CN110378589B - 一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，包括：步骤1、种植待测水稻品种，并在其齐穗后至灌浆期前的连续13d～17d内，实验组进行高温处理，对照组进行常温处理；所述高温处理的日平均气温为29℃～31℃；所述常温处理的日平均气温为24℃～28℃；步骤2、成熟后收获稻谷，并分别测定实验组和对照组稻谷的千粒重、整精米率和垩白度；分别对千粒重、整精米率和垩白度3个指标进行评级，然后取所述3个指标评级的最大值来综合评价水稻的高温逼熟耐性。该方法采用少量和关键性指标代表水稻的高温逼熟特性，兼顾水稻产量、加工效率和商品价值等多个方面，使鉴定结果全面、准确性高，且可操作性强，能够准确反映水稻品种(材料)高温逼熟的耐性。
Description
技术领域
本发明涉及水稻品种、种质资源鉴定与评价技术领域，尤其涉及水稻高温逼熟耐性的鉴定方法。
背景技术
随着全球气候变暖的趋势日益明显，水稻在灌浆期间遭遇高温天气的概率大大增加，其主要表现就是“高温逼熟”，即由水稻灌浆期连续高温引起的水稻颖花灌浆不良。高温逼熟可以使水稻粒重明显下降，从而降低水稻的收获产量；高温逼熟还会改变稻谷的碾磨特性，大大降低稻谷的整精米率，使稻谷加工企业蒙受损失；高温逼熟还会大大增加垩白粒率，降低外观品质，大大降低其商业价值。但一直以来，世界上还缺少切实可行的水稻品种高温逼熟耐性鉴定方法。种植水稻的时有拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期等几个生长时期，拔节孕穗期是指幼穗分化开始到长出穗为止，一般需一个月左右；抽穗开花期是指稻穗从顶端茎鞘里抽出到开花齐穗这段时间，一般5-7天。水稻灌浆期也称为水稻灌浆结实期，是从稻穗开花后到谷粒成熟的时期，又可分为乳熟期、蜡熟期和完熟期。通俗来讲水稻灌浆期是指从扬花结束颖壳闭合开始到籽粒成熟的一段时间。从生物学角度看，此时是受精卵发育形成胚、受精极核发育成胚乳的过程。从生产角度看，此时是最终形成产量的时期，生产上此时要保证有充足的光合面积和通畅的物质运输渠道。
目前常用的水稻高温耐性方法多是针对水稻开花期高温热害进行，并不适用于评价灌浆期高温耐性。灌浆期高温造成的高温逼熟对水稻产量、加工品质和外观品质等都具有显著的影响，能够综合评价水稻品种（材料）高温逼熟耐性的方法目前国内外尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，该方法采用少量和关键性指标代表水稻的高温逼熟特性，兼顾水稻产量、加工效率和商品价值等多个方面，使鉴定结果全面、准确性高，且可操作性强，能够准确反映水稻品种（材料）高温逼熟的耐性。
本发明的目的在于提供一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，所述方法包括：
步骤1、种植待测水稻品种，在其齐穗后至灌浆期前的连续13d～17d内，实验组进行高温处理，对照组进行常温处理；所述高温处理的日平均气温为29℃～31℃；所述常温处理的日平均气温为24℃～28℃；
步骤2、成熟后收获稻谷，并分别测定实验组和对照组稻谷的千粒重、整精米率和垩白度；分别对千粒重、整精米率和垩白度3个指标进行评级，然后取所述3个指标评级的最大值来综合评价水稻的高温逼熟耐性。
具体地，所述步骤1中待测水稻品种采用大棚种植时，通过人工气候室的温度设定分别进行高温处理和常温处理，且分别模拟典型高温天气和常温天气条件的24h温度变化，实验组高温处理的日平均气温为29℃～31℃，对照组常温处理的日平均气温为24℃～28℃。
具体地，所述步骤1中待测水稻品种大田播种时，根据近20d的气象资料，选择实验组和对照组的播种地区和播种时段，使得实验组所在地区的播种时段中连续13d～17d内的日平均气温为29℃～31℃；对照组所在地区的播种时段中连续13d～17d内的日平均气温为24℃～28℃。连续13d～17d指的是，在其齐穗后至灌浆期前的一段时间内，至少连续13d，至多连续17d；这里的“连续”指的是不允许打断。
此外，需要说明的是，所述大田播种时，实验组所在地区的播种时段中有0～2次短期打断（每次打断只能持续1～2天的常温天气）且高温时段（日平均气温为29℃～31℃）的总天数必须是13d-17d，但不允许出现≥3次或1次持续3天以上常温天气（日平均气温为24℃～28℃）的打断。
对照组连续常温处理13d～17d中不允许有高温天气（日平均气温为29℃～31℃）打断。
以上的情况也在本发明的保护范围之类。
具体地，所述步骤2中，所述千粒重、整精米率和垩白度3个指标进行评级的方法为：
S1、计算千粒重的耐性指数：HI千粒重=A/B×100%，所述A为实验组稻谷的千粒重；B为对照组稻谷的千粒重；
当HI千粒重≥95，判定为1级；当90≤HI千粒重＜95，判定为2级；
当80≤HI千粒重＜90，判定为3级；当HI千粒重＜80，判定为4级；
S2、计算整精米率的耐性指数：HI整精米率=E/F×100%，所述E为实验组稻谷的整精米率；F为对照组稻谷的整精米率；
当HI整精米率≥90，判定为1级；当80≤HI整精米率＜90，判定为2级；
当70≤HI整精米率＜80，判定为3级；当HI整精米率＜70，判定为4级；
S3、计算垩白度差值：C=（C1-C2）×100%，所述C1为实验组稻谷的垩白度，C2为对照组稻谷的垩白度；
当C≤2，判定为1级；当2＜C≤4，判定为2级；
当4＜C≤6，判定为3级；当C＞6，判定为4级。
具体地，所述步骤2中综合评价水稻的高温逼熟耐性的方法为：
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为1级时，则判定该水稻品种为1级强耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为2级或1级，且至少有1个为2级时，则判定该水稻品种为2级耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为3级或2级或1级，且至少有1个为3级时，则判定该水稻品种为3级不耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为4级、或3级或2级或1级，且至少有1个为4级时，则判定该水稻品种为4级极不耐热型。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，该方法采用少量和关键性指标代表水稻的高温逼熟特性，兼顾水稻产量、加工效率和商品价值等多个方面，使鉴定结果全面、准确性高，且可操作性强，简单易行，能够准确反映水稻品种（材料）高温逼熟的耐性。
附图说明
图1为本发明提供的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法中大田实施的流程图。
图2为本发明提供的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法中人工气候室实施的流程图。
具体实施方式
实施例1 采用大田实施方式
如图1，本发明提供水稻高温逼熟耐性的鉴定方法中的大田实施方式，具体操作步骤如下：
S1、地区选择
根据近20d的气象资料，选择7-9月日平均气温≥29.0℃时长平均大于15d的地区，并确定选择地区高温发生时段，例如，在湖北省，可以选择在高温易发区如江汉平原的荆州、潜江、鄂东黄石等地进行同步验证。
S2、参评品种（材料）生育期调整
利用选择地区水稻生长季7月下旬至9月中旬的自然高温条件，根据历年该地的气象资料，按照水稻品种（材料）生育期，采用分期播种在其齐穗后至灌浆期前13d～17d（优选为15d）内敏感时期经历高温（日平均气温为29℃～31℃）和常温（日平均气温为24℃～28℃）两种温度条件。
S3、育苗移栽
采用常规方法浸种、催芽、育秧，秧龄20d左右移栽，栽插规格为20cm×30cm，双本移栽，小区规格3m×6m，3次重复。
S4、日常管理
日常管理同一般高产栽培管理方法。
S5、生育期和温度记录
准确记录每个小区始穗期、齐穗期。利用田间数字式气象站（HOBO U30）每5min记录大田实时温度数据。
S6、指标测定
成熟后小区收获，脱粒后风选去除空粒，自然晾晒至含水量为13%左右后，随机抽取1000粒测定千粒重，重复3次。
按 GB/T 21719-2008 的方法测定稻谷样品的整精米率。
按 NY/T 2334-2013 的方法测定稻谷样品的垩白度。
S7、计算千粒重和整精米率的耐性指数及垩白度差值
根据高温和常温条件下的测定值，按照式（1）计算千粒重和整精米率的耐性指数。
HI=A/B×100…………………………………………………（1）
式中：
HI——耐性指数，单位为百分率（%）；
A ——高温处理后指标测量值；
B ——对照的指标测量值。
根据品种（材料）在对照条件下和高温条件下的垩白度，按照式（2）计算该品种（材料）高温条件下的垩白度与对照条件下的差值（C）。
C=C1-C2…………………………………………………（2）
式中：
C ——高温处理后垩白度与常温条件下的差值，单位为百分率（%）；
C1 ——高温处理后垩白度测量值，单位为百分率（%）；
C2 ——对照的垩白度测量值，单位为百分率（%）。
S8、各指标耐性评级
（1）根据千粒重耐性指数（HI千粒重）按照表1进行耐热性评级。
表1 千粒重受害分级标准
（2）根据整精米率耐性指数（HI整精米率）按照表2进行耐热性评级。
表2 整精米率受害分级标准
（3）根据高温与常温处理下品种垩白度差值（C）按照表3进行耐热性评级。
表3 垩白度受害分级标准
S9、品种高温逼熟耐性综合评价
根据千粒重、整精米率和垩白度的定级结果对品种（材料）的高温逼熟耐性进行综合评价，综合耐性分级见表4所示。
表4 高温逼熟综合耐性分级标准
实施例2采用人工气候室实施方式
如图2所示，本发明水稻品种高温逼熟耐性鉴定的人工气候室实施方法，具体操作步骤如下：
S1、参评品种（材料）确定
根据所采用的人工气候室的数量、有效使用空间及盆栽材料的盆钵面积等计算出1次性可鉴定品种（材料）个数的上限。纳入鉴定范围的品种（材料）应已有其在当地往年的生育期数据，根据往年生育期数据适当调整播期，使品种（材料）间开花期相差不大，保证前期生长条件基本一致。
S2、播种育苗
采用常规方法浸种、催芽、育秧，秧龄20d左右移栽入种植盆中。
S3、移栽
各品种（材料）在大田播种后15-20d选整齐一致的植株移栽，每个待测品种（材料）或材料移栽10盆。每盆移栽20株长势一致的秧苗，均匀分布一周。种植盆规格为：高30cm，内径30cm。每盆装均匀过筛的干土12.5kg，并拌入复合肥8g（N：P2O5：K2O=26：10：15）。
S4、日常管理
同一般高产栽培管理方法。移栽返青后，定期剪除分蘖，只保留主茎，保证水稻植株生长一致。孕穗期至温度处理前及温度处理后如遇高温天气，需要将材料放置于对照环境下培养，以免受到自然高温影响。
S5、设定处理温度
按照水稻品种（材料）生育期，在其齐穗后至灌浆期前13d～17d（优选为15d）内敏感时期经历高温（日平均气温为29℃～31℃）和常温（日平均气温为24℃～28℃）两种温度条件。人工气候室温度设置为24h昼夜变化，具体温度设置见表5，湿度为24h恒湿，相对湿度设置为75%。人工气候室采用自然补光人工气候室，以使气候室内光照条件与外界自然光照一致。人工气候室的温度控制的精确度应在±0.5℃以内，湿度控制的精确度应在±5%以内。在温度处理前至少1d，按照要求设置人工气候室至相应的温湿度，确保人工气候室内温湿度稳定。
表5 人工气候室温度设定
S6、温度处理和对照设置
待盆内大部分水稻始穗当天，对这些稻穗进行挂牌标记。每盆标记的稻穗始穗后4d左右，标记稻穗基本开花完毕时，将同一品种（材料）的5盆移入设置为高温条件的人工气候室中，同时另外5盆移入设置为对照温度条件的人工气候室中。处理13d～17d（优选为15d）后，将盆栽移出，放置于自然环境下生长至成熟。开花期或处理后如遇高温天气，需将所有盆栽转移至对照条件下的人工气候室中。
S7、指标测定
成熟后收获挂牌穗子，脱粒后风选去除空粒，自然晾晒至含水量为13%左右后，随机抽取1000粒测定千粒重，重复3次。
按 GB/T 21719-2008 的方法测定稻谷样品的整精米率。
按 NY/T 2334-2013 的方法测定稻谷样品的垩白度。
S8，计算千粒重和整精米率的耐性指数及垩白度差值
同水稻品种高温逼熟耐性鉴定方法的大田实施方式S7指标测定计算千粒重和整精米率的耐性指数及垩白度差值，同实施例1。
S9，各指标耐性评级
同水稻品种高温逼熟耐性鉴定方法的大田实施方式S8各指标耐性评级，同实施1。
S10，品种高温逼熟耐性综合评价
同水稻品种高温逼熟耐性鉴定方法的大田实施方式S10品种高温逼熟耐性综合评价，同实施例1。
实验例1 采用大田实施例方式
本实施例采用大田实施方式对水稻品种高温逼熟耐性鉴定，具体操作步骤如下：
S1，地区选择
通过历年气象资料分析，2018年在高温易发地区荆州市的长江大学农学院试验基地对21份优质水稻品种进行高温逼熟耐性鉴定。参试品种见表6所示。
表6-参试品种（材料）名称
S2，参评品种（材料）生育期调整
根据荆州历年的气象资料，水稻生长季7月下旬至8月中旬的易发自然高温，将参试品种分期播种，使其齐穗后至灌浆期前15d分别经历高温和常温环境，具体播期分别为：第一期5月19日、第二期5月26日、第3期6月3日。
S3，育苗移栽
采用常规方法浸种、催芽、育秧，秧龄20d左右移栽，栽插规格为20cm×30cm，双本移栽，小区规格3m×6m，3次重复。
S4，日常管理
日常管理同一般高产栽培管理方法。
S5，生育期和温度记录
准确记录每个小区始穗期、齐穗期。利用田间数字式气象站（HOBO U30）每5min记录大田实时温度数据。
S6，指标测定
成熟后按小区收获，脱粒后风选去除空粒，自然晾晒至含水量为13%左右后，随机抽取1000粒测定千粒重，重复3次。按 GB/T 21719-2008 测定稻谷样品的整精米率。按 NY/T 2334-2013 测定稻谷样品的垩白度。具体数据见表7所示。
表7-水稻品种（材料）田间高温/常温下各指标情况
S7，计算千粒重和整精米率的耐性指数及垩白度差值
计算参试品种千粒重和整精米率的耐性指数HI千粒重和HI整精米率，并计算高温条件下的垩白度与对照条件下的差值（C），数据见表8。
表8 参试品种的千粒重耐性指数、整精米率耐性指数和垩白度差值
S8，各指标耐性评级
根据千粒重耐性指数（HI千粒重）按照表1对各品种（材料）千粒重高温逼熟耐性进行评级。根据整精米率耐性指数（HI整精米率）按照表2对各品种（材料）整精米率高温逼熟耐性进行评级。根据高温与常温处理下品种（材料）垩白度差值（C）按照表3对各品种（材料）垩白度高温逼熟耐性进行评级。具体结果见表9。
表9 参试品种的千粒重、整精米率、垩白度耐性分级
S9，品种高温逼熟耐性综合评价
根据千粒重、整精米率和垩白度的定级结果对品种（材料）的高温逼熟耐性进行综合评价，结果见表10所示。
表10 参试品种的综合耐性分级和耐性表现
本次试验为2018年在高温易发地区荆州市的长江大学农学院试验基地对21份优质水稻品种进行高温逼熟耐性鉴定。每份水稻品种至少3次重复；每次重复鉴定结果均相同。
实验例2 采用人工气候室实施方式
本实施例采用人工气候室实施方式对水稻品种高温逼熟耐性鉴定，具体操作步骤如下：
S1，参评品种（材料）确定
2017年对13份水稻品种和育种材料（见表11）在长江大学农学院试验基地进行高温逼熟耐性鉴定。
表11 待测品种（材料）名称及编号
S2，播种育苗
采用常规方法浸种、催芽、育秧，秧龄20d左右移栽入种植盆中。
S3，移栽
各品种（材料）在大田播种后15-20d选整齐一致的植株移栽，每个待测品种（材料）或材料移栽10盆。每盆移栽20株长势一致的秧苗，均匀分布一周。种植盆规格为：高30cm，内径30cm。每盆装均匀过筛的干土12.5kg，并拌入复合肥8g（N：P2O5：K2O=26：10：15）。
S4，日常管理
同一般高产栽培管理方法。移栽返青后，定期剪除分蘖，只保留主茎，保证水稻植株生长一致。孕穗期至温度处理前及温度处理后如遇高温天气，需要将材料放置于对照环境下培养，以免受到自然高温影响。
S5，设定处理温度
人工气候室温度设置为24h昼夜变化，具体温度设置见表1，湿度为24h恒湿，相对湿度设置为75%。人工气候室采用自然补光人工气候室（AGC-MR，浙江求是人工环境有限公司），以使气候室内光照条件与外界自然光照一致。
S6，温度处理和对照设置
待盆内大部分水稻始穗当天，对这些稻穗进行挂牌标记。每盆标记的稻穗始穗后4d左右，标记稻穗基本开花完毕时，将同一品种（材料）的5盆移入设置为高温条件的人工气候室中，同时另外5盆移入设置为对照温度条件的人工气候室中。处理15d后，将盆栽移出，放置于自然环境下生长至成熟。
S7，指标测定
成熟后收获挂牌穗子，脱粒后风选去除空粒，自然晾晒至含水量为13%左右后，随机抽取1000粒测定千粒重，重复3次。按 GB/T 21719-2008 的方法测定稻谷样品的整精米率。按 NY/T 2334-2013 的方法测定稻谷样品的垩白度。具体数据见表12所示。
表12 参试品种（材料）在不同处理下的千粒重、整精米率和垩白度
S8，计算千粒重和整精米率的耐性指数及垩白度差值
根据高温和常温条件下的测定值，按照式（1）计算千粒重和整精米率的耐性指数。根据品种（材料）在对照条件下和高温条件下的垩白度，按照式（2）计算该品种（材料）高温条件下的垩白度与对照条件下的差值（C）。
表13 参试品种的千粒重耐性指数、整精米率耐性指数和垩白度差值
S9，各指标耐性评级
根据千粒重耐性指数（HI千粒重）按照表2对各品种（材料）千粒重高温逼熟耐性进行评级。根据整精米率耐性指数（HI整精米率）按照表13对各品种（材料）整精米率高温逼熟耐性进行评级。根据高温与常温处理下品种（材料）垩白度差值（C）按照表14对各品种（材料）垩白度高温逼熟耐性进行评级。具体结果见表14。
表14 参试品种的千粒重、整精米率、垩白度耐性分级
S10，品种高温逼熟耐性综合评价
根据千粒重、整精米率和垩白度的定级结果对品种（材料）的高温逼熟耐性进行综合评价，结果见表15所示。
表15 参试品种的综合耐性分级和耐性表现
本次试验为2017年对14份水稻品种和育种材料在长江大学农学院试验基地进行高温逼熟耐性鉴定。每份水稻品种至少3次重复；每次重复鉴定结果均相同。
实验例1和实验例2均对农香32号进行了鉴定。实验例1中采用大田实施方式，最后鉴定出农香32号属于耐热型。实验例2采用人工气候室实施方式，最后鉴定出农香32号也属于耐热型。表明本发明提供的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法的两种实施方式鉴定结果一致，可以准确鉴定水稻品种（材料）的高温逼熟耐性。
综上可知，本发明提供一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，分别对千粒重、整精米率和垩白度3个指标进行评级，然后取所述3个指标评级的最大值来综合评价水稻的高温逼熟耐性，采用少量和关键性指标代表水稻的高温逼熟特性，兼顾水稻产量、加工效率和商品价值等多个方面，使鉴定结果全面、准确性高，且可操作性强，能够准确反映水稻品种（材料）高温逼熟的耐性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、将待测水稻品种分期播种， 在其齐穗后至灌浆期的前连续13d～17d内，实验组均进行高温处理，对照组均进行常温处理；所述高温处理的日平均气温为29℃~31℃;所述常温处理的日平均气温为24℃~28℃;
步骤2、成熟后收获稻谷，并分别测定实验组和对照组稻谷的千粒重、整精米率和垩白度；分别对千粒重、整精米率和垩白度3个指标进行评级，然后取所述3个指标评级的最大值来综合评价水稻的高温逼熟耐性，所述步骤1中待测水稻品种采用大棚种植时，通过人工气候室的温度设定分别进行高温处理和常温处理，且分别模拟典型高温天气和常温天气条件的24h温度变化，实验组高温处理的日平均气温为 29℃~31℃,对照组常温处理的日平均气温为24℃~28℃。
2.如权利要求1 所述的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，其特征在于，所述步骤 1中待测水稻品种大田播种时，根据近20d的气象资料，选择实验组和对照组的播种地区和播种时段，使得实验组所在地区的播种时段中连续 13d～17d内的日平均气温为29℃~31℃;对照组所在地区的播种时段中连续13d～17d内
的日平均气温为24℃~28℃。
3.如权利要求1 所述的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，其特征在于，所述
千粒重、整精米率和垩白度3 个指标进行评级的方法为：
S1、计算千粒重的耐性指数：HI千粒重=A/B×100%，所述A为实验组稻谷的
千粒重； B为对照组稻谷的千粒重；
当HI千粒重≥95，判定为 1级；
当90≤HI 千粒重＜95，判定为 2级；
当80≤HI 千粒重＜90，判定为 3级；
当HI千粒重＜80，判定为 4级；
S2、计算整精米率的耐性指数： HI 整精米率=E/F×100%，所述E为实验组稻谷
的整精米率；F为对照组稻谷的整精米率；
当HI 整精米率≥90，判定为 1级；
当80≤HI 整精米率＜90，判定为 2级；
当70≤HI 整精米率＜80，判定为 3级；
当HI 整精米率＜70，判定为 4级；
S3、计算垩白度差值：C=（C1-C2）×100%，所述C1为实验组稻谷的垩白
度， C2为对照组稻谷的垩白度；
当C≤2，判定为 1级；
当2＜C≤4，判定为 2级；
当4＜C≤6，判定为 3级；
当C＞6，判定为 4级。
4.如权利要求3所述的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，其特征在于，所述
综合评价水稻的高温逼熟耐性的方法为：
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为 1级时，则判定该
水稻品种为1级强耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为2级或 1级，且至
少有1 个为2级时，则判定该水稻品种为2级耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3 个指标的评级结果均为3级或2级或1级，
且至少有1 个为3级时，则判定该水稻品种为3级不耐热型；
当千粒重、整精米率和垩白度3个指标的评级结果均为4级、或3级或2
级或1级，且至少有1 个为4级时，则判定该水稻品种为4级极不耐热型。
5.如权利要求1 所述的水稻高温逼熟耐性的鉴定方法，其特征在于，在其齐穗后至灌浆期前的连续15d内，实验组均进行高温处理，对照组均进行常温处理。
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| 闫浩亮 ; 刘科 ; 穆麒麟 ; 陈建珍 ; 田小海.开花灌浆期高温下水稻结实和高温逼熟耐性鉴定方法研究.2017年中国作物学会学术年会.2017,全文. * |
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