周輝

（安徽昇谷農業(yè)科技有限公司，安徽 合肥 231200）

全球氣候變化正以前所未有的速度改變著地球的面貌，其對農業(yè)生產構成了深遠的影響。作為世界上半數以上人口的主食來源，水稻的生產安全尤為關鍵。在眾多氣候因素中，溫度的升高尤其引起關注。近年來，頻繁出現的高溫事件威脅到水稻的生長發(fā)育，高溫熱害成為影響水稻生產的主要非生物脅迫之一，給糧食安全帶來了潛在的風險。高溫對水稻生產的潛在威脅表現在多個層面：從影響種子萌發(fā)、幼苗生長，到降低分蘗數和結實率，乃至影響籽粒灌漿和最終的產量品質。特別是在拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期，高溫可能導致花粉敗育和受精障礙，從而顯著減少產量。此外，高溫還可能引起植株早衰，縮短生長周期，進一步影響水稻的生產性能。鑒于此，研究高溫熱害對水稻生長周期的影響顯得尤為重要。該文聚焦于水稻生長周期中不同階段的高溫敏感性，描述水稻在遭遇高溫時的癥狀，探討當前實施的補救措施和策略，并就未來發(fā)展方向進行展望。

1 水稻不同生育期的高溫敏感性及高溫熱害癥狀

水稻生長周期通常包括苗期、分蘗期、拔節(jié)孕穗期、抽穗開花期和成熟期。生長周期對環(huán)境條件尤其是溫度的要求不同，對高溫的敏感性各不相同，其中拔節(jié)孕穗期和抽穗開花期是對高溫最為敏感的時期。高溫不僅直接影響水稻的生長發(fā)育，而且間接通過影響光合作用、水分平衡和營養(yǎng)吸收等生理過程來進一步影響產量和品質。

1.1 苗期

從播種到3 葉期是水稻的苗期階段。這一階段，水稻植株主要進行基礎代謝活動和根系的生長。水稻苗期對高溫有一定的耐受性，但持續(xù)的高溫會影響種子萌發(fā)和幼苗生長，可能出現葉片發(fā)黃、卷曲或枯焦的現象，損傷葉綠體結構，降低光合作用效率，導致生長緩慢、根系發(fā)育不良，從而影響后續(xù)的生長和產量。

1.2 分蘗期

這一時期水稻植株通過分蘗形成多個莖稈。水稻在分蘗期對高溫相對敏感，分蘗期的高溫會加速水稻植株的生長進程，導致過早停止分蘗，減少有效分蘗數，影響最終的有效穗數。此外，高溫還會促使植株進行更多的呼吸作用以散熱，消耗掉原本用于生長的光合產物，從而降低了生物量的積累。高溫下的水稻植株往往矮小且莖稈細弱。

1.3 拔節(jié)孕穗期

拔節(jié)孕穗期是決定水稻穗粒數的關鍵時期，也是水稻生長發(fā)育過程中最為關鍵的時期。這一時期水稻對高溫極為敏感。高溫會破壞植物細胞的正常代謝活動，直接影響花粉的育性，造成花粉敗育，增加空殼率，嚴重時會造成結實率大幅下降。因此，這一階段的高溫熱害對產量的影響最為顯著。

1.4 抽穗開花期

抽穗開花期稻穗從旗葉鞘中抽出，花藥開裂釋放花粉，進行授粉。如果遇到高溫，會影響花藥的開裂和花粉的傳播，導致授粉效率低下。高溫還可能造成柱頭失水過快，影響其接受花粉的能力。這一階段的高溫逆境會干擾植物激素平衡，特別是赤霉素和脫落酸的比例，這對于調控開花和籽粒灌漿至關重要。高溫可能導致部分穗部不能完全抽出，或者出現半實粒狀態(tài)。

1.5 成熟期

水稻的成熟期是籽粒灌漿并逐漸成熟的階段。成熟期的水稻對高溫相對耐受，但極端高溫天氣仍然會造成負面影響。極端高溫天氣會加速植株老化，影響籽粒的灌漿過程，降低淀粉的累積速度，可能出現籽粒不飽滿、大小不一或者顏色異常，最終影響千粒重和產量。

2 水稻高溫熱害的補救措施

2.1 灌溉管理

高溫條件下，及時灌溉是降低土壤溫度、維持植株正常生理功能的有效方法。尤其在分蘗期和拔節(jié)孕穗期，通過保持一定深度的水層，可以穩(wěn)定株溫，減少高溫對花粉育性和籽粒灌漿的負面影響。然而，過度的灌溉可能導致根系缺氧和病蟲害問題，因此需要精細控制水量和灌溉時機。

2.2 施肥

合理調整施肥時間和肥料種類對于緩解高溫熱害也有重要作用。推薦使用緩釋或控釋肥料，以減少肥料在高溫下的分解速度，同時避免根系燒傷。增施硅肥和鉀肥能夠增強水稻的耐熱性，提高細胞穩(wěn)定性。該措施的挑戰(zhàn)在于如何精準匹配植物需求與土壤供應，避免養(yǎng)分過量或不足。

2.3 遮陰降溫

使用遮陽網等覆蓋物可以為水稻提供必要的遮陰，降低直接日照帶來的熱量壓力。此方法特別適用于苗期和抽穗開花期，有助于保持植株活力和花粉活性。但是，遮陰材料的成本和勞動力需求限制了其在大規(guī)模生產中的應用。

2.4 種植耐熱品種

培育和推廣耐熱品種是應對高溫熱害的長期解決方案。通過傳統(tǒng)育種或現代分子育種技術，可以選育出具有較強耐熱性的品種。這些品種通常具有更好的抗氧化能力、穩(wěn)定的產量和優(yōu)良的品質。該措施的挑戰(zhàn)在于育種周期長，且需要不斷適應變化的氣候條件。

2.5 生物技術的應用

生物技術為水稻耐熱改良提供了新的途徑。通過生物技術手段，可以引入或調控與耐熱相關的基因，以提高水稻的熱耐受性?？茖W家們一直致力于挖掘高溫抗性基因資源、闡明高溫抗性分子機制以及培育抗高溫作物新品種。如中國科學院院士林鴻宣團隊，已成功分離克隆到了控制非洲稻不怕熱的主效基因TT1，找到了使水稻自身鈍感、減少熱響應消耗的“佛系基因”TT2，定位克隆到一個控制水稻高溫抗性的基因位點TT3，并一點點將高溫抗性強的非洲稻遺傳片段滲透進亞洲稻中。

3 總結與展望

目前已研制多種不同的水稻高溫熱害補救措施，但是每種措施都有其獨特的優(yōu)勢和局限性。有效的補救策略往往需要綜合考慮多種因素，并結合當地的具體情況進行靈活調整。

在全球氣候變化的背景下，水稻生產面臨的高溫熱害問題日益嚴峻，研發(fā)更為高效、可持續(xù)的補救措施將對保障水稻生產具有重要意義。當前研究雖已取得進展，但以下領域仍需進一步研究。①生理和分子機制的深入解析：目前對水稻響應高溫的生理機制有一定的了解，但其分子層面的調控網絡尚未完全明晰，需要通過系統(tǒng)生物學方法進一步揭示高溫應答的關鍵基因和信號通路；②耐熱性狀的遺傳基礎：盡管已經鑒定出一些與耐熱相關的數量性狀位點，但這些位點的精確功能及其相互作用仍需深入研究；③品種改良與培育：利用分子標記輔助育種和基因編輯等技術，可以加速耐熱品種的選育；④探索野生稻種的耐熱基因資源，也可能為耐熱品種的培育提供新的途徑。

針對上述研究方向，筆者認為應對高溫熱害，應從以下幾方面加以努力：①加強耐熱品種的研發(fā)與推廣，政府和研究機構應增加對耐熱水稻品種研發(fā)的投資，并通過政策支持加以推廣種植；②完善灌溉基礎設施，提高灌溉效率和普及智能灌溉技術，以保障在高溫條件下水稻的水分需求得到滿足；③制定適應性管理措施，根據氣候模型預測的地區(qū)性氣候特點，制定相應的水稻栽培管理措施和技術指南，幫助生產者應對高溫熱害；④增強生產者的培訓和教育程度，通過擴展農業(yè)技術和知識的培訓，提升生產者對高溫熱害的認識以及應對能力。