江淮地区水稻耐热性鉴定技术研究

张德文 汪婉琳 张伟

摘要 以51个水稻品种为试验材料，采用田间自然高温、温室高温胁迫2种试验方法对2018和2019年安徽省中籼生产试验的耐热性进行了鉴定。结果显示，两年均以智能玻璃温室胁迫处理鉴定的结果为最后的耐热性鉴定结果，2018年的30个供试材料中，仅有1份材料的抗性级别达1级，耐热性强，占参试品种的3.33%;有3份材料的抗性级别达到3级，耐热性较强，占参试品种的10.00%;有24份材料的抗性级别为5级，耐热性一般，占参试品种的80.00%;仅有2份材料的抗性级别为7级，耐热性较弱，占参试品种的6.67%。2019年的18个供试材料中，也是仅有1份材料的抗性级别达1级，耐热性强; 3个品种综合抗性级别达到3级，耐热性较强;10个品种综合抗性级别为5级，耐热性一般;3个品种综合抗性级别为7级，耐热性较弱;仅1个材料综合抗性级别为9级，耐热性弱。

关键词 水稻;耐热性;鉴定技术;温室高温胁迫;田间自然高温

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

水稻是我国主要的粮食作物之一，我国水稻种植面积3 000万hm2左右，年产稻谷2亿t以上，粮食产量相对稳定[1]。近年来，工业化程度加剧及人类活动的增加导致全球气温逐渐上升，高温热害天气频繁发生[2]。我国长江流域每年都会出现持续性的高温天气，这给杂交水稻的生产造成了严重危害[3]。2006年江淮地区和江苏南京地区再次受到了高温热害，水稻受灾面积达6.67萬hm2[4]。2013年7月23日—8月18日，安徽省江淮地区出现连续27 d以上日最高气温在35 ℃以上的高温天气[5]。2017年7月14—29日、8月3—7日出现了2轮连续的高温天气，日均温在32.01～34.93 ℃，日最高温在36.60～40.90 ℃;此时正值水稻的孕穗期和抽穗扬花期，安徽省水稻受灾面积达20.00万～26.67万hm2。安徽省农业科学院水稻研究所通过10年来的研究，在水稻耐热性鉴定技术及耐热性技术研究方面取得了阶段性的成果。鉴于此，笔者以51个水稻品种为试验材料，采用田间自然高温、温室高温胁迫2种试验方法对2018和2019年水稻抽穗扬花期的耐热性进行鉴定[6]。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验共采用51个水稻品种，其中丰两优4号、徽两优6号、盐恢559为对照，2018年选用32个水稻品种，2019年选用20个水稻品种。

1.2 试验方法 2018—2019年，在安徽省种子管理总站的支持下，采用田间自然高温、温室高温胁迫2种试验方法对供试品种抽穗扬花期的耐热性进行鉴定。

1.2.1 利用田间自然高温进行鉴定。利用江淮地区7月中旬—8月中旬的自然高温条件，采用分期播种方法进行田间自然鉴定。试验材料湿润育秧，大田人工栽插，每个品种分3期;播种时间安排在4月15日—5月5日，每期间隔10 d，5叶期左右移栽，栽插规格为16.7 cm×26.7 cm，每个品种栽3×10株，单本栽插，肥水管理和病虫防治按照常规大田生产进行。大田温度、湿度利用DSR-TH数字化温湿度记录仪（购自ZOGLAB Microsystem Co.， Ltd.），每5 min进行1次实时记录。水稻抽穗时，按见穗期对分蘖分别挂牌;成熟时按见穗期不同将挂牌分蘖进行分类，分别考察结实率[7]。

1.2.2 利用智能温室高温胁迫进行鉴定。

1.2.2.1 样本种植。在智能温室内进行高温胁迫处理，于5月5日播种，5叶期左右移栽，每个品种栽4盆（选用直径30 cm、高20 cm的塑料盆，每盆装1 kg基质+3 kg自然风干土），秧龄25 d左右，每盆栽4株。

1.2.2.2 高溫胁迫处理。选取当天开始抽穗一致的单穗，挂牌标记;每日09∶30前将处于同一时期的2盆样本移入智能温室，连续在温室内进行5 d高温胁迫处理，每天处理5 h，满足水稻品种耐热性鉴定所需的高温条件。处理后第6天09∶30前，将所有处理后的样本移出温室，在自然条件下生长至成熟。另外2盆在自然条件下生长，作为对照处理。高温处理结束后，所有植株在自然条件下生长至成熟。

1.2.2.3 温度与时间。41.0 ℃≥Tmax≥39.0 ℃且Tmin≥29.0 ℃，或Tave≥33.0 ℃，各时间段的温度设置如下：07：01—09：30为32.5 ℃，09：31—14：30为40.0 ℃， 14：31—17：00为36.5 ℃，17：01—21：00为32.0 ℃，21：01—7：00为 29.0 ℃，其中滞回温度为1.0 ℃。

1.2.2.4 湿度。相对湿度控制在60%～70%。

1.2.3 性状考察及耐热性评价。

1.2.3.1 田间自然高温条件下供试材料性状考察及耐热性评价。对于利用田间自然高温进行鉴定的材料，根据DSR-TH数字化温湿度记录仪实时记录的大田温度数据确定高温胁迫、常温条件下的结实率。以见穗期日均温在32 ℃以上、最高温在35 ℃以上且持续时间在5 d以上为受到高温胁迫的标准，并以这部分分蘖的平均结实率作为高温胁迫条件下的结实率;以其他非高温时间段的最高结实率为常温条件下的结实率。大田条件下耐热性的评价采用相对耐热系数HT（供试材料与耐高温对照品种在高温条件下的结实率比值）指标进行衡量;其中耐高温对照品种应选用生产上的主推品种，其适温结实率≥85%、田间高温结实率≥70%、温室高温结实率≥50%，江淮地区耐高温试验材料以丰两优4号为对照品种。

1.2.3.2 温室高温肋迫条件下供试材料性状考察及耐热性评价。智能温室高温处理后的材料在抽穗20 d后，从每个品种高温处理和自然生长的样本中各取20个单穗，调查其结实率。温室条件下耐热性评价也采用相对耐热系数HT（供试材料与耐高温对照品种在高温条件下的结实率比值）。

1.2.3.3 供试材料耐热性综合评价。

（1）相对耐热系数（HT）。计算公式如下：

式中，HTX为鉴定品种高温结实率，单位%;HTCK为耐热对照品种高温结实率，单位%。

（2） 分级标准。对供试材料的开花期耐热性综合评价以2种条件（大田条件和盆栽条件）下相对耐热系数的最低值（即综合相对耐热系数）为评价指标;并按表1的分级标准对供试品种的开花期耐热抗性进行分级（1、3、5、7、9）。

2 结果与分析

2.1 2018年安徽中籼品种耐热性鉴定试验结果

2018年由于在江淮地区没有持续5 d以上、平均温度33 ℃（最高温度39 ℃）以上的高温天气出现，所以根据水稻耐热性鉴定流程和鉴定标准，当年只能以智能玻璃温室胁迫处理鉴定的结果为最后的耐热性鉴定结果。

2018年试验中所用的高温敏感型对照徽两优6号在智能玻璃温室条件下常温结实率为89.60%，高温结实率仅为31.23%;与耐高温对照丰两优4号相比，其耐热性鉴定级别为7级（表2），说明徽两优6号耐高温性较弱，这与该品种在实践生产中的耐热性表现相一致。

综合试验中供试水稻材料考种数据，耐热性鉴定结果如下：在30个供试材料中（对照除外），仅有1份材料18SB04的抗性级别达1级，耐热性强，占参试品种的3.33%;有3份材料（18SB14、18SB19和18SB25）的抗性级别达到3级，耐热性较强，占参试品种的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）的抗性级别为5级（Ⅱ优838的抗性级别也为5级），耐热性一般，占参试品种的80.00%;仅有2份材料（18SB12和18SB16）的抗性级别为7级，耐热性较弱，占参试品种的6.67%;没有1份材料的抗性级别为9级（表2）。

2.2 2019年安徽中籼品种耐热性鉴定试验结果

2019年在江淮地区依然没有出现连续5 d平均温度达到33 ℃（最高温度39 ℃）以上的高温天气，因此鉴定结果仍然以智能温室胁迫处理为准。2019年试验中所用的耐热对照品种丰两优4号的表现为：未经高温处理的结实率为90.0%，经过高温处理的结实率仅为65.3%。高温敏感型对照改用盐恢559，其表现为：未经高温处理的结实率为88.9%，经过高温处理的结实率仅为26.9%;与耐高温对照丰两优4号相比，其耐热性鉴定级别为9级，说明耐高温性很差，这与该品种在生产实践中的耐热性表现相一致。

根据供试水稻材料玻璃温室模拟高温条件下的考种数据，水稻品种耐热性鉴定结果如下：在中籼迟熟组18个品种中，9SBCR10耐热性优于对照丰两优4号，综合抗性级别达到1级，耐热性强;9SBCR07、9SBCR09、9SBCR04共3个品种综合抗性级别达到3级，耐热性较强;9SBCR17、9SBCR11、9SBCR03、9SBCR05、9SBCR06、9SBCR14、9SBCR18、9SBCR12、9SBCR08、9SBCR16共10个品种综合抗性级别为5级，耐热性一般;9SBCR01、9SBCR02、9SBCR13共3个品种综合抗性级别为7级，耐热性较弱;9SBCR15综合抗性級别为9级，耐热性弱（表3）。

3 小结

2019年下半年安徽省农业科学院邀请全国农业技术推广服务中心和安徽省种子管理总站等相关专家对“一季籼稻品种耐热性鉴定技术规程”进行了专家论证，认为该技术规程科学可行，安徽省农业科学院水稻研究所将从2020年正季开始正式对企业开展中稻籼稻品种的耐热性鉴定工作;课题组申报的安徽省“一季籼稻品种耐热性鉴定技术规程”地方标准也获得评审通过，于2020年1月25日实施，标准号DB34/T 3484—2019。

鉴定一个水稻品种的耐热性时，高温处理时期是一个重要的影响因素，除了抽穗扬花期遇高温对水稻结实率影响较大之外，孕穗期与灌浆期遇高温对结实率也有一定的影响[8-9]，但由于这2个时期影响程度没有抽穗扬花期对结实率表现明显，且抽穗期鉴定时抽穗时期不容易界定，因此作为水稻耐热性鉴定的方法，选用处理时期为抽穗扬花期较为适宜。其次，籼稻与粳稻对高温敏感程度差异[10]、昼夜温差对于水稻高温热害的影响等耐热性技术方向的研究，特别是处理时期、湿度对于水稻高温热害的影响等问题还需要开展进一步研究。

参考文献

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[3] 杨许琴.水稻高温热害防御对策[J].农技服务，2015，32（7）：137.

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[4] 陈砚涛，霍延风.安徽省江淮地区水稻高温热害发生规律及其对产量结构的影响[J].安徽农业科学，2017，45（19）：190-194.

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[9] 刘奇华，孙召文，信彩云，等.孕穗期施硅对高温下扬花灌浆期水稻干物质转运及产量的影响[J].核农学报，2016，30（9）：1833-1839.

[10] 张祖建，王晴晴，郎有忠，等.水稻抽穗期高温胁迫对不同品种受粉和受精作用的影响[J].作物学报，2014，40（2）：273-282.