趙銀燕

摘 要：研究高溫對水稻的影響包括生長發(fā)育、產(chǎn)量形成等方面，這為深入研究高溫對水稻生長影響奠定了一定的基礎(chǔ)。但從分子水平著手，探究高溫對水稻的影響的研究還較少，應(yīng)開展生物研究，探明水稻基因在高溫下的表達調(diào)控機制，將受害基因群找出，從而揭示水稻對高溫的響應(yīng)及耐熱機制。

關(guān)鍵詞：持續(xù)高溫；水稻生長；預(yù)防措施

中圖分類號：S511 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170632040

1 高溫對水稻產(chǎn)量形成的生理機理影響

目前普遍定義的水稻高溫熱害是指水稻處于孕穗后期和抽穗揚花期，也就是單季稻在7月下旬—8月上旬時，遭遇連續(xù)日平均氣溫≥30℃、日最高氣溫≥35℃、同時極端最高氣溫38℃以上、相對濕度70%以下的高溫天氣，而導(dǎo)致水稻生長發(fā)育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生態(tài)功能都遭到損害，而最終導(dǎo)致減產(chǎn)或嚴重減產(chǎn)。水稻處于不同生育期時，受到熱害的影響也不同。主要的敏感時期有減數(shù)分裂期、開花期、灌漿期等。減數(shù)分裂期高溫處理會使每穗穎花數(shù)、結(jié)實率、粒重和產(chǎn)量明顯降低。抽穗—灌漿早期使結(jié)實率和粒重降低而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。在穗分化期，如溫度≥35℃，則花藥的開裂率和花粉育性會降低，從而導(dǎo)致結(jié)實率降低。

2 緩解高溫傷害的措施

2.1 耐高溫品種篩選與遺傳改良

分子水平上的作物遺傳改良作為一種快捷、高效的育種途徑，可在應(yīng)對高溫脅迫中發(fā)揮重要作用。可以將優(yōu)異耐高溫基因?qū)胨咎岣吣透邷啬芰?，耐高溫基因的挖掘與利用可能是緩解高溫對水稻傷害及產(chǎn)量損失的有效手段；利用植物的避逆性，如通過早花基因（EMF）的導(dǎo)入使水稻在早晨提前開花以逃避開花時高溫傷害。目前國內(nèi)外研究者利用不同的種質(zhì)資源，在3個高溫敏感時期（孕穗期、抽穗揚花期和結(jié)實期）進行了高溫鑒定并篩選出耐高溫材料，如耐高溫品種N22。隨著分子標記技術(shù)的發(fā)展，克隆與利用耐高溫基因或染色體片段已成為可能。數(shù)量性狀位點分析檢測到耐熱品種N22的第4號染色體上存在著1個QTL位點，其對N22在高溫下保持較高的穎花育性和較高的結(jié)實率有著重要作用。一般來說，雜交稻具有大穗的優(yōu)勢，因此有學(xué)者提出將N22耐熱基因位點導(dǎo)入雜交稻品種以增強其抵抗高溫的能力，將有助于在未來高溫氣候下維持較高的產(chǎn)量。日本和國際水稻研究所學(xué)者將來源于一種野生稻的早花基因EMF導(dǎo)入水稻，使水稻在早晨提前開花，逃避高溫傷害，從而有效緩解了高溫對水稻結(jié)實率的不利影響。

2.2 栽培措施

通過栽培措施來改善水稻群體微環(huán)境，可以在一定程度上減緩高溫傷害，減少產(chǎn)量損失。合理密植、優(yōu)化水分及氮肥管理可以建立結(jié)構(gòu)合理且耐高溫的作物群體，緩解高溫脅迫。閆川等比較了不同行株距配置下水稻群體內(nèi)部微環(huán)境的差異，發(fā)現(xiàn)寬行株距（40cm×10cm）及中等行株距（30cm×13.3cm）下水稻群體內(nèi)部的溫、濕度較低，主要在于較寬的行株距有利于空氣流通，促進群體內(nèi)部氣體交換?？梢娫诒ＷC充足的穗數(shù)前提下適宜的行株距有利于形成良好的群體微環(huán)境，緩解高溫對水稻的傷害。段驊等對抽穗灌漿期高溫處理的水稻采取輕度干、濕交替灌溉的方式獲得較高的產(chǎn)量和較好的稻米品質(zhì)，輕度干、濕交替顯著降低冠層濕度，增強植株抗氧化能力、調(diào)節(jié)內(nèi)源激素含量可能是其減輕高溫危害的生理生態(tài)原因。氮肥施用量對水稻穗、葉形態(tài)建成和群體結(jié)構(gòu)及穗溫、葉溫具有顯著調(diào)控作用，適度氮肥處理有助于形成良好的群體微氣候，使水稻群體具有較高的凈光合速率和蒸騰速率，較低的葉溫和冠層溫度，從而提高植株抵抗外部高溫脅迫的能力。

2.3 人工輔助授粉

正?；ㄋ庨_裂受阻所導(dǎo)致的柱頭花粉數(shù)不足是高溫降低結(jié)實率的原因之一，柱頭外露對水稻授粉具有重要作用。高溫阻礙花藥正常開裂，表現(xiàn)為花藥開裂和散粉的延遲，雖然花藥開裂推遲，外露的水稻柱頭仍有較大的幾率接受后續(xù)散落的花粉粒。研究發(fā)現(xiàn)高溫阻礙花藥正常開裂，減少柱頭表面的總花粉數(shù)及花粉萌發(fā)數(shù)；但隨著時間推移，外露柱頭表面的花粉數(shù)增加，這1結(jié)果表明水稻柱頭外露可以緩解高溫對水稻柱頭授粉的不利影響。人工輔助授粉可以有效提高受精率，“趕粉”有助于花粉散落。在高溫處理時，與不“趕粉”相比，水稻盛花時“趕粉”處理顯著提高了外露柱頭表面散落花粉數(shù)及萌發(fā)花粉數(shù)，結(jié)實率也顯著提高。

3 結(jié)語

中國現(xiàn)有的高溫熱害指標較為單一，尚不能快速有效地做出診斷，應(yīng)將溫度、持續(xù)時間與生育期分段相結(jié)合，根據(jù)當?shù)厍闆r，結(jié)合干旱、降水、日照、水稻品種等因素建立綜合指標。積極采取相應(yīng)的應(yīng)對技術(shù)才是克服高溫熱害的主要途徑。合理調(diào)整作物布局以及播期；選用優(yōu)良耐熱品種；實施合理的水肥管理辦法；加強氣象災(zāi)害應(yīng)對防范體系建設(shè)。

參考文獻

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