高溫和肥水調控對川東南雜交水稻結實率的影響

徐富賢 張林* 熊洪* 周興兵 朱永川 蔣鵬 劉茂 郭曉藝

（1 四川省農業科學院水稻高粱研究所/農業農村部西南水稻生物學與遺傳育種重點實驗室，四川德陽 618000；2 國家水稻改良中心四川瀘州分中心，四川瀘州 646100；第一作者：Xu6501@163.com；*通訊作者）

在全球氣候變暖的大環境下，極端天氣頻繁發生，高溫已經成為制約水稻產量和品質的主要因素[1-3]，特別是抽穗開花期的極端高溫造成水稻結實率顯著下降而大幅度減產[4-5]。如以種植雜交中秈遲熟品種（組合）為主的四川盆地東南部高溫伏旱區，抽穗期極端高溫傷害影響水稻開花授精，導致空秕粒增加，最終造成大幅度減產甚至絕收[6]，但品種間耐高溫能力差異較大[7]。因此，作者近期開展了水稻耐高溫緩解技術研究，以期為該區水稻抗逆高產穩產提供技術支撐。

1 材料與方法

試驗在四川省農業科學院水稻高粱研究所瀘縣基地的智能人工氣候室（溫度精確度±0.5℃）進行。采用缽栽試驗，缽栽土壤取自稻田干土，先將取回干土在曬場整細混勻后等量裝入缽內。

1.1 不同溫度條件下的結實率比較試驗

以G優802、2998A/R727、Ⅱ優602和Q優6號4個雜交中稻組合為材料，3月5日播種，地膜培育中苗秧。4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。于孕穗期和抽穗期分別在人工氣候室28℃、33℃、38℃的3種全天恒溫（相對濕度均為85%）條件下處理3 d，施氮按12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每個雜交組合處理5缽，成熟期每缽單收，考查結實率。

1.2 肥水調控對高溫影響的緩解試驗

1.2.1 施氮量與耐高溫的關系

表1 人工氣候室溫度與濕度設置

以雜交中稻組合岡優169為材料，3月5日播種，地膜培育中苗秧。4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。設6個施氮水平（折合純氮量0、4、8、12、16、20 kg/667 m2），其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每處理栽8～10缽，始穗期每處理選擇生長基本一致的5缽，移至人工氣候室進行高溫處理5 d（表1），高溫處理期間保持淺水層。處理結束后將盆缽移至田間。

高溫處理前1 d測倒1葉、倒2葉、倒3葉、倒4葉的葉綠素含量（SPAD值），成熟期每缽單收，考查結實率，并計算耐高溫指數。耐高溫指數=高溫處理結實率/常溫處理結實率。

1.2.2 土壤含水量與耐高溫的關系

以雜交中稻組合2998A/R727為材料，4月20日播種，4.5葉移栽至盆缽，每缽栽3叢，每叢栽2株。分別于抽穗前0、2、4、6、8 d排干盆缽內的水分，以保持淺水層為CK。施氮量按純氮12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘗肥20%、穗肥20%，磷、鉀肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每處理栽8～10缽，始穗期每處理選擇生長基本一致的5缽，移至人工氣候室進行高溫處理5 d（表1）。高溫處理期間于每天16∶00時，利用TZS-IIW型土壤水分溫度測量儀測土壤含水量，然后每缽均加入300 mm的水，作為土壤水分蒸發量的補充。以5 d平均含水量作為各試驗處理的含水量。處理結束后將盆缽移至田間，保持淺水層。成熟期每缽單收，考查結實率。

表2 不同溫度條件下的結實率表現（單位：%）

表3 施氮量與耐高溫的關系

表4 土壤含水量與高溫下結實率關系

2 結果與分析

2.1 不同溫度條件對結實率的影響

從表2可以看出，與28℃下正常結實率相比，孕穗期33℃下結實率降低8.32%，抽穗期降低56.21%；38℃下孕穗期和抽穗期結實率分別降低79.37%和91.91%。在產量構成因素中，高溫處理期的有效穗數已確定，對千粒重影響較小。因此，高溫對產量的損失程度，基本為結實率的損失度。從大致情況看，孕穗期33℃高溫平均產量損失在10%以內，抽穗期33℃高溫產量損失在65%左右；孕穗期和抽穗期38℃高溫產量損失分別在80%和90%左右。不同雜交組合間差異較大。

2.2 肥水調控對高溫影響的緩解作用

2.2.1 施氮量與耐高溫的關系

從表3可見，高溫處理前葉片SPAD值與施氮量呈極顯著正相關，而高溫處理下結實率和耐高溫指數又分別與高溫處理前葉片SPAD值呈顯著正相關，如施氮20 kg/667 m2處理比施氮4～12 kg/667 m2的處理結實率高10個百分點以上。因此，適當提高施氮量有利于減少高溫對產量造成的損失。

2.2.2 土壤含水量與耐高溫的關系

從表4可見，處理前排水越早土壤含水量越低，而土壤含水量又與高溫處理下的結實率呈正相關，如高溫處理下保持淺水層的結實率比干旱8 d的處理高24.01個百分點。因此，在高溫條件下，稻田保持淺水層有顯著的緩解高溫損失的作用。

3 討論

譚中和等[5]指出，川東南高溫伏旱區，規律性的高溫發生在7月下旬至8月上旬，栽培措施上通過適期早播早栽，將雜交中秈的齊穗期提早到7月上旬以前而避開高溫危害，是解決開花期高溫傷害的最佳途徑。盛婧等[8]認為，長江流域水稻播種期安排在5月20日之后可避免抽穗期高溫危害，增施穗肥能有效延遲抽穗期。朱興明等[9]認為，通過栽培方式改善大田植株的通風透光條件，有利于緩解開花期高溫傷害。從近幾年高溫出現的時間來看，有提早的趨勢[10]，但也有推遲的年份，如2011年川東南的極端高溫天氣推遲到了8月中下旬。表明僅通過提早抽穗期避開高溫危害并不十分保險，若加上選用耐高溫能力強的組合則更穩妥。

本研究結果表明，日均溫33℃以上對川東南雜交水稻結實率的顯著影響，38℃的影響更大；孕穗期受高溫影響明顯比抽穗期小，33℃下孕穗期高溫產量損失在10%以內，抽穗期高溫產量損失在65%左右，在38℃下孕穗期高溫和抽穗期高溫的產量損失分別在80%和90%左右。在高溫條件下，植株葉綠素含量和土壤相對持水量分別與高溫下的結實率呈顯著或極顯著正相關，提高植株的營養水平和稻田保持淺水層，有顯著緩解高溫造成產量損失的作用。