拔 139.3 m)
2000—2005 年的常规记载。3 站点早稻品种依次为
湘早籼 31、金优 974 和金优 402, 晚稻品种依次为
余赤 893、湘优 10 号和金优 207, 均系杂交中籼品
种。各站点气象条件适合双季稻生长, 土壤肥力中
等。观测数据包括各主要生育时期(三叶期、移栽期、
返青期、拔节期、抽穗期、成熟期)初终日期及叶面
积指数、叶片干重、茎干重、穗干重, 产量和产量
构成等, 来源于中国气象局。
1.2.2 土壤资料 土壤理化性状数据主要包括各
土层土壤质地、机械组成和地下水埋深等, 均引自
《中国土种志》[6]中有关湖南双季稻区稻田土壤剖
面实测数据。按照冯利平等[7]有关参数调试与验证
的方法, 利用当地资料校正与确定土壤参数, 土壤
参数主要有饱和体积含水量、饱和导水率等(表 1)。

表 1 ORYZA2000中 PADDY模块的参数校正值
Table 1 Calibrated parameters in the PADDY module of ORYZA2000
土壤参数值 Soil parameter 土层深度
Thickness of soil layer WCST (m3 m3) KST (cm d1) VGA (cm1) VGL () VGN () VGR ()
0–15 cm 0.47 70.94 0.0767 4.018 1.120 0.01
15–30 cm 0.47 0.30 0.0783 4.363 1.116 0.01
30–60 cm 0.45 62.86 0.0482 4.412 1.134 0.01
60–80 cm 0.45 45.34 0.0482 4.412 1.134 0.01
WCST表示饱和体积含水量; KST表示饱和导水率; VGA、VGL、VGN、VGR为 van Genuchten方程参数。
WCST refers to saturated volumetric water content; KST refers to saturated hydraulic conductivity; VGA, VGL, VGN, and VGR refer
to the parameters of van Genuchten, respectively.
第 5期 冯利平等: 湖南省季节性干旱对双季稻生长及产量影响的模拟研究 897


1.2.3 气象数据 采用 3个站点 1960—2007年同
期逐日气象数据, 包括太阳辐射量(J m2)或日照时
数(h)、最高温度( )℃ 、最低温度( )℃ 、水汽压(kPa)、
平均风速(m s1)和降水量(mm)。
1.3 研究方法
1.3.1 模拟情景设计 设 3 种水分管理方式, 即
雨养 (Rainfed)、间歇灌溉 (N5W50)和持续灌溉
(CIRW50)。雨养是指整个水稻生育期内大气降水是
水分补给的唯一来源。间歇灌溉是指保持表层水恒
定, 当表层水消失 5 d 后即灌溉一次, 每次 50 mm,
直到成熟。持续灌溉是指整个水稻生育期内保持恒
定的表层水深度(50 mm)。
在对 ORYZA2000 进行校准与验证的基础上 ,
采用历史气象数据(1960—2007年)模拟了长沙、常德
和资兴在 3 种水分管理方式下双季稻的生长发育及
产量表现, 以及土壤水分的变化过程。
1.3.2 土壤水分状况指标 根据模拟结果, 分析
双季稻生育期间稻田 15~20 cm 深处土壤水分张力
的变化规律, 并将其转化为 pF 值, 作为表征土壤干
旱的一项指标。
pF=lg(10×h) (1)
式中, h为土壤水分张力(kPa)。
ORYZA2000 对土壤干旱引起的水稻不同程度
的胁迫, 如卷叶、枯叶和蒸腾作用降低等, 都设定了
pF 值的上、下限, 可根据 pF 值大小判断土壤季节
性干旱的程度。当 pF = 2.0时, 表示土壤含水量为田
间持水量, 相当于土壤水分张力 10 kPa; 当 pF = 4.2
时, 表示土壤含水量达到萎蔫点, 相当于土壤水分
张力 1 600 kPa。
选择 pF值作为土壤干旱胁迫指标, 其优点是无
需考虑不同土类造成的土壤含水量差异。采用 pF值
分析在雨养、间歇灌溉和持续灌溉条件下土壤水分
状况。
1.3.3 水稻干旱胁迫因子 水稻受干旱胁迫时 ,
会出现一系列生理生化现象, 如卷叶、枯叶、蒸腾
作用降低以及 CO2 同化力下降等。ORYZA2000 采
用不同干旱胁迫因子来表征对这些生理过程的影
响。其中, PCEW值用来表达干旱胁迫对水稻逐日光
合同化作用的影响。
PCEW=TRW/TRC (2)
式中, TRW 表示冠层实际蒸腾量(mm), TRC 表示冠
层潜在蒸腾量(mm), PCEW 值介于 0~1 之间。当
PCEW=0 时, 水稻受干旱胁迫影响最重, 发育进程
终止; 当 PCEW=1 时, 水分供应充足, 水稻生长不
受水分因子限制。
1.3.4 降水年型划分 根据各年双季稻生育期内
降水的距平百分率(ri), 可划分 3 种降水年型, 即丰
水年、平水年和干旱年。当 ri ≥ 15%时, 定义为丰
水年; 15% ≤ ri < 15%时, 定义为平水年; 当 ri <
15%时为干旱年[8]。
2 结果与分析
2.1 模型检验
利用 2000—2003年湖南长沙、常德和资兴双季
稻试验站实测数据对 ORYZA2000 进行参数调试,
获取代表性品种参数, 然后用 2004、2005年同一站
点的实测数据对模型参数进行检验, 检验内容包括
生育期、叶面积指数、绿叶生物量、茎生物量、穗
生物量和最终产量等。结果表明, ORYZA2000能够
较好地模拟双季稻生长发育以及生物量积累的动态
变化过程(图 1), 早、晚稻开花期的模拟误差均为 1~
2 d, t检验结果 P(t*)值均大于 0.05, 产量的模拟值与



图 1 双季稻开花期(左)和产量(右)的模拟值与实测值比较
Fig. 1 Comparison between the simulated and observed values for flowering stages (left) and yields (right) of double rice
898 作 物 学 报 第 37卷

实测值之间无显著性差异, 归一化均方根差(NRMSE)
分别为 14%和 12%。
2.2 稻田土壤季节性干旱特征及与产量的关系
2.2.1 pF 值动态变化特点 本文模拟分析了
1960—2007年在持续灌溉、间歇灌溉和雨养条件下
双季稻生育期间 pF值的动态变化特点。根据模拟结
果, 将水稻生育期划分为 3个阶段, p1为出苗期—幼
穗分化期, p2 为幼穗分化期—开花期, p3 为开花期
—成熟期。总体上看, 在 p1前期, 3种水分管理条件
下都没有表现出明显的干旱现象(pF=2); 在 p2、p3
阶段, 雨养条件下发生了明显的季节性干旱, 且最
为严重(早稻 pF为 2.6~4.0, 晚稻为 3.0~3.6), 其次是
间歇灌溉, 也出现了不同程度的干旱现象(早稻 pF
为 2.3~4.0, 晚稻为 2.0~2.6), 持续灌溉条件下则无干
旱出现。在间歇灌溉和雨养条件下, 双季稻在 p1阶
段就表现出季节性干旱特征, 且随着发育进程有加
重趋势; 在 p2和 p3阶段季节性干旱持续发生。图 2
显示长沙站点不同生育期双季稻 pF值的动态变化。
以长沙为例 , 在间歇灌溉和雨养条件下 , 将
1960—2007年划分为 5个时段, 从年代际角度分析双
季稻季节性干旱的发生规律和变化特征。在生殖生
长期, 1960s、1970s、1980s 早稻季节性干旱呈逐渐
加重趋势, 1990s旱情稍有缓和, 2000s之后又呈严重
加剧之势(图 2-a); 晚稻在 1960s—1980s季节性干旱
有缓和趋势, 1990s 和 2000s 则有逐渐增强态势(图
2-b)。早稻间歇灌溉和雨养条件下 pF的差异要小于
晚稻, 表明晚稻缺水量大于早稻, 尤其在开花到灌
浆后期。
2.2.2 关键生育期 pF值与生物量和产量的关系
通过对长沙、常德和资兴站点双季稻关键生育
期 pF 值与生物量、产量的相关分析(图 3), 发现幼
穗分化期、开花期的 pF值与生物量、产量呈负相关
关系, 分别达到显著或极显著水平, 且开花期 pF 值
与生物量、产量的负相关性最大, 相关系数(r)分别
达到 0.7658 和 0.8104, 说明在开花期前后土壤出现
干旱对生物量和产量形成影响较大; 其次是穗分化
期, 其负相关关系亦达到极显著水平, 相关系数(r)
为 0.6147和 0.6126。
2.3 双季稻季节性干旱胁迫特征及对产量的影响
2.3.1 双季稻 PCEW值动态变化特点 土壤干旱
之所以影响双季稻生长 , 主要是因为水稻生理生
化过程, 特别是光合作用受到抑制, 因此 PCEW 值
的大小可以表征水分胁迫对光合作用的影响。图 4
以长沙为例, 给出了早稻与晚稻在 3 种供水方式下



图 2 不同生育期和年代际双季稻 pF值的动态变化(湖南长沙)
Fig. 2 Dynamics of pF in different growth periods and decades for double cropping rice (Changsha, Hunan)
CIRW50表示整个生育期内持续灌水 50 mm, N5W50表示生育期内积水层消失后第 5天进行灌水 50 mm, Rainfed表示雨养条件; p1、
p2、p3三个阶段分别代表出苗—穗分化、穗分化—开花、开花—成熟。
CIRW50 means continued irrigation water 50 mm during the growth period; N5W50 means irrigation water 50 mm for five days after the
standing water disappeared; Rainfed means no irrigation. p1, p2, and p3 refer to the stages from emergence to panicle, panicle to flowering,
and flowering to maturity, respectively.
第 5期 冯利平等: 湖南省季节性干旱对双季稻生长及产量影响的模拟研究 899


PCEW 模拟值的多年平均变化情况, 可以看出, 在
持续灌溉条件下, 由于水分充足, 未见任何季节性
干旱发生(PCEW值为 1), 说明良好的灌溉条件可使
双季稻免受季节性干旱影响 ; 在间歇灌溉条件下 ,
双季稻生长早期因需水量较小, 干旱胁迫效应亦相
对较小, 但随着生育进程的发展则表现出不同程度
的干旱胁迫效应; 在雨养条件下, 早稻从出苗到幼
穗分化前, CO2 同化作用基本上未受干旱胁迫影响,
但幼穗分化以后开始明显受到影响(PCEW < 1), 至
开花期前后甚至出现同化作用明显受抑现象, 这种
增强作用可一直持续到成熟期; 晚稻从出苗到移栽
(日序为 200 d)基本上未受干旱胁迫影响, 但移栽之
后受到季节性干旱不同程度的影响 (PCEW 值在
1.0~0.2范围内递减, 且<0.6居多), 至幼穗分化到开
花期这种影响日渐明显, 到开花至成熟期则最为严
重(PCEW 值为 0.47~0.69)。常德和资兴站点双季稻
PCEW模拟值平均变化情况与此类似。综上所述, 晚
稻比早稻更易遭受季节性干旱的影响, 生长后期(幼



图 3 双季稻关键生育期 pF值与生物量、产量相关关系
Fig. 3 Correlation between pF and biomass and yields for double cropping rice at critical growth periods



图 4 不同生育期双季稻 PCEW值动态变化(湖南长沙)
Fig. 4 Dynamics of PCEW in different growth periods for double cropping rice (Changsha, Hunan)
900 作 物 学 报 第 37卷

穗分化之后)比早期更易遭受季节性干旱的影响。
2.3.2 典型年型双季稻季节性干旱特点 1960—
2007 年, 湖南长沙双季稻生育期内早、晚稻的多年
平均降水量分别为 627.6 mm和 372.7 mm。按降水
年型划分方法, 丰水、平水和干旱 3 种降水年型下
早稻生育期内的降水量(R)应分别满足以下条件, 即
R≥721.8 mm、533.5 mm≤R < 721.8 mm和 R < 533.5
mm; 晚稻生育期降水量 (R)应分别满足以下条件 ,
即 R≥428.6 mm、316.8 mm≤R < 428.6 mm和 R <
316.8 mm。由于 1981年早稻生育期内降水量为 612.7
mm, 晚稻为 382.0 mm; 2007年早稻生育期内降水量
为 281.4 mm, 晚稻为 293.3 mm, 因此, 选择 1981年
与 2007年分别代表平水年和干旱年型进行分析。
在平水年型(1981年)和干旱年型(2007年)下, 雨
养双季稻 PCEW 值的动态变化见图 5。可以看出,
PCEW 值均呈现明显的起伏波动特征。平水年型下
雨养早稻自穗分化起, 至成熟后期 PCEW 值均出现
下降趋势 , 说明旱象明显; 干旱年型下 , 雨养早稻
自出苗到穗分化后期以及穗分化至成熟期 , PCEW
值均出现严重下降态势, 说明干旱严重, 且强度与
持续时间均大于平水年型。雨养晚稻在平水和干旱
年型下, 在出苗到穗分化阶段后期 PCEW 值均出现
下降趋势 , 说明旱象明显 ; 在穗分化至成熟期
PCEW 值也出现不同程度下降, 尤其是干旱年型下
自穗分化至成熟期 PCEW 值均出现较严重的下降,
干旱较为严重 , 且强度与持续时间均大于平水年
型。与早稻相比, 晚稻发育过程中 PCEW 值表现出
更明显的季节性波动特征, 且波动频率和强度均较
大, 说明晚稻生育期内受季节性干旱影响更为频繁,
尤其是从穗分化到成熟阶段, 受季节性干旱胁迫影
响的程度和频率更大。
2.3.3 不同生育期 PCEW值与生物量和产量关系
分析长沙、常德和资兴站点双季稻穗分化、开
花和成熟 3个发育阶段 PCEW值与生物量、产量的
相关关系, 发现它们呈正向线性相关关系, 除成熟
期 PCEW 值与生物量的相关未达到显著水平外, 其
他均达到显著或极显著水平。开花期 PCEW值与生
物量、产量之间的相关性最为显著, 相关系数分别
为 0.707 和 0.721, 说明双季稻开花期出现季节性干
旱对生物量、产量的影响最大; 其次是幼穗分化期,
相关系数分别为 0.673和 0.660, 而成熟期 PCEW值
与生物量、产量之间的相关性较小, 说明该阶段的
水分状况对水稻生物量与产量的影响较小(表 2)。
2.4 不同水分管理方式下双季稻产量表现
为了分析不同水分管理方式下湖南双季稻的产
量表现, 将研究时段(1960—2007)按年代际划分, 分
别记为 1960s、1970s、1980s、1990s和 2000s, 取 3
个站点各年代际早、晚稻的平均模拟产量, 并计算



图 5 平水和干旱年型下双季稻 PCEW值的动态变化
Fig. 5 Dynamics of PCEW for double cropping rice under year type of normal and drought

表 2 双季稻关键期 PCEW值与生物量、产量的相关关系
Table 2 Correlation of PCEW with biomass and yield in critical period of double cropping rice
发育阶段 Development stage 生物量 Biomass (t hm2) 产量 Yield (t hm2)
穗分化 Panicle initiation y=18.472x4.503 r=0.673 ** n=40 y=12.187x5.236 r=0.660** n=40
开花 Flowering y=13.618x+0.773 r=0.707** n=40 y=9.326x2.049 r=0.721** n=40
成熟 Maturity y=2.757x+10.458 r=0.226 n=40 y=2.348x+4.251 r=0.313* n=40
* 和**分别表示达到 0.05、0.01的显著水平。
* and ** represent significance at 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.
第 5期 冯利平等: 湖南省季节性干旱对双季稻生长及产量影响的模拟研究 901


相应生育期内的平均降水量, 见图 6。总体上看, 持
续灌溉能够获得较高的产量水平, 其次是间歇灌溉,
而雨养水稻产量最低。相对于持续灌溉方式, 间歇
灌溉方式平均减产 2.2% (早稻)和 20.6% (晚稻), 雨
养条件下减产更大, 平均达到 22.2% (早稻)和 71.5%
(晚稻), 可见水分供应方式对双季稻产量起到非常
关键的作用。湖南双季稻生产中存在着严重的季节
性干旱现象, 可明显影响产量。晚稻生育期内降水
量要小于早稻生育期, 多年平均偏少 258 mm。由于
晚稻生育期间出现季节性干旱的频率和强度都大于
早稻, 雨养条件下晚稻产量普遍低于早稻产量。
3 讨论
基于水稻生理生态模型 ORYZA2000 的调参、
验证和情景分析, 选取 pF、PCEW 分别作为稻田土
壤和作物干旱的指标, 定量动态地反映季节性干旱
特征及其对双季稻的影响。传统的方法多以盆栽或
田间试验研究作物对干旱胁迫的响应, 但研究受年
际影响、样本容量有限, 不利于定量动态分析。本
文是对实验研究结果的进一步扩展与深化。
水稻在不同生育时期对干旱缺水有不同的反应,
且不同品种在同一生育阶段的耐旱特性也有一定差
异。多数研究认为, 水稻易受干旱影响的时期是分
蘖前期、孕穗期、开花期, 其中抽穗开花期是最为
敏感的时期, 该时期水分胁迫将导致光合作用、干
物质积累及产量显著地下降 [9-10], 本研究与此结论
一致。土壤干旱与作物干旱既有区别又有联系, 土
壤干旱不一定导致作物干旱, 当土壤干旱的强度与
持续时间达到一定程度时, 作物才会表现出一系列
的胁迫效应, 如根系活力降低、叶片卷曲、结实率
下降及产量降低等[11]。本文选用土壤干旱指标与作
物干旱指标描述季节性干旱发生特点与影响, 对这
一问题作了进一步的阐述。
研究总体上反映了湖南双季稻在不同水分管理
方式下季节性干旱的发生特点及其与生长和产量的
关系, 符合当地水稻生产情况。但由于问题的复杂
性, 还应做进一步深入研究, 如分析中历史产量不
是依据实际产量资料, 而是根据模拟产量, 这可能
会导致一些偏差。同时, 可选取更多研究站点分析
双季稻季节性干旱的地域特征。
4 结论
雨养条件下双季稻受季节性干旱影响的程度最
为严重, 其次是间歇灌溉方式, 而持续灌溉方式下
则无干旱发生。在间歇灌溉和雨养条件下, 双季稻
自幼穗分化前后逐渐表现出季节性干旱特征, 且随
着生育进程干旱不断加重, 幼穗分化至成熟期干旱
特征持续明显, 特别是在雨养条件下。土壤干旱与
作物干旱表现出不同的特点。晚稻比早稻易受季节
性干旱影响, 主要出现在幼穗分化期之后, 生长后
期比生长前期重。双季稻开花前后出现的干旱胁迫
对生物量、产量的影响最大, 其次是在幼穗分化期,
而成熟期水分状况对水稻生物量与产量的影响较小。
不同降水年型下双季稻季节性干旱的发生特点
有所不同, 早稻与晚稻在平水年型及干旱年型下易
出现干旱现象, 其中早稻在平水年型下到穗分化之
后才出现干旱现象, 在干旱年型下全生育期均受到
严重的干旱胁迫 , 强度与持续时间均大于平水年
型。与早稻相比, 晚稻表现出更明显的季节性干旱
特征, 发生频率和强度均较大, 尤其是在生长后期。



图 6 不同水分管理方式下双季稻产量表现及其与降水量的关系
Fig. 6 Yield performance of the double rice with different water managements and their relation with precipitation
902 作 物 学 报 第 37卷

不同水分管理方式下双季稻的产量表现不一 ,
持续灌溉方式下能够获得较高产量, 其次是间歇灌
溉方式, 而雨养水稻产量最低。晚稻生育期间出现
季节性干旱的频率和强度都大于早稻, 雨养条件下
晚稻产量普遍低于早稻产量。湖南双季稻生产中自
然降水不能充分满足需求, 存在着严重的季节性干
旱现象, 可造成不同程度的产量损失。
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