高温对水稻生长的影响及措施研究

赵银燕

摘 要：研究高温对水稻的影响包括生长发育、产量形成等方面，这为深入研究高温对水稻生长影响奠定了一定的基础。但从分子水平着手，探究高温对水稻的影响的研究还较少，应开展生物研究，探明水稻基因在高温下的表达调控机制，将受害基因群找出，从而揭示水稻对高温的响应及耐热机制。

關键词：持续高温；水稻生长；预防措施

中图分类号：S511 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632040

1 高温对水稻产量形成的生理机理影响

目前普遍定义的水稻高温热害是指水稻处于孕穗后期和抽穗扬花期，也就是单季稻在7月下旬—8月上旬时，遭遇连续日平均气温≥30℃、日最高气温≥35℃、同时极端最高气温38℃以上、相对湿度70%以下的高温天气，而导致水稻生长发育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生态功能都遭到损害，而最终导致减产或严重减产。水稻处于不同生育期时，受到热害的影响也不同。主要的敏感时期有减数分裂期、开花期、灌浆期等。减数分裂期高温处理会使每穗颖花数、结实率、粒重和产量明显降低。抽穗—灌浆早期使结实率和粒重降低而导致产量下降。在穗分化期，如温度≥35℃，则花药的开裂率和花粉育性会降低，从而导致结实率降低。

2 缓解高温伤害的措施

2.1 耐高温品种筛选与遗传改良

分子水平上的作物遗传改良作为一种快捷、高效的育种途径，可在应对高温胁迫中发挥重要作用。可以将优异耐高温基因导入水稻提高耐高温能力，耐高温基因的挖掘与利用可能是缓解高温对水稻伤害及产量损失的有效手段；利用植物的避逆性，如通过早花基因（EMF）的导入使水稻在早晨提前开花以逃避开花时高温伤害。目前国内外研究者利用不同的种质资源，在3个高温敏感时期（孕穗期、抽穗扬花期和结实期）进行了高温鉴定并筛选出耐高温材料，如耐高温品种N22。随着分子标记技术的发展，克隆与利用耐高温基因或染色体片段已成为可能。数量性状位点分析检测到耐热品种N22的第4号染色体上存在着1个QTL位点，其对N22在高温下保持较高的颖花育性和较高的结实率有着重要作用。一般来说，杂交稻具有大穗的优势，因此有学者提出将N22耐热基因位点导入杂交稻品种以增强其抵抗高温的能力，将有助于在未来高温气候下维持较高的产量。日本和国际水稻研究所学者将来源于一种野生稻的早花基因EMF导入水稻，使水稻在早晨提前开花，逃避高温伤害，从而有效缓解了高温对水稻结实率的不利影响。

2.2 栽培措施

通过栽培措施来改善水稻群体微环境，可以在一定程度上减缓高温伤害，减少产量损失。合理密植、优化水分及氮肥管理可以建立结构合理且耐高温的作物群体，缓解高温胁迫。闫川等比较了不同行株距配置下水稻群体内部微环境的差异，发现宽行株距（40cm×10cm）及中等行株距（30cm×13.3cm）下水稻群体内部的温、湿度较低，主要在于较宽的行株距有利于空气流通，促进群体内部气体交换。可见在保证充足的穗数前提下适宜的行株距有利于形成良好的群体微环境，缓解高温对水稻的伤害。段骅等对抽穗灌浆期高温处理的水稻采取轻度干、湿交替灌溉的方式获得较高的产量和较好的稻米品质，轻度干、湿交替显著降低冠层湿度，增强植株抗氧化能力、调节内源激素含量可能是其减轻高温危害的生理生态原因。氮肥施用量对水稻穗、叶形态建成和群体结构及穗温、叶温具有显著调控作用，适度氮肥处理有助于形成良好的群体微气候，使水稻群体具有较高的净光合速率和蒸腾速率，较低的叶温和冠层温度，从而提高植株抵抗外部高温胁迫的能力。

2.3 人工辅助授粉

正常花药开裂受阻所导致的柱头花粉数不足是高温降低结实率的原因之一，柱头外露对水稻授粉具有重要作用。高温阻碍花药正常开裂，表现为花药开裂和散粉的延迟，虽然花药开裂推迟，外露的水稻柱头仍有较大的几率接受后续散落的花粉粒。研究发现高温阻碍花药正常开裂，减少柱头表面的总花粉数及花粉萌发数；但随着时间推移，外露柱头表面的花粉数增加，这1结果表明水稻柱头外露可以缓解高温对水稻柱头授粉的不利影响。人工辅助授粉可以有效提高受精率，“赶粉”有助于花粉散落。在高温处理时，与不“赶粉”相比，水稻盛花时“赶粉”处理显著提高了外露柱头表面散落花粉数及萌发花粉数，结实率也显著提高。

3 结语

中国现有的高温热害指标较为单一，尚不能快速有效地做出诊断，应将温度、持续时间与生育期分段相结合，根据当地情况，结合干旱、降水、日照、水稻品种等因素建立综合指标。积极采取相应的应对技术才是克服高温热害的主要途径。合理调整作物布局以及播期；选用优良耐热品种；实施合理的水肥管理办法；加强气象灾害应对防范体系建设。

参考文献

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