應對極端氣候的水稻品種選擇與育種技術對策

華淑惠，楊 琳，董 琳，寇 宇

（1.東遼縣氣象局，吉林 遼源 136600；2.永吉縣氣象局，吉林 吉林 132100；3.蛟河市氣象局，吉林 吉林 132500；4.圖們市氣象局，吉林 延邊 137200）

在極端氣候頻發的趨勢下，我國農作物受災面積日益增加，受災農作物的占比也逐漸增加。因此，需要積極采取應對措施，否則會破壞農業生產結構，導致生產能力下降。吉林省氣候資源多樣，氣候災害較多，干旱、洪澇、高溫等氣象災害頻繁發生，強度越來越大，破壞性極強，并且具有突發性的特點。極端氣候會對農作物種植造成較大的挑戰，如果秋季發生連續降水，會導致水稻大面積倒伏，對水稻產量造成較大影響，使生產品質下降；如果夏季持續高溫，會導致中稻、早熟晚稻結實率降低，抽穗期延遲，造成水稻減產[1]。為了降低極端氣候對水稻等農作物造成的損失，需要對災害性氣候特點進行分析，加強育種選種工作，沉著應對多變的天氣狀況，提高種植效益。

1 氣候變化產生的影響

對當前全球氣候變化的原因進行分析發現，氣候變化與自然、人為因素有關，氣候變化的總趨勢為大氣中的CO2質量濃度持續增加，紫外線輻射強度增強；全球氣候變暖，導致極端氣候事件頻繁發生；溫室氣體排放量增多，加快了氣候變化速度。水稻作為重要的糧食作物，種植區域廣泛。我國是最大的水稻生產國，無論是種植面積還是產量都位居世界前列。通過對氣候異常變化的研究，可以了解氣候變化對水稻種植工作的影響，從而提前做好應對方案，保證糧食安全，促進農業可持續發展。極端氣候事件會對水稻生長造成影響，如果長期干旱少雨，會導致土壤干旱，水稻無法正常生長發育；洪澇災害、強降雨會導致稻田被淹沒，損傷植株；臺風天氣帶來的強風暴雨會導致水稻發生倒伏；冰雹會砸傷水稻，影響水稻產量。

1.1 溫度升高對水稻的影響

溫度升高會讓冷涼地帶的農作物生長周期延長，北半球中緯度的熱量會向北方移動，海平面上升。對于水稻來說，在高溫影響下，水稻生育期明顯縮短，會提前成熟。但是，在抽穗期遇到高溫，會導致粒谷減產。按照當前CO2質量濃度增長速率，預計每年溫度升高0.8 ℃。根據水稻影響模型分析，高溫下我國南方水稻會出現明顯減產，北方水稻結實率會明顯下滑。因此，需要選擇營養生長及生殖生長期對高溫耐受性較高的品種，避免高溫導致營養生長期縮短。

1.2 災害性天氣頻繁發生

據計算，我國沿海地區的臺風強度會隨著溫度的升高而逐漸增大，熱帶區域發生高溫災害頻率上升，影響范圍越來越大，北方地區也會受到影響。降水量增加會導致一部分地區洪澇危害性增加，因此，所選水稻品種需要具有較高的抗旱、抗洪澇、抗倒伏以及抗病害特性。

1.3 氣候變暖導致病蟲害頻發

氣候變暖會導致病蟲害頻繁發生，研究發現，氣溫升高會讓一些受溫度限制較大的害蟲活動范圍擴大，繁殖率增加。大多數病蟲害在氣候溫暖的環境下會嚴重為害水稻。依據冰島的情況估算，氣溫每升高4 ℃，會導致病蟲害為害程度增加15%。因此，在品種選擇上，要選擇抗病蟲害能力強的品種。

1.4 紫外線對農作物的影響

紫外線會對農作物產生很大影響，大多數農作物的蛋白質、脂類合成都對紫外線有一定需求，但吸收過多紫外線會讓植株結構發生變化，使農作物莖稈變矮，葉片面積減小，影響光合作用的進行，導致農作物減產，影響農作物質量。因此，需要選擇具有較高耐紫外線傷害能力的品種。

2 影響水稻生產的災害性氣候

對吉林省水稻種植產生影響的原因進行分析可知，主要與溫度、降水等因素有關。1)溫度。水稻需要在適宜的溫度下生長，溫度過高或過低都會對其生長造成影響，而且溫度變化也會影響水稻生長周期，溫度升高，水稻生長周期會縮短；溫度降低，則會延長水稻生長周期。2)降水。水稻生長過程中需要足夠的水分，如果降水量較少，會影響生長情況。降水量的變化也導致了灌溉方式的改變。如果降水量少，則需要增加灌溉次數以及水量。如果降水過多，需要做好防澇管理，通過調整灌溉方式，讓土壤濕度維持在合適的水平。

根據種植品種的不同，極端氣候對吉林省水稻生產的影響也不相同。早稻品種面臨的極端氣候主要是苗期低溫、孕穗期高溫以及連續降水。晚稻品種的生長周期最長，一般生長期在5—11月，在7—8月可能會遭遇高溫，8—10月可能會受到暴雨、降溫等，10—11月主要面對的災害性氣候為降溫以及連陰雨。連作晚稻品種的生育期為6—11月，面對的災害氣候與單季晚稻類似，但是低溫導致的影響更大。

2.1 低溫

在水稻生長過程中，溫度是重要的影響因素之一，在不同的生長階段，水稻可接受的溫度范圍不同，一旦適宜溫度與實際溫度相差較大，低于極限值，就會影響水稻生長，甚至導致水稻暫停生長。對于早稻品種來說，低溫災害主要集中在水稻芽期、苗期。對于晚稻品種，低溫災害主要集中在水稻的抽穗期以及灌漿期[2]。對于早稻品種來說，種子萌發的最低溫度為12 ℃，最適宜溫度為28～36 ℃。早稻生長的溫度在20 ℃以下時，會影響水稻發芽，出現發芽率降低以及生長勢差等情況，而且低溫條件下的水稻很容易受到病菌感染，導致水稻爛芽。適宜早稻幼苗生長的溫度為25～35 ℃，當氣溫下降到20 ℃，會導致水稻植株的生長勢頭弱，出現植株萎縮等情況。早春低溫災害的主要表現是溫度忽高忽低，對水稻生長極其不利。

在水稻抽穗期以及灌漿期水稻易受到低溫冷害，受脅迫的品種主要有連作晚稻以及單季晚稻。在水稻抽穗期，氣溫低于20 ℃，會發生冷害，水稻的主要受害表現為：水稻植株莖稈矮小，抽穗期延遲，嚴重時，會導致結實率下降以及水稻粒空癟。在水稻灌漿期受到冷害后，會導致水稻葉片枯萎，葉片變為赤紅色，灌漿期延遲，水稻籽粒不飽滿，甚至會導致水稻品質下降。如果是雜交水稻品種，會造成種子活力下降，發芽率也隨之降低。

2.2 高溫熱害

水稻喜溫，整個生長周期需要在較高的溫度環境中生長，但是，如果溫度超過水稻最高承受范圍，就會造成高溫熱害。水稻孕穗期、灌漿期正處于高溫季節，如果遇到極端高溫氣候影響，會導致水稻發生大面積減產。高溫對水稻的主要災害表現為：影響花粉發育，花粉活力嚴重下降，甚至會導致水稻花藥基部散粉，最終造成花粉受精情況不佳，影響水稻籽粒的灌漿速率，水稻粒重降低，水稻質量下降。此外，高溫也會改變晚稻生育期，而且高溫會讓水分大量蒸騰，最終導致旱災。

當出現連續高溫天氣后，如果早中熟水稻在揚花期受到高溫熱害，會導致花粉散粉度降低，影響受精，產量減少。對于單季中熟水稻來說，在孕穗期以及抽穗期受到高溫影響后，會導致結實率降低。對于遲熟的晚稻，高溫天氣會導致生長遲緩，生育期發生不同程度的延遲。

2.3 干旱

水稻需要充足的水分以維持正常生長發育，如果降水過少，或者溫度過高，都會導致水稻種植受到干旱影響。氣象干旱與降水量、氣候溫度以及蒸騰速率等因素相關。在干旱影響下，水稻的生長發育會受到抑制，導致水稻葉片縮小，植株變矮，產量及質量下降。在全球氣候變暖的影響下，吉林省夏季溫度越來越高，時常出現干旱炎熱氣候，而農業灌溉用水量較為有限，在出現旱災時，甚至會發生水稻減產絕收的情況。

2.4 突發性氣象災害

常見的突發性氣象災害有暴雨、臺風、冰雹等，8—10月經常有臺風登陸，雖然臨海區域為主要受災區域，但還是會出現臺風上岸的情況。臺風帶來的暴雨以及強風會導致水稻出現大面積倒伏，使水稻生長受到嚴重威脅，水稻產量、質量都會出現不同程度的下降，而且水稻的收獲成本也隨之增加。8—10月，水稻正處于抽穗揚花期，是水稻的關鍵生長周期。如果在水稻抽穗揚花期發生倒伏，就會導致水稻植株畸形，甚至發生病害、蟲害。水稻乳熟期莖稈還沒有木質化，較為脆弱，更容易發生倒伏，導致水稻減產，甚至絕收。此時，如果溫度過高，或者降水量較多，甚至會影響水稻生穗發芽。若水稻成熟期發生倒伏，會導致粒重下降，水稻質量也會降低[3]。

3 極端氣候的應對措施

為提高對極端氣候的抗性，需要從水稻本身著手，培養具有較強抗逆性的品種，通過遺傳育種技術，選擇對氣候有著較強適應性的品種，提高種植比例。從水稻種植技術上來看，根據極端氣候變化，需要對水稻的播種時間進行適當調整，減少極端氣候對水稻的影響。

3.1 加強新技術研究，調整農業生產結構

為應對極端氣候增多的趨勢，需要合理利用水稻產業鏈的各項資源，及時開展災害工作。種植戶作為水稻種植的主體，也是極端氣候應對的主要應對者。農業行業消災行動應當得到種植戶的密切配合。科技部門要積極創新技術，提高種植戶應對災害的能力。通過對吉林省進行實地調研，分析種植戶的應對特點發現，應對干旱災害，種植戶的主要應對策略是種植耐干旱的品種，極少部分種植戶選擇改變灌溉方式。由此可見，目前種植抗逆性強的品種是應對氣象災害的主要措施。

調整農業結構，并且加強新技術推廣，能夠有效提升抗災水平。在推行抗災措施時，應當充分考慮地域特點以及經濟學規律，合理規避氣候災害，實現種植戶增收。根據氣候特征以及農業生物特征，調整水稻生產模式，堅持因地制宜的原則，實現農業規模化生產。

3.2 運用生物育種技術，提高抗災害能力

更換水稻品種是應對災害性氣候的主要選擇，農業部門應不斷研發生物育種新技術，提高水稻的抗氣候災害能力。此外，應不斷推進水稻品種更新換代，引導種植戶種植優勢品種，實現穩產、高產。

3.3 改良單季水稻的耐熱性，應對高溫熱害

水稻孕穗期及揚花期都處于高溫季節，因此高溫熱害會持續影響水稻正常生長。近年來，中熟水稻已經成為主要的研究方向，其孕穗期一般在8月，此時正值溫度最高的時期，水稻面臨較大的熱害風險。通過田間測點試驗，在高溫天氣下，水稻結實率下降，而且大多數水稻品種的結實率在65%以下。與常溫狀態下相比，高溫天氣的結實率下降明顯。按照國家相關規定，水稻耐熱性試驗是在水稻抽穗揚花期，在自然高溫以及室溫2 種環境下，對水稻材料的結實率進行測定。田間自然高溫需要均溫在32 ℃以上，并且在35 ℃的環境中持續接受日照5 d。對比結實率，然后計算相對耐熱系數的平均值，將其作為評價指標，選擇耐熱性良好的品種進行種植。

3.4 檢測雜交水稻的耐受性，制種規避熱災害易發生季節

在雜交水稻制種過程中，孕穗、揚花期多集中在8月，此時正處于高溫季節，高溫會嚴重威脅制種安全。在高溫環境下，會導致父本的花粉生育性下降、揚花不暢等問題，導致大面積制種減產。對此，應通過合理安排制種孕穗揚花期，規避種植區域的高溫時節。恢復系耐熱性弱的品種制種一定要避開高溫，也可以通過調整播種時間，讓恢復系的孕穗揚花期推遲到9月。

3.5 提高苗期耐寒性，增強水稻抵御冷害的能力

對于中熟雜交水稻，最適宜的播種時間為3月，在幼苗期很有可能受到低溫冷害，影響水稻生長速度，導致水稻生育期被推遲，嚴重時，甚至會出現枯黃致死。

選擇水稻品種時，應當做好耐寒性鑒定，鑒定方式：讓處于3 葉齡的水稻秧苗在常溫環境下放置在12 ℃的冷水池中處理10 d，之后在5 ℃的人工氣候箱中處理2 d，再在自然條件下處理5 d。觀察水稻的葉片赤枯程度，按照耐冷性檢測分級表的標準，確定品種的耐寒等級。

3.6 提高水稻的抗倒伏性

提高水稻品種的抗倒伏能力，是實現水稻高產的重要保障。隨著水稻單產水平逐漸提升，受到極端天氣影響，水稻經常會出現倒伏情況。因此，在水稻育種工作中，需要重點關注水稻抗倒伏能力的提升，倒伏雖然與極端氣候有關，但根本原因是水稻的抗倒伏能力較差，而且種植戶的化肥用量過多[4-5]。

通過對不同抗倒伏能力的品種進行測定發現，影響品種質量的關鍵點在于植株第3、第4 節間的抗折力。檢測方式：在齊穗40 d 后，對單莖各節間的長度、粗度等指標進行測量，然后使用智取DS2-100N數顯推拉力計測定品種的抗倒伏能力，選擇抗倒伏能力優異的品種種植。

4 結束語

氣候變暖直接影響生態環境，會導致嚴重干旱、冰凍以及暴雨等情況。對于極端天氣事件，在加強自然科學研究的同時，還需要加大農業種植研究。對于區域水稻種植工作，也需要根據氣候特點變化進行調整，培養適宜種植的新品種。根據當地的氣候特點，選擇抗熱性、抗旱性、抗干旱性能力強的水稻品種，提高水稻的耐受力和對極端天氣的抗性，提高水稻產量和質量。