湖北省高溫熱害對水稻的影響及防御措施研究進展

劉 霞，張為麗

（武漢市黃陂區農業技術推廣服務中心，湖北 武漢 430300）

湖北省位于長江中游，是我國水稻的主要產區之一，水稻的種植面積占糧食播種面積的50%以上。隨著全球氣溫的上升，湖北省頻繁出現高溫天氣，高溫熱害成為影響水稻產量和稻米品質的限制因子之一。2003年夏天，湖北省大部分地區出現了37～39℃的高溫天氣，甚至達到40℃以上，50萬hm2左右水稻產量受到不同程度的損失。因此一些專家就高溫對湖北省水稻的影響及水稻熱害形成機理作出大量研究，對水稻穩產高產具有深遠意義。

1 湖北省夏季高溫發生規律

水稻是喜溫作物，需要在適宜的溫度范圍內才能正常生長，若生長期遭遇35℃以上高溫，則會對水稻造成高溫熱害。湖北省按照高溫熱害發生頻率劃分為3個區域：鄂東南、三峽河谷頻發區，7月下旬熱害多且持續時間長，多為重度熱害，該區以種植雙季稻為主，熱害影響早稻的抽穗開花和灌漿結實；江漢平原少發區，熱害少且持續時間短，多為輕度熱害，熱害最大風險期同樣為7月下旬，對中稻影響最大；鄂東北、鄂西(除三峽河谷以外)偶發區，熱害程度介于前兩者之間，該區為單季水稻種植區，熱害多發生于7月下旬至8月上旬，對中稻抽穗開花和灌漿結實不利[1]。

2 高溫對水稻產量品質的影響及生理機制

水稻孕穗期至抽穗揚花期為高溫熱害最敏感的時期，灌漿結實期為次敏感期。水稻孕穗期遭遇高溫脅迫會降低每穗穎花數、結實率、粒重；開花期高溫熱害會導致花粉活力降低、花粉管開裂受阻和花粉萌發率降低，導致水稻產量損失；結實早期高溫會導致產量損失和稻米品質下降。高溫影響水稻的生理機制，國內外學者做了大量深入的研究，結果表明，高溫熱害之所以引起水稻產量減少和品質降低，是因為水稻遭受高溫熱害后植株內抑制型激素增加、促進型激素減少、抗氧化系統減弱、活性氧增加、光合面積減小、光合速率降低、光合時間縮短。

3 應對高溫熱害的防御措施研究及應用

湖北省的高溫熱害多集中于7月下旬至8月上旬，根據湖北省不同區域熱害的發生特點，通過調整水稻播期達到緩解或避開高溫熱害的目的。如鄂東地區高溫熱害最大風險期在7月下旬，則可選用在6月中旬前齊穗的早熟品種，使水稻的抽穗灌漿期避開高溫風險期，從而保證水稻產量和品質的穩定。對于廣泛種植的中稻，既要確保在8月上旬抽穗揚花期避開熱害風險，又要保證水稻生長獲得充足的熱量，應將習慣播種的雜交中稻的播期由4月中、下旬向后推遲[2]。除此之外，還可以考慮從品種選育、栽培措施、化學調控等不同層面來應對水稻高溫傷害。

3.1 培育優良品種

不同水稻品種的耐熱性存在差異，在高溫條件下耐熱品種會保持較高花粉活力、花粉萌發率、結實率、游離脯氨酸含量、熱穩定蛋白含量以及內源激素含量，使耐熱水稻品種的產量損失減少。因此，可以通過常規育種、分子標記輔助育種對水稻品種的耐熱性進行遺傳改良，選育出產量和品質穩定的耐熱品種。國外有學者將野生稻的早花基因EMF導入水稻，使水稻在早上提前開花，避開高溫時段，有效減少了高溫熱害造成的結實率降低。

3.2 適宜熱鍛煉

熱鍛煉是指將植物置于適當的高溫條件下生長一段時間，從而引起體內各種生理生化的變化，使其能夠抵抗所遭受的高溫傷害。研究表明，熱鍛煉可以誘導植物體內熱激蛋白和相關酶類表達基因上調，提高細胞膜的穩定性和抗氧化酶活性，因此可以通過熱鍛煉來提高水稻品種的耐熱性。

3.3 做好肥水管理

良好的田間管理對水稻抵抗高溫傷害很有幫助。水稻遭遇高溫時，及時對稻田進行深灌水，可以有效降低水稻冠層溫度，減輕高溫傷害；水稻在高溫脅迫條件下，可以適當增施穗肥和氮肥后移，減輕高溫對水稻產量和品質的影響；在高溫熱害期間噴施NaB4O7·10H2O和KH2PO4混合溶液 1 137.75 kg/hm2，其中 NaB4O7·10H2O 濃度為0.13%，KH2PO4濃度為0.99%，可提高水稻授精能力，最終使水稻結實率提高8.45%，增加稻谷產量1 120 kg/hm2。

3.4 外源調節

植物生長類調節物質對植物生長具有重要調節作用。研究表明，外源調節物質對水稻的逆境傷害具有緩解作用。研究表明，外源100 μmol/L水楊酸可以緩解高溫對水稻穎花育性的不利影響；高溫條件下噴施0.005 mg/L油菜素內酯，可使水稻幼苗活性氧保護酶系統活性增加，有效減輕高溫對幼苗的傷害；1 mmol的亞精胺能通過作為有效活性氧清除劑和膜的穩定劑，減緩高溫對減數分裂期水稻葉片衰老的加劇作用。

4 展望

目前國內外有大量關于高溫熱害對產量、品質的影響及補救措施的研究，但是關于高溫熱害預報預警的研究還不多。因此，一方面要加強耐熱品種的選育，另一方面綜合氣象學、生態學、栽培學等多學科力量，結合不同地區實際，進行高溫熱害或者其他災害的預報預警系統建立的研究，為預防災害提供有力支撐。