高温热害对水稻生长的影响及应对措施
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摘 要：近年来，在全球气候变暖的大趋势下，寿县每年7—8月时常发生连续的高温天气，对当地水稻生长产生了不利影响，降低了水稻产量及品质。该文结合寿县水稻生产实际，分析了高温热害对水稻生长的影响以及水稻发生高温热害的生理机理，提出包括选择对高温耐受能力强及遗传性状稳定的水稻品种、加强健身栽培管理、结合当年的气候条件科学安排播种时间、实施人工辅助授粉等应对措施，以期为缓解水稻高温热害提供参考。
关键词：高温热害;水稻;生理机理;应对措施
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）08-0033-02
近1个世纪以来，社会经济快速发展，人类活动频繁，给自然环境带来了巨大影响，再加上自然环境的波动等多种因素的影响，导致全球气候逐渐变暖，且呈日趋加重态势[1]。研究表明，在频繁的人类活动排放的温室气体等的作用下，预计在2100年全球地表温度平均值将比1990年高1.4～5.8℃，在此基础上极端高温发生的频率也逐渐增加，预计未来夏季高温情况发生的频率较高。
极端高温对水稻的生长发育不利，明显抑制水稻结实，降低产量。研究表明，在高温条件下，温度每升高1℃，水稻产量减幅达到10%左右，尤其是在水稻结实关键期，因此要重视水稻生产过程中高温热害的危害。寿县地处淠史杭灌区下游地区，气候、资源等条件均适合发展种植水稻等作物，水稻常年种植面积超过11.33万hm2。近些年来，随着全球气候变暖，寿县每年7～8月都会出现超过39℃的极端高温情况，此时水稻处于孕穗、抽穗关键期，时常发生的高温热害是制约当地水稻生产的主要气象灾害之一。
1 高温热害对水稻生长的影响
水稻生长的不同阶段对温度的要求有所不同，温度过高不利于水稻的生长发育[1]。在水稻抽穗至扬花期，最佳温度为25～30℃，温度过高，则会降低籽粒千粒重，出现大量的瘪粒、空粒等。在水稻扬花期，温度过高，则会严重损伤水稻的雄性生殖器官，造成其退化，影响授粉，增加空瘪粒;在水稻灌浆期，最佳温度为21～25℃，温度过高，则会降低籽粒的饱满度，使稻米品质降低。此外，高温热害对水稻生长的影响还表现为催熟作用明显，在高温作用下，有些水稻品种抽穗提前，成熟期提前，稻米品质降低。
2 水稻发生热害的生理机理分析
水稻高温热害目前被普遍定义为处于孕穗后期到抽穗扬花期这段时间内水稻生长发育因高温而受到的抑制作用，最终造成水稻减产。对于单季稻，一般在7月下旬到8月上旬遇到连续日均温大于30℃、相对湿度低于70%的天气情况就会发生高温热害[3]。在水稻生长发育的不同时期，高温热害对其影响程度也有所不同，水稻生长对高温敏感度高的时期主要包括减数分裂期、开花期、灌浆期。减数分裂期如果遇到高温气候条件，则水稻的颖花数、千粒重、产量均降低;抽穗到刚灌浆这段时间如果遇到高温气候，则水稻的结实会受到抑制，千粒重有所降低，最终造成减产;水稻进入穗分化期后，如果遇到高于35℃的高温天气，则会影响水稻花药的开裂率，缩短花粉寿命，降低花粉受精率，最终降低水稻的结实率;水稻进入灌浆结实期后如果遇到高温，则会阻碍籽粒干物质的积累，出现大量的空粒、瘪粒，且过高的温度还会加快籽粒灌浆速度，积累的复合淀粉排列不紧密，颗粒之间充气，最终影响米质的垩白度、垩白米率等指标，降低稻米品质。
目前评判高温热害灾害的指标多为温度以及高温持续的时间[3]。不同水稻品种，对高温热害的耐受能力有所不同，面对高温热害产生的影响也表现出不同程度的差异。相对于粳稻而言，籼稻耐高温能力更强。不同时期水稻耐高温能力也有不同，因此制定出的高溫热害指标也有所差别。目前从分子水平对高温热害下水稻的受害机理进行分析的研究相对较少，今后可从高温条件下水稻基因表达调控机制方面开展分析研究，以更深入地揭示水稻在高温条件下的响应机制。
3 水稻高温热害的应对措施
3.1 选择对高温耐受能力强、遗传性状稳定的水稻品种 不同的水稻品种对高温的耐受能力有所不同。在寿县连续高温条件下，一般熟期中等或者偏早的品种受害程度最重，而熟期相对较迟的品种受害程度也相对较轻，结实率高。因此可选择耐热能力强、熟期中等、通过国审或安徽审定适宜在当地种植的水稻品种，如Y两优1928、荃两优丝苗、晶两优华占、Y两优5867、望两优1133、徽两优001、N两优1号等。
近些年来，随着分子标记技术的快速发展，其在水稻育种中得到了较为广泛的应用。如可以将耐热基因导入到具有大穗、高产优势的水稻品种中，提高水稻对高温的耐受能力，降低高温热害对其生长的不利影响，有助于在高温条件下保持水稻的高产稳产优势;也可以将某些让水稻在清晨提前开花的早花基因导入到水稻植株内，促使水稻开花时间与高温时段避开。目前日本与国际水稻研究所的研究人员将从野生稻中提取的EMF早花基因导入到水稻中，对缓解水稻遭受高温热害、提高结实率有着积极的作用;还可以结合水稻对高温最为敏感的结实期等阶段进行耐高温水稻品种的筛选。
3.2 加强健身栽培管理 良好的田间微环境可以为水稻生长提供良好的条件，使水稻生长健壮，提高其自身的抗逆性，一定程度上有助于减弱高温热害造成的不利影响。可通过合理控制水稻的栽植密度、优化田间水分管理、适当控制氮肥施用量等，创建出一个结构合理、通风透气性良好的高产稳产群体，对高温胁迫的危害有着很好的缓解作用。有学者在田间设置了不同株行距，比较了不同情况下水稻田内的微环境变化，结果发现宽行距可明显降低田间温度、湿度，分析其原因主要在于此种植模式下水稻群体内透气性更好，气候交换更为顺畅，因此在确保田间穗数充足的基础上控制适宜株行距对缓解高温热害造成的危害有着明显的作用。对田间水分轻度干湿交替管理，灌浆到乳熟期保持干干湿湿，以湿为主，先灌浅水，待水自然落干后2d左右再灌水，水稻进入黄熟期后灌浅水，之后自然落干，3～4d后再灌水，黄熟末期灌“跑马水”，以显著降低稻田内水稻冠层的湿度，缓解高温危害，提高水稻的产量及品质;如果遇到较长时间的高温热害，可以在水稻田间灌深水，条件允许的情况下可以白天灌水，晚上排走，或者一直灌“跑马水”，有很好的降温作用，还可以对准水稻植株喷水，以迅速降低穗层的温度（一般可降低4～5℃）。控制氮肥的过量施入，避免水稻植株长势过旺，在稻田内形成良好的微气候条件，提高水稻植株的光合效率、蒸腾速率，降低稻田内的温度，减缓高温热害;根外适当喷施磷酸二氢钾（0.2%）或者过磷酸钙（3%）等溶液，以提高水稻植株的抗高温能力;如果水稻受到较轻程度的高温热害，为了提高水稻的结实率，可以在水稻破口前追施尿素45kg/hm2。此外，田间管理中还要加强病虫害的防治，尤其是纹枯病、稻飞虱、稻瘟病、稻纵卷叶螟等。
3.3 科学安排播种时间 近年来，寿县地区的高温一般都在7月下旬到8月上旬发生。随着气象部门预测预报水平的不断提高，其对天气的预测精准度越来越高，可在此基础上结合水稻品种的特性等科学安排播种时间，再通过加强水分管理、科学施肥等健身栽培管理措施，适当控制水稻生育阶段，将水稻生育期中对温度敏感的关键期与当地的高温时段错开，有效缓解高温热害。不同的水稻品种生育期特性有所区别，要结合其生育期等特性确定播种时间，如生育期在138～140d的水稻品种，寿县地区建议安排在5月5日～25日播种，生育期小于135d的水稻品种，可适当推迟5d左右播种;如果生育期大于145d，则播期适当提前5d左右，但水稻播种时间不能早于5月1日，亦不能迟于5月15日。
3.4 实施人工辅助授粉措施 高温条件下水稻结实率不高的主要原因之一在于花药开裂受阻、柱头花粉量不足，因此提高水稻授粉率的一个重要措施就是人工辅助授粉。高温条件下，花药开裂受到阻碍，花药散粉时间有所推后，降低了自然授粉率。人工辅助授粉过程中通过“赶粉”可让花粉提前散落，提高柱头的受精率。
参考文献
[1]强惠葱，陈正发，强刚.高温热害对繁昌县水稻生产的影响及防御补救措施[J].农技服务，2007，24（6）：59-60.
[2]谭诗琪，申双和，邓丽蓉.高温热害对水稻生长的影响及其应对措施[J].湖北农业科学，2016，55（7）：1633-1636.
[3]杨太明.江淮之间夏季高温热害对水稻生长的影响[J].安徽农业科学，2007（27）：8530-8531.
（责编：徐世红）
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