应对极端气候的水稻品种选择与育种技术对策

华淑惠，杨 琳，董 琳，寇 宇

（1.东辽县气象局，吉林 辽源 136600；2.永吉县气象局，吉林 吉林 132100；3.蛟河市气象局，吉林 吉林 132500；4.图们市气象局，吉林 延边 137200）

在极端气候频发的趋势下，我国农作物受灾面积日益增加，受灾农作物的占比也逐渐增加。因此，需要积极采取应对措施，否则会破坏农业生产结构，导致生产能力下降。吉林省气候资源多样，气候灾害较多，干旱、洪涝、高温等气象灾害频繁发生，强度越来越大，破坏性极强，并且具有突发性的特点。极端气候会对农作物种植造成较大的挑战，如果秋季发生连续降水，会导致水稻大面积倒伏，对水稻产量造成较大影响，使生产品质下降；如果夏季持续高温，会导致中稻、早熟晚稻结实率降低，抽穗期延迟，造成水稻减产[1]。为了降低极端气候对水稻等农作物造成的损失，需要对灾害性气候特点进行分析，加强育种选种工作，沉着应对多变的天气状况，提高种植效益。

1 气候变化产生的影响

对当前全球气候变化的原因进行分析发现，气候变化与自然、人为因素有关，气候变化的总趋势为大气中的CO2质量浓度持续增加，紫外线辐射强度增强；全球气候变暖，导致极端气候事件频繁发生；温室气体排放量增多，加快了气候变化速度。水稻作为重要的粮食作物，种植区域广泛。我国是最大的水稻生产国，无论是种植面积还是产量都位居世界前列。通过对气候异常变化的研究，可以了解气候变化对水稻种植工作的影响，从而提前做好应对方案，保证粮食安全，促进农业可持续发展。极端气候事件会对水稻生长造成影响，如果长期干旱少雨，会导致土壤干旱，水稻无法正常生长发育；洪涝灾害、强降雨会导致稻田被淹没，损伤植株；台风天气带来的强风暴雨会导致水稻发生倒伏；冰雹会砸伤水稻，影响水稻产量。

1.1 温度升高对水稻的影响

温度升高会让冷凉地带的农作物生长周期延长，北半球中纬度的热量会向北方移动，海平面上升。对于水稻来说，在高温影响下，水稻生育期明显缩短，会提前成熟。但是，在抽穗期遇到高温，会导致粒谷减产。按照当前CO2质量浓度增长速率，预计每年温度升高0.8 ℃。根据水稻影响模型分析，高温下我国南方水稻会出现明显减产，北方水稻结实率会明显下滑。因此，需要选择营养生长及生殖生长期对高温耐受性较高的品种，避免高温导致营养生长期缩短。

1.2 灾害性天气频繁发生

据计算，我国沿海地区的台风强度会随着温度的升高而逐渐增大，热带区域发生高温灾害频率上升，影响范围越来越大，北方地区也会受到影响。降水量增加会导致一部分地区洪涝危害性增加，因此，所选水稻品种需要具有较高的抗旱、抗洪涝、抗倒伏以及抗病害特性。

1.3 气候变暖导致病虫害频发

气候变暖会导致病虫害频繁发生，研究发现，气温升高会让一些受温度限制较大的害虫活动范围扩大，繁殖率增加。大多数病虫害在气候温暖的环境下会严重为害水稻。依据冰岛的情况估算，气温每升高4 ℃，会导致病虫害为害程度增加15%。因此，在品种选择上，要选择抗病虫害能力强的品种。

1.4 紫外线对农作物的影响

紫外线会对农作物产生很大影响，大多数农作物的蛋白质、脂类合成都对紫外线有一定需求，但吸收过多紫外线会让植株结构发生变化，使农作物茎秆变矮，叶片面积减小，影响光合作用的进行，导致农作物减产，影响农作物质量。因此，需要选择具有较高耐紫外线伤害能力的品种。

2 影响水稻生产的灾害性气候

对吉林省水稻种植产生影响的原因进行分析可知，主要与温度、降水等因素有关。1)温度。水稻需要在适宜的温度下生长，温度过高或过低都会对其生长造成影响，而且温度变化也会影响水稻生长周期，温度升高，水稻生长周期会缩短；温度降低，则会延长水稻生长周期。2)降水。水稻生长过程中需要足够的水分，如果降水量较少，会影响生长情况。降水量的变化也导致了灌溉方式的改变。如果降水量少，则需要增加灌溉次数以及水量。如果降水过多，需要做好防涝管理，通过调整灌溉方式，让土壤湿度维持在合适的水平。

根据种植品种的不同，极端气候对吉林省水稻生产的影响也不相同。早稻品种面临的极端气候主要是苗期低温、孕穗期高温以及连续降水。晚稻品种的生长周期最长，一般生长期在5—11月，在7—8月可能会遭遇高温，8—10月可能会受到暴雨、降温等，10—11月主要面对的灾害性气候为降温以及连阴雨。连作晚稻品种的生育期为6—11月，面对的灾害气候与单季晚稻类似，但是低温导致的影响更大。

2.1 低温

在水稻生长过程中，温度是重要的影响因素之一，在不同的生长阶段，水稻可接受的温度范围不同，一旦适宜温度与实际温度相差较大，低于极限值，就会影响水稻生长，甚至导致水稻暂停生长。对于早稻品种来说，低温灾害主要集中在水稻芽期、苗期。对于晚稻品种，低温灾害主要集中在水稻的抽穗期以及灌浆期[2]。对于早稻品种来说，种子萌发的最低温度为12 ℃，最适宜温度为28～36 ℃。早稻生长的温度在20 ℃以下时，会影响水稻发芽，出现发芽率降低以及生长势差等情况，而且低温条件下的水稻很容易受到病菌感染，导致水稻烂芽。适宜早稻幼苗生长的温度为25～35 ℃，当气温下降到20 ℃，会导致水稻植株的生长势头弱，出现植株萎缩等情况。早春低温灾害的主要表现是温度忽高忽低，对水稻生长极其不利。

在水稻抽穗期以及灌浆期水稻易受到低温冷害，受胁迫的品种主要有连作晚稻以及单季晚稻。在水稻抽穗期，气温低于20 ℃，会发生冷害，水稻的主要受害表现为：水稻植株茎秆矮小，抽穗期延迟，严重时，会导致结实率下降以及水稻粒空瘪。在水稻灌浆期受到冷害后，会导致水稻叶片枯萎，叶片变为赤红色，灌浆期延迟，水稻籽粒不饱满，甚至会导致水稻品质下降。如果是杂交水稻品种，会造成种子活力下降，发芽率也随之降低。

2.2 高温热害

水稻喜温，整个生长周期需要在较高的温度环境中生长，但是，如果温度超过水稻最高承受范围，就会造成高温热害。水稻孕穗期、灌浆期正处于高温季节，如果遇到极端高温气候影响，会导致水稻发生大面积减产。高温对水稻的主要灾害表现为：影响花粉发育，花粉活力严重下降，甚至会导致水稻花药基部散粉，最终造成花粉受精情况不佳，影响水稻籽粒的灌浆速率，水稻粒重降低，水稻质量下降。此外，高温也会改变晚稻生育期，而且高温会让水分大量蒸腾，最终导致旱灾。

当出现连续高温天气后，如果早中熟水稻在扬花期受到高温热害，会导致花粉散粉度降低，影响受精，产量减少。对于单季中熟水稻来说，在孕穗期以及抽穗期受到高温影响后，会导致结实率降低。对于迟熟的晚稻，高温天气会导致生长迟缓，生育期发生不同程度的延迟。

2.3 干旱

水稻需要充足的水分以维持正常生长发育，如果降水过少，或者温度过高，都会导致水稻种植受到干旱影响。气象干旱与降水量、气候温度以及蒸腾速率等因素相关。在干旱影响下，水稻的生长发育会受到抑制，导致水稻叶片缩小，植株变矮，产量及质量下降。在全球气候变暖的影响下，吉林省夏季温度越来越高，时常出现干旱炎热气候，而农业灌溉用水量较为有限，在出现旱灾时，甚至会发生水稻减产绝收的情况。

2.4 突发性气象灾害

常见的突发性气象灾害有暴雨、台风、冰雹等，8—10月经常有台风登陆，虽然临海区域为主要受灾区域，但还是会出现台风上岸的情况。台风带来的暴雨以及强风会导致水稻出现大面积倒伏，使水稻生长受到严重威胁，水稻产量、质量都会出现不同程度的下降，而且水稻的收获成本也随之增加。8—10月，水稻正处于抽穗扬花期，是水稻的关键生长周期。如果在水稻抽穗扬花期发生倒伏，就会导致水稻植株畸形，甚至发生病害、虫害。水稻乳熟期茎秆还没有木质化，较为脆弱，更容易发生倒伏，导致水稻减产，甚至绝收。此时，如果温度过高，或者降水量较多，甚至会影响水稻生穗发芽。若水稻成熟期发生倒伏，会导致粒重下降，水稻质量也会降低[3]。

3 极端气候的应对措施

为提高对极端气候的抗性，需要从水稻本身着手，培养具有较强抗逆性的品种，通过遗传育种技术，选择对气候有着较强适应性的品种，提高种植比例。从水稻种植技术上来看，根据极端气候变化，需要对水稻的播种时间进行适当调整，减少极端气候对水稻的影响。

3.1 加强新技术研究，调整农业生产结构

为应对极端气候增多的趋势，需要合理利用水稻产业链的各项资源，及时开展灾害工作。种植户作为水稻种植的主体，也是极端气候应对的主要应对者。农业行业消灾行动应当得到种植户的密切配合。科技部门要积极创新技术，提高种植户应对灾害的能力。通过对吉林省进行实地调研，分析种植户的应对特点发现，应对干旱灾害，种植户的主要应对策略是种植耐干旱的品种，极少部分种植户选择改变灌溉方式。由此可见，目前种植抗逆性强的品种是应对气象灾害的主要措施。

调整农业结构，并且加强新技术推广，能够有效提升抗灾水平。在推行抗灾措施时，应当充分考虑地域特点以及经济学规律，合理规避气候灾害，实现种植户增收。根据气候特征以及农业生物特征，调整水稻生产模式，坚持因地制宜的原则，实现农业规模化生产。

3.2 运用生物育种技术，提高抗灾害能力

更换水稻品种是应对灾害性气候的主要选择，农业部门应不断研发生物育种新技术，提高水稻的抗气候灾害能力。此外，应不断推进水稻品种更新换代，引导种植户种植优势品种，实现稳产、高产。

3.3 改良单季水稻的耐热性，应对高温热害

水稻孕穗期及扬花期都处于高温季节，因此高温热害会持续影响水稻正常生长。近年来，中熟水稻已经成为主要的研究方向，其孕穗期一般在8月，此时正值温度最高的时期，水稻面临较大的热害风险。通过田间测点试验，在高温天气下，水稻结实率下降，而且大多数水稻品种的结实率在65%以下。与常温状态下相比，高温天气的结实率下降明显。按照国家相关规定，水稻耐热性试验是在水稻抽穗扬花期，在自然高温以及室温2 种环境下，对水稻材料的结实率进行测定。田间自然高温需要均温在32 ℃以上，并且在35 ℃的环境中持续接受日照5 d。对比结实率，然后计算相对耐热系数的平均值，将其作为评价指标，选择耐热性良好的品种进行种植。

3.4 检测杂交水稻的耐受性，制种规避热灾害易发生季节

在杂交水稻制种过程中，孕穗、扬花期多集中在8月，此时正处于高温季节，高温会严重威胁制种安全。在高温环境下，会导致父本的花粉生育性下降、扬花不畅等问题，导致大面积制种减产。对此，应通过合理安排制种孕穗扬花期，规避种植区域的高温时节。恢复系耐热性弱的品种制种一定要避开高温，也可以通过调整播种时间，让恢复系的孕穗扬花期推迟到9月。

3.5 提高苗期耐寒性，增强水稻抵御冷害的能力

对于中熟杂交水稻，最适宜的播种时间为3月，在幼苗期很有可能受到低温冷害，影响水稻生长速度，导致水稻生育期被推迟，严重时，甚至会出现枯黄致死。

选择水稻品种时，应当做好耐寒性鉴定，鉴定方式：让处于3 叶龄的水稻秧苗在常温环境下放置在12 ℃的冷水池中处理10 d，之后在5 ℃的人工气候箱中处理2 d，再在自然条件下处理5 d。观察水稻的叶片赤枯程度，按照耐冷性检测分级表的标准，确定品种的耐寒等级。

3.6 提高水稻的抗倒伏性

提高水稻品种的抗倒伏能力，是实现水稻高产的重要保障。随着水稻单产水平逐渐提升，受到极端天气影响，水稻经常会出现倒伏情况。因此，在水稻育种工作中，需要重点关注水稻抗倒伏能力的提升，倒伏虽然与极端气候有关，但根本原因是水稻的抗倒伏能力较差，而且种植户的化肥用量过多[4-5]。

通过对不同抗倒伏能力的品种进行测定发现，影响品种质量的关键点在于植株第3、第4 节间的抗折力。检测方式：在齐穗40 d 后，对单茎各节间的长度、粗度等指标进行测量，然后使用智取DS2-100N数显推拉力计测定品种的抗倒伏能力，选择抗倒伏能力优异的品种种植。

4 结束语

气候变暖直接影响生态环境，会导致严重干旱、冰冻以及暴雨等情况。对于极端天气事件，在加强自然科学研究的同时，还需要加大农业种植研究。对于区域水稻种植工作，也需要根据气候特点变化进行调整，培养适宜种植的新品种。根据当地的气候特点，选择抗热性、抗旱性、抗干旱性能力强的水稻品种，提高水稻的耐受力和对极端天气的抗性，提高水稻产量和质量。