CN108925583B - 一种水稻抗高温制剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水稻抗高温制剂及其使用方法，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.2‑0.4%、氯化钙0.2‑0.3%、九水硅酸钠0.06‑0.08%的混合溶液。在水稻抽穗开花期遇到高温热害天气时，在每天6:00‑8:00对稻田进喷施所述水稻抗高温制剂，要求将水稻抗高温制剂均匀的喷洒到水稻叶片上，以水稻抗高温制剂液滴均匀布满叶片为止，水稻抗高温制剂的喷施量为每公顷稻田喷施水稻抗高温制剂900‑11000kg。本发明的水稻抗高温制剂及其使用方法能够能显著延缓水稻叶片的衰老、提高叶片光合速率和水稻产量，达到提高水稻抗高温热害的能力。
Description
技术领域
本发明涉及水稻抗逆栽培调控方法技术领域，具体说是一种水稻抗高温制剂及其使用方法。
背景技术
水稻是我国的主要粮食作物，产量占我国粮食总产的1/3左右，水稻的高产稳产是我国的粮食安全的重要保障。长江中下游是我国主要的水稻产区，水稻种植面积占的70％左右，总产量占全国的50％左右。受地理位置和副热带高压的影响，该区域7-8月极易出现日最高气温超过35℃或日平均气温超过30℃的高温天气，而在此阶段该地区水稻正处于孕穗～抽穗的发育阶段，极易受到高温热害的伤害，造成水稻严重减产，直接威胁我国粮食安全。2003年7月下旬至8月上旬该地区遭遇连续长达20d左右的的高温热害天气，导致水稻受害面积约3.0×107hm2，减产约达5.2×107t，以安徽为例，全省成灾面积33.3万hm2，实际绝收面积3.3万hm2。2006年四川、重庆地区7-9月各地日最高气温超过35℃的日数在40-60d，导致当年该地区水稻减产25％以上。2016年7月-8月，安徽省发生了时间跨度长达40余天的罕见连续高温热害，水稻受害严重，减产幅度最高达到40-80％。研究表明，在未来全球气候变暖背景下，我国长江中下游地区极端高温、热浪等事件的发生频率将继续增加，严重影响水稻的高产稳产。提高水稻抗高温能力，是保证我国粮食安全的重要措施。
在我国，水稻在孕穗-抽穗开花期出现持续3天以上、日平均气温≥30℃或日最高气温≥35℃定义为水稻的高温热害(GB/T 21985-2008)。水稻在生殖生长阶段极易受到高温热害的影响，以抽穗开花期对高温最敏感。研究表明，高温热害影响水稻花药开裂和浆片吸水膨胀，造成开花数量减少；高温下花粉寿命显著缩短，水稻花粉管伸长受抑制，严重影响受精，导致结实率降低；高温热害还会使水稻早衰，抗氧化酶类活性降低，Rubisco酶失活，影响CO2的同化能力，PSII的结构和功能损伤，降低PSII光能转换效率，气孔关闭，从而使得光合能力下降，使籽粒灌浆时间缩短，灌浆不充分，千粒重下降，最终影响水稻的产量。
很多学者进行了提高水稻抗高温热害的研究，选择抗高温品种、品种基因改造、调整播期、合理灌溉、合理施肥和喷施化学制剂皆能从一定程度上减缓水稻的高温热害危害。目前最有效的方法主要是基因改造方面。专利文献CN105524152A《水稻抗高温基因及其在作物抗高温育种中的应用》公开了一种新的植物基因-水稻抗高温蛋白1基因(RiceHighTemperature Resistance 1，HTR1)及其编码蛋白。还公开了这种抗高温蛋白基因在植物品种改良和杂交育种中用于增强植物的高温抗性。文献《转PEPC基因水稻的抗逆性研究》报道指出，转基因水稻在高温条件下对光合速率和超氧化物歧化酶活性的提高幅度分别为38.71％和26.4％。不过，这种水稻抗高温方法研究成本巨大，不便于即时迅速大面积推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种能够提高高温热害下水稻叶片抗氧化能力、水稻结实率和产量，减轻高温热害的水稻抗高温制剂。
本发明的另一目的是提供一种水稻抗高温制剂的使用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种水稻抗高温制剂，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.2-0.4％、氯化钙0.2-0.3％、九水硅酸钠0.06-0.08％的混合溶液。
本发明进一步的设计方案中，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.3％、氯化钙0.22％、九水硅酸钠0.07％的混合溶液。
上述的水稻抗高温制剂的使用方法，在水稻抽穗开花期遇到高温热害天气时，在每天6：00-8：00对稻田进喷施所述水稻抗高温制剂，要求将水稻抗高温制剂均匀的喷洒到水稻叶片上，以水稻抗高温制剂液滴均匀布满叶片为止，水稻抗高温制剂的喷施量为每公顷稻田喷施水稻抗高温制剂900-11000kg，所述高温热害是指日最高气温≥35℃或日平均温度≥30℃，持续时间在3天以上。
本发明进一步的设计方案中，连续喷施水稻抗高温制剂3-5天。
较优的水稻抗高温制剂的使用方法中，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.3％、氯化钙0.22％、九水硅酸钠0.07％的混合溶液。
本发明具有以下突出的有益效果：
喷施外源化学制剂能够通过调节细胞活性和激素水平等方式影响植物生长和发育进程，是农业生产中抗逆保收的重要措施，也是提高作物抗高温的重要措施。高温条件下叶面喷施水杨酸溶液能显著降低植株叶片细胞膜质过氧化伤害，提高叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量；喷施氯化钙溶液都能够提高高温胁迫下叶片抗氧化酶活性，降低MDA含量；喷施次硅酸钠溶液能显著提高高温下水稻花药的开裂率和柱头授粉量，提高水稻的结实率；喷施浓度为磷酸二氢钾溶液可显著提高水稻植株的抗高温性能。
本发明的水稻抗高温制剂及其使用方法能够能显著延缓水稻叶片的衰老、提高叶片光合速率和水稻产量，达到提高水稻抗高温热害的能力。简便有效，易于实施。实施成本非常小，便于即时迅速大面积推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
用蒸馏水和磷酸二氢钾、氯化钙、九水硅酸钠配置三种不同浓度的水稻抗高温制剂，分别为：水稻抗高温制剂A含磷酸二氢钾0.2％、氯化钙0.12％、九水硅酸钠0.06％；水稻抗高温制剂B含磷酸二氢钾0.3％、氯化钙0.22％、九水硅酸钠0.07％；水稻抗高温制剂C含磷酸二氢钾0.4％、氯化钙0.32％、九水硅酸钠0.08％。
利用人工气候箱模拟高温过程，在水稻孕穗期抽穗开花始期，在四块相同面积的盆栽水稻分别喷施相同量的水稻抗高温制剂A、水稻抗高温制剂B、水稻抗高温制剂C和蒸馏水，喷施至溶液液滴均匀布满叶片为止，喷施量为每天每公顷10000kg，连续喷施3天，之后将盆栽放入人工气候箱进行高温处理(6：00-18：00，40℃，18：00-次日6：00，30，日平均气温为35℃)。连续处理5天后，将水稻材料移到室外自然生长，测定了水稻叶片的叶绿素含量、光合速率、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量，成熟期测定了产量(平均穗粒重)。结果表明，水稻抗高温制剂A、水稻抗高温制剂B、水稻抗高温制剂C的叶绿素含量分别增加35.51％、40.41％和44.90％，光合速率分别增加23.30％、29.41％和26.50％，超氧化物歧化酶活性分别增加32.27％、43.86％和39.52％，丙二醛含量分布降低28.73％、28.48％和8.86％，产量(平均穗粒重)分别增加28.42％、27.37％和6.32％。喷施水稻抗高温制剂B的水稻叶绿素含量和产量(平均穗粒重)比喷蒸馏水的水稻叶片增加幅度最大，叶片丙二醛含量比比喷蒸馏水的水稻叶片降低幅度最大，效果最明显。水稻抗高温制剂B的抗高温效果达到或超过了《转PEPC基因水稻的抗逆性研究》和专利文献CN105524152A中的水稻抗高温的技术效果。
实施例2
抗高温制剂喷施天数选择：在水稻孕穗期抽穗开花始期，将含有0.3％的磷酸二氢钾、0.22％的氯化钙和0.07％的九水硅酸钠溶液和蒸馏水分别用喷雾器均匀喷到水稻植株上，喷施至溶液液滴均匀布满叶片为止，喷施量为每天每公顷2000kg，连续喷施3天、4天、5天、6天和7天，之后将盆栽放入人工气候箱进行高温处理(6：00-18：00，40℃，18：00-次日6：00，30，目平均气温为35℃)。连续处理5d后，将水稻材料移到室外自然生长，测定了水稻叶片的叶绿素含量、丙二醛含量，成熟期测定了产量(平均穗粒重)。结果表明，喷施5天的水稻叶绿素含量和产量(平均穗粒重)比喷蒸馏水的水稻叶片增加幅度最大，叶片丙二醛含量比比喷蒸馏水的水稻叶片降低幅度最大，效果最明显，叶绿素含量增加36.40％，丙二醛含量分布降低30.26％，产量(平均穗粒重)分别增加35.22％。
实施例3
抗高温制剂喷施时间选择：在2016年7月22日-8月1日水稻孕穗期抽穗开花始期进行了田间试验，此期间日平均温度超过30℃，发生高温热害。在将含有0.3％的磷酸二氢钾、0.22％的氯化钙和0.07％的九水硅酸钠溶液和蒸馏水分别用电动喷雾器均匀喷到水稻植株上，喷施至溶液液滴均匀布满叶片为止，喷施量为每天每公顷5000kg，喷施时间分别为6：00-8：00、8：00-10：00、10：00-12：00、12：00-14：00、14：00-16：00、16：00-18：00，连续喷施5天，在水稻成熟期测定了产量。结果表明，6：00-8：00喷施3种制剂的混合溶液对提高水稻抗高温能力效果好于其他时间喷施，相对应喷施蒸馏水，产量增加19.27％。
实施例4
抗高温制剂用量和配方的选择：根据上述结果，在2017年进行了水稻开花期进行了田间试验，试验时间为7月13日-7月17日，试验期间日平均温度超过30℃。在试验期间，将分别含有0.3％的磷酸二氢钾、0.22％的氯化钙和0.07％的九水硅酸钠以及同时含有这三种制剂(0.3％的磷酸二氢钾、0.22％的氯化钙和0.07％的九水硅酸钠)的溶液在上午6：00-8：00时用电动喷雾器将溶液均匀喷洒到水稻植株上，喷施至溶液液滴均匀布满叶片为止(约为1L/m2)，连续喷施5天，在水稻乳熟期测定了叶片叶绿素含量、丙二醛含量，成熟期测定了产量。结果表明，同时喷施3种制剂的混合溶液对提高水稻抗高温能力效果好于单独喷施1种制剂，相对应喷施蒸馏水，叶片叶绿素含量提高6.28％，丙二醛含量降低18.76％，产量增加20.13％。
可见，在高温热害条件下，在水稻孕穗开花期连续5天喷施同时含有0.3％的磷酸二氢钾、0.22％的氯化钙和0.07％的九水硅酸钠的抗高温制剂，有利于提高水稻叶片叶绿素含量，降低丙二醛含量，提高水稻产量，从而减轻高温热害对水稻的危害。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种水稻抗高温制剂，其特征在于，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.2-0.4%、氯化钙0.2-0.3%、九水硅酸钠0.06-0.08%的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的水稻抗高温制剂，其特征在于，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.3%、氯化钙0.22%、九水硅酸钠0.07%的混合溶液。
3.权利要求1所述的水稻抗高温制剂的使用方法，其特征在于，在水稻抽穗开花期遇到高温热害天气时，在每天6:00-8:00对稻田进喷施所述水稻抗高温制剂，要求将水稻抗高温制剂均匀的喷洒到水稻叶片上，以水稻抗高温制剂液滴均匀布满叶片为止，水稻抗高温制剂的喷施量为每天每公顷900-11 000 kg，所述高温热害是指日最高气温≥35℃或日平均温度≥30℃，持续时间在3天以上。
4.根据权利要求3所述的水稻抗高温制剂的使用方法，其特征在于，连续喷施3-5天。
5.根据权利要求3所述的水稻抗高温制剂的使用方法，其特征在于，该水稻抗高温剂为磷酸二氢钾0.3%、氯化钙0.22%、九水硅酸钠0.07%的混合溶液。
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