高温和肥水调控对川东南杂交水稻结实率的影响

徐富贤 张林* 熊洪* 周兴兵 朱永川 蒋鹏 刘茂 郭晓艺

（1 四川省农业科学院水稻高粱研究所/农业农村部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室，四川德阳 618000；2 国家水稻改良中心四川泸州分中心，四川泸州 646100；第一作者：Xu6501@163.com；*通讯作者）

在全球气候变暖的大环境下，极端天气频繁发生，高温已经成为制约水稻产量和品质的主要因素[1-3]，特别是抽穗开花期的极端高温造成水稻结实率显著下降而大幅度减产[4-5]。如以种植杂交中籼迟熟品种（组合）为主的四川盆地东南部高温伏旱区，抽穗期极端高温伤害影响水稻开花授精，导致空秕粒增加，最终造成大幅度减产甚至绝收[6]，但品种间耐高温能力差异较大[7]。因此，作者近期开展了水稻耐高温缓解技术研究，以期为该区水稻抗逆高产稳产提供技术支撑。

1 材料与方法

试验在四川省农业科学院水稻高粱研究所泸县基地的智能人工气候室（温度精确度±0.5℃）进行。采用钵栽试验，钵栽土壤取自稻田干土，先将取回干土在晒场整细混匀后等量装入钵内。

1.1 不同温度条件下的结实率比较试验

以G优802、2998A/R727、Ⅱ优602和Q优6号4个杂交中稻组合为材料，3月5日播种，地膜培育中苗秧。4.5叶移栽至盆钵，每钵栽3丛，每丛栽2株。于孕穗期和抽穗期分别在人工气候室28℃、33℃、38℃的3种全天恒温（相对湿度均为85%）条件下处理3 d，施氮按12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘖肥20%、穗肥20%，磷、钾肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每个杂交组合处理5钵，成熟期每钵单收，考查结实率。

1.2 肥水调控对高温影响的缓解试验

1.2.1 施氮量与耐高温的关系

表1 人工气候室温度与湿度设置

以杂交中稻组合冈优169为材料，3月5日播种，地膜培育中苗秧。4.5叶移栽至盆钵，每钵栽3丛，每丛栽2株。设6个施氮水平（折合纯氮量0、4、8、12、16、20 kg/667 m2），其中底肥60%、蘖肥20%、穗肥20%，磷、钾肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每处理栽8～10钵，始穗期每处理选择生长基本一致的5钵，移至人工气候室进行高温处理5 d（表1），高温处理期间保持浅水层。处理结束后将盆钵移至田间。

高温处理前1 d测倒1叶、倒2叶、倒3叶、倒4叶的叶绿素含量（SPAD值），成熟期每钵单收，考查结实率，并计算耐高温指数。耐高温指数=高温处理结实率/常温处理结实率。

1.2.2 土壤含水量与耐高温的关系

以杂交中稻组合2998A/R727为材料，4月20日播种，4.5叶移栽至盆钵，每钵栽3丛，每丛栽2株。分别于抽穗前0、2、4、6、8 d排干盆钵内的水分，以保持浅水层为CK。施氮量按纯氮12 kg/667 m2折算，其中底肥60%、蘖肥20%、穗肥20%，磷、钾肥按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5的比例作底肥一次性施入。每处理栽8～10钵，始穗期每处理选择生长基本一致的5钵，移至人工气候室进行高温处理5 d（表1）。高温处理期间于每天16∶00时，利用TZS-IIW型土壤水分温度测量仪测土壤含水量，然后每钵均加入300 mm的水，作为土壤水分蒸发量的补充。以5 d平均含水量作为各试验处理的含水量。处理结束后将盆钵移至田间，保持浅水层。成熟期每钵单收，考查结实率。

表2 不同温度条件下的结实率表现（单位：%）

表3 施氮量与耐高温的关系

表4 土壤含水量与高温下结实率关系

2 结果与分析

2.1 不同温度条件对结实率的影响

从表2可以看出，与28℃下正常结实率相比，孕穗期33℃下结实率降低8.32%，抽穗期降低56.21%；38℃下孕穗期和抽穗期结实率分别降低79.37%和91.91%。在产量构成因素中，高温处理期的有效穗数已确定，对千粒重影响较小。因此，高温对产量的损失程度，基本为结实率的损失度。从大致情况看，孕穗期33℃高温平均产量损失在10%以内，抽穗期33℃高温产量损失在65%左右；孕穗期和抽穗期38℃高温产量损失分别在80%和90%左右。不同杂交组合间差异较大。

2.2 肥水调控对高温影响的缓解作用

2.2.1 施氮量与耐高温的关系

从表3可见，高温处理前叶片SPAD值与施氮量呈极显著正相关，而高温处理下结实率和耐高温指数又分别与高温处理前叶片SPAD值呈显著正相关，如施氮20 kg/667 m2处理比施氮4～12 kg/667 m2的处理结实率高10个百分点以上。因此，适当提高施氮量有利于减少高温对产量造成的损失。

2.2.2 土壤含水量与耐高温的关系

从表4可见，处理前排水越早土壤含水量越低，而土壤含水量又与高温处理下的结实率呈正相关，如高温处理下保持浅水层的结实率比干旱8 d的处理高24.01个百分点。因此，在高温条件下，稻田保持浅水层有显著的缓解高温损失的作用。

3 讨论

谭中和等[5]指出，川东南高温伏旱区，规律性的高温发生在7月下旬至8月上旬，栽培措施上通过适期早播早栽，将杂交中籼的齐穗期提早到7月上旬以前而避开高温危害，是解决开花期高温伤害的最佳途径。盛婧等[8]认为，长江流域水稻播种期安排在5月20日之后可避免抽穗期高温危害，增施穗肥能有效延迟抽穗期。朱兴明等[9]认为，通过栽培方式改善大田植株的通风透光条件，有利于缓解开花期高温伤害。从近几年高温出现的时间来看，有提早的趋势[10]，但也有推迟的年份，如2011年川东南的极端高温天气推迟到了8月中下旬。表明仅通过提早抽穗期避开高温危害并不十分保险，若加上选用耐高温能力强的组合则更稳妥。

本研究结果表明，日均温33℃以上对川东南杂交水稻结实率的显著影响，38℃的影响更大；孕穗期受高温影响明显比抽穗期小，33℃下孕穗期高温产量损失在10%以内，抽穗期高温产量损失在65%左右，在38℃下孕穗期高温和抽穗期高温的产量损失分别在80%和90%左右。在高温条件下，植株叶绿素含量和土壤相对持水量分别与高温下的结实率呈显著或极显著正相关，提高植株的营养水平和稻田保持浅水层，有显著缓解高温造成产量损失的作用。