不同时期低温对水稻产量的影响

庞蓝青 陈晨 侯婉婷

摘要    以3个品种水稻为试验材料，研究不同生长阶段低温对水稻产量的影响。结果表明，低温对3个水稻品种稻穗的形成起到了同样的抑制作用;9023品种和9036品种抽穗期穗重性状对低温的敏感程度最大，拔节期次之，分蘖期最小;拔节期前对水稻进行低温处理时，9023品种与9036品种结实率稍有下降，9035品种结实率增长;抽穗期低温对3个品种水稻产量均有明显的抑制作用。

关键词    水稻;产量性状;产量;低温

中图分类号    S511        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）22-0014-02                                                开放科学（资源服务）标识码（OSID）

水稻是一种重要的粮食作物，在我国国民经济中占有非常重要的地位，其总产量、平均单产、播种面积均位于粮食作物的首位。全世界有近50%的人口将水稻作为主食，关注水稻安全生产对于我国的可持续发展十分重要。水稻对温度条件要求较高，生长发育的各阶段所需要的适宜温度差别较大，如果环境温度低于水稻生长发育所需的最低温度，会对水稻产量产生直接影响。低温冷害是北方稻区生产过程中的一种灾难性气候，低温冷害发生时，水稻的结实率、穗重等明显下降，造成大幅度减产。近年来，学者们在水稻低温冷害的研究中取得了较大进展，但同时也存在不少问题。如果能有效控制和预防低温冷害的发生，可使水稻平均单产和总产量在较高的水平上有所增加，这对提高水稻总产量和稻米品质、保障全国人民“口粮”安全和社会稳定具有重要的战略意义[1-4]。本研究根据水稻不同时期对低温处理的反应不同，将水稻在不同时期做相同的低温处理，根据处理后的水稻产量差异，得出不同时期低温对产量的影响。

1    材料与方法

1.1    试验材料

供试水稻品种3个，分别为中熟品系9023，生育期145 d;中晚熟品系9035，生育期155 d;晚熟品系9036，生育期165 d。

1.2    试验设计

采用半盆栽半大田种植方式。试验用土为新鲜旱地耕层土，晾晒过筛;试验盆钵为桶口长24 cm、宽17 cm，桶底长19 cm、宽12 cm，桶高26 cm的PP长方形塑料桶。将80目的沙网袋（其形状、大小与盆钵内径一致）置于盆钵内，向沙网袋内装土，每桶装土8.5 kg，并施基肥。施肥的同时浇水，将其搅拌均匀，最后保持2 cm深水层以备插秧。待确定秧苗成活，将带着秧苗和土的纱网袋从盆中抽出，将纱网袋连同秧苗一同放入大田。种植的数量和密度与大田完全相同，每盆1穴，每穴2株，正常田间管理。分别在分蘖期、拔节期、抽穗期将纱网袋连同秧苗從大田中取出，放回盆钵中，将盆钵放入人工气候箱中进行持续时间为5 d的低温处理，设置温度比外界环境温度低5 ℃。处理结束后放回大田让其在自然环境中生长。温度控制试验采用TRP-1000D型人工智能气候箱，容积为1 000 L，控温范围0～50 ℃，控湿范围50%～95%。根据不同的温湿度和光照条件设置30个不同的时段，根据中国天气网上发布的实时温度设置气候箱温度，于每天16：00设置;按照天文年历上日出和日落时间设置昼长和夜长，若日出后8：00—16：00为晴天，光照设为4万lx，若为阴天则设为1.2万lx。湿度设置与前1 d一致。

1.3    测定项目与方法

水稻成熟后，以穴为单位，取根部以上，对其穗重、穗数、实粒数、空瘪数、空壳粒数、千粒重等产量性状进行测量计算，最后整合数据进行分析。

1.3.1    穗重的测量。选取植株5穴，穗数记为n，以5穗为单位放在天平上进行测量，将每次测量的结果记为M，单穗重m，计算公式如下：

m=nM/5

1.3.2    实粒与空秕粒区分。利用水选法将实粒与空秕粒区分开。准备一个直径30 cm、高20 cm的桶，注入3/5的水，把水稻穗按粒分开，以5穗为单位，将水稻粒浸入水中，慢慢翻弄桶底的水稻粒，让其均匀散布桶底，然后静置5 min。空瘪粒与空壳粒由于密度小会浮在水面，用漏勺将其舀出，沉于桶底的稻粒即为实粒。

1.4    数据处理和分析

运用Microsoft Excel应用程序进行数据处理和分析。

2    结果与分析

2.1    低温对水稻穗数的影响

由表1、2可知，低温对3个品种水稻穗的形成均起到了一定程度的抑制作用，但对于不同品种之间不同生长期低温对穗数的影响程度存在差异。相比其他2个水稻品种，9036品种水稻受影响更显著。低温对穗数的影响十分显著，说明在分蘖期、拔节期和抽穗期，低温导致减产的重要原因为低温抑制有效穗的形成。

2.2    低温对水稻穗重的影响

由表1、3可知，3个品种水稻无论在分蘖期、拔节期还是抽穗期，穗重与对照组差异均达到显著水平，穗重相比于对照组均有明显减少趋势，由此可见穗重是对低温极敏感的性状。9023品种和9036品种在抽穗期穗重性状对低温的敏感程度最大，拔节期次之，分蘖期最小。而9035品种则在拔节期进行低温处理时水稻穗重所受影响最小，其余2个时期影响程度相当。其中，9036品种于抽穗期穗重下降最明显，说明9036品种减产的主要原因是抽穗期低温对穗重增长的抑制作用。

2.3    低温对水稻结实率的影响

由表4可知，在分蘖期经低温处理后，3个品种水稻结实率皆有不同幅度增长，其中9036品种增长最大，约为其余2个品种的6倍;拔节期前对水稻进行低温处理时，9023品种与9036品种结实率稍有下降，9035品种结实率增长;抽穗期低温对3个水稻品种都有明显的抑制作用。由此表明，9023品种、9035品种减产与结实率无关;9036品种减产极大可能为拔节期遭遇冷害致结实率大幅度下降。

3    结论与讨论

试验结果表明，在分蘖期、拔节期、抽穗期进行低温处理均对稻穗形成起到抑制作用，但不同品种不同生长期低温对穗数的影响程度存在差异。低温对穗数的影响十分显著，说明低温抑制有效穗的形成是减产的重要原因。

在分蘖期、拔节期、抽穗期进行低温处理，其穗重较对照组均有明显减少趋势，可见穗重是对低温极敏感的性状[5]。

水稻在分蘖期经低温处理后，结实率皆有不同幅度增长。结合穗重与结实率变化分析，当水稻结实率变大时，水稻穗重对比减少，依然为减产现象，说明结实率增长不能作为水稻产量增长的标志。

相比分蘖期和拔节期低温处理，抽穗期低温处理对产量的影响较大，因而在种植水稻过程中应加大对水稻抽穗期的管理力度，預防冷害现象的发生[6]。

4    参考文献

[1] 李忠杰，王春艳，王连敏，等.低温冷害对黑龙江省不同水稻品种产量的影响及防御措施[J].黑龙江农业科学，2007（4）：17-20.

[2] 刘勇，张忠波，刘雪峰.低温对水稻产量的影响及防御措施[J].中国新技术新产品，2009（12）：210.

[3] 李海波，侯守贵，于广星，等.孕穗抽穗期低温对水稻植株，产量性状及脯氨酸含量的影响[J].中国农学通报，2011（1）：63-68.

[4] 耿立清，张凤鸣，许显滨，等.低温冷害对黑龙江水稻生产的影响及防御对策[J].中国稻米，2004（5）：33-34.

[5] 宋广树，孙忠富，孙蕾，等.东北中部地区水稻不同生育时期低温处理下生理变化及耐冷性比较[J].生态学报，2011，31（13）：3788-3795.

[6] 宋广树，孙忠富，王夏，等.不同生育时期低温处理对水稻品质的影响[J].中国农学通报，2011，27（18）：174-179.