孕穗期高溫對水稻物質(zhì)分配及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響*5

駱宗強，石春林，江 敏，劉 楊，宣守麗，金之慶

(1.福建農(nóng)林大學(xué)作物學(xué)院，福州 350002；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所，南京 210014）

?

孕穗期高溫對水稻物質(zhì)分配及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響*5

駱宗強1,2，石春林2**，江 敏1**，劉 楊2，宣守麗2，金之慶2

(1.福建農(nóng)林大學(xué)作物學(xué)院，福州 350002；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所，南京 210014）

摘要：為探討孕穗期高溫對水稻物質(zhì)分配及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響，以南粳45與兩優(yōu)培九為供試品種，于孕穗期設(shè)置不同高溫強度和不同持續(xù)天數(shù)處理，分析水稻光合速率、物質(zhì)分配及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)等對不同強度和持續(xù)時間高溫脅迫的響應(yīng)特征。結(jié)果表明，孕穗期高溫處理后，水稻光合速率和產(chǎn)量均出現(xiàn)不同程度的降低，且溫度越高、持續(xù)時間越長，降低幅度越大。與CK相比，41℃高溫處理7d時，兩優(yōu)培九、南粳45光合速率降幅分別為44.6%、28.8%；減產(chǎn)率分別為81.6%、87.7%。高溫導(dǎo)致穎花結(jié)實率降低、穎花量減少，光合物質(zhì)向穗部運移不暢，進而導(dǎo)致水稻經(jīng)濟系數(shù)降低。41℃高溫處理6d時，兩優(yōu)培九和南粳45莖稈占植株生物量的比重均超過70%。高溫處理后水稻穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重均呈減少趨勢，其降低幅度與高溫強度、持續(xù)時間有關(guān)。在41℃高溫處理7d時，兩優(yōu)培九穗粒數(shù)減少41.9%，結(jié)實率降低93.5%，千粒重降低25.3%；南粳45穗粒數(shù)減少50.1%，結(jié)實率降低79.6%，千粒重降低23.7%。由此可見，孕穗期高溫對水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素中結(jié)實率影響最大，穗粒數(shù)次之，千粒重受其影響最小。

關(guān)鍵詞：水稻；孕穗期；高溫；物質(zhì)分配；產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

駱宗強,石春林,江敏,等.孕穗期高溫對水稻物質(zhì)分配及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2016,37(3):326-334

水稻是中國主要糧食作物之一，常年種植面積和總產(chǎn)量占糧食作物的27%和43%左右[1]。水稻起源于低緯度的熱帶地區(qū)，形成了適應(yīng)高溫環(huán)境的特性，但如遇日均氣溫高于32℃，日最高氣溫高于35℃的天氣情況，仍將導(dǎo)致水稻高溫?zé)岷2]。2013年7月下旬-8月上旬江淮稻區(qū)出現(xiàn)異常持續(xù)高溫，給水稻產(chǎn)量造成極大損失[3-4]。

以往研究表明，水稻高溫?zé)岷Φ拿舾衅谥饕浅樗霌P花期和孕穗期[5-6]。國內(nèi)外學(xué)者對抽穗開花期的高溫影響機理、高溫敗育定量影響等進行了廣泛研究[6-13]，而對孕穗期高溫的影響研究相對較少。曹云英等[14-15]通過對不同耐熱型秈稻品種的高溫處理試驗，分析了高溫對水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響及其生理機制。石春林等[15-16]構(gòu)建了減數(shù)分裂期高溫對穎花結(jié)實率的定量影響模型。岳偉等[17-19]通過播期試驗研究表明，孕穗期高溫對結(jié)實率、千粒重的主要影響因子是高溫強度和高溫持續(xù)時間。目前的研究報道中，對不同強度和不同持續(xù)時間高溫的影響相對較少。本研究以兩個不同類型的水稻品種為供試材料，于孕穗期利用人工氣候箱設(shè)置不同強度和持續(xù)時間的高溫處理，分析其對水稻葉片光合速率、經(jīng)濟系數(shù)及產(chǎn)量構(gòu)成的影響，旨在為進一步的量化孕穗期高溫對水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的定量影響提供基礎(chǔ)，為水稻生產(chǎn)及高溫?zé)岷?zāi)損評估提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2014-2015年在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗地進行。供試品種為兩系秈型雜交稻兩優(yōu)培九和遲熟中粳稻南粳45。兩年試驗的播種和移栽時間一致，均于5月14日播種，6月12日移栽至塑料缽中，塑料缽高21cm，直徑23cm，每缽中裝入6.5kg常規(guī)水稻土，移栽時每缽施4g復(fù)合肥作基肥，其N、P、K含量均為15%。移栽時選取長勢一致的秧苗，秈稻每缽2穴，粳稻每缽3穴，每穴單株苗，每個品種移栽50缽，共100缽。移栽7d后每缽施0.52g尿素（分蘗肥），倒4葉期施0.52g尿素（穗肥）。其它管理措施按南京地區(qū)水稻高產(chǎn)栽培方案進行。

本研究利用人工氣候箱進行高溫處理試驗（2臺RXZ500型、2臺RXZ1000型智能多段編程人工氣候箱）。試驗設(shè)置3個溫度梯度（35、38和41℃），2014年設(shè)置4個高溫持續(xù)天數(shù)（1、3、5、7d），2015 年3個高溫持續(xù)天數(shù)（1、3、6d）。通過光學(xué)顯微鏡觀測，當(dāng)水稻幼穗分化時即判定為進入孕穗期，選取長勢一致的植株放入氣候箱進行高溫處理，其中2014年兩優(yōu)培九、南粳45的開始處理時間分別為8 月5、9日；2015年兩優(yōu)培九、南粳45的處理時間分別為8月6、11日，每日高溫處理5h， 10：00將處理放入對應(yīng)的氣候箱中，濕度均設(shè)置為85%，光照均設(shè)置為H1，即100%lx，15：00將其取出，每個處理2缽，以自然環(huán)境為對照。高溫處理期內(nèi)，自然環(huán)境平均最高溫度分別為31.2℃（2014年）、31.7℃（2015年），無大于35℃的高溫脅迫。

1.2 項目測定

1.2.1 光合速率測定

2014年高溫處理結(jié)束第2日9：00-11：00，利用LICOR6400光合儀進行劍葉的光合速率測定。測定時設(shè)定測試光強為1000lx，測量面積設(shè)置為2cm×3cm ，每個處理重復(fù)4次。

1.2.2 考種

2014年兩優(yōu)培九、南粳45的成熟時間分別為10月8日和17日；2015年的成熟時間分別為10月8日和18日，于水稻成熟期分別測定各處理及對照的產(chǎn)量、穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率（實粒數(shù)/總粒數(shù)×100%）、千粒重（g）、經(jīng)濟系數(shù)（經(jīng)濟產(chǎn)量與生物學(xué)產(chǎn)量之比）等指標(biāo)。試驗所有數(shù)據(jù)采用Excel2003 和SPSS Statistics17.0軟件進行統(tǒng)計分析。

1.2.3 植株莖葉考苗

水稻成熟期將水稻莖葉一同取回考苗，其中2015年為了測定孕穗期高溫對物質(zhì)分配的影響，在收獲時將水稻莖、葉分開進行考苗。

2 結(jié)果與分析

2.1 孕穗期高溫對水稻葉片光合速率的影響

孕穗期不同強度和持續(xù)時間高溫對葉片光合速率的影響如表1。由表可見，與CK相比，2014年孕穗期不同程度高溫處理結(jié)束后，水稻葉片的光合速率均出現(xiàn)不同程度的降低，同一高溫處理下，7d處理的光合速率降低幅度顯著大于3d、1d處理，表明孕穗期高溫持續(xù)時間越長，光合速率降低幅度越大。當(dāng)高溫處理7d時，兩優(yōu)培九41℃處理的光合速率降幅（44.6%）大于35℃（20.8%）和38℃處理（21.5%）；南粳45也呈現(xiàn)類似規(guī)律，說明孕穗期高溫導(dǎo)致水稻光合速率下降，且處理溫度越高，光合速率降幅越大。高溫對水稻光合速率的影響與高溫強度、高溫持續(xù)天數(shù)有關(guān)，且溫度越高，持續(xù)時間越長，水稻光合速率降低幅度越大。在相同高溫條件下兩品種的降低幅度略有區(qū)別。具體來看，在正常（CK）條件下，兩優(yōu)培九（秈型雜交稻）的葉片光合速率小于南粳45（遲熟中粳稻）。從不同程度高溫處理后葉片光合速率比CK減少的百分率具體數(shù)值看，兩優(yōu)培九在35℃和38℃高溫處理1d和3d后光合速率下降百分比均比南粳45小，說明此高溫條件和持續(xù)時間對兩優(yōu)培九的影響不大，當(dāng)高溫處理超過5d以后，光合速率下降幅度明顯加大，與南粳45的下降水平相當(dāng)。當(dāng)溫度達到41℃并持續(xù)7d時，兩優(yōu)培九光合速率下降率達到最大（44.6%），明顯高于南粳45在同等條件下的下降百分比（28.8%），此時兩優(yōu)培九耐受力低于南粳45。說明水稻光合速率對高溫的響應(yīng)差異不僅與溫度有關(guān)，與水稻品種也有關(guān)。

表1 2014年不同處理水稻葉片光合速率（Pn）的比較Table 1 Comparison of photosynthetic rate(Pn) on rice leave among different treatments in 2014

2.2 孕穗期高溫對水稻植株物質(zhì)分配的影響

孕穗期高溫對水稻植株物質(zhì)分配的影響如表2和表3。由表可見，高溫處理后兩優(yōu)培九和南粳45的單株生物量均出現(xiàn)不同程度的降低。35℃、38℃處理時，隨著高溫持續(xù)時間的延長，水稻單株生物量逐漸減?。磺彝怀掷m(xù)時間下，38℃處理的單株生物量均小于35℃處理；而在41℃中，處理持續(xù)天數(shù)較長時，水稻單株生物量反而比38℃處理時略大，表明水稻植株物質(zhì)積累量受孕穗期高溫的影響，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度升高、持續(xù)時間的延長，水稻光合物質(zhì)積累量越少。這與植株的光合速率降低密切相關(guān)，高溫脅迫越強，水稻光合速率降低幅度越大，光合作用所合成的物質(zhì)越少；而溫度高，一定程度上導(dǎo)致水稻植株本身的呼吸作用增強，消耗的光合物質(zhì)增加，造成水稻物質(zhì)積累量越少。但41℃3d與41℃6d處理時水稻物質(zhì)積累量卻比38℃3d、38℃6d處理時的稍大，其原因可能是，41℃處理時穎花退化量急增、結(jié)實率銳減，導(dǎo)致水稻的“庫”急劇減小，光合物質(zhì)向穗部運輸過程受到阻礙，只能積累在莖葉中，在后期生長環(huán)境適宜時，伸長節(jié)間和高位葉位會形成新的分蘗，而這些新分蘗的光合能力相對較強，后期合成光合物質(zhì)增多，導(dǎo)致水稻植株物質(zhì)積累總量增加。與CK相比，在35℃1d處理時，兩優(yōu)培九和南粳45的物質(zhì)積累總量降幅分別為8.1%、17.0%，而當(dāng)溫度為38℃并持續(xù)6d時，兩優(yōu)培九物質(zhì)積累總量降幅達20.7%，明顯低于南粳45在同等條件下的下降幅度（31.4%），表明孕穗期高溫對南粳45的物質(zhì)積累總量的影響大于兩優(yōu)培九。

高溫導(dǎo)致水稻植株物質(zhì)積累總量減少的同時，植株的物質(zhì)分配過程受到相應(yīng)程度影響，且南粳45與兩優(yōu)培九物質(zhì)分配過程受高溫影響的差異不大。由表2、表3可見，孕穗期高溫導(dǎo)致穗占植株的比重均出現(xiàn)不同程度降低，高溫脅迫越強，穗占植株的比重越小，主要原因是高溫脅迫導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低，穗重降低，穗占植株的比重減小。孕穗期高溫脅迫導(dǎo)致莖占植株的比重增大，41℃6d處理時，兩個水稻品種的莖占植株的比重均超過70%，其中兩優(yōu)培九為73.3%，南粳45為73.7%，均顯著高于對照（兩優(yōu)培九的CK為38.5%、南粳45的CK為36.5%），且溫度越高，持續(xù)時間越長，莖所占比重越大。葉占植株的比重受高溫的影響較小，35℃、38℃處理時，不同持續(xù)天數(shù)的高溫處理下，葉所占比重與對照（兩優(yōu)培九的CK為12.2%、南粳45的CK為14.4%）無顯著差異，當(dāng)處理溫度為41℃并持續(xù)6d時兩優(yōu)培九與南粳45葉占植株的比重分別為17.0%、17.6%，比其它處理略有增大，其原因可能是孕穗期高溫導(dǎo)致水稻結(jié)實率降低，水稻生長后期葉片光合作用合成的物質(zhì)主要在莖部積累，導(dǎo)致莖所占植株的比重增大；而41℃處理下葉占植株比重增大，可能由于水稻生長后期形成新的分蘗長出新葉片，葉片數(shù)增加，葉片的生物量增加，而41℃處理時植株總生物量減少，導(dǎo)致葉片占植株的比重增大。

表2 2015年不同處理兩優(yōu)培九物質(zhì)分配的比較Table 2 Comparison of dry matter distribution of Liangyoupeijiu among different treatments in 2015

表3 2015年不同處理南粳45物質(zhì)分配的比較Table 3 Comparison of dry matter distribution of Nanjing45 among different treatments in 2015

2.3 孕穗期高溫對水稻經(jīng)濟系數(shù)的影響

孕穗期高溫脅迫對水稻經(jīng)濟系數(shù)的影響如表4。從表中可見，孕穗期高溫處理后，兩個水稻品種的經(jīng)濟系數(shù)均低于CK。在相同高溫處理時，兩年試驗中兩優(yōu)培九的經(jīng)濟系數(shù)降幅均略小于南粳45。在2014年試驗中，兩個水稻品種在3個溫度處理下均表現(xiàn)為，相同溫度處理下，隨著高溫持續(xù)時間延長，經(jīng)濟系數(shù)逐漸減小，兩優(yōu)培九和南粳45在38℃5d處理下的經(jīng)濟系數(shù)分別為0.38、0.35，均小于38℃1d的處理。相同高溫持續(xù)時間下，隨著高溫強度的增加，經(jīng)濟系數(shù)呈顯著減少趨勢。當(dāng)高溫持續(xù)7d時，35℃、38℃處理的經(jīng)濟系數(shù)維持在0.3左右，而41℃處理下兩個品種經(jīng)濟系數(shù)均不足0.1，與CK相比，其降幅分別達82.1%、87.6%?？偟膩碚f，水稻經(jīng)濟系數(shù)受高溫影響程度與高溫強度、持續(xù)時間有關(guān)，溫度越高，持續(xù)時間越長，經(jīng)濟系數(shù)越小。2015年試驗中水稻經(jīng)濟系數(shù)對高溫的響應(yīng)差異與2014年基本一致，但總體看來該年的水稻經(jīng)濟系數(shù)略低于2014年，可能由于兩年中水稻長勢的差異所致。

表4 2014和2015年不同處理水稻經(jīng)濟系數(shù)的比較Table 4 Comparison of harvest index among different treatments in 2014 and 2015

2.4 孕穗期高溫對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表5-表10可見，孕穗期高溫處理后，各處理水稻產(chǎn)量均低于CK，且水稻減產(chǎn)程度與高溫強度和持續(xù)時間有關(guān)。在處理1d時，35℃、38℃處理下水稻減產(chǎn)低于5%，但41℃處理的減產(chǎn)率卻超過30%，說明在相同高溫持續(xù)時間內(nèi)，溫度越高，水稻減產(chǎn)越嚴(yán)重；且同一溫度下，高溫處理7d時，水稻產(chǎn)量明顯低于1d、3d、5d處理時，兩優(yōu)培九和南粳45 在41℃1d處理后水稻減產(chǎn)率分別為31.6%、30.7%，而當(dāng)處理7d時水稻產(chǎn)量降幅分別達到81.6%、87.7%，表明孕穗期高溫導(dǎo)致水稻減產(chǎn)程度與高溫強度、持續(xù)時間均密切相關(guān)，且溫度越高、持續(xù)時間越長，水稻減產(chǎn)越嚴(yán)重，產(chǎn)量越低。與CK相比，在35℃處理7d時，兩優(yōu)培九水稻減產(chǎn)率為27.5%，而南粳45的減產(chǎn)率達到40.0%，且41℃持續(xù)7d高溫處理時，兩優(yōu)培九減產(chǎn)率也低于南粳45，說明兩優(yōu)培九的耐熱性在一定程度上強于南粳45。

從表5-表10還可以看出，受高溫影響，水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的變化呈現(xiàn)不同的特征。水稻穗數(shù)取決于分蘗期和拔節(jié)期的生長條件和群體長勢，至孕穗期時基本穩(wěn)定，所以孕穗期高溫對穗數(shù)基本無影響。對穗粒數(shù)而言，在35℃和38℃高溫處理1d時兩個品種穗粒數(shù)(穗總粒數(shù))變化不大，但當(dāng)高溫持續(xù)時間延長時，穗粒數(shù)則呈明顯減小趨勢；而在41℃高溫脅迫處理1d時，水稻穗粒數(shù)則明顯減少，且隨著持續(xù)時間延長，穗粒數(shù)減少越來越明顯，表明穗粒數(shù)減少量與高溫強度和高溫持續(xù)時間有關(guān)。在41℃高溫處理7d時，兩優(yōu)培九和南粳45的穗粒數(shù)與CK相比分別降低41.9%、50.1%；此外，由表還可知，在相同高溫處理條件下，南粳45的穗粒數(shù)受高溫影響程度明顯大于兩優(yōu)培九。

各處理水稻結(jié)實率的變化總體表現(xiàn)為，隨著高溫強度和持續(xù)時間的增加，結(jié)實率呈減少趨勢。當(dāng)41℃高溫持續(xù)7d時，兩優(yōu)培九和南粳45的結(jié)實率分別為6.0%、19.2%，比對照分別下降93.5%、79.6%。受高溫影響千粒重的總體變化趨勢亦為，隨著高溫強度和持續(xù)時間的增加，結(jié)實率呈減少趨勢。但千粒重的減少程度相對較小，當(dāng)41℃高溫持續(xù)7d時，兩優(yōu)培九和南粳45的千粒重分別為20.33、21.63g，比對照分別下降25.3%、23.7%。由此可見，孕穗期受高溫影響，產(chǎn)量構(gòu)成要素中結(jié)實率減少幅度最大，其次為穗粒數(shù)，千粒重的減幅最小。

表5 2014年35℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 5 Comparison of rice yield and yield component under 35℃ for different treatments in 2014

表6 2014年38℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 6 Comparison of rice yield and yield component under 38℃ for different treatments in 2014

表7 2014年41℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 7 Comparison of rice yield and yield component under 41℃ for different treatments in 2014

表8 2015年35℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 8 Comparison of rice yield and yield component under 35℃ for different treatments in 2015

表9 2015年38℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 9 Comparison of rice yield and yield component under 38℃ for different treatments in 2015

表10 2015年41℃處理不同天數(shù)后水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的比較Table 10 Comparison of rice yield and yield component under 41℃ for different treatments in 2015

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

水稻品種兩優(yōu)培九和南粳45孕穗期高溫處理后，水稻葉片光合速率降低，且降幅與高溫強度、持續(xù)時間有關(guān)，溫度越高，持續(xù)時間越長，光合速率降幅越大。在物質(zhì)分配和經(jīng)濟系數(shù)方面，高溫處理后，水稻穗部所占植株生物量的比重明顯減小，導(dǎo)致經(jīng)濟系數(shù)下降，亦即在高溫脅迫條件下，水稻植株中的光合物質(zhì)和莖葉的貯存物質(zhì)無法有效向穗部轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致成熟期莖稈所占比重增加。在產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成要素方面，孕穗期受高溫脅迫后，水稻產(chǎn)量下降，結(jié)實率降低，穗粒數(shù)和千粒重減少。這與石春林等[16-18，20]研究結(jié)論一致。在相同的高溫脅迫下，南粳45高溫?zé)岷Τ潭缺葍蓛?yōu)培九更加嚴(yán)重，說明兩優(yōu)培九的耐熱性強于南粳45。

3.2 討論

IPCC第五次評估報告[21]指出，未來全球氣候變暖仍將持續(xù)，與1986-2005年相比，2016-2035年全球平均表面溫度變化可能升高0.3～0.7℃。隨著全球平均溫度上升，大部分陸地區(qū)域的極端暖事件將增多，熱浪發(fā)生的頻率很可能更高，時間更長。而高溫?zé)崂税l(fā)生的時間一般在7月中下旬-8月上旬，而這個時間往往是長江中下游單季稻中稻生長的孕穗開花期[22-23]，因此，加強高溫對孕穗期水稻產(chǎn)量影響的研究在現(xiàn)在和將來都具有重要意義。

農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的定量評估是氣象災(zāi)害研究的主要內(nèi)容之一。目前在高溫對水稻生長的定量影響研究方面，一些學(xué)者建立了開花期和減數(shù)分裂期高溫對穎花結(jié)實率的定量影響模型[15,20,24]，但還不能表達高溫對水稻生長的綜合影響。無論是開花期還是孕穗期高溫，都會影響產(chǎn)量構(gòu)成的多個因子，亦即高溫對水稻源庫流均會產(chǎn)生影響，可見，僅根據(jù)高溫對結(jié)實率的定量影響還不能全面體現(xiàn)高溫的綜合影響。從本文結(jié)果看，孕穗期高溫對穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重均有不同程度的影響，因此，尚需進一步建立孕穗期高溫對穗粒數(shù)、千粒重的影響模型，以豐富和完善孕穗期高溫的定量影響。

參考文獻References

[1]程式華,李建.現(xiàn)代中國水稻[M].北京:金盾出版社,2007: 112-125.

Cheng S H,Li J.Modern Chinese rice[M].Beijing:Shield Press,2007:112-125.(in Chinese)

[2]Tian X,Huang Y,Matsui T.Characterizing the rice field climatic factors under high temperature stress at anthesis[J].International Crop Science,2008,16(4):19-27.

[3]羅艷,伍曉玲,周建平,等.2013年極端高溫對合肥一季稻的影響分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2015,31(21):244-248.

Luo Y,Wu X L,Zhou J P,et al.Effects analysis of extreme high-temperature in 2013 on the single cropping rice in Hefei[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,2015,31(21): 244-248.(in Chinese)

[4]張長海,汪向東,劉玲,等.2013年桐城市雜交中秈高溫?zé)岷Ρ憩F(xiàn)與成因分析[J].雜交水稻,2015,30(1):42-47.

Zhang C H,Wang X D,Liu L,et al.Analysis on high temperature damage and its causes of medium Indica hybrid rice at Tongcheng in 2013[J].Hybrid Rice,2015,30(1):42-47.(in Chinese)

[5]姚萍,楊炳玉,陳菲菲,等.水稻高溫?zé)岷ρ芯窟M展[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究,2012,2(4):23-25,38.

Yao P,Yang B Y,Chen F F,et al.Research progress on high temperature hot damages of rice[J].Journal of Agricultural Catastrophology,2012,2(4):23-25,38.(in Chinese)

[6]Shah F,Huang J,Cui K,et al.Impact of high-temperature stress on rice plant and its traits related to tolerance[J].Journal of Agricultural Science,2011,149:545-556.

[7]謝曉金,申雙和,李秉柏,等.抽穗期高溫脅迫對水稻開花結(jié)實的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2009,30(2):252-256.

Xie X J,Shen S H,Li B B,et al.Influences of high temperature stress on blooming and seed setting of rice during heading stage[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2009,30(2):252-256.(in Chinese)

[8]張桂蓮,陳立云,張順堂,等.高溫脅迫對水稻花器官和產(chǎn)量構(gòu)成要素及稻米品質(zhì)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,33(2):132-136.

Zhang G L,Chen L Y,Zhang S T,et al.Effects of high temperature stress on rice flower organ and yield components and grain quality[J].Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences),2007,33(2):132-136.(in Chinese )

[9]隗溟,王光明,陳國惠,等.盛花期高溫對兩系雜交稻兩優(yōu)培九結(jié)實率的影響研究[J].雜交水稻,2002, 17(1):51-53.

Wei M,Wang G M,Chen G H,et al.Effect of high temperature at full flowering stage on seed setting percentage of two-line hybrid rice Liangyoupeijiu[J].Hybrid Rice,2002,17(1): 51-53.(in Chinese)

[10]Satake T,Yoshida S.High temperature Induced sterility in Indica rices at flowering[J].Japanese Journal of Crop Science,1978,47(1):6-17.

[11]Yao Y,Yamamoto Y,Yoshida T,et al.Response off differentiated and degenerated spikeletes to top-dressing, shading and day/night temperature treatments in rice cultivars with larger panicles[J].Soil Science and Plant Nutrition,2000,46(3):631-641

[12]楊軍,陳小榮,朱昌蘭,等.氮肥和孕穗后期高溫對兩個早稻品種產(chǎn)量和生理特性的影響[J].中國水稻科學(xué), 2014,28(5): 523-533.

Yang J,Chen X R,Zhu C L,et al.Effects of nitrogen level and high temperature at late booting stage on yield and physiological characteristics of two early rice cultivars[J]. Rice Science,2014,28(5):523-533.(in Chinese)

[13]Das S,Krishnan P,Monalisa N,et al.High temperature stress effects on pollens of rice(Oryza sativa L) genotypes[J]. Environmental and Experimental Botany,2014,101:36-46.

[14]曹云英,段驊,楊立年,等.減數(shù)分裂期高溫脅迫對耐熱性不同水稻品種產(chǎn)量的影響及其生理原因[J].作物學(xué)報,2008, 34(12):2134-2142.(in Chinese)

Cao Y Y,Duan H,Yang L N,et al.Effect of heat-stress duringmeiosis on grain yield of rice cultivars differing in heat-tolerance and its physiological mechanism[J].Acta Agronomica Sinica,2008,34(12):2134-2142.(in Chinese)

[15]石春林,金之慶,鄭建初,等.減數(shù)分裂期高溫對水稻穎花結(jié)實率影響的定量分析[J].作物學(xué)報,2008, 34(4):627-631.

Shi C L,Jin Z Q,Zheng J C,et al.Quantitative analysis on the effects of high temperature at meiosis stage on seed-setting rate of rice florets[J].Acta Agronomica Sinica,2008, 34(4):627-631.(in Chinese)

[16]石春林,金之慶,湯日圣,等.水稻穎花結(jié)實率對減數(shù)分裂期和開花期高溫的響應(yīng)差異[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,26(6): 1139-1142.

Shi C L,Jin Z Q,Tang R S,et al.Response difference of seed setting rate of rice florets at the meiosis and anthesis stages to high temperature[J].Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,2010,26(6):1139-1142.(in Chinese)

[17]岳偉,馬曉群.高溫對安徽省水稻汕優(yōu)63 結(jié)實率,千粒重的影響分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009,25(18): 399-402.

Yue W,Ma X Q.The response of seed setting rate and 1000-grain weight of Shanyou63 by high-temperature in AnHui province[J].Chinese Agricultural Science Bulletin, 2009,25 (18):399-402.(in Chinese)

[18]婁偉平,孫永飛,吳利紅,等.孕穗期氣象條件對水稻每穗總粒數(shù)和結(jié)實率的影響[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2007,28(3):296-299.

Lou W P,Sun Y F,Wu L H,et al.Influence of meteorological conditions during spike formation stage on number of grain per spike and setting percent age of rice[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2007,28(3):296-299.(in Chinese)

[19]婁偉平,孫永飛,張寒,等.氣溫對水稻每穗穎花數(shù)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報,2005,17(2):101-105.

Lou W P,Sun Y F,Zhang H,et al.Effects of temperatures on spikelets per panicle of rice[J].Acta Agriculturae Zhejiangensis,2005,17(2):101-105.(in Chinese)

[20]石春林,金之慶,湯日圣,等.水稻高溫敗育模擬模型[J].中國水稻科學(xué),2007,21(2):220-222.

Shi C L,Jin Z Q,Tang R S,et al.A model to simulate high temperature-induced sterility of rice[J].Chinese Rice,2007, 21(2):220-222.(in Chinese)

[21]秦大河,Thomas Stocker,沈永平,等.IPCC第五次評估報告第一工作組報告的亮點結(jié)論[J].氣候變化研究進展,2014, 10(1):1-6.

Qin D H,Thomas S,Shen Y P,et al.Highlights of the IPCC working group Ⅰfifth assessment report[J].Advances in Climate Change Research,2014,10(1):1-6.(in Chinese)

[22]褚榮浩,申雙和,李萌,等.安徽省中季稻生育期高溫?zé)岷Πl(fā)生規(guī)律分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2015,36(4): 506-512.

Chu R H,Shen S H,Li M,et al.Regularity of heat injury during whole growth season of middle rice in Anhui province[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2015,36(4): 506-512.(in Chinese)

[23]高素華,王培娟,萬素琴,等.長江中下游高溫?zé)岷皩λ镜挠绊慬M].北京:氣象出版社,2009:73-105.

Gao S H,Wang P J,Wan S Q,et al.High temperature damage and effects on rice in middle and lower reaches of Yangtze river[M].Beijing:China Meteorology Press,2009:73-105.(in Chinese)

[24]王連喜,任景全,李琪.未來氣候變化情景下江蘇水稻高溫?zé)岷δM研究Ⅱ:孕穗-抽穗期水稻對高溫?zé)岷Φ倪m應(yīng)性分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2014,35(2):206-213.

Wang L X,Ren J Q,Li Q.Simulation of the heat injury on rice production in Jiangsu province under the climate change scenariosⅡ:adaptability analysis of the rice to heat injury from booting to heading stage[J].Chinese Journal of Agrometeorology,2014,35(2):206-213.(in Chinese)

Effect of High Temperature on Rice Dry Matter Partition and Yield Component during Booting Stage

LUO Zong-qiang1,2，SHI Chun-lin2，JIANG Min1，LIU Yang2, XUAN Shou-li2, JIN Zhi-qing2
（1. College of Crop Sciences, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 2.Institute of Agricultural Economy and Information, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014)

Abstract:In order to explore the influence of dry matter partition and yield component to high temperature, a control experiment with different temperature levels and durations was conducted at booting stage with hybrid rice Lianyoupeijiu and conventional rice Nanjing45. The results showed that photosynthetic rate, harvest index and yield decreased with the increase of high temperature lever and duration. Compared with CK, the photosynthetic rate and yield of Liangyoupeijiu and Nanjing45 declined 44.6%, 81.6% and 28.8%, 87.7% respectively under high temperature treatment at 41℃ for 7 days. High temperature led to the decrease of seed-setting rate and the amount of spikelet, and hindered the movement of the photosynthetic material to the panicle, so the harvest index would be reduced. The stem biomass exceeded 70% of the total plant for Liangyoupeijiu and Nanjing45 under high temperature treatment at 41℃ for 6 days. High temperature resulted in the decrease of grain number per panicle, seed-setting rate and 1000-grain weight and the reducing extent related to high temperature strength and duration. Under heat treatment at 41℃ for 7 days, the grain number per panicle, seed-setting rate and 1000-grain weight of Liangyoupeijiu and Nanjing45 declined 41.9%, 93.5%, 25.3% and 50.1%, 79.6%, 23.7%, respectively. So the most sensitive factor to high temperature was seed-setting rate, and then grain number per panicle, 1000-grain weight.

Key words：Rice；Booting stage；High temperature；Dry matter partition；Yield component

doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2016.03.008

* 收稿日期：2015-10-23**通訊作者。E-mail：shicl@jaas.ac.cn；fjaujm@163.com

基金項目：公益性行業(yè)（氣象）科研專項（GYHY201306035）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新基金項目[CX(14)2113]；福建省自然科學(xué)基金（2014J01091）

作者簡介：駱宗強（1991-），碩士生，主要從事農(nóng)業(yè)氣象研究。E-mail：Luozongqiang@163.com