高溫熱害對水稻生長的影響及應對措施

李正喜 紀宗銳

摘? 要：近年來，在全球氣候變暖的大趨勢下，壽縣每年7—8月時常發(fā)生連續(xù)的高溫天氣，對當?shù)厮旧L產(chǎn)生了不利影響，降低了水稻產(chǎn)量及品質。該文結合壽縣水稻生產(chǎn)實際，分析了高溫熱害對水稻生長的影響以及水稻發(fā)生高溫熱害的生理機理，提出包括選擇對高溫耐受能力強及遺傳性狀穩(wěn)定的水稻品種、加強健身栽培管理、結合當年的氣候條件科學安排播種時間、實施人工輔助授粉等應對措施，以期為緩解水稻高溫熱害提供參考。

關鍵詞：高溫熱害;水稻;生理機理;應對措施

中圖分類號 S511文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）08-0033-02

近1個世紀以來，社會經(jīng)濟快速發(fā)展，人類活動頻繁，給自然環(huán)境帶來了巨大影響，再加上自然環(huán)境的波動等多種因素的影響，導致全球氣候逐漸變暖，且呈日趨加重態(tài)勢[1]。研究表明，在頻繁的人類活動排放的溫室氣體等的作用下，預計在2100年全球地表溫度平均值將比1990年高1.4～5.8℃，在此基礎上極端高溫發(fā)生的頻率也逐漸增加，預計未來夏季高溫情況發(fā)生的頻率較高。

極端高溫對水稻的生長發(fā)育不利，明顯抑制水稻結實，降低產(chǎn)量。研究表明，在高溫條件下，溫度每升高1℃，水稻產(chǎn)量減幅達到10%左右，尤其是在水稻結實關鍵期，因此要重視水稻生產(chǎn)過程中高溫熱害的危害。壽縣地處淠史杭灌區(qū)下游地區(qū)，氣候、資源等條件均適合發(fā)展種植水稻等作物，水稻常年種植面積超過11.33萬hm2。近些年來，隨著全球氣候變暖，壽縣每年7～8月都會出現(xiàn)超過39℃的極端高溫情況，此時水稻處于孕穗、抽穗關鍵期，時常發(fā)生的高溫熱害是制約當?shù)厮旧a(chǎn)的主要氣象災害之一。

1 高溫熱害對水稻生長的影響

水稻生長的不同階段對溫度的要求有所不同，溫度過高不利于水稻的生長發(fā)育[1]。在水稻抽穗至揚花期，最佳溫度為25～30℃，溫度過高，則會降低籽粒千粒重，出現(xiàn)大量的癟粒、空粒等。在水稻揚花期，溫度過高，則會嚴重損傷水稻的雄性生殖器官，造成其退化，影響授粉，增加空癟粒;在水稻灌漿期，最佳溫度為21～25℃，溫度過高，則會降低籽粒的飽滿度，使稻米品質降低。此外，高溫熱害對水稻生長的影響還表現(xiàn)為催熟作用明顯，在高溫作用下，有些水稻品種抽穗提前，成熟期提前，稻米品質降低。

2 水稻發(fā)生熱害的生理機理分析

水稻高溫熱害目前被普遍定義為處于孕穗后期到抽穗揚花期這段時間內水稻生長發(fā)育因高溫而受到的抑制作用，最終造成水稻減產(chǎn)。對于單季稻，一般在7月下旬到8月上旬遇到連續(xù)日均溫大于30℃、相對濕度低于70%的天氣情況就會發(fā)生高溫熱害[3]。在水稻生長發(fā)育的不同時期，高溫熱害對其影響程度也有所不同，水稻生長對高溫敏感度高的時期主要包括減數(shù)分裂期、開花期、灌漿期。減數(shù)分裂期如果遇到高溫氣候條件，則水稻的穎花數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均降低;抽穗到剛灌漿這段時間如果遇到高溫氣候，則水稻的結實會受到抑制，千粒重有所降低，最終造成減產(chǎn);水稻進入穗分化期后，如果遇到高于35℃的高溫天氣，則會影響水稻花藥的開裂率，縮短花粉壽命，降低花粉受精率，最終降低水稻的結實率;水稻進入灌漿結實期后如果遇到高溫，則會阻礙籽粒干物質的積累，出現(xiàn)大量的空粒、癟粒，且過高的溫度還會加快籽粒灌漿速度，積累的復合淀粉排列不緊密，顆粒之間充氣，最終影響米質的堊白度、堊白米率等指標，降低稻米品質。

目前評判高溫熱害災害的指標多為溫度以及高溫持續(xù)的時間[3]。不同水稻品種，對高溫熱害的耐受能力有所不同，面對高溫熱害產(chǎn)生的影響也表現(xiàn)出不同程度的差異。相對于粳稻而言，秈稻耐高溫能力更強。不同時期水稻耐高溫能力也有不同，因此制定出的高溫熱害指標也有所差別。目前從分子水平對高溫熱害下水稻的受害機理進行分析的研究相對較少，今后可從高溫條件下水稻基因表達調控機制方面開展分析研究，以更深入地揭示水稻在高溫條件下的響應機制。

3 水稻高溫熱害的應對措施

3.1 選擇對高溫耐受能力強、遺傳性狀穩(wěn)定的水稻品種 不同的水稻品種對高溫的耐受能力有所不同。在壽縣連續(xù)高溫條件下，一般熟期中等或者偏早的品種受害程度最重，而熟期相對較遲的品種受害程度也相對較輕，結實率高。因此可選擇耐熱能力強、熟期中等、通過國審或安徽審定適宜在當?shù)胤N植的水稻品種，如Y兩優(yōu)1928、荃兩優(yōu)絲苗、晶兩優(yōu)華占、Y兩優(yōu)5867、望兩優(yōu)1133、徽兩優(yōu)001、N兩優(yōu)1號等。

近些年來，隨著分子標記技術的快速發(fā)展，其在水稻育種中得到了較為廣泛的應用。如可以將耐熱基因導入到具有大穗、高產(chǎn)優(yōu)勢的水稻品種中，提高水稻對高溫的耐受能力，降低高溫熱害對其生長的不利影響，有助于在高溫條件下保持水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)優(yōu)勢;也可以將某些讓水稻在清晨提前開花的早花基因導入到水稻植株內，促使水稻開花時間與高溫時段避開。目前日本與國際水稻研究所的研究人員將從野生稻中提取的EMF早花基因導入到水稻中，對緩解水稻遭受高溫熱害、提高結實率有著積極的作用;還可以結合水稻對高溫最為敏感的結實期等階段進行耐高溫水稻品種的篩選。

3.2 加強健身栽培管理 良好的田間微環(huán)境可以為水稻生長提供良好的條件，使水稻生長健壯，提高其自身的抗逆性，一定程度上有助于減弱高溫熱害造成的不利影響。可通過合理控制水稻的栽植密度、優(yōu)化田間水分管理、適當控制氮肥施用量等，創(chuàng)建出一個結構合理、通風透氣性良好的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)群體，對高溫脅迫的危害有著很好的緩解作用。有學者在田間設置了不同株行距，比較了不同情況下水稻田內的微環(huán)境變化，結果發(fā)現(xiàn)寬行距可明顯降低田間溫度、濕度，分析其原因主要在于此種植模式下水稻群體內透氣性更好，氣候交換更為順暢，因此在確保田間穗數(shù)充足的基礎上控制適宜株行距對緩解高溫熱害造成的危害有著明顯的作用。對田間水分輕度干濕交替管理，灌漿到乳熟期保持干干濕濕，以濕為主，先灌淺水，待水自然落干后2d左右再灌水，水稻進入黃熟期后灌淺水，之后自然落干，3～4d后再灌水，黃熟末期灌“跑馬水”，以顯著降低稻田內水稻冠層的濕度，緩解高溫危害，提高水稻的產(chǎn)量及品質;如果遇到較長時間的高溫熱害，可以在水稻田間灌深水，條件允許的情況下可以白天灌水，晚上排走，或者一直灌“跑馬水”，有很好的降溫作用，還可以對準水稻植株噴水，以迅速降低穗層的溫度（一般可降低4～5℃）?？刂频实倪^量施入，避免水稻植株長勢過旺，在稻田內形成良好的微氣候條件，提高水稻植株的光合效率、蒸騰速率，降低稻田內的溫度，減緩高溫熱害;根外適當噴施磷酸二氫鉀（0.2%）或者過磷酸鈣（3%）等溶液，以提高水稻植株的抗高溫能力;如果水稻受到較輕程度的高溫熱害，為了提高水稻的結實率，可以在水稻破口前追施尿素45kg/hm2。此外，田間管理中還要加強病蟲害的防治，尤其是紋枯病、稻飛虱、稻瘟病、稻縱卷葉螟等。

3.3 科學安排播種時間 近年來，壽縣地區(qū)的高溫一般都在7月下旬到8月上旬發(fā)生。隨著氣象部門預測預報水平的不斷提高，其對天氣的預測精準度越來越高，可在此基礎上結合水稻品種的特性等科學安排播種時間，再通過加強水分管理、科學施肥等健身栽培管理措施，適當控制水稻生育階段，將水稻生育期中對溫度敏感的關鍵期與當?shù)氐母邷貢r段錯開，有效緩解高溫熱害。不同的水稻品種生育期特性有所區(qū)別，要結合其生育期等特性確定播種時間，如生育期在138～140d的水稻品種，壽縣地區(qū)建議安排在5月5日～25日播種，生育期小于135d的水稻品種，可適當推遲5d左右播種;如果生育期大于145d，則播期適當提前5d左右，但水稻播種時間不能早于5月1日，亦不能遲于5月15日。

3.4 實施人工輔助授粉措施 高溫條件下水稻結實率不高的主要原因之一在于花藥開裂受阻、柱頭花粉量不足，因此提高水稻授粉率的一個重要措施就是人工輔助授粉。高溫條件下，花藥開裂受到阻礙，花藥散粉時間有所推后，降低了自然授粉率。人工輔助授粉過程中通過“趕粉”可讓花粉提前散落，提高柱頭的受精率。

參考文獻

[1]強惠蔥，陳正發(fā)，強剛.高溫熱害對繁昌縣水稻生產(chǎn)的影響及防御補救措施[J].農(nóng)技服務，2007，24（6）：59-60.

[2]譚詩琪，申雙和，鄧麗蓉.高溫熱害對水稻生長的影響及其應對措施[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2016，55（7）：1633-1636.

[3]楊太明.江淮之間夏季高溫熱害對水稻生長的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2007（27）：8530-8531.

（責編：徐世紅）