水稻作為全球重要的糧食作物之一,其產量和質量直接關系到糧食安全與社會穩定。在水稻的生長周期中,揚花期是極為關鍵的階段,對環境條件的變化十分敏感。近年來,隨著全球氣候變化,極端高溫天氣頻繁出現,水稻揚花期面臨著更為嚴峻的高溫挑戰。持續高溫會對水稻的生長發育、生理生化過程以及最終的產量和品質產生顯著影響,因此,深入研究水稻揚花期持續高溫的應對措施具有重要的現實意義。
持續高溫對水稻揚花期的危害
生理影響
1. 花粉活力下降:水稻開花的最適溫度為25 - 32℃(雜交稻為25 - 30℃),當持續高溫超過35℃時,花粉的發育會受到嚴重阻礙。高溫會破壞花粉細胞內的生理結構和代謝平衡,導致花粉活力降低,花粉管伸長受阻,從而無法正常完成授粉過程。研究表明,在38℃的高溫條件下,花粉的萌發率會顯著下降,甚至可能降至正常水平的50%以下。
2. 光合作用受阻:高溫會使水稻葉片的氣孔導度減小,限制二氧化碳的進入,同時還會影響光合酶的活性,如羧化酶等,使光合作用的暗反應過程受到抑制,導致光合效率降低。此外,高溫還可能導致葉綠素分解加速,使葉片的光合能力進一步下降,無法為水稻的生長和發育提供足夠的光合產物。
3. 呼吸作用增強:持續高溫會促使水稻呼吸作用增強,消耗過多的光合產物,導致植株體內的能量儲備減少。這不僅會影響水稻的正常生長和發育,還會使植株更容易受到病蟲害的侵襲,加速植株的衰老和死亡。
產量與品質影響
1. 結實率降低:由于花粉活力下降和授粉受精不良,水稻在揚花期遭遇持續高溫時,稻穗中的“空粒”和“秕粒”比例會顯著增加,結實率大幅下降。據相關研究,揚花期遭遇35℃以上高溫持續3天,結實率可降低20% - 50%;若高溫持續5天以上,減產可能超過50%,嚴重時甚至絕收。
2. 穗型減小:孕穗期高溫會抑制幼穗分化,導致穗長縮短、總粒數減少,尤其是上部和中部穎花發育受抑明顯,最終穗型變小,潛在產量降低。同時,高溫還會影響穗部的形態結構,使穗軸和枝梗變細、變短,影響籽粒的著生和發育。
3. 米質變差:高溫會縮短水稻的灌漿期,使籽粒充實度下降,千粒重降低。此外,高溫還會導致米質變劣,如堊白粒率增加、直鏈淀粉含量異常等,影響稻米的外觀品質和食味品質,降低其市場價值。
應對水稻揚花期持續高溫的措施
品種選擇與播期調整
1. 選用耐高溫品種:不同水稻品種對高溫的耐受性存在顯著差異。在高溫頻發地區,應優先選擇經過鑒定和篩選的耐高溫品種,如“春華占”等,這些品種在遺傳上具有較強的抗高溫能力,能夠在一定程度上減輕高溫對水稻生長發育的影響。
2. 合理調整播期:根據當地的氣候條件和歷史氣象資料,合理安排水稻的播種和移栽時間,使水稻的揚花期避開高溫季節。例如,在長江中下游地區,可適當推遲中稻的播種期,將揚花期調整到8月下旬以后,以降低高溫對水稻的危害。
田間管理措施
1. 科學管水
- 深水灌溉:在水稻抽穗揚花期,若遭遇持續高溫天氣,應及時采取深水灌溉措施,田間保持8 - 10厘米的深水層,可有效降低冠層周邊溫度2℃左右,減輕高溫對水稻的危害。有條件的地區可采用“晝灌夜排”的方式,即白天灌入低溫水,夜間排出田間熱水,進一步調節田間小氣候。
- 避免深水漫灌:對于田間密度較大或病害發生較重的田塊,切忌盲目灌深水,以免造成高溫高濕的環境,引發病蟲害的大爆發。此時應采取淺水勤灌或干濕交替的灌溉方式,保持田間適宜的濕度和通氣性。
2. 酌情施肥
- 穗肥追施:對處于孕穗期的水稻,根據苗情和土壤肥力狀況,每畝施3 - 4公斤尿素和5 - 6公斤氯化鉀作穗肥,促進穎花分化,增強水稻的抗逆性。對孕穗期受熱害較輕的田塊,于破口期補追1次粒肥,一般畝施尿素3 - 5公斤,減少穎花退化,促進正常灌漿結實。
- 葉面噴肥:在抽穗揚花期及之后,可多次噴施葉面肥,每次每畝用100 - 150克磷酸二氫鉀兌水30 - 50公斤葉面噴施,可增強水稻自身抗逆性、減輕熱害、提高結實率和千粒重。同時,也可配合噴施含有鋅、硼等微量元素的葉面肥,促進水稻的生殖生長。
3. 噴施植物生長調節劑:在抽穗揚花期遭遇高溫時,分別于抽穗前1天和抽穗后第3天,分兩次葉面噴施0.15mg/L油菜素內酯或者500μmol/L水楊酸等外源調節物質,可防止功能葉和穎花受到損傷,穩定結實率。這些植物生長調節劑能夠調節水稻體內的激素平衡,增強水稻對高溫的適應能力。
病蟲害防控
1. 加強監測預警:高溫天氣會導致水稻的抗病蟲害能力下降,同時也有利于病蟲害的滋生和傳播。因此,要加強對水稻病蟲害的監測,及時掌握病蟲害的發生動態,根據植保部門的病蟲監測預警信息,制定科學合理的防治方案。
2. 綜合防治措施:采取“預防為主,綜合防治”的方針,優先采用農業防治、物理防治和生物防治等綠色防控技術,如合理密植、及時清除病株殘體、利用害蟲的趨光性設置黑光燈誘捕害蟲、釋放天敵昆蟲等。在病蟲害發生嚴重時,可合理選用高效、低毒、低殘留的化學農藥進行防治,但要嚴格按照農藥的使用說明進行操作,避免農藥殘留超標和環境污染。重點防治稻飛虱、稻縱卷葉螟、稻瘟病、稻曲病和紋枯病等病蟲害,確保水稻的健康生長。
應急補救措施
1. 蓄留再生稻:對于高溫危害較為嚴重,結實率在20%以下、畝產不到100公斤的田塊,可于8月20日前割茬蓄留再生稻。收割時應控制留茬高度,早割的留低茬,晚割的留高茬(不超過40厘米);割茬越早越好,同時要加強再生稻田間管理,及時施肥、灌溉,確保再生季安全齊穗并獲得較高的產量。
2. 補種其他作物:如果水稻受高溫危害嚴重,無法通過蓄留再生稻等方式進行補救,可根據當地的氣候條件和季節,及時補種其他適宜的短生育期作物,如綠豆、蕎麥、蔬菜等,以減少損失。
水稻揚花期遭遇持續高溫是一個嚴峻的挑戰,需要綜合運用品種選擇、播期調整、田間管理、病蟲害防控和應急補救等多種措施,以減輕高溫對水稻的危害,保障水稻的產量和質量,確保糧食安全。同時,還應加強對水稻耐高溫機制的研究,培育出更多適應氣候變化的優良品種,為水稻生產的可持續發展提供技術支持。
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