孕穗期高溫對稻穗關鍵時期和部位影響的試驗研究

摘要：以千重浪2號為試材，在盆栽條件下研究孕穗期高溫對穗部性狀的影響。結果表明，孕穗期高溫使參試品種的一次枝梗長、二次枝梗數、穗粒數、著粒密度和結實率都有不同程度的下降，其中葉齡余數1.0時的高溫處理對上述穗部性狀的影響最大。孕穗期高溫主要降低了穗中部和下部的二次枝梗數、穗粒數和結實率，但對一次枝梗的影響相對較小。

關鍵詞：水稻；高溫；穗部性狀；關鍵期

中圖分類號：S511" " "文獻標識碼：A" " 文章編號：1674-1161（2023）04-0012-03

孕穗期遭遇高溫能顯著降低水稻單產^[1]。多數研究者曾在水稻生殖生長期的不同生育階段，從花粉活力、灌漿速率、灌漿時期和粒質量的角度來研究高溫脅迫對產量的影響^[2]，特別是對不同品種結實率差異的影響研究較多^[3]。但關于高溫對穗上不同部位穗部性狀影響方面的研究則相對較少。以北方粳稻千重浪2號為試材，按照葉齡余數將孕穗期分為三個時期進行高溫處理，并研究高溫對不同部位穗部性狀的影響，旨在揭示孕穗期高溫影響稻穗的關鍵時期和關鍵部位。

1 材料與方法

試驗在沈陽農業大學水稻研究所進行，供試材料為千重浪2號。采用盆栽試驗方法，盆缽直徑25 cm，高23 cm，每盆裝過篩棕壤土12 kg。4月16日播種，5月21日插秧，10月3日收獲。插秧時嚴格選取葉齡一致的秧苗，采用高密度栽培，每盆均勻插植22個單株，在分蘗期及時去除分蘗，僅留主莖。基肥每盆施尿素3 g，磷酸二銨2 g，氯化鉀1 g。分蘗肥和穗肥每盆分別施硫酸銨4 g。試驗共設3個處理，分別在葉齡余數為2.0（Ⅰ），1.0（Ⅱ），0（Ⅲ）時進行高溫處理。高溫處理在RXZ智能型人工氣候箱中進行，高溫處理溫度為35±1 ℃（9∶00—15∶00）和27±1 ℃（15∶00—9∶00），連續處理6 d。在處理前，每盆選取生長一致的單株15株掛牌標記，并以在室外正常生長的植株為對照，3次重復。

成熟期每個處理取生長一致的2盆，將掛牌標記的稻穗按盆收獲。按每穗的一次枝梗數將稻穗分成上部、中部和下部3個部分，考查不同部位的一次枝梗長、一次枝梗數、二次枝梗數、二次枝梗實粒數和空癟粒數，并利用加權法計算平均結實率。

2 結果與分析

2.1 高溫對著粒密度和枝梗的影響

孕穗期高溫導致參試品種的著粒密度、一次枝梗長和二次枝梗數都有不同程度的降低（見表1）。與對照相比，各處理都達到了極顯著水平，其中葉齡余數為1.0時的處理影響最大，著粒密度、一次枝梗長和二次枝梗數分別比對照下降了45.42%，17.41%和52.34%；對一次枝梗數的影響則較少。

進一步分析孕穗期高溫對不同部位二次枝梗數的影響。葉齡余數為1.0時的處理，上部、中部和下部的二次枝梗數分別為8.3，7.9和5.8個，與對照相比分別下降了34.49%，55.29%和63.36%；葉齡余數為2.0的影響高于葉齡余數為0時的處理。可見葉齡余數為1.0時的高溫是影響二次枝梗數的關鍵時期，且孕穗期高溫會使穗下部的二次枝梗數顯著減少。

2.2 高溫對穗上不同部位粒數的影響

孕穗期進行高溫處理導致穗粒數明顯下降（見表2）。與對照相比，葉齡余數為1.0時的高溫處理使每穗粒數最低，比CK減少了42.59%，其中上部、中部和下部的粒數分別比CK下降了31.12%，43.68%和59.01%，可見對下部的穗粒數影響最大；其次是葉齡余數為0時的處理，與對照的差異也達到了極顯著水平。

從枝梗著粒數來看，孕穗期高溫脅迫對一次枝梗著粒數影響較小，但是高溫脅迫使各處理的二次枝梗不同部位粒數顯著減少，除葉齡余數為2.0處理的上部外，與對照的差異都達極顯著水平（見表3）。其中葉齡余數為1.0的處理使二次枝梗粒數降低幅度最大，上部、中部和下部的粒數分別比CK下降了43.77%，62.13%和80.49%。由此可見，孕穗期高溫使穎花分化不良和穗粒數減少主要表現在穗下部。

2.3 高溫對結實率的影響

從高溫對穗上不同部位結實率的影響（見表4）結果看，葉齡余數1.0的處理和葉齡余數0的處理的結實率有明顯降低，與對照的差異均達到了極顯著水平，但對葉齡余數2.0的處理影響較小。從平均結實率來看，影響最大的時期是葉齡余數0的處理。進一步比較孕穗期高溫處理對二次枝梗結實率的影響時發現，參試品種的二次枝梗結實率均有明顯降低，其中對葉齡余數1.0的處理影響最大。由此可見，高溫主要降低二次枝梗中、下部籽粒的結實率，且不同時期的處理會導致不同部位的表現也不同。

孕穗期高溫脅迫使供試品種各處理的穗粒質量都低于對照，其中葉齡余數為1.0的處理下降最多，比對照下降了56.40%；其次下降最多的是葉齡余數為0的處理。各處理的穗粒質量與對照的差異都達到極顯著水平，但葉齡余數1.0的處理和葉齡余數0的處理之間的差異并不顯著。

3 結論與討論

試驗結果表明，孕穗期遭遇高溫會造成枝梗和穎花退化并產生大量的不孕粒，其中穗粒數減少和結實率降低是導致減產的重要因素。張矢等^[4]研究結果表明，影響枝梗數及每穗粒數形成的溫度敏感期是幼穗的枝梗分化期至穎花分化期，也就是在葉齡余數為3.0～0.9時（按照松島省三的穗分化時期劃分方法^[5]）。試驗結果進一步明確了高溫影響枝梗數和每穗粒數的關鍵時期是葉齡余數1.0時，此時的高溫處理導致穗中下部的二次枝梗數和粒數明顯減少。換言之，在穎花分化接近結束時遭遇高溫，可使枝梗和穎花發生大量退化，使每穗粒數和穗粒質量大幅度降低。因此，在水稻生產上，在孕穗期要特別注意預防葉齡余數接近1.0 時的熱害，并根據天氣狀況，采取相應的預防措施，如選用耐高溫品種、調整播期、科學灌水、以水調溫、施用化學物質等，以此來減少孕穗期高溫給水稻生產帶來的損失。

參考文獻

[1] 羅麗華，劉國華，肖應輝，等.高溫脅迫對水稻花粉和小穗育性及稻谷粒重的影響[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2005（6）：593-596.

[2] 湯日圣，鄭建初，張大棟，等.高溫對不同水稻品種花粉活力及籽粒結實的影響[J].江蘇農業學報，2006（4）：369-373.

[3] 曹云英，段驊，楊立年，等.減數分裂期高溫脅迫對耐熱性不同水稻品種產量的影響及其生理原因[J].2008，34（12）：2 134-2 142.

[4] 張矢，徐一戎.寒地稻作[M].哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1990.

[5] 松島省三.水稻 の收量成立と予察に關す作物學的研究[J].農技研報，1957， A5：120-127．

Experimental Study on the Effects of High-temperature on the Critical Period and Parts of" Rice Ear during Booting Stage

JIN Liancai， LI Suhua

（Liaoning Agricultural Science and Technology Achievement Transformation Service Center， Shenyang 110033， China）

Abstract： Qianchonglang No. 2 was used as a test material to study the effect of high-temperature on ear characters during booting stage under potted conditions. The results showed that high-temperature during booting stage decreased the length of primary branches and stems， number of secondary branches and stems， number of grains per ear， grain density and seed setting rate， and high-temperature treatment at residual age of 1.0 had the greatest effect on the above ear characters. High-temperature during booting period mainly reduced the number of secondary branches stems， grain number and seed setting rate in the middle and lower ear， but had little effect on primary branches stems.

Key words：" rice; high-temperature; ear character; critical period

收稿日期：2023-03-10

作者簡介：金連財（1972—），男，高級農藝師，從事農業推廣工作。