水稻不同生育期的高温热害症状及补救措施

周辉

（安徽昇谷农业科技有限公司，安徽 合肥 231200）

全球气候变化正以前所未有的速度改变着地球的面貌，其对农业生产构成了深远的影响。作为世界上半数以上人口的主食来源，水稻的生产安全尤为关键。在众多气候因素中，温度的升高尤其引起关注。近年来，频繁出现的高温事件威胁到水稻的生长发育，高温热害成为影响水稻生产的主要非生物胁迫之一，给粮食安全带来了潜在的风险。高温对水稻生产的潜在威胁表现在多个层面：从影响种子萌发、幼苗生长，到降低分蘖数和结实率，乃至影响籽粒灌浆和最终的产量品质。特别是在拔节孕穗期和抽穗开花期，高温可能导致花粉败育和受精障碍，从而显著减少产量。此外，高温还可能引起植株早衰，缩短生长周期，进一步影响水稻的生产性能。鉴于此，研究高温热害对水稻生长周期的影响显得尤为重要。该文聚焦于水稻生长周期中不同阶段的高温敏感性，描述水稻在遭遇高温时的症状，探讨当前实施的补救措施和策略，并就未来发展方向进行展望。

1 水稻不同生育期的高温敏感性及高温热害症状

水稻生长周期通常包括苗期、分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和成熟期。生长周期对环境条件尤其是温度的要求不同，对高温的敏感性各不相同，其中拔节孕穗期和抽穗开花期是对高温最为敏感的时期。高温不仅直接影响水稻的生长发育，而且间接通过影响光合作用、水分平衡和营养吸收等生理过程来进一步影响产量和品质。

1.1 苗期

从播种到3 叶期是水稻的苗期阶段。这一阶段，水稻植株主要进行基础代谢活动和根系的生长。水稻苗期对高温有一定的耐受性，但持续的高温会影响种子萌发和幼苗生长，可能出现叶片发黄、卷曲或枯焦的现象，损伤叶绿体结构，降低光合作用效率，导致生长缓慢、根系发育不良，从而影响后续的生长和产量。

1.2 分蘖期

这一时期水稻植株通过分蘖形成多个茎秆。水稻在分蘖期对高温相对敏感，分蘖期的高温会加速水稻植株的生长进程，导致过早停止分蘖，减少有效分蘖数，影响最终的有效穗数。此外，高温还会促使植株进行更多的呼吸作用以散热，消耗掉原本用于生长的光合产物，从而降低了生物量的积累。高温下的水稻植株往往矮小且茎秆细弱。

1.3 拔节孕穗期

拔节孕穗期是决定水稻穗粒数的关键时期，也是水稻生长发育过程中最为关键的时期。这一时期水稻对高温极为敏感。高温会破坏植物细胞的正常代谢活动，直接影响花粉的育性，造成花粉败育，增加空壳率，严重时会造成结实率大幅下降。因此，这一阶段的高温热害对产量的影响最为显著。

1.4 抽穗开花期

抽穗开花期稻穗从旗叶鞘中抽出，花药开裂释放花粉，进行授粉。如果遇到高温，会影响花药的开裂和花粉的传播，导致授粉效率低下。高温还可能造成柱头失水过快，影响其接受花粉的能力。这一阶段的高温逆境会干扰植物激素平衡，特别是赤霉素和脱落酸的比例，这对于调控开花和籽粒灌浆至关重要。高温可能导致部分穗部不能完全抽出，或者出现半实粒状态。

1.5 成熟期

水稻的成熟期是籽粒灌浆并逐渐成熟的阶段。成熟期的水稻对高温相对耐受，但极端高温天气仍然会造成负面影响。极端高温天气会加速植株老化，影响籽粒的灌浆过程，降低淀粉的累积速度，可能出现籽粒不饱满、大小不一或者颜色异常，最终影响千粒重和产量。

2 水稻高温热害的补救措施

2.1 灌溉管理

高温条件下，及时灌溉是降低土壤温度、维持植株正常生理功能的有效方法。尤其在分蘖期和拔节孕穗期，通过保持一定深度的水层，可以稳定株温，减少高温对花粉育性和籽粒灌浆的负面影响。然而，过度的灌溉可能导致根系缺氧和病虫害问题，因此需要精细控制水量和灌溉时机。

2.2 施肥

合理调整施肥时间和肥料种类对于缓解高温热害也有重要作用。推荐使用缓释或控释肥料，以减少肥料在高温下的分解速度，同时避免根系烧伤。增施硅肥和钾肥能够增强水稻的耐热性，提高细胞稳定性。该措施的挑战在于如何精准匹配植物需求与土壤供应，避免养分过量或不足。

2.3 遮阴降温

使用遮阳网等覆盖物可以为水稻提供必要的遮阴，降低直接日照带来的热量压力。此方法特别适用于苗期和抽穗开花期，有助于保持植株活力和花粉活性。但是，遮阴材料的成本和劳动力需求限制了其在大规模生产中的应用。

2.4 种植耐热品种

培育和推广耐热品种是应对高温热害的长期解决方案。通过传统育种或现代分子育种技术，可以选育出具有较强耐热性的品种。这些品种通常具有更好的抗氧化能力、稳定的产量和优良的品质。该措施的挑战在于育种周期长，且需要不断适应变化的气候条件。

2.5 生物技术的应用

生物技术为水稻耐热改良提供了新的途径。通过生物技术手段，可以引入或调控与耐热相关的基因，以提高水稻的热耐受性。科学家们一直致力于挖掘高温抗性基因资源、阐明高温抗性分子机制以及培育抗高温作物新品种。如中国科学院院士林鸿宣团队，已成功分离克隆到了控制非洲稻不怕热的主效基因TT1，找到了使水稻自身钝感、减少热响应消耗的“佛系基因”TT2，定位克隆到一个控制水稻高温抗性的基因位点TT3，并一点点将高温抗性强的非洲稻遗传片段渗透进亚洲稻中。

3 总结与展望

目前已研制多种不同的水稻高温热害补救措施，但是每种措施都有其独特的优势和局限性。有效的补救策略往往需要综合考虑多种因素，并结合当地的具体情况进行灵活调整。

在全球气候变化的背景下，水稻生产面临的高温热害问题日益严峻，研发更为高效、可持续的补救措施将对保障水稻生产具有重要意义。当前研究虽已取得进展，但以下领域仍需进一步研究。①生理和分子机制的深入解析：目前对水稻响应高温的生理机制有一定的了解，但其分子层面的调控网络尚未完全明晰，需要通过系统生物学方法进一步揭示高温应答的关键基因和信号通路；②耐热性状的遗传基础：尽管已经鉴定出一些与耐热相关的数量性状位点，但这些位点的精确功能及其相互作用仍需深入研究；③品种改良与培育：利用分子标记辅助育种和基因编辑等技术，可以加速耐热品种的选育；④探索野生稻种的耐热基因资源，也可能为耐热品种的培育提供新的途径。

针对上述研究方向，笔者认为应对高温热害，应从以下几方面加以努力：①加强耐热品种的研发与推广，政府和研究机构应增加对耐热水稻品种研发的投资，并通过政策支持加以推广种植；②完善灌溉基础设施，提高灌溉效率和普及智能灌溉技术，以保障在高温条件下水稻的水分需求得到满足；③制定适应性管理措施，根据气候模型预测的地区性气候特点，制定相应的水稻栽培管理措施和技术指南，帮助生产者应对高温热害；④增强生产者的培训和教育程度，通过扩展农业技术和知识的培训，提升生产者对高温热害的认识以及应对能力。