江淮地區(qū)水稻耐熱性鑒定技術研究

張德文 汪婉琳 張偉

摘要 以51個水稻品種為試驗材料，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗方法對2018和2019年安徽省中秈生產(chǎn)試驗的耐熱性進行了鑒定。結果顯示，兩年均以智能玻璃溫室脅迫處理鑒定的結果為最后的耐熱性鑒定結果，2018年的30個供試材料中，僅有1份材料的抗性級別達1級，耐熱性強，占參試品種的3.33%;有3份材料的抗性級別達到3級，耐熱性較強，占參試品種的10.00%;有24份材料的抗性級別為5級，耐熱性一般，占參試品種的80.00%;僅有2份材料的抗性級別為7級，耐熱性較弱，占參試品種的6.67%。2019年的18個供試材料中，也是僅有1份材料的抗性級別達1級，耐熱性強; 3個品種綜合抗性級別達到3級，耐熱性較強;10個品種綜合抗性級別為5級，耐熱性一般;3個品種綜合抗性級別為7級，耐熱性較弱;僅1個材料綜合抗性級別為9級，耐熱性弱。

關鍵詞 水稻;耐熱性;鑒定技術;溫室高溫脅迫;田間自然高溫

Abstract With 51 rice varieties as the test materials， Indica production trial in 2018 and 2019 was carried out to determine the heat resistance under natural high temperature in the field and greenhouse high temperature stress. Results showed that in two years of 2018 and 2019， the results of stress treatment and identification in intelligent glass greenhouse were the final results of heat resistance identification. In 2018， only one of the 30 tested materials had a resistance level of 1， with strong heat resistance， accounting for 3.33% of the tested varieties; 3 materials had a resistance level of 3， with strong heat resistance， accounting for 10.00% of the tested varieties; and 24 materials had a resistance level of 5， accounting for 80.00% of the tested varieties; the resistance level of only 2 materials was 7， and the heat resistance was weak， accounting for 6.67% of the tested varieties. Among the 18 materials tested in 2019， only 1 of them had a resistance level of 1 with strong heat resistance; 3 varieties had a comprehensive resistance level of 3 with strong heat resistance; 10 varieties had a comprehensive resistance level of 5 with general heat resistance; 3 varieties had a comprehensive resistance level of 7 with weak heat resistance; only 1 material had a comprehensive resistance level of 9 with weak heat resistance.

Key words Rice;Heat tolerance;Identification technology;Greenhous high temperature stress;Natural high temperature in the field

水稻是我國主要的糧食作物之一，我國水稻種植面積3 000萬hm2左右，年產(chǎn)稻谷2億t以上，糧食產(chǎn)量相對穩(wěn)定[1]。近年來，工業(yè)化程度加劇及人類活動的增加導致全球氣溫逐漸上升，高溫熱害天氣頻繁發(fā)生[2]。我國長江流域每年都會出現(xiàn)持續(xù)性的高溫天氣，這給雜交水稻的生產(chǎn)造成了嚴重危害[3]。2006年江淮地區(qū)和江蘇南京地區(qū)再次受到了高溫熱害，水稻受災面積達6.67萬hm2[4]。2013年7月23日—8月18日，安徽省江淮地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)27 d以上日最高氣溫在35 ℃以上的高溫天氣[5]。2017年7月14—29日、8月3—7日出現(xiàn)了2輪連續(xù)的高溫天氣，日均溫在32.01～34.93 ℃，日最高溫在36.60～40.90 ℃;此時正值水稻的孕穗期和抽穗揚花期，安徽省水稻受災面積達20.00萬～26.67萬hm2。安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所通過10年來的研究，在水稻耐熱性鑒定技術及耐熱性技術研究方面取得了階段性的成果。鑒于此，筆者以51個水稻品種為試驗材料，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗方法對2018和2019年水稻抽穗揚花期的耐熱性進行鑒定[6]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗共采用51個水稻品種，其中豐兩優(yōu)4號、徽兩優(yōu)6號、鹽恢559為對照，2018年選用32個水稻品種，2019年選用20個水稻品種。

1.2 試驗方法 2018—2019年，在安徽省種子管理總站的支持下，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗方法對供試品種抽穗揚花期的耐熱性進行鑒定。

1.2.1 利用田間自然高溫進行鑒定。利用江淮地區(qū)7月中旬—8月中旬的自然高溫條件，采用分期播種方法進行田間自然鑒定。試驗材料濕潤育秧，大田人工栽插，每個品種分3期;播種時間安排在4月15日—5月5日，每期間隔10 d，5葉期左右移栽，栽插規(guī)格為16.7 cm×26.7 cm，每個品種栽3×10株，單本栽插，肥水管理和病蟲防治按照常規(guī)大田生產(chǎn)進行。大田溫度、濕度利用DSR-TH數(shù)字化溫濕度記錄儀（購自ZOGLAB Microsystem Co.， Ltd.），每5 min進行1次實時記錄。水稻抽穗時，按見穗期對分蘗分別掛牌;成熟時按見穗期不同將掛牌分蘗進行分類，分別考察結實率[7]。

1.2.2 利用智能溫室高溫脅迫進行鑒定。

1.2.2.1 樣本種植。在智能溫室內(nèi)進行高溫脅迫處理，于5月5日播種，5葉期左右移栽，每個品種栽4盆（選用直徑30 cm、高20 cm的塑料盆，每盆裝1 kg基質(zhì)+3 kg自然風干土），秧齡25 d左右，每盆栽4株。

1.2.2.2 高溫脅迫處理。選取當天開始抽穗一致的單穗，掛牌標記;每日09∶30前將處于同一時期的2盆樣本移入智能溫室，連續(xù)在溫室內(nèi)進行5 d高溫脅迫處理，每天處理5 h，滿足水稻品種耐熱性鑒定所需的高溫條件。處理后第6天09∶30前，將所有處理后的樣本移出溫室，在自然條件下生長至成熟。另外2盆在自然條件下生長，作為對照處理。高溫處理結束后，所有植株在自然條件下生長至成熟。

1.2.2.3 溫度與時間。41.0 ℃≥Tmax≥39.0 ℃且Tmin≥29.0 ℃，或Tave≥33.0 ℃，各時間段的溫度設置如下：07：01—09：30為32.5 ℃，09：31—14：30為40.0 ℃， 14：31—17：00為36.5 ℃，17：01—21：00為32.0 ℃，21：01—7：00為 29.0 ℃，其中滯回溫度為1.0 ℃。

1.2.2.4 濕度。相對濕度控制在60%～70%。

1.2.3 性狀考察及耐熱性評價。

1.2.3.1 田間自然高溫條件下供試材料性狀考察及耐熱性評價。對于利用田間自然高溫進行鑒定的材料，根據(jù)DSR-TH數(shù)字化溫濕度記錄儀實時記錄的大田溫度數(shù)據(jù)確定高溫脅迫、常溫條件下的結實率。以見穗期日均溫在32 ℃以上、最高溫在35 ℃以上且持續(xù)時間在5 d以上為受到高溫脅迫的標準，并以這部分分蘗的平均結實率作為高溫脅迫條件下的結實率;以其他非高溫時間段的最高結實率為常溫條件下的結實率。大田條件下耐熱性的評價采用相對耐熱系數(shù)HT（供試材料與耐高溫對照品種在高溫條件下的結實率比值）指標進行衡量;其中耐高溫對照品種應選用生產(chǎn)上的主推品種，其適溫結實率≥85%、田間高溫結實率≥70%、溫室高溫結實率≥50%，江淮地區(qū)耐高溫試驗材料以豐兩優(yōu)4號為對照品種。

1.2.3.2 溫室高溫肋迫條件下供試材料性狀考察及耐熱性評價。智能溫室高溫處理后的材料在抽穗20 d后，從每個品種高溫處理和自然生長的樣本中各取20個單穗，調(diào)查其結實率。溫室條件下耐熱性評價也采用相對耐熱系數(shù)HT（供試材料與耐高溫對照品種在高溫條件下的結實率比值）。

1.2.3.3 供試材料耐熱性綜合評價。

（1）相對耐熱系數(shù)（HT）。計算公式如下：

式中，HTX為鑒定品種高溫結實率，單位%;HTCK為耐熱對照品種高溫結實率，單位%。

（2） 分級標準。對供試材料的開花期耐熱性綜合評價以2種條件（大田條件和盆栽條件）下相對耐熱系數(shù)的最低值（即綜合相對耐熱系數(shù)）為評價指標;并按表1的分級標準對供試品種的開花期耐熱抗性進行分級（1、3、5、7、9）。

2 結果與分析

2.1 2018年安徽中秈品種耐熱性鑒定試驗結果

2018年由于在江淮地區(qū)沒有持續(xù)5 d以上、平均溫度33 ℃（最高溫度39 ℃）以上的高溫天氣出現(xiàn)，所以根據(jù)水稻耐熱性鑒定流程和鑒定標準，當年只能以智能玻璃溫室脅迫處理鑒定的結果為最后的耐熱性鑒定結果。

2018年試驗中所用的高溫敏感型對照徽兩優(yōu)6號在智能玻璃溫室條件下常溫結實率為89.60%，高溫結實率僅為31.23%;與耐高溫對照豐兩優(yōu)4號相比，其耐熱性鑒定級別為7級（表2），說明徽兩優(yōu)6號耐高溫性較弱，這與該品種在實踐生產(chǎn)中的耐熱性表現(xiàn)相一致。

綜合試驗中供試水稻材料考種數(shù)據(jù)，耐熱性鑒定結果如下：在30個供試材料中（對照除外），僅有1份材料18SB04的抗性級別達1級，耐熱性強，占參試品種的3.33%;有3份材料（18SB14、18SB19和18SB25）的抗性級別達到3級，耐熱性較強，占參試品種的10.00%;有24份材料（18SB01、18SB02、18SB03、18SB05、18SB06、18SB07、18SB08、18SB09、18SB10、18SB11、18SB13、18SB15、18SB17、18SB18、18SB20、18SB21、18SB22、18SB23、18SB24、18SB26、18SB27、18SB28、18SB29和18SB30）的抗性級別為5級（Ⅱ優(yōu)838的抗性級別也為5級），耐熱性一般，占參試品種的80.00%;僅有2份材料（18SB12和18SB16）的抗性級別為7級，耐熱性較弱，占參試品種的6.67%;沒有1份材料的抗性級別為9級（表2）。

2.2 2019年安徽中秈品種耐熱性鑒定試驗結果

2019年在江淮地區(qū)依然沒有出現(xiàn)連續(xù)5 d平均溫度達到33 ℃（最高溫度39 ℃）以上的高溫天氣，因此鑒定結果仍然以智能溫室脅迫處理為準。2019年試驗中所用的耐熱對照品種豐兩優(yōu)4號的表現(xiàn)為：未經(jīng)高溫處理的結實率為90.0%，經(jīng)過高溫處理的結實率僅為65.3%。高溫敏感型對照改用鹽恢559，其表現(xiàn)為：未經(jīng)高溫處理的結實率為88.9%，經(jīng)過高溫處理的結實率僅為26.9%;與耐高溫對照豐兩優(yōu)4號相比，其耐熱性鑒定級別為9級，說明耐高溫性很差，這與該品種在生產(chǎn)實踐中的耐熱性表現(xiàn)相一致。

根據(jù)供試水稻材料玻璃溫室模擬高溫條件下的考種數(shù)據(jù)，水稻品種耐熱性鑒定結果如下：在中秈遲熟組18個品種中，9SBCR10耐熱性優(yōu)于對照豐兩優(yōu)4號，綜合抗性級別達到1級，耐熱性強;9SBCR07、9SBCR09、9SBCR04共3個品種綜合抗性級別達到3級，耐熱性較強;9SBCR17、9SBCR11、9SBCR03、9SBCR05、9SBCR06、9SBCR14、9SBCR18、9SBCR12、9SBCR08、9SBCR16共10個品種綜合抗性級別為5級，耐熱性一般;9SBCR01、9SBCR02、9SBCR13共3個品種綜合抗性級別為7級，耐熱性較弱;9SBCR15綜合抗性級別為9級，耐熱性弱（表3）。

3 小結

2019年下半年安徽省農(nóng)業(yè)科學院邀請全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心和安徽省種子管理總站等相關專家對“一季秈稻品種耐熱性鑒定技術規(guī)程”進行了專家論證，認為該技術規(guī)程科學可行，安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所將從2020年正季開始正式對企業(yè)開展中稻秈稻品種的耐熱性鑒定工作;課題組申報的安徽省“一季秈稻品種耐熱性鑒定技術規(guī)程”地方標準也獲得評審通過，于2020年1月25日實施，標準號DB34/T 3484—2019。

鑒定一個水稻品種的耐熱性時，高溫處理時期是一個重要的影響因素，除了抽穗揚花期遇高溫對水稻結實率影響較大之外，孕穗期與灌漿期遇高溫對結實率也有一定的影響[8-9]，但由于這2個時期影響程度沒有抽穗揚花期對結實率表現(xiàn)明顯，且抽穗期鑒定時抽穗時期不容易界定，因此作為水稻耐熱性鑒定的方法，選用處理時期為抽穗揚花期較為適宜。其次，秈稻與粳稻對高溫敏感程度差異[10]、晝夜溫差對于水稻高溫熱害的影響等耐熱性技術方向的研究，特別是處理時期、濕度對于水稻高溫熱害的影響等問題還需要開展進一步研究。

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