張德文 汪婉琳 張偉

摘要 以51個(gè)水稻品種為試驗(yàn)材料，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗(yàn)方法對(duì)2018和2019年安徽省中秈生產(chǎn)試驗(yàn)的耐熱性進(jìn)行了鑒定。結(jié)果顯示，兩年均以智能玻璃溫室脅迫處理鑒定的結(jié)果為最后的耐熱性鑒定結(jié)果，2018年的30個(gè)供試材料中，僅有1份材料的抗性級(jí)別達(dá)1級(jí)，耐熱性強(qiáng)，占參試品種的3.33%;有3份材料的抗性級(jí)別達(dá)到3級(jí)，耐熱性較強(qiáng)，占參試品種的10.00%;有24份材料的抗性級(jí)別為5級(jí)，耐熱性一般，占參試品種的80.00%;僅有2份材料的抗性級(jí)別為7級(jí)，耐熱性較弱，占參試品種的6.67%。2019年的18個(gè)供試材料中，也是僅有1份材料的抗性級(jí)別達(dá)1級(jí)，耐熱性強(qiáng); 3個(gè)品種綜合抗性級(jí)別達(dá)到3級(jí)，耐熱性較強(qiáng);10個(gè)品種綜合抗性級(jí)別為5級(jí)，耐熱性一般;3個(gè)品種綜合抗性級(jí)別為7級(jí)，耐熱性較弱;僅1個(gè)材料綜合抗性級(jí)別為9級(jí)，耐熱性弱。

關(guān)鍵詞 水稻;耐熱性;鑒定技術(shù);溫室高溫脅迫;田間自然高溫

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

水稻是我國(guó)主要的糧食作物之一，我國(guó)水稻種植面積3 000萬(wàn)hm2左右，年產(chǎn)稻谷2億t以上，糧食產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定[1]。近年來(lái)，工業(yè)化程度加劇及人類活動(dòng)的增加導(dǎo)致全球氣溫逐漸上升，高溫?zé)岷μ鞖忸l繁發(fā)生[2]。我國(guó)長(zhǎng)江流域每年都會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的高溫天氣，這給雜交水稻的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重危害[3]。2006年江淮地區(qū)和江蘇南京地區(qū)再次受到了高溫?zé)岷?，水稻受?zāi)面積達(dá)6.67萬(wàn)hm2[4]。2013年7月23日—8月18日，安徽省江淮地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)27 d以上日最高氣溫在35 ℃以上的高溫天氣[5]。2017年7月14—29日、8月3—7日出現(xiàn)了2輪連續(xù)的高溫天氣，日均溫在32.01～34.93 ℃，日最高溫在36.60～40.90 ℃;此時(shí)正值水稻的孕穗期和抽穗揚(yáng)花期，安徽省水稻受災(zāi)面積達(dá)20.00萬(wàn)～26.67萬(wàn)hm2。安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所通過(guò)10年來(lái)的研究，在水稻耐熱性鑒定技術(shù)及耐熱性技術(shù)研究方面取得了階段性的成果。鑒于此，筆者以51個(gè)水稻品種為試驗(yàn)材料，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗(yàn)方法對(duì)2018和2019年水稻抽穗揚(yáng)花期的耐熱性進(jìn)行鑒定[6]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)共采用51個(gè)水稻品種，其中豐兩優(yōu)4號(hào)、徽兩優(yōu)6號(hào)、鹽恢559為對(duì)照，2018年選用32個(gè)水稻品種，2019年選用20個(gè)水稻品種。

1.2 試驗(yàn)方法 2018—2019年，在安徽省種子管理總站的支持下，采用田間自然高溫、溫室高溫脅迫2種試驗(yàn)方法對(duì)供試品種抽穗揚(yáng)花期的耐熱性進(jìn)行鑒定。

1.2.1 利用田間自然高溫進(jìn)行鑒定。利用江淮地區(qū)7月中旬—8月中旬的自然高溫條件，采用分期播種方法進(jìn)行田間自然鑒定。試驗(yàn)材料濕潤(rùn)育秧，大田人工栽插，每個(gè)品種分3期;播種時(shí)間安排在4月15日—5月5日，每期間隔10 d，5葉期左右移栽，栽插規(guī)格為16.7 cm×26.7 cm，每個(gè)品種栽3×10株，單本栽插，肥水管理和病蟲防治按照常規(guī)大田生產(chǎn)進(jìn)行。大田溫度、濕度利用DSR-TH數(shù)字化溫濕度記錄儀（購(gòu)自ZOGLAB Microsystem Co.， Ltd.），每5 min進(jìn)行1次實(shí)時(shí)記錄。水稻抽穗時(shí)，按見(jiàn)穗期對(duì)分蘗分別掛牌;成熟時(shí)按見(jiàn)穗期不同將掛牌分蘗進(jìn)行分類，分別考察結(jié)實(shí)率[7]。

1.2.2 利用智能溫室高溫脅迫進(jìn)行鑒定。

1.2.2.1 樣本種植。在智能溫室內(nèi)進(jìn)行高溫脅迫處理，于5月5日播種，5葉期左右移栽，每個(gè)品種栽4盆（選用直徑30 cm、高20 cm的塑料盆，每盆裝1 kg基質(zhì)+3 kg自然風(fēng)干土），秧齡25 d左右，每盆栽4株。

1.2.2.2 高溫脅迫處理。選取當(dāng)天開(kāi)始抽穗一致的單穗，掛牌標(biāo)記;每日09∶30前將處于同一時(shí)期的2盆樣本移入智能溫室，連續(xù)在溫室內(nèi)進(jìn)行5 d高溫脅迫處理，每天處理5 h，滿足水稻品種耐熱性鑒定所需的高溫條件。處理后第6天09∶30前，將所有處理后的樣本移出溫室，在自然條件下生長(zhǎng)至成熟。另外2盆在自然條件下生長(zhǎng)，作為對(duì)照處理。高溫處理結(jié)束后，所有植株在自然條件下生長(zhǎng)至成熟。

1.2.2.3 溫度與時(shí)間。41.0 ℃≥Tmax≥39.0 ℃且Tmin≥29.0 ℃，或Tave≥33.0 ℃，各時(shí)間段的溫度設(shè)置如下：07：01—09：30為32.5 ℃，09：31—14：30為40.0 ℃， 14：31—17：00為36.5 ℃，17：01—21：00為32.0 ℃，21：01—7：00為 29.0 ℃，其中滯回溫度為1.0 ℃。

1.2.2.4 濕度。相對(duì)濕度控制在60%～70%。

1.2.3 性狀考察及耐熱性評(píng)價(jià)。

1.2.3.1 田間自然高溫條件下供試材料性狀考察及耐熱性評(píng)價(jià)。對(duì)于利用田間自然高溫進(jìn)行鑒定的材料，根據(jù)DSR-TH數(shù)字化溫濕度記錄儀實(shí)時(shí)記錄的大田溫度數(shù)據(jù)確定高溫脅迫、常溫條件下的結(jié)實(shí)率。以見(jiàn)穗期日均溫在32 ℃以上、最高溫在35 ℃以上且持續(xù)時(shí)間在5 d以上為受到高溫脅迫的標(biāo)準(zhǔn)，并以這部分分蘗的平均結(jié)實(shí)率作為高溫脅迫條件下的結(jié)實(shí)率;以其他非高溫時(shí)間段的最高結(jié)實(shí)率為常溫條件下的結(jié)實(shí)率。大田條件下耐熱性的評(píng)價(jià)采用相對(duì)耐熱系數(shù)HT（供試材料與耐高溫對(duì)照品種在高溫條件下的結(jié)實(shí)率比值）指標(biāo)進(jìn)行衡量;其中耐高溫對(duì)照品種應(yīng)選用生產(chǎn)上的主推品種，其適溫結(jié)實(shí)率≥85%、田間高溫結(jié)實(shí)率≥70%、溫室高溫結(jié)實(shí)率≥50%，江淮地區(qū)耐高溫試驗(yàn)材料以豐兩優(yōu)4號(hào)為對(duì)照品種。

1.2.3.2 溫室高溫肋迫條件下供試材料性狀考察及耐熱性評(píng)價(jià)。智能溫室高溫處理后的材料在抽穗20 d后，從每個(gè)品種高溫處理和自然生長(zhǎng)的樣本中各取20個(gè)單穗，調(diào)查其結(jié)實(shí)率。溫室條件下耐熱性評(píng)價(jià)也采用相對(duì)耐熱系數(shù)HT（供試材料與耐高溫對(duì)照品種在高溫條件下的結(jié)實(shí)率比值）。

1.2.3.3 供試材料耐熱性綜合評(píng)價(jià)。

（1）相對(duì)耐熱系數(shù)（HT）。計(jì)算公式如下：

式中，HTX為鑒定品種高溫結(jié)實(shí)率，單位%;HTCK為耐熱對(duì)照品種高溫結(jié)實(shí)率，單位%。

（2） 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)供試材料的開(kāi)花期耐熱性綜合評(píng)價(jià)以2種條件（大田條件和盆栽條件）下相對(duì)耐熱系數(shù)的最低值（即綜合相對(duì)耐熱系數(shù)）為評(píng)價(jià)指標(biāo);并按表1的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供試品種的開(kāi)花期耐熱抗性進(jìn)行分級(jí)（1、3、5、7、9）。

2 結(jié)果與分析

2.1 2018年安徽中秈品種耐熱性鑒定試驗(yàn)結(jié)果

2018年由于在江淮地區(qū)沒(méi)有持續(xù)5 d以上、平均溫度33 ℃（最高溫度39 ℃）以上的高溫天氣出現(xiàn)，所以根據(jù)水稻耐熱性鑒定流程和鑒定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)年只能以智能玻璃溫室脅迫處理鑒定的結(jié)果為最后的耐熱性鑒定結(jié)果。

2018年試驗(yàn)中所用的高溫敏感型對(duì)照徽兩優(yōu)6號(hào)在智能玻璃溫室條件下常溫結(jié)實(shí)率為89.60%，高溫結(jié)實(shí)率僅為31.23%;與耐高溫對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)相比，其耐熱性鑒定級(jí)別為7級(jí)（表2），說(shuō)明徽兩優(yōu)6號(hào)耐高溫性較弱，這與該品種在實(shí)踐生產(chǎn)中的耐熱性表現(xiàn)相一致。

綜合試驗(yàn)中供試水稻材料考種數(shù)據(jù)，耐熱性鑒定結(jié)果如下：在30個(gè)供試材料中（對(duì)照除外），僅有1份材料18SB04的抗性級(jí)別達(dá)1級(jí)，耐熱性強(qiáng)，占參試品種的3.33%;有3份材料（18SB14、18SB19和18SB25）的抗性級(jí)別達(dá)到3級(jí)，耐熱性較強(qiáng)，占參試品種的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）的抗性級(jí)別為5級(jí)（Ⅱ優(yōu)838的抗性級(jí)別也為5級(jí)），耐熱性一般，占參試品種的80.00%;僅有2份材料（18SB12和18SB16）的抗性級(jí)別為7級(jí)，耐熱性較弱，占參試品種的6.67%;沒(méi)有1份材料的抗性級(jí)別為9級(jí)（表2）。

2.2 2019年安徽中秈品種耐熱性鑒定試驗(yàn)結(jié)果

2019年在江淮地區(qū)依然沒(méi)有出現(xiàn)連續(xù)5 d平均溫度達(dá)到33 ℃（最高溫度39 ℃）以上的高溫天氣，因此鑒定結(jié)果仍然以智能溫室脅迫處理為準(zhǔn)。2019年試驗(yàn)中所用的耐熱對(duì)照品種豐兩優(yōu)4號(hào)的表現(xiàn)為：未經(jīng)高溫處理的結(jié)實(shí)率為90.0%，經(jīng)過(guò)高溫處理的結(jié)實(shí)率僅為65.3%。高溫敏感型對(duì)照改用鹽恢559，其表現(xiàn)為：未經(jīng)高溫處理的結(jié)實(shí)率為88.9%，經(jīng)過(guò)高溫處理的結(jié)實(shí)率僅為26.9%;與耐高溫對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)相比，其耐熱性鑒定級(jí)別為9級(jí)，說(shuō)明耐高溫性很差，這與該品種在生產(chǎn)實(shí)踐中的耐熱性表現(xiàn)相一致。

根據(jù)供試水稻材料玻璃溫室模擬高溫條件下的考種數(shù)據(jù)，水稻品種耐熱性鑒定結(jié)果如下：在中秈遲熟組18個(gè)品種中，9SBCR10耐熱性優(yōu)于對(duì)照豐兩優(yōu)4號(hào)，綜合抗性級(jí)別達(dá)到1級(jí)，耐熱性強(qiáng);9SBCR07、9SBCR09、9SBCR04共3個(gè)品種綜合抗性級(jí)別達(dá)到3級(jí)，耐熱性較強(qiáng);9SBCR17、9SBCR11、9SBCR03、9SBCR05、9SBCR06、9SBCR14、9SBCR18、9SBCR12、9SBCR08、9SBCR16共10個(gè)品種綜合抗性級(jí)別為5級(jí)，耐熱性一般;9SBCR01、9SBCR02、9SBCR13共3個(gè)品種綜合抗性級(jí)別為7級(jí)，耐熱性較弱;9SBCR15綜合抗性級(jí)別為9級(jí)，耐熱性弱（表3）。

3 小結(jié)

2019年下半年安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院邀請(qǐng)全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心和安徽省種子管理總站等相關(guān)專家對(duì)“一季秈稻品種耐熱性鑒定技術(shù)規(guī)程”進(jìn)行了專家論證，認(rèn)為該技術(shù)規(guī)程科學(xué)可行，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所將從2020年正季開(kāi)始正式對(duì)企業(yè)開(kāi)展中稻秈稻品種的耐熱性鑒定工作;課題組申報(bào)的安徽省“一季秈稻品種耐熱性鑒定技術(shù)規(guī)程”地方標(biāo)準(zhǔn)也獲得評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)，于2020年1月25日實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)DB34/T 3484—2019。

鑒定一個(gè)水稻品種的耐熱性時(shí)，高溫處理時(shí)期是一個(gè)重要的影響因素，除了抽穗揚(yáng)花期遇高溫對(duì)水稻結(jié)實(shí)率影響較大之外，孕穗期與灌漿期遇高溫對(duì)結(jié)實(shí)率也有一定的影響[8-9]，但由于這2個(gè)時(shí)期影響程度沒(méi)有抽穗揚(yáng)花期對(duì)結(jié)實(shí)率表現(xiàn)明顯，且抽穗期鑒定時(shí)抽穗時(shí)期不容易界定，因此作為水稻耐熱性鑒定的方法，選用處理時(shí)期為抽穗揚(yáng)花期較為適宜。其次，秈稻與粳稻對(duì)高溫敏感程度差異[10]、晝夜溫差對(duì)于水稻高溫?zé)岷Φ挠绊懙饶蜔嵝约夹g(shù)方向的研究，特別是處理時(shí)期、濕度對(duì)于水稻高溫?zé)岷Φ挠绊懙葐?wèn)題還需要開(kāi)展進(jìn)一步研究。

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