孕穗期高溫對水稻粒質量的影響

摘要：以千重浪2號為試材，在盆栽條件下研究孕穗期高溫對谷粒性狀的影響和谷粒性狀與粒質量的關系。結果表明，孕穗期高溫顯著降低了谷粒長度、寬度、厚度、面積、體積和質量。強勢粒、中勢粒降幅最大的處理時期是葉齡余數為1.0時，其中千粒質量分別比對照降低12.01%和15.40%；而弱勢粒降幅最大的時期是葉齡余數為0即劍葉完全展開時，其中千粒質量比對照降低16.35%。分析表明，隨著谷粒長、寬和厚的增加，粒質量明顯增加。

關鍵詞：水稻；谷粒；谷粒充實度；孕穗期；高溫

中圖分類號：S511? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2023）06-0006-03

近年來高溫熱害已成為水稻高產穩產的主要影響因素之一。已有研究表明，水稻營養生長期如果遇到高溫會導致出穗期提前、生育期縮短，如果在水稻抽穗開花期遭遇高溫熱害，極易導致空癟粒率大幅度提高，造成嚴重減產[1-2]。對水稻生殖生長階段產量的影響，大部分研究者都是從灌漿特性、籽粒充實度、穗粒數和粒質量的角度來研究高溫脅迫對產量的影響[3-4]，特別是對不同品種結實率差異的影響[5-6]研究較多。但關于高溫脅迫具體在孕穗期的哪一個生長階段對水稻高產穩產的影響程度最大很少見報道，特別是在孕穗期按照葉齡余數來研究高溫對谷粒大小和谷粒充實度影響方面的研究則更少。試驗以北方粳稻品種為試驗材料，按照葉齡余數將孕穗期分為3個時期進行高溫處理，分別研究高溫對不同部位谷粒性狀的影響，旨在揭示孕穗期高溫對粒質量影響的關鍵時期，從而為北方粳稻的高產穩產措施提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗在沈陽農業大學水稻研究所進行，供試材料為千重浪2號。采用盆栽試驗方法，盆缽直徑25 cm，高23 cm，每盆裝過篩棕壤土12 kg。4月16日播種，5月21日插秧，10月3日收獲。插秧時嚴格選取葉齡一致的秧苗，并采用高密度栽培，每盆均勻插植22個單株，且在分蘗期及時去除分蘗，僅留主莖?；拭颗枋┠蛩? g，磷酸二銨2 g，氯化鉀1 g。分蘗肥和穗肥每盆分別施硫酸銨4 g。試驗共設3個處理，分別在葉齡余數為2.0（HT1）、1.0（HT2）、0（HT3）時進行高溫處理。高溫處理在RXZ智能型人工氣候箱中進行，高溫處理的設定溫度和時間為35±1 ℃（9：00—15：00）和27±1 ℃（15：00—9：00），連續高溫脅迫處理6 d。在高溫處理前，每盆選取生長一致的單株15株掛牌標記，并以在室外正常生長的植株為對照（CK），3次重復。

1.2 谷粒性狀的測定

成熟期每處理取生長一致的2盆，并將掛牌標記的稻穗按盆收獲。依據每穗的一次枝梗數將稻穗分為上部、中部、下部3個部分，取上部一次枝梗的第1、5、6粒位的谷粒作為強勢粒，中部一次枝梗的第2、3粒位谷粒作為中勢粒，下部二次枝梗谷粒作為弱勢粒（第1粒位的粒除外）。剔除空癟粒和病粒后，在60 ℃烘箱中連續烘干至衡質量，并測定粒質量。用電動連續變焦熒光體視顯微鏡對谷粒照相后，用軟件（AxioVision Rel. 4.6）計算谷粒長、寬和面積。用排水法測量谷粒的體積，并用游標卡尺測量厚度。

1.3 數據分析

采用DPS軟件進行統計分析。

2 結果分析

2.1 高溫對谷粒性狀的影響

高溫脅迫使供試品種的各項谷粒性狀都發生不同程度的降低（表1），其中HT2處理的強、中勢谷粒的長度、寬度、厚度、面積及體積下降最大。強勢粒與對照相比分別下降了5.01%、3.53%、3.40%、9.12%和9.09%；中勢粒分別下降了4.55%、7.30%、3.51%、11.45%和12.96%；HT3處理的弱勢粒受到的影響最大，分別比對照下降了9.81%、5.84%、6.25%、15.51%和15.51%，與對照的差異都達到了極顯著。

2.2 高溫對谷粒充實度的影響

高溫對強勢粒和中勢粒的谷粒充實度有顯著的影響（表1）。下降幅度最大的是HT1處理的強勢粒，比對照降低了4.31%。各處理與對照的差異都達到了極顯著，各處理間差異不顯著，但對弱勢粒的影響較小。

2.3 高溫對粒質量的影響

高溫脅迫使供試品種的千粒質量發生不同程度的降低（表2）。HT1、HT2和HT3處理的平均粒質量分別比對照下降了6.10%、10.29%和7.61%，其中HT2處理下降的幅度最大，與對照的差異都達到了極顯著。

對強勢粒和中勢粒來說，HT2處理受到的影響最大，谷粒千粒質量分別比對照下降了12.01%和15.40%；對于弱勢粒，HT3處理下降的最大。

2.4 孕穗高溫處理下谷粒性狀和充實度與粒質量的相關分析

相關分析結果表明，谷粒各性狀與粒質量均呈極顯著正相關。隨著谷粒長度、寬度、厚度和充實度的增加，粒質量也明顯增加（圖1），而且谷粒充實度與粒質量也呈正相關關系（圖2）。

3 結論與討論

從水稻谷粒性狀來看，粒質量的高低主要取決于谷殼的大小和谷粒充實度[7]。從試驗結果來看，就外部形態而言，葉齡余數為1.0時的高溫處理主要影響強、中勢谷粒的大小，葉齡余數為0時的高溫主要影響弱勢谷粒的大小。造成強、中、弱勢粒谷粒發育的不同可能與強、中、弱勢粒穎殼最快生長期的不同有關。試驗研究表明，孕穗期高溫顯著地降低了強、中、弱勢粒的千粒質量，且在葉齡余數為1.0時的平均千粒質量下降最大，亦即外界環境條件能有效改變粒質量，這與前人的報道一致[8-9]。因此，在水稻生產上，在孕穗期要特別注意預防葉齡余數接近1.0時以后的熱害，如選用耐高溫品種、調整播期、改善田間管理（如科學灌水和噴水以水調溫）、噴施外源物質，通過采取有效措施來減少高溫對水稻生產帶來的損害[10]。

參考文獻

[1] 徐鵬，賀一哲，黃亞茹，等.花期短時高溫對不同品種水稻穎花開放動態及產量的影響[J].中國農業氣象，2023，44（1）：25-35.

[2] 王華運，周貴香，萬謙千，等.花期短時高溫對不同品種水稻穎花開放動態及產量的影響[J].中國農業氣象，2020，44（1）：129-131.

[3] 王明，吳輝，孫小成，等.孕穗期高溫對水稻生理特性和產量性狀影響研究[J].中國農業學通報，2022，38（30）：1-5.

[4]李興華，張盛，周強，等.抽穗期高溫對不同品種水稻產量的影響及差異[J].中國農學通報，2019，35（9）：1-3.

[5] 石春林，金之慶，鄭建初，等.減數分裂期高溫對水稻穎花結實率影響的定量分析[J]. 作物學報，2008，34（4）： 627-631.

[6] 甄博，郭瑞琪，周新國，等.孕穗期高溫與澇對水稻光合特性和產量的影響[J].灌溉排水學報，2021，40（4）：45-51.

[7] 王余龍，姚友禮，李曇云，等.水稻籽粒有關性狀與粒重關系的初步探討[J].作物學報，1995，21（5）： 573-578．

[8] 張桂蓮，蔡志歡，李波，等.水稻對減數分裂期高溫脅迫的生理響應[J].雜交水稻，2016，31（3）：64-67.

[9] 石春林，駱宗強，江敏，等.減數分裂期高溫對水稻穗粒數影響的定量分析[J].中國水稻科學，2017，31（6）：658-664.

[10] 尤翠翠，賀一哲，徐鵬，等.高溫脅迫對水稻生長發育的傷害效應及其防御對策[J].浙江農業學報，2023，35（1）：10-22.

Effect of High Temperature on Grain Quality of Rice at Booting Stage

GENG Liqing

（Liaoning Agricultural Science and Technology Achievement Transformation Service Center， Shenyang 110161， China）

Abstract： Using Qianchonglang No. 2 as the test material， the effect of high temperature on grain traits and the relationship between grain traits and grain quality at booting stage were studied under pot conditions. The results show that high temperature at booting stage significantly reduced grain length， width， thickness， area， volume and quality. The maximum decrease of strong and medium grain was when the leaf age remainder was 1.0， the 1 000-grain quality was 12.01% and 15.40% lower than that of the control， respectively; The period of the greatest reduction of weak grain is when the leaf age remainder is 0， that is， when the leaf is fully unfolded， the 1 000-grain quality was 16.35% lower than that of the control. The analysis showed that the grain quality increased obviously with the increase of grain length， width and thickness.

Key words： rice; grain; grain fullness; booting stage; hyperthermia

收稿日期：2023-05-01

基金項目：國家科技支撐計劃（2006BAD01A01—6）

作者簡介：耿立清（1969—），女，博士研究生，副研究員，從事水稻育種研究。