抽穗揚花期溫度對水稻產量和稻米品質的影響?

摘 要：為探索水稻抽穗揚花期高溫對產量性狀和稻米品質的影響，以泰優390和隆晶優1212為材料，在抽穗揚花期期于人工氣候室以32、35、38 ℃處理7 d，以同時期田間自然溫度條件作對照（CK，平均溫度30.6 ℃），研究不同處理水稻的產量性狀和稻米品質。結果表明：38 ℃處理下泰優390和隆晶優1212的結實率分別為51.52%、54.38%，千粒重分別為19.6 、22.98 g，產量分別為43.41、52.32 g/盆，均顯著低于對照和其他處理，但高溫對有效穗和穗粒數影響較小。高溫處理的2個品種稻米的出糙率、精米率、整精米率和膠稠度顯著降低，而直鏈淀粉含量顯著提高。綜上，水稻抽穗揚花期高溫可致使結實率和產量下降，同時影響稻米的加工品質和蒸熟品質，但不同品種受高溫的影響表現存在差異。

關鍵詞：水稻；抽穗揚花期；溫度；產量；稻米品質

中圖分類號：S511.014 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2023）05-0020-04

Abstract：In order to explore the effect of high temperature at heading and flowering stage on the yield and quality of rice， Taiyou 390 and Longjingyou 1212 were used as materials and treated at 32， 35 and 38 °C in artificial climate chamber for 7 d with the natural temperature in the field at the same stage as the control （CK， average temperature 30.6 °C）. The results showed that the seed setting rates， 1 000-grain weights and yields of Taiyou 390 and Longjingyou 1212 at 38 °C were 51.52%， 19.6 g， 43.41 g/pot， and 54.38%， 22.98 g， 52.32 g/pot， respectively， which were significantly lower than those of the control and other treatments， but high temperature had less effect on the effective panicle and grain number per panicle. Moreover， high temperature significantly reduced the husked rice yield， milled rice rate， head milled rice rate and gel consistency of Taiyou 390 and Longjingyou 1212， and significantly increased amylose content. To sum up， high temperature at heading and flowering stage of rice could reduce the seed setting rate and yield， and affect the processing quality and steaming quality of rice，" but different varieties were affected by high temperature differently.

Key words：rice; heading and flowering stage; temperature; yield; rice quality

水稻作為我國重要糧食作物，超過60%的人以水稻為主食，保障水稻生產安全對全國糧食安全有舉足輕重的作用。然而，隨著全球工業革命的推進，溫室效應加劇，全球氣溫呈持續升高趨勢，過去100 a全球氣溫上升了1.5℃，近年我國夏季高溫極端天氣頻發就是很好的例證，這也增大了水稻生產過程中遇極端高溫天氣的概率，嚴重影響水稻的產量和質量[1-3]，如2013年7—8月和2022年7—9月長江流域持續的35℃高溫，對湖南、安徽等地的水稻產量和品質造成重大影響。研究表明，在水稻整個生產過程中都易受溫度的影響，其中在減數分裂期、抽穗揚花期最為敏感[4]；韓笑等[5]研究表明日最高溫在28～35℃，水稻產量隨溫度升高呈下降趨勢；同時有研究表明稻米品質除受自身基因控制外，抽穗揚花期的溫度影響最大[6-8]。因此，研究抽穗揚花期溫度對水稻產量和稻米品質的影響機制，對穩定我國糧食安全和提高稻米品質具有重要的意義。關于水稻生產高溫敏感期，前人已做了大量研究，一般認為在減數分裂期和抽穗揚花期最為敏感，此時遭遇極端高溫天氣對水稻產量和品質具有顯著影響，謝華英等[9]、朱鎮等[10]研究表明在水稻抽穗揚花期高溫可大幅度降低結實率，顯著影響產量；同時唐匯春等[11]也研究發現灌漿期高溫顯著降低產量和結實率。艾青等[12]、胡啟星[13]研究發現在抽穗揚花期高溫顯著降低精米率和整精米率，同時增加惡白度和惡白粒率，嚴重影響稻米加工品質和外觀品質。因此，水稻抽穗揚花期是水稻生產的重要環節，高溫會對產量和稻米品質有重要的影響。目前，關于高溫對水稻生產影響已有諸多報道，但多是在某個特殊的高溫時段，而對于連續多個溫度對水稻抽穗揚花期的產量和稻米品質影響研究鮮有報道。筆者以泰優553和隆晶優1212為材料，在抽穗揚花期通過人工氣候室增溫，設置不同溫度處理，研究高溫對水稻產量性狀和稻米品質的影響，探索高溫危害機理，以期為降低水稻生長發育過程中抽穗揚花期高溫對水稻的危害提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種：泰優390和隆晶優1212。泰優390由金健種業有限公司提供，隆晶優1212由亞華種業有限公司提供。其中，泰優390在湖南生育期119 d左右，隆晶優1212生育期120 d，2個品種生育期基本同步。

1.2 試驗方法

試驗在永州市農業科學研究所科研基地進行，泰優390和隆晶優1212于2021年6月18日播種，進行大田育秧，于7月8日4.5～5.5葉人工移栽，株行距17 cm×17 cm，均每穴2株栽植，肥水統一標準管理，試驗采用隨機區組排列，每個品種為一個小區，每個小區設置4個溫度處理，32、35、38℃和大田自然溫度作對照（平均溫度30.6℃），每個處理面積45 m2，3個重復。在主莖及大分蘗幼穗分化第Ⅷ期從田間選取發育進度一致的單株帶泥移至聚氯乙烯盆內（對照同時進行移盆，減少損傷對試驗影響），塑料盆：直徑25 cm，高30 cm，內裝篩土約18 kg，含有機質2.45%、有效氮92.15 mg/盆、速效磷22.36 mg/盆、速效鉀81.96 mg/盆，每盆3株，每個品種每個重復20盆，每盆移栽前施尿素1 g和磷酸二氫鉀0.5 g作基肥，使單株正常生長發育，其他田間管理措施采

人工氣候室設置32、35、38℃4個溫度水平（相對濕度75%～80%，植株冠層光通透量密度為835 μmol/（m2·s），室內外CO2濃度一致，以同期大田自然溫度作對照（平均溫度30.6℃）。在2個品種主穗及大分蘗穗幼穗發育到抽穗期，同時移入人工氣候室進行處理，每個品種每個重復處理20盆（每盆3株），分別連續處理7 d，處理后帶盆移至自然大田，選取已完成抽穗單穗分別掛牌標記，成熟后選取掛牌發育進度一致稻穗進行考種和稻米品質測定。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量性狀測定 處理后移至自然大田環境，成熟后每處理選取25盆考察有效穗、穗粒數、千粒重和結實率，同時每處理選取25盆單獨測產。

1.3.2 稻米品質測定 成熟期收獲稻谷，置于陰涼通風處自然干燥1個月，水稻品質測定方法按“NY/T 83—2017，米質測定方法”操作，將精選的谷粒風干后，用日本大屋式Ⅱ型出糙機去殼后稱糙米重，再將糙米用 SDJ-100 精米機加壓精碾，然后稱重，計算出糙率、精米率和整精米率。精米率參照“NY 147—88，優質食用稻米”方法測定。

1.4 數據統計與分析

數據采用Excel 2007和DPS 7.05軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 高溫對水稻產量性狀的影響

由表1可知，溫度對有效穗和穗粒數的影響較少，泰優390和隆晶優1212各溫度處理與對照的差異均不顯著，同時各處理間差異也不顯著。但溫度對結實率、千粒重和產量有顯著影響，泰優390在對照（自然溫度30.6℃）結實率最高，為82.39%，顯著高于其他溫度處理。其中，在38℃下結實率最低，為51.52%，顯著低于對照和其他處理。隆晶優1212在32℃和對照下結實率最高，分別為83.66%和85.49%，兩者之間無顯著差異，均顯著高于其他處理。千粒重和產量與結實率趨勢一致，泰優390在在對照（自然溫度30.6℃）下千粒重最大，為25.4 g，顯著高于其他處理；隆晶優1212在32℃和對照下千粒重最大，分別為26.38和27.05 g，兩者之間無顯著差異，均顯著高于其他處理。泰優390和隆晶優212均在38℃處理下產量最低，為43.41 g/盆和52.32 g/盆，顯著低于對照和其他處理，但泰優390在32℃處理下產量顯著低于對照，而隆晶優1212在32℃處理下產量與對照無顯著差異，這說明不同品種間的抗熱性有差異。

2.2 高溫對稻米品質的影響

由表2可知，高溫對水稻的加工品質具有顯著影響，泰優390和隆晶優1212均在38℃對照和其他處理下出糙率、精米率和整精米率最低，分別為67.9%、58.5%、53.1%和71.2%、62.1%、51.3%，均顯著低于對照和其他處理，泰優390在32℃處理下出糙率、精米率和整精米率均顯著低于對照，但隆晶優1212在32℃處理下與對照差異不顯著，說明不同品種稻米加工品質抗高溫能力存在差異。

稻米的蒸熟品質與加工品質表現一致，泰優390在38 ℃處理下直鏈淀粉含量最高，為25.3%，顯著高于對照和其他處理，而膠稠度最低，為54.3 mm，顯著低于對照和其他處理；隆晶優1212在38 ℃處理下直鏈淀粉含量最高，為21.5%，顯著高于對照和其他處理，而膠稠度最低，為62.4 mm，顯著低于對照和其他處理。同時，泰優390在32℃處理下直鏈淀粉含量、膠稠度分別為20.2%、65.4 mm，其中直鏈淀粉含量顯著高于對照，膠稠度顯著低于對照，而隆晶優1212在32℃處理下直鏈淀粉含量、膠稠度分別為16.1%、75.9 mm，與對照差異不顯著。

3 小結與討論

水稻抽穗揚花期高溫可顯著降低結實率、千粒重和產量，但對有效穗和穗粒數影響不顯著；稻米品質分析表明，2個品種出糙率、精米率、整精米率和膠稠度，隨溫度的升高呈下降趨勢，并且在38℃高溫下顯著低于對照和其他處理，直鏈淀粉含量隨溫度升高呈上升趨勢。同時不同的品種對高溫表現差異，泰優390在32℃處理下結實率、千粒重、產量、出糙率、精米率、整精米率和膠稠度均顯著低于對照，而隆晶優1212在32℃處理下結實率、千粒重、產量、出糙率、精米率、整精米率和膠稠度均與對照差異不顯著。2個品種對溫度表現存在差異，說明不同品種對高溫敏感性不同。

高溫對水稻整個生產過程均有顯著的影響，其中在幼穗分化期和抽穗揚花期影響最為明顯，會顯著降低水稻的結實率、千粒重，造成嚴重減產[14-15]。此研究表明，2個品種隨著溫度的升高結實率、千粒重和產量呈下降趨勢，這與甄博等[16]、王明等[17]的研究結果一致，而對有效穗和穗粒數的影響較小，各處理與對照均無顯著差異，這與曹云英[18]的研究結果一致。關于抽穗揚花期高溫對產量性狀影響的原因，前人已做大量研究，在抽穗揚花期高溫嚴重影響水稻花粉活力，破壞授精過程，從而降低結實率，同時高溫影響葉片的光合作用，降低光合產物的積累，導致千粒重降低。

水稻的稻米品質除與自身遺傳有關外，還與生長環境有密切關系，前人在高溫對稻米外觀品質影響研究結果不一，有研究表明高溫會顯著降低出糙率、精米率和整精米率，且溫度越高降幅越大[12]；而陶龍興等[19]研究發現，高溫對整精米率有顯著影響，但對出糙率、精米率無顯著影響，這可能與不同品種抗熱性差異有關。此研究表明，高溫會顯著降低出糙率、精米率和整精米率，且在38℃處理下顯著低于對照和其他處理，這與曹云英[18]的研究結果一致。同時艾青等[12]研究表明抽穗揚花期高溫會顯著降低膠稠度，提高直鏈淀粉含量，此研究表明高溫顯著降低2個品種稻米膠稠度，且顯著提高直鏈淀粉含量，在38℃處理下與對照和其他處理差異顯著，這與曹云英[18]、張桂蓮等[20]的研究結果一致。不同品種對高溫的敏感性不同，是否與品種的遺傳特性或生態類型有關，有待進一步研究。

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（責任編輯：張煥裕）