高温热害对水稻生长的影响及其应对措施

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1、高温热害对水稻生长的影响及其应对措施　　摘要：介绍了中国水稻（OryzasativaL.）受高温热害的影响，对水稻受害的机理、高温热害指标及风险评估、高温预警监测等方面进行了综述。在大量研究的基础上提出从分子水平探明水稻受高温热害的根本机制，建立考虑品种、生育期、其他气象因素等的综合性高温热害指标，并提出选取合适播期、采用耐热品种、健全防范体系等观点。旨在为应对高温热害带来的危害及完善应对技术提供理论依据。　　关键词：水稻；高温热害；指标；风险评估；预警监测　　近百年来，由于自然气候波动和人类活动加剧导致的温室效应，地球

2、气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。IPCC报告指出，到2100年，由人类活动造成的温室气体排放量将继续增加，全球平均地表温度将比1990年升高1.4-5.8℃，中国与全球气候变化趋势基本一致，且大量研究表明，气候变暖将是中国未来的变化趋势。在全球变暖的同时，极端高温的发生频率也呈现升高的趋势，与1961-1990年中国的年平均气温相比，到2050年将增加（2.8±0.5）℃，未来中国的极端天气事件如夏季高温等出现频率也将增加，在未来全球大幅变暖的情况下，若不加以防范，中国主要粮食作物在未来50年高温热害的影响

3、下，产量会出现大幅下降，这将严重威胁中国的粮食安全。近20年来受高温热害的影响，中国粮食特别是水稻将出现频繁的减产情况。据报道，气温每升高1℃，水稻产量将会下降10%，尤其在水稻结实期，温度上升1～2℃7，产量将下降10%-20%。　　目前在水稻高温热害指标以及水稻受害的机理研究、风险评估、影响评价等方面展开了一定的研究，但各项研究所得到的指标不尽相同，采用的评价方法有所差异，对水稻减产设定的灾损表达方式也不一，开展的试验研究也有局域性的缺陷，对于未来气候变化情景下的高温热害发生频次尚缺乏较为准确的预估，且风险评估在农业

4、生产服务应用中的作用还略显薄弱。笔者将对水稻受害的机理、高温热害指标探析、相关的风险评估及其预警和应对技术等方面进行阐述。旨在加深水稻高温热害的研究，为降低高温热害对水稻的危害提供更多参考。　　1.水稻受高温热害的机理研究　　目前普遍定义水稻的高温热害是指水稻处于孕穗后期和抽穗扬花期，也就是单季稻在7月下旬至8月上旬时，遭遇连续日平均气温≥30℃、日最高气温≥35℃、同时极端最高气温38℃以上、相对湿度70%以下的高温天气，而导致水稻生长发育受阻，部分生理活性受到抑制，多方面生理生态功能都遭到损害，而最终导致减产或严重减

5、产。　　水稻处于不同生育期时，受到热害的影响也不同。主要的敏感时期有减数分裂期、开花期、灌浆期等。减数分裂期高温处理会使每穗颖花数、结实率、粒重和产量明显降低。抽穗-灌浆早期使结实率和粒重降低而导致产量下降。在穗分化期，如温度大于35℃7，则花药的开裂率和花粉育性会降低，从而导致结实率降低。开花期高温引发的危害主要有5个方面，一是影响开花，这是由于浆片吸水膨胀造成；二是影响花药开裂，这是由于高温时失水过快而使花药不开裂；三是影响花粉活力，这是由于高温会大大缩短花粉寿命；四是影响花粉管伸长：五是影响受精，正是由于上述几方面

6、综合影响而造成受精不良，降低了结实率。灌浆结实期高温会对子粒干物质累积造成障碍，使得空瘪粒增加，千粒重下降，导致产量损失，且气温过高使得灌浆速度加快，所形成的复合淀粉粒呈核状，排列疏松且颗粒间充气，引起光折射而呈白色不透明状，导致垩白米率和垩白面积增加，而垩白是影响稻米品质的最主要因素，因此稻米品质也会受到影响。　　综上可知，目前研究高温对水稻影响的机理包括生长发育、产量形成等方面，这为深入研究高温对水稻生长影响奠定了一定的基础。但从分子水平着手，探究高温对水稻的影响还较少，应开展生物研究，探明水稻基因在高温下的表达调控

7、机制，将受害基因群找出，从而揭示水稻对高温的响应及耐热机制。　　2.高温热害指标　　高温热害指标是研究和了解高温热害发生规律及开展高温热害监测预警、防灾减灾、影响评估等的重要工具，也是评判灾害的标准。目前较多的判别指标是温度和高温持续的时间。西山岩男等指出，温度达到30℃时，水稻出现不受精情况，且35℃可作为明显的高温障碍临界值。谭中和等认为，高温的致害指标为日平均气温超过30℃，日最高温度超过35℃。陈端生等认为水稻高温热害指标是指连续3d以上的日最高气温达35℃：汤昌本等则指出同样的温度需57d以上才可作为水稻抽穗至

8、灌浆期的高温伤害指标。高素华等研究长江中下游水稻高温热害时，根据日平均气温、日最高气温、日平均相对湿度以及持续时间将热害等级划分为4个级别（表1），并据此研究高温发生的年代际变化、空间分布和变化趋势。此外，包云轩等基于水稻三基点温度，通过分析水稻的生育期资料，把江苏水稻热害的生理指标定为37℃以上，并根据持续天数分为