西南稻區(qū)水稻高溫緩解技術(shù)研究

熊洪　徐富賢　張林　朱永川　郭曉藝　蔣鵬　劉茂　周興兵　田紹平

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川德陽618000；2國家水稻改良中心四川瀘州分中心,四川瀘州646100；3遂寧市安居區(qū)農(nóng)業(yè)局，四川遂寧625000）

西南稻區(qū)水稻高溫緩解技術(shù)研究

熊洪1，2徐富賢1，2張林1，2朱永川1，2郭曉藝1，2蔣鵬1，2劉茂1，2周興兵1，2田紹平3

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)部西南水稻生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川德陽618000；2國家水稻改良中心四川瀘州分中心,四川瀘州646100；3遂寧市安居區(qū)農(nóng)業(yè)局，四川遂寧625000）

本文鑒定了311個(gè)水稻品種的耐熱性，篩選出50多個(gè)耐或較耐熱的品種。同時(shí)系統(tǒng)研究了不同品種適期早播早栽提早抽穗的效果，不同肥料運(yùn)籌與水稻高溫承受能力的關(guān)系，微量元素或植物調(diào)節(jié)劑在高溫條件下對(duì)水稻結(jié)實(shí)率的影響等。最后提出了西南稻區(qū)水稻高溫緩解技術(shù)要點(diǎn)，以指導(dǎo)該稻區(qū)水稻生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)。

緩解技術(shù)；微量元素；植物調(diào)節(jié)劑；播栽期；水稻

隨著全球氣溫的逐年升高，高溫必將影響水稻正常的生長發(fā)育。我國西南稻區(qū)沿江河谷和低海拔平壩丘陵區(qū)水稻孕穗成熟期常遇高溫，嚴(yán)重影響了水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定。2000年8月，四川部分地區(qū)持續(xù)20多天最高溫度超過35℃，遇高溫傷害的雜交水稻結(jié)實(shí)率大大下降，嚴(yán)重田塊產(chǎn)量下降50%～80%。2006年四川盆地發(fā)生百年不遇的高溫伏旱，7-9月持續(xù)40多天最高溫度超過35℃，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)20%以上。2013年7月下旬后的高溫干旱，嚴(yán)重影響了四川盆地沿長江流域及附近淺丘和平壩區(qū)水稻灌漿，致使水稻千粒重下降，最終導(dǎo)致水稻不同程度減產(chǎn)。

以往對(duì)高溫影響的研究多集中在高溫對(duì)水稻的傷害、高溫指標(biāo)、高溫發(fā)生規(guī)律與空間分布等方面，對(duì)高溫危害評(píng)估和發(fā)生機(jī)理研究較少［1-2］。但近年來對(duì)這方面加強(qiáng)了研究，如微量元素與植物調(diào)節(jié)劑對(duì)高溫的緩解作用等［3-7］?！笆濉逼陂g，筆者以西南高溫區(qū)水稻生產(chǎn)實(shí)用為目的，從鑒定耐熱品種、農(nóng)藝技術(shù)和植物調(diào)節(jié)劑等方面開展雜交水稻高溫緩解技術(shù)研究，以期為西南高溫常發(fā)區(qū)水稻生產(chǎn)提供防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)支撐。

1　耐熱或較耐熱雜交稻新品種選擇

2011-2015年，筆者利用人工氣候室，在水稻抽穗開花期，大規(guī)模鑒定西南稻區(qū)水稻耐熱性。高溫鑒定試驗(yàn)溫度模式設(shè)定：07∶00-09∶00為34.5℃；09∶00-14∶00為38.0℃；14∶00-16∶00為34.5℃；16∶00-次日07∶00為31.0℃。先后鑒定了311個(gè)雜交水稻品種，耐熱系數(shù)大于0.5的耐熱或較耐熱品種57個(gè)，只占供試品種的18.3%，分別是稻川香858、蓉稻415、泰優(yōu)99、香綠優(yōu)727、宜香4245、內(nèi)香2128、香綠優(yōu)727、內(nèi)香2550、川谷優(yōu)202、蓉18A/HR7308、內(nèi)香7539、蓉18A/川恢航917、蓉18A/R0609、宜香優(yōu)4245、香綠優(yōu)727、川谷優(yōu)918、花香7號(hào)、蓉優(yōu)918、國雜7號(hào)、宜香2084、川農(nóng)優(yōu)華占、Q優(yōu)1號(hào)、奇優(yōu)894、茂優(yōu)601、川優(yōu)3727、準(zhǔn)兩優(yōu)893、C兩優(yōu)華占、豐優(yōu)1號(hào)、內(nèi)5優(yōu)H25、臨秈24、香3301、臨秈21、F173、F171、W-1、宜香優(yōu)5577、樂5優(yōu)2115、內(nèi)香優(yōu)5828、Ⅱ優(yōu)498、蓉優(yōu)1808、渝優(yōu)600、內(nèi)5A/瀘恢132、內(nèi)香1A/瀘恢132、106A/瀘恢132、074a/瀘恢4210、1716A/瀘恢4163、1716A/瀘恢4232、1716A/瀘恢4023、1716A/瀘恢4088、蜀豐A/成恢727、瀘6A/成恢727、川谷A/R1202、川谷A/R1861、樂豐A/天恢918、川谷優(yōu)6684、川谷優(yōu)7329和樂5A/成恢177。各地可選擇產(chǎn)量與品質(zhì)結(jié)合較好，生育期與當(dāng)?shù)刈匀粭l件同步，又已通過國家或省級(jí)審定的品種進(jìn)行示范推廣。

2　雜交水稻緩解高溫農(nóng)藝措施

2.1適齡早栽提早抽穗避高溫

筆者用中秈遲熟組合中生育期中等的岡優(yōu)725與生育期稍遲的Ⅱ優(yōu)838為試驗(yàn)品種進(jìn)行不同移栽期試驗(yàn)，播種期同為3月10日，分3葉、5葉和7葉葉齡移栽。結(jié)果（表1）表明，岡優(yōu)725的抽穗期3葉葉齡和5葉葉齡移栽分別比7葉葉齡移栽早6 d和3 d，Ⅱ優(yōu)838則分別早5 d和3 d；2個(gè)品種結(jié)實(shí)率表現(xiàn)出相同趨勢，早抽穗的結(jié)實(shí)率高于遲抽穗的；不同葉齡移栽處理產(chǎn)量差異不顯著，但適齡早栽有提早抽穗的效果，能避開高溫，提高結(jié)實(shí)率。高溫常發(fā)區(qū)，上年末或當(dāng)年初安排水稻生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格把握“適期早播，適齡早栽”這個(gè)水稻生產(chǎn)避高溫原則。

表1　移栽葉齡對(duì)水稻生育期和產(chǎn)量的影響

表2　不同處理2998A/成恢727產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

表3　氮、水互作對(duì)雜交中稻結(jié)實(shí)率和粒重的影響

2.2肥料運(yùn)籌壯個(gè)體增強(qiáng)耐熱力

筆者在自然條件下進(jìn)行了不同肥料運(yùn)籌試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理：處理1，不施肥（CK）；處理2，N 8 kg/ 667 m2；處理3，N 8 kg/667 m2+P2O54 kg/667 m2+K2O 4 kg/667 m2；處理4，N 7 kg/667 m2+P2O54 kg/667 m2+ K2O 4 kg/667 m2+有機(jī)肥100 kg/667 m2；處理5，N 8 kg/ 667 m2+P2O54 kg/667 m2+K2O 4 kg/667 m2+石灰30 kg/ 667 m2；處理6，N 8 kg/667 m2+P2O54 kg/667 m2+K2O 4 kg/667 m2+硅肥20 kg/667 m2。磷肥、有機(jī)肥、石灰、硅肥均作底肥一次性施入，氮肥按底、蘗比為7∶3施，鉀肥按底、穗比為5∶5施。供試材料為2998A/成恢727（不耐高溫）。7月10日始穗，7月19日齊穗。整個(gè)抽穗期間日最高溫度27.4℃～39.8℃，日平均溫度25.9℃～37.0℃，日平均濕度65.3%～100%，說明試驗(yàn)材料受到了高溫脅迫。從表2可以看出，處理4和處理6的結(jié)實(shí)率分別比處理2高4.95個(gè)和4.39個(gè)百分點(diǎn)，進(jìn)而這2個(gè)處理產(chǎn)量也分別較處理2高4.98%和3.44%；各處理間產(chǎn)量差異產(chǎn)生的原因不是因?yàn)橛行霐?shù)，而是由于結(jié)實(shí)差異導(dǎo)致的每穗實(shí)粒數(shù)差異引起的。試驗(yàn)結(jié)果表明，無機(jī)肥與有機(jī)肥結(jié)合，或者無機(jī)肥與其他微量元素結(jié)合，有利于健壯水稻個(gè)體，提高水稻對(duì)高溫脅迫的承受能力，緩解高溫對(duì)結(jié)實(shí)的傷害。

2.3水肥互作與水稻結(jié)實(shí)率的關(guān)系

以蓉優(yōu)1015為材料，在高溫協(xié)迫條件下，進(jìn)行了水肥互作對(duì)結(jié)實(shí)率的影響試驗(yàn)。缽栽3叢苗。施肥量設(shè)3個(gè)處理（缽施N量）：0 g、4 g和8 g。水分管理設(shè)4個(gè)處理：抽穗開花前6 d排水、抽穗開花前4 d排水、抽穗開花前2 d排水和淺水灌溉（CK）。抽穗開花時(shí)移入人工氣候室進(jìn)行高溫處理。試驗(yàn)結(jié)果（表3）表明，齊穗前2 d排水、齊穗前4 d排水、齊穗前6 d排水的結(jié)實(shí)率均比對(duì)照低。說明水稻抽穗開花期高溫傷害程度與稻田水分多少關(guān)系密切，只要稻田保持一定水層，就可以緩解高溫對(duì)水稻的傷害。這與段驊等［6］的研究結(jié)果有差異。

2.4播種期、密度和肥料及其互作與結(jié)實(shí)率的關(guān)系

以不耐熱品種雜交稻旌優(yōu)127和耐熱品種Ⅱ優(yōu)602為材料，分別于3月6日、3月25日、4月20日、5月4日、5月24日分期播種，采用低密高肥（施純N 14kg/667 m2，0.6萬叢/667 m2）和高密低肥（施純N 7 kg/ 667 m2，1.2萬叢/667 m2）兩種栽培方式。從表4可見，不同播種期處理和不同品種間的產(chǎn)量差異達(dá)顯著水平，不同栽培方式間產(chǎn)量差異不顯著。這結(jié)果說明，即使是熱敏感品種，只要適期早播，合理運(yùn)籌密度與肥料，促進(jìn)其生育進(jìn)程與優(yōu)良生態(tài)條件同步，同樣可達(dá)耐熱品種產(chǎn)量。

表4　各處理的產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)

表5　川谷優(yōu)7329在3個(gè)高溫處理時(shí)期不同硅肥施用量下的產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)

3　微肥與植物生長調(diào)節(jié)劑緩解水稻高溫效果明顯

3.1微肥緩解高溫效果

在高溫脅迫條件下，于孕穗期、抽穗期和齊穗后10 d進(jìn)行施硅處理。從表5可見，3個(gè)時(shí)段的平均結(jié)實(shí)率分別為88.75%、76.5%和89.25%，千粒重分別為29.11 g、31.23 g和30.73 g；以結(jié)實(shí)率和千粒重為指標(biāo)評(píng)判高溫緩解效果，孕穗期施硅＞抽穗期施硅＞齊穗后10 d施硅。孕穗期缽施10 g硅，水稻產(chǎn)量較對(duì)照高9.8%，與吳晨陽等［4］研究結(jié)果一致；抽穗期施硅對(duì)提高結(jié)實(shí)率效果不明顯，但顯著提高千粒重，缽施10 g硅，千粒重達(dá)32.09 g，較對(duì)照高5.14%；齊穗10 d后施硅，對(duì)提高結(jié)實(shí)率、千粒重、產(chǎn)量都沒有明顯效果。

表6　川谷優(yōu)7329在抽穗期高溫處理時(shí)不同微量元素下的產(chǎn)量及其穗粒結(jié)構(gòu)

從表6可以看出，抽穗期噴施磷酸二氫鉀、硫酸鋅和硒Na2SeO3的處理結(jié)實(shí)率分別為84.3%、80.0%和80.3%，千粒重分別為31.04 g、31.55 g和31.48 g。綜合考慮結(jié)實(shí)率和千粒重，水稻高溫緩解效果為磷酸二氫鉀＞硫酸鋅＞硒Na2SeO3。以結(jié)實(shí)率和千粒重為標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判緩解水稻高溫效果，高溫條件下噴施磷酸二氫鉀0.2%、硫酸鋅0.08%和磷酸二氫鉀0.4%+硫酸鋅0.05%對(duì)提高水稻高溫承受力效果較好。

3.2植物生長調(diào)節(jié)劑緩解水稻高溫效果

從表6可見，高溫脅迫條件下噴施S誘抗素后，川谷優(yōu)7329的結(jié)實(shí)率和千粒重分別為87.5%和32.13 g，分別較對(duì)照高12.5個(gè)百分點(diǎn)和5.28%，說明S誘抗素對(duì)緩解水稻高溫有明顯效果。不同噴施濃度間效果差異不顯著，從經(jīng)濟(jì)高效角度考慮，以500倍濃度最佳。

2015年以耐熱品種Ⅱ優(yōu)602和不耐熱品種旌優(yōu)127為材料，在自然條件下分期播種，抽穗開花期噴施S誘抗素1000倍液+磷酸二氫鉀0.2%，噴施清水為對(duì)照。結(jié)果表明，旌優(yōu)127于4月20日播種，7月27日齊穗，遇35℃以上高溫，噴施調(diào)節(jié)劑處理結(jié)實(shí)率87.07%，較噴清水對(duì)照高5.99個(gè)百分點(diǎn)；Ⅱ優(yōu)602于5月4日播種，8月10日齊穗，未遇35℃以上高溫，噴施調(diào)節(jié)劑處理結(jié)實(shí)率為74.85%，較噴清水對(duì)照高11.17個(gè)百分點(diǎn)；旌優(yōu)127于5月4日播種，8月3日齊穗，遇35℃以上高溫，噴施調(diào)節(jié)劑處理結(jié)實(shí)率64.62%，較噴清水對(duì)照高11.27個(gè)百分點(diǎn)?？梢?，高溫條件下噴施調(diào)節(jié)劑能顯著提高水稻結(jié)實(shí)率，對(duì)高溫傷害有緩解效果，且高溫傷害緩解效果表現(xiàn)為熱敏感品種大于耐熱品種。王強(qiáng)等［3］也得出了相同結(jié)論。

4　西南稻區(qū)水稻高溫緩解技術(shù)要點(diǎn)

經(jīng)過較為系統(tǒng)的研究，西南高溫常發(fā)區(qū)水稻高溫緩解技術(shù)要點(diǎn)如下：1）選用優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、耐熱或較耐熱水稻新品種；2）適期早播基礎(chǔ)上，中小苗早栽，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵生育階段與優(yōu)良生態(tài)條件同步，提早抽穗避高溫；3）密肥水合理運(yùn)籌，高密低氮，有機(jī)無機(jī)結(jié)合，大量元素與微量元素結(jié)合，孕穗期、抽穗開花期稻田有水層；4）用微量元素或植物調(diào)節(jié)劑緩解水稻高溫，外源硅可作底肥也可在孕穗期遇高溫時(shí)噴施，可在抽穗開花期遇高溫時(shí)噴施磷酸二氫鉀和S誘抗素。

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Study on High Temperature Mitigation Measures of Rice in Southwest China

XIONG Hong1,2,XU Fuxian1,2,ZHANG Lin1,2,ZHU Yongchuan1,2,GUO Xiaoyi1,2,JIANG Peng1,2,LIU Mao1,2,ZHOU Xingbing1,2,TIAN Shaoping3
（1Rice and Sorghum Research Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Southwest Rice Biology and Genetic Breeding, Ministry of Agriculture,Deyang,Sichuan 618000,China；2Luzhou Branch of National Rice Improvement Center,Luzhou,Sichuan 646100,China；3Suining City Anju District Agricultural Bureau,Suining,Sichuan 625000,China）

The heat resistance of 311 rice cultivars were identified in this paper,and 57 rice cultivars with high heat resistance were selected.Meanwhile,four pot experiments with different heat resistance rice cultivars were conducted,mainly including the effect of early earing of different rice cultivars by early sowing and transplanting,the relationship between fertilizer management and ability of heat resistance,the response of trace elements and plant regulators on rice seed setting rate under high temperature stress.Finally,the author put forward some techniques to relieve the high temperature stress,to guide the rice production of disaster prevention and mitigation in Southwest China.

mitigation measures；trace elements；plant regulators；sowing and transplanting date；rice

S511.048

A

1006-8082（2016）05-0015-05

2016－02－26

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201203029）；水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-01-09B）；糧豐工程