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水稻是黑龙江省主要栽培作物,近几年来,栽培面积逐年增加,达20万hm2左右。但是由于黑龙江省处于高寒地区,冷空气活动频繁,是低温冷害易发区,一般4~5年发生1次,经常危害水稻生长发育,影响产量及经济效益,严重减产达53.5%。因此,掌握低温冷害对水稻生长发育影响及预防措施,对农民增产增收具有重要意义。
1低温冷害的类型
水稻生育期间,由于受低于其生育最低临界温度的低温的影响而不能正常生长发育成熟,最终造成减产的现象,即为水稻低温冷害[1]。依据水稻受害时期、症状和低温冷害的特点,可以将水稻低温冷害分为3种类型,一是障碍型冷害。其是由短时间异常相对强低温引起的,主要发生在水稻颖花分化至抽穗开花期间,主要危害方式是破坏颖花的生理机能,导致颖花不育,形成大量空壳,从而造成严重减产[2]。主要特点是时间短、危害重、不可逆转。二是延迟型冷害。其是由较长时间低温造成的,在水稻生育期内包括生殖生长期均可发生,主要危害方式是:削弱植株生理活性,延迟水稻生育期,使水稻不能正常成熟[3]。主要特点是发生频率高、范围大、减产损失较重。三是混合型冷害。延迟型冷害和障碍型冷害同时发生即称为混合型冷害。主要特点是:一般相伴发生,常与旱涝、日照时间多少、霜期早晚等因素相伴发生。可分为低温多雨型、低温干旱型、低温旱霜型、低温寡照型。
2低温冷害对水稻栽培的影响
2.1对水稻生育期的影响
一是播种至出苗期。粳稻种子发芽下限温度为10 ℃,低于此温度造成出苗冷害,使出苗期延后,出苗率明显下降,8 ℃低温持续5~10 d,出苗率减少3.4%~17.9%。二是苗期和分蘖期。苗期、分蘖期临界温度下限日平均温度分别为13、16~18 ℃,遇低温天气,出苗率和分蘖率均下降,而且生育进程迟缓。三是孕穗和抽穗开花期。孕穗期生殖生长和营养生长同时进行,此时低温影响穗数和粒数,延迟型冷害和障碍型冷害均可发生,其中以障碍型冷害为主,温度敏感时期在抽穗前23~25 d,低温临界温度一般日平均气温为16~18 ℃。抽穗开花期对温度要求更严格,一般低于临界温度的日平均气温20 ℃,水稻不能正常开花授粉,从而出现空壳和畸粒。四是灌浆成熟期。此期出现低温,会降低水稻灌浆速率,延长其成熟时间,使其不能正常成熟而导致减产,一般临界温度日平均气温为18 ℃。
2.2对水稻生理的影响
一是低温对光合作用的影响。低温对光合作用具有削弱作用,主要表现为:叶绿体蛋白质变形,各种酶活性降低,导致光合作用下降[3]。如水稻在24.4 ℃时光合作用强度为100%,在14.2 ℃时仅为74%~79%。二是低温对呼吸作用的影响。低温对呼吸作用、呼吸强度的影响较大,在水稻生育过程中,温度从适温开始每降低10 ℃,呼吸强度也相应的降低,降低幅度为1.6~2.0[4]。三是低温对矿物质的影响。根系利用呼吸作用提供的能量来吸收矿物质元素,低温会削弱根系的呼吸作用,从而影响矿物质元素的吸收。其中低温对氮、磷、钾的吸收影响最强,对钙、镁、氯的吸收影响很小或没有影响[5]。因此,最终还会破坏稻株养分平衡,从而影响植株正常生长。四是低温对电导的影响。低温可使细胞电解质渗出率明显升高,低温时间越长,电解质相对渗出率增加越明显。五是低温对细胞膜结构与抗寒性的影响。植物抗寒力的强弱与可溶性糖、膜磷质、游离氨基酸,特别是脯氨酸、脱落酸、膜酯肪酸不饱和度的多少有关。温度下降,膜酯发生变化,膜透性增大,电解质大量向膜外渗漏,酶反应失调,表现为呼吸作用下降,植物体内有毒物质积累,抗寒力下降。
3预防措施
一是建立和完善良种繁育体系。一方面,对现有品种进行提纯复壮,以保持和增强原有品种的抗性;另一方面,引进和培育抗寒性强的早熟优质品种,宜选用需有效积温较当地积温少100~200 ℃的水稻品种[6]。二是秋备土秋做床,开春后抢积温,育早苗,大棚育苗比小棚早7~10 d,当气温稳定通过5~6 ℃时开始育苗播种,当气温稳定通过13 ℃时开始移栽。三是控制氮肥施用量。遇冷害年份减少施用氮肥总量20%~30%,增施磷钾肥和微肥,以提高水稻抗寒能力和抗逆性,促早熟增产。四是提高水温和地温。设立晒水池,延长水路,增温入田,在障碍型冷害敏感期进行深水灌溉,水深17~20 cm。
4参考文献
[1] 田奉俊,朴燕,曹海珺,等.吉林省水稻低温冷害发生特征与防御措施[J].作物杂志,2008(5):77-80.
[2] 刘民.水稻低温冷害分析及研究进展[J].黑龙江农业科学,2009(4):154-157.
[3] 王主玉,申双和.水稻低温冷害研究进展[J].安徽农业科学,2010(22):11971-11973.
[4] 聂元元,蔡耀辉,颜满莲,等.水稻低温冷害分析研究进展[J].江西农业学报,2011(3):63-66.
[5] 王晓群,张宇.黑龙江省水稻低温冷害风险评估[J].安徽农业科学,2012,40(1):263-266.
[6] 梁金梅.水稻低温冷害防御技术[J].新疆农业科技,2010(6):20.
1低温冷害的类型
水稻生育期间,由于受低于其生育最低临界温度的低温的影响而不能正常生长发育成熟,最终造成减产的现象,即为水稻低温冷害[1]。依据水稻受害时期、症状和低温冷害的特点,可以将水稻低温冷害分为3种类型,一是障碍型冷害。其是由短时间异常相对强低温引起的,主要发生在水稻颖花分化至抽穗开花期间,主要危害方式是破坏颖花的生理机能,导致颖花不育,形成大量空壳,从而造成严重减产[2]。主要特点是时间短、危害重、不可逆转。二是延迟型冷害。其是由较长时间低温造成的,在水稻生育期内包括生殖生长期均可发生,主要危害方式是:削弱植株生理活性,延迟水稻生育期,使水稻不能正常成熟[3]。主要特点是发生频率高、范围大、减产损失较重。三是混合型冷害。延迟型冷害和障碍型冷害同时发生即称为混合型冷害。主要特点是:一般相伴发生,常与旱涝、日照时间多少、霜期早晚等因素相伴发生。可分为低温多雨型、低温干旱型、低温旱霜型、低温寡照型。
2低温冷害对水稻栽培的影响
2.1对水稻生育期的影响
一是播种至出苗期。粳稻种子发芽下限温度为10 ℃,低于此温度造成出苗冷害,使出苗期延后,出苗率明显下降,8 ℃低温持续5~10 d,出苗率减少3.4%~17.9%。二是苗期和分蘖期。苗期、分蘖期临界温度下限日平均温度分别为13、16~18 ℃,遇低温天气,出苗率和分蘖率均下降,而且生育进程迟缓。三是孕穗和抽穗开花期。孕穗期生殖生长和营养生长同时进行,此时低温影响穗数和粒数,延迟型冷害和障碍型冷害均可发生,其中以障碍型冷害为主,温度敏感时期在抽穗前23~25 d,低温临界温度一般日平均气温为16~18 ℃。抽穗开花期对温度要求更严格,一般低于临界温度的日平均气温20 ℃,水稻不能正常开花授粉,从而出现空壳和畸粒。四是灌浆成熟期。此期出现低温,会降低水稻灌浆速率,延长其成熟时间,使其不能正常成熟而导致减产,一般临界温度日平均气温为18 ℃。
2.2对水稻生理的影响
一是低温对光合作用的影响。低温对光合作用具有削弱作用,主要表现为:叶绿体蛋白质变形,各种酶活性降低,导致光合作用下降[3]。如水稻在24.4 ℃时光合作用强度为100%,在14.2 ℃时仅为74%~79%。二是低温对呼吸作用的影响。低温对呼吸作用、呼吸强度的影响较大,在水稻生育过程中,温度从适温开始每降低10 ℃,呼吸强度也相应的降低,降低幅度为1.6~2.0[4]。三是低温对矿物质的影响。根系利用呼吸作用提供的能量来吸收矿物质元素,低温会削弱根系的呼吸作用,从而影响矿物质元素的吸收。其中低温对氮、磷、钾的吸收影响最强,对钙、镁、氯的吸收影响很小或没有影响[5]。因此,最终还会破坏稻株养分平衡,从而影响植株正常生长。四是低温对电导的影响。低温可使细胞电解质渗出率明显升高,低温时间越长,电解质相对渗出率增加越明显。五是低温对细胞膜结构与抗寒性的影响。植物抗寒力的强弱与可溶性糖、膜磷质、游离氨基酸,特别是脯氨酸、脱落酸、膜酯肪酸不饱和度的多少有关。温度下降,膜酯发生变化,膜透性增大,电解质大量向膜外渗漏,酶反应失调,表现为呼吸作用下降,植物体内有毒物质积累,抗寒力下降。
3预防措施
一是建立和完善良种繁育体系。一方面,对现有品种进行提纯复壮,以保持和增强原有品种的抗性;另一方面,引进和培育抗寒性强的早熟优质品种,宜选用需有效积温较当地积温少100~200 ℃的水稻品种[6]。二是秋备土秋做床,开春后抢积温,育早苗,大棚育苗比小棚早7~10 d,当气温稳定通过5~6 ℃时开始育苗播种,当气温稳定通过13 ℃时开始移栽。三是控制氮肥施用量。遇冷害年份减少施用氮肥总量20%~30%,增施磷钾肥和微肥,以提高水稻抗寒能力和抗逆性,促早熟增产。四是提高水温和地温。设立晒水池,延长水路,增温入田,在障碍型冷害敏感期进行深水灌溉,水深17~20 cm。
4参考文献
[1] 田奉俊,朴燕,曹海珺,等.吉林省水稻低温冷害发生特征与防御措施[J].作物杂志,2008(5):77-80.
[2] 刘民.水稻低温冷害分析及研究进展[J].黑龙江农业科学,2009(4):154-157.
[3] 王主玉,申双和.水稻低温冷害研究进展[J].安徽农业科学,2010(22):11971-11973.
[4] 聂元元,蔡耀辉,颜满莲,等.水稻低温冷害分析研究进展[J].江西农业学报,2011(3):63-66.
[5] 王晓群,张宇.黑龙江省水稻低温冷害风险评估[J].安徽农业科学,2012,40(1):263-266.
[6] 梁金梅.水稻低温冷害防御技术[J].新疆农业科技,2010(6):20.