高溫和肥水調(diào)控對川東南雜交水稻結(jié)實率的影響

徐富賢 張林* 熊洪* 周興兵 朱永川 蔣鵬 劉茂 郭曉藝

（1 四川省農(nóng)業(yè)科學院水稻高粱研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，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；第一作者：Xu6501@163.com；*通訊作者）

在全球氣候變暖的大環(huán)境下，極端天氣頻繁發(fā)生，高溫已經(jīng)成為制約水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素[1-3]，特別是抽穗開花期的極端高溫造成水稻結(jié)實率顯著下降而大幅度減產(chǎn)[4-5]。如以種植雜交中秈遲熟品種（組合）為主的四川盆地東南部高溫伏旱區(qū)，抽穗期極端高溫傷害影響水稻開花授精，導致空秕粒增加，最終造成大幅度減產(chǎn)甚至絕收[6]，但品種間耐高溫能力差異較大[7]。因此，作者近期開展了水稻耐高溫緩解技術(shù)研究，以期為該區(qū)水稻抗逆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

試驗在四川省農(nóng)業(yè)科學院水稻高粱研究所瀘縣基地的智能人工氣候室（溫度精確度±0.5℃）進行。采用缽栽試驗，缽栽土壤取自稻田干土，先將取回干土在曬場整細混勻后等量裝入缽內(nèi)。

1.1 不同溫度條件下的結(jié)實率比較試驗

以G優(yōu)802、2998A/R727、Ⅱ優(yōu)602和Q優(yōu)6號4個雜交中稻組合為材料，3月5日播種，地膜培育中苗秧。4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。于孕穗期和抽穗期分別在人工氣候室28℃、33℃、38℃的3種全天恒溫（相對濕度均為85%）條件下處理3 d，施氮按12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每個雜交組合處理5缽，成熟期每缽單收，考查結(jié)實率。

1.2 肥水調(diào)控對高溫影響的緩解試驗

1.2.1 施氮量與耐高溫的關(guān)系

表1 人工氣候室溫度與濕度設(shè)置

以雜交中稻組合岡優(yōu)169為材料，3月5日播種，地膜培育中苗秧。4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。設(shè)6個施氮水平（折合純氮量0、4、8、12、16、20 kg/667 m2），其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每處理栽8～10缽，始穗期每處理選擇生長基本一致的5缽，移至人工氣候室進行高溫處理5 d（表1），高溫處理期間保持淺水層。處理結(jié)束后將盆缽移至田間。

高溫處理前1 d測倒1葉、倒2葉、倒3葉、倒4葉的葉綠素含量（SPAD值），成熟期每缽單收，考查結(jié)實率，并計算耐高溫指數(shù)。耐高溫指數(shù)=高溫處理結(jié)實率/常溫處理結(jié)實率。

1.2.2 土壤含水量與耐高溫的關(guān)系

以雜交中稻組合2998A/R727為材料，4月20日播種，4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。分別于抽穗前0、2、4、6、8 d排干盆缽內(nèi)的水分，以保持淺水層為CK。施氮量按純氮12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每處理栽8～10缽，始穗期每處理選擇生長基本一致的5缽，移至人工氣候室進行高溫處理5 d（表1）。高溫處理期間于每天16∶00時，利用TZS-IIW型土壤水分溫度測量儀測土壤含水量，然后每缽均加入300 mm的水，作為土壤水分蒸發(fā)量的補充。以5 d平均含水量作為各試驗處理的含水量。處理結(jié)束后將盆缽移至田間，保持淺水層。成熟期每缽單收，考查結(jié)實率。

表2 不同溫度條件下的結(jié)實率表現(xiàn)（單位：%）

表3 施氮量與耐高溫的關(guān)系

表4 土壤含水量與高溫下結(jié)實率關(guān)系

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度條件對結(jié)實率的影響

從表2可以看出，與28℃下正常結(jié)實率相比，孕穗期33℃下結(jié)實率降低8.32%，抽穗期降低56.21%；38℃下孕穗期和抽穗期結(jié)實率分別降低79.37%和91.91%。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，高溫處理期的有效穗數(shù)已確定，對千粒重影響較小。因此，高溫對產(chǎn)量的損失程度，基本為結(jié)實率的損失度。從大致情況看，孕穗期33℃高溫平均產(chǎn)量損失在10%以內(nèi)，抽穗期33℃高溫產(chǎn)量損失在65%左右；孕穗期和抽穗期38℃高溫產(chǎn)量損失分別在80%和90%左右。不同雜交組合間差異較大。

2.2 肥水調(diào)控對高溫影響的緩解作用

2.2.1 施氮量與耐高溫的關(guān)系

從表3可見，高溫處理前葉片SPAD值與施氮量呈極顯著正相關(guān)，而高溫處理下結(jié)實率和耐高溫指數(shù)又分別與高溫處理前葉片SPAD值呈顯著正相關(guān)，如施氮20 kg/667 m2處理比施氮4～12 kg/667 m2的處理結(jié)實率高10個百分點以上。因此，適當提高施氮量有利于減少高溫對產(chǎn)量造成的損失。

2.2.2 土壤含水量與耐高溫的關(guān)系

從表4可見，處理前排水越早土壤含水量越低，而土壤含水量又與高溫處理下的結(jié)實率呈正相關(guān)，如高溫處理下保持淺水層的結(jié)實率比干旱8 d的處理高24.01個百分點。因此，在高溫條件下，稻田保持淺水層有顯著的緩解高溫損失的作用。

3 討論

譚中和等[5]指出，川東南高溫伏旱區(qū)，規(guī)律性的高溫發(fā)生在7月下旬至8月上旬，栽培措施上通過適期早播早栽，將雜交中秈的齊穗期提早到7月上旬以前而避開高溫危害，是解決開花期高溫傷害的最佳途徑。盛婧等[8]認為，長江流域水稻播種期安排在5月20日之后可避免抽穗期高溫危害，增施穗肥能有效延遲抽穗期。朱興明等[9]認為，通過栽培方式改善大田植株的通風透光條件，有利于緩解開花期高溫傷害。從近幾年高溫出現(xiàn)的時間來看，有提早的趨勢[10]，但也有推遲的年份，如2011年川東南的極端高溫天氣推遲到了8月中下旬。表明僅通過提早抽穗期避開高溫危害并不十分保險，若加上選用耐高溫能力強的組合則更穩(wěn)妥。

本研究結(jié)果表明，日均溫33℃以上對川東南雜交水稻結(jié)實率的顯著影響，38℃的影響更大；孕穗期受高溫影響明顯比抽穗期小，33℃下孕穗期高溫產(chǎn)量損失在10%以內(nèi)，抽穗期高溫產(chǎn)量損失在65%左右，在38℃下孕穗期高溫和抽穗期高溫的產(chǎn)量損失分別在80%和90%左右。在高溫條件下，植株葉綠素含量和土壤相對持水量分別與高溫下的結(jié)實率呈顯著或極顯著正相關(guān)，提高植株的營養(yǎng)水平和稻田保持淺水層，有顯著緩解高溫造成產(chǎn)量損失的作用。