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水稻的低温冷害

发布时间:2018-09-27

低温冷害是全国性的水稻灾害。南方稻区三熟制或双季稻区早稻生长处于由低温到高温阶段,早稻栽插过早,在其减数分裂时期仍有遇到低温的危险,常造成危害;晚稻生长是处于高温到低温的阶段,插栽期、品种类型和农业技术措施不当,则使其在抽穂开花期及灌浆期遇低温危害。因为此时华南正是寒露季节, 故低温冷害在南方稻区又称为“寒露风”;长江中下游地区称为 “秋季低温危害”;东北地区又称为“哑叭灾”。

(1)水稻低温冷害的类型

低温冷害一般分为延迟型冷害和障碍型冷害两类。延迟型冷害主要是由于抽穗以前,生育期闾 发生了较为持久的低温(低于历年平均温度),水稻生长受到明 显的抑制,造成抽穗期延迟,遇较强低温而结实不良。北方稻区由于水稻生长季短,只要生长季内温度偏低的年份,多发生延迟 型冷害。据东北地区资料统计,黑龙江和吉林延边稻区发生延迟 型冷害的频率最高;吉林中部、辽宁及西北稻区,亦有少数年份发生延迟型冷害。障碍型冷害主要由于水稻生殖生长期时,对低温比较敏感而产生的。此时短时间降温,致使稻株生理机能受到障碍,结实率降低,障碍型冷害在南方稻区较常见。我国广大稻区,夏季多高温,秋季降温较快,抽穗开花期的低温危害就成为全国水稻生产的普遍灾害。它是我囯水稻生产上的一个值得重视的问题。如果以发生障碍型冷害的天气类型来分析,则可分为晴冷型和阴冷型两类。华南地区由于晴冷时大气多干燥,阴冷时却是潮湿多雨,所以又称此为干冷型和湿冷型。

早稻孕穗期冷害实质上也是障碍型冷害。因为早稻播种栽插过早在花粉母细胞减数分裂期遇到低温的袭击,致使花粉不能正常成熟,形成空粒,产量锐减。这在南方双季稻区,特别是山区,对早稻生产影响很大。

(2)障碍型冷害的生理机制

水稻减数分裂期的障碍型冷害,主要伤害花药内壁毡绒层细胞的生长发育,产生畸形膨大, 抑制或中断花粉粒的养分供应,使其发育缓慢,甚至完全停止, 致使花扮粒不充实,失去萌发能力。日本伊藤等在水稻减数分裂期用低温处理的特定部位颖花进行研究,认为受害的表现有:花粉停止发育、花粉粒不够充实、花药部分或全部不开裂花粉飞散不良、花粉粒少量散落或未散落在柱头上、柱头上花粉粒萌发不良等,其中多数人认为花粉粒不充实为主要因素,它引起空粒的大量产生。近年来,有人提出花药开裂时间落后(闭颖后开裂或花药下垂后开裂)也是不育的重要原因。

水稻减数分裂期前后光照强度低于某界限值时,空壳率也有增髙趋势。

抽穗开花期的障碍型冷害,往往产生两方面不良后果,一是延迟开花受精时间,开颖率显著降低,在连续低温下,甚至不开颖,导致成熟不良;二是在花粉粒不充实,影响它继续发育。

关于冷害机制问题,近年来国内外又有从生物膜的变异提出了新的观点。据报导,当冷害发生时,低温作用于生物膜,使其发生物相变化。在常温下,生物膜是液晶相的,当温度下降到一定限度时就变为凝胶相,植物细胞内各质体膜发生相同的物相变化,质体膜透性增大,质体内负离子大量外渗,使离子失去平衡, 同时,膜复合酶和游离酶活力失调,呼吸减弱,能量供应减少, 组织受害而死亡。花期冷害,穗子释放乙烯量明显降低,说明生物膜功能巳受到阻碍,如低温处理72小时以上,其功能不能恢复,说明已受伤害。

(3)障碍型低温冷害指标的讨论

有关水稻障碍型低温受害指标,国内近十年来的试验研究较多,概括起来可有以下两方面的观点。

其一,低温指标随粉不同的地现区域而改变,即在不同地区,往往有不同的低溫受害指标,特引足高原、山区阳平原地区的差异更大。如云南地区提出玉溪地区〈海拔1600米〉的水稻冷 害指标为18.5℃。昆明地区〈1900米)一般为18.0℃,丽江地区 〔2400米)则以16℃作为当地粳稻品种的冷害指标。江苏、上海 一带,对杂交水稻的冷害指标一般提法为22—23℃,而湖南桂 东山区日平均气温低至20℃时,杂交水稻的结实率仍较高。

其二,在同一地点、同一品种、同一试验水平,同一低温情况下,不同年份的受害程度也各不相同。即低温冷害指标有年际 间的变化。根据我们1977—1979年三年试验的定穗观测资料,绘制如下定穗空壳率曲线。图上纵坐标为空壳率,横坐标为定穗后5天的平均气温。从图上明显地看出,三年有 三条大致平行的空壳率曲线;三年的曲线变化趋势一致,在适温范围内,空壳率低而变化不大。如以30%定穗空壳率为受害标准,那么三年则有三个不同的受害低温数值。换句话说,在相同的23℃温度条件下,三年空壳率并不相同。1977年空壳率为26%, 1978年为 34%,1979 年为 28%。

为什么会有地区间和年际间的差异呢?首先,由于地区之间 的纬度、海拔高度、大陆度、地形地貌、土壤和植被状况的不同, 造成地区间气候背景的差异。如随纬度的变化而出现光长(可照时数)的差异;随着海拔高度的不同,其辐射强度、光质也有所变化。内陆和高山要比沿海和平原的温度日较差大。此外,各地秋季降温过程有的来的突然,有的比较缓慢。年际间的变化是由于各年的气候年甩不同。有的年份,生育期间阴雨多,日照少;

有的年分多晴天,日照足。这样年际之间不仅日照时数不同, 而且它的昼夜温差也不一样。由前节已知,光温因子与结实率关 系极大,也直接影响产量的形成。所以目前各地仅用温度单一因子来作为结实受害指标,就难免众说不一,各不相同了。

以江苏省资料为例进行分析,从地区间的差异来看,光照因子应以光长变化为主。因为江苏为平原地区南北高差有限,研究抽穗前15天和抽穗后5天(共20天)的平均气温与平均日照时数的关系,南北各点基本上都成直线关系;在相同气温下,北部日照多于南部,在相同的日照条件下,南部气温高于北部。由此可知,光温因子对结实率的影响程度各地有别。在安排水稻齐德期时,苏 北应着重考虑低温危害,沿江和江南地区应着重考虑光照条 件,即连阴雨、日照不足对结 实率的不利影响。

年际间的差异主要是由于光照条件不同而引起的。因此我们设想了一种以低温指标为主,辅以光照多寡的年型订正方法,以反映低温指标年际间的波动状况。

在水稻结实率的低温指标研究中,还可以分别两种类型,一 种是指示冷害的低温临界值;另一种是表示降温强度及其持续时间与结实率高低的定量关系,同时也分别对不同发育时期表示出低温的临界值。如减数分裂期冷害的低温指标,江西省认为, 当日平均气温出现20℃以下,同时最低气温13—14℃,且连续 2—3天时水稻空壳率达80%以上。一般认为,较耐寒的梗稻品种低溫冷害指标为最低温度15℃左右,籼稻为17℃,温度愈低,低温持续时间愈於,冷害就越严重,抽穗开花期,则多认为五天平 均气温低于20℃,最高气温低于25℃时受害。长江下游地区一般釆用日平均气温低于20℃,或者同时最高气温低于23℃,且连续三天以上则为受窖指标。灌浆期,尤其是灌浆幼期,平均温度为 19℃时秕粒率明显增加,温度愈低,秕粒愈多。

(4)低温冷害的防御

防御低温冷害的方法一般有1)确定安全齐德期。掌握气候规律,确定适宜播栽期,保证安全齐穗, 是防止水稻低温冷害的战略措施;2)培养与选用耐寒品种,根据 不同茬口,搞好品种搭配,是防止水稻低温冷害的重要环节;3) 以水调温,调节农田小气候,减轻低温危害;4)使用保温剂和喷 “九二〇”等,提高稻田温度,加速植株发育,避过低温对花穗 的危害。