【2019-2020年整理】11、江苏省水稻高温热害及指标研究
水稻高温热害
水稻高温热害
症状我国长江流域，双季早稻的开花灌浆期正值盛夏高温季节，经常出现水稻高温热害，造成水稻结实率下降及稻米品质变劣、影响早稻生产。
病因高温对水稻植株的损害与水稻的生育时期关系密
切。
许多研究表明：水稻在开花期，高温防碍花粉成熟、
花药的开裂、花粉在柱头睥发芽及花粉管的伸长，由此廷
民的不受精对水稻的为害最严重，这一时期是水稻对高温
的敏感期，尤其是开花当天遇有高温胁迫，易诱发小花不
育，造成受精障碍，严重影响结实率及产量。
近年来由于
工业化程度加剧及人类活动增加、温室效应的影响，气候
有逐渐变暖的趋势，高温热害发生频率正在加大，应引起
生产上的重视。
防治方法(1)选用抗热品种。
如籼稻中的优早3号、9136、珍油占等。
粳稻的抗热品种，主要集中在辽宁、吉林、北京等北方稻区。
(2)适期播种。
使水稻开花期避开高温胁迫的时间，减少损失。
(3)提倡施用多得稀土纯营养剂，每667m2用50g对水30L，于灌浆至孕穗期喷施，隔10-15天1次，连续喷2-3次。
早稻高温热害典型案例
早稻高温热害典型案例
早稻是一种对高温敏感的作物，长时间的高温天气可能导致早稻受到热害。以下是一些早 稻高温热害的典型案例：
1. 中国湖南省（201超过 了正常的范围。这导致早稻生长期间遭受了严重的热害，造成了大面积的减产和损失。
2. 日本（2018年）：2018年夏季，日本遭遇了异常高温的炎热天气，持续时间较长。高 温天气对早稻生长期间的花粉发育和授粉过程产生了不利影响，导致了大面积的减产和品质 下降。
早稻高温热害典型案例
3. 印度（2019年）：2019年夏季，印度部分地区遭遇了长时间的高温天气，气温超过了 正常的范围。这导致早稻生长期间出现了热害，造成了大面积的减产和经济损失。
这些案例表明，长时间的高温天气对早稻生长和发育过程产生了不利影响，可能导致减产 和品质下降。为了应对早稻高温热害，农民和农业专家通常会采取一系列的措施，如合理调 整种植时间、选择抗热品种、增加灌溉和降温措施等，以减轻热害对早稻的影响。
水稻高温热害及其风险评估的研究进展
0引言水稻是一种原产于热带或亚热带的喜温作物，其生长对水分、光照等气象条件都有一定的要求，其中对温度条件尤为敏感。
水稻的各生育阶段都有其适宜的温度范围，温度过高或过低均会对其生长发育、产量和品质形成过程产生严重的影响[1]。
中国是世界上最大的水稻生产国和消费国，60%以上的人口以水稻为主食[2-3]。
近百年来，全球气候呈现出以变暖为主要特征的显著变化，1980—2012年间全球平均温度已升高0.85℃。
中国地表平均温度上升了1.1℃[4]，明显高于同期北半球平均增温水平。
气候变暖导致极端高温的强度和频率增加，持续时间延长，高温热害已成为影响水稻生产的主要灾害之一。
国内外学者就高温热害对水稻影响机制、产量、品质形成及水稻生产对高温的避抗措施等方面进行了研究，取得了一系列有重要价值的研究成果[5-7]。
随着农业防灾减灾生产需求的增强和灾害风险评估理论的发展，农业气象灾害的风险评估成为农业科学研究的重点领域之一。
中国农业气象灾害基金项目：公益性行业（气象）科研专项项目“水稻对高温发生发展过程的响应机制及应对技术研究”(GYHY 201506018)。
第一作者简介：杨舒畅，女，1992年出生，内蒙古通辽人，研究生，研究方向为农业气象。
通信地址：210044江苏省南京市浦口区宁六路219号南京信息工程大学应用气象学院，E-mail ：248655005@ 。
通讯作者：申双和，男，1957年出生，江苏姜堰人，教授，博士，主要从事农业气象和生态环境气象研究。
通信地址：210044江苏省南京市浦口区宁六路219号南京信息工程大学应用气象学院，E-mail ：fourpeas@ 。
收稿日期：2015-08-04，修回日期：2015-10-10。
水稻高温热害及其风险评估的研究进展杨舒畅，申双和（南京信息工程大学应用气象学院，南京210044）摘要：中国是世界上最大的水稻生产国和消费国，水稻生产对粮食安全具有极其重要的意义。
热害对南方水稻的影响及解决措施
热害对南方水稻的影响及解决措施一、热害指标热害是指水稻在抽穗结实期，气温超过水稻正常生理温度上限，影响水稻正常开花结实，造成空秕粒率上升而减产甚至绝收的农业气象灾害。
水稻抽穗前后各10天，对温度最敏感。
在生产中，我们通常以日平均温度为热害指标，日平均温度≥30℃，持续三天以上，或者是以日最高气温为热害指标，日最高气温≥30℃，持续三天以上为发生热害指标。
二、高温对水稻不同生育阶段的危害在南方，7月下旬至8月上旬是一年中气温最高的季节。
水稻对高温最敏感的抽穗扬花阶段遇到持续高温天气为害最重，一般减产3～5成，严重的减产7成以上，甚至绝收。
1、高温对水稻花期的危害据大量试验研究表明，高温对水稻盛花期开花率、花药开裂等均有不良影响，温度愈高，伤害愈重。
中国科学院上海植物生理研究所人工气候室在籼稻（二九青）开花期，进行不同高温试验，在相对湿度７０％的条件下，３０℃高温处理５天对开花结实已有明显伤害，３８℃高温处理５天则全部不能结实。
开花期３５℃高温处理６小时的空粒率比２８℃处理增加13.2％～22.9％。
水稻花期，不同高温强度及其持续时间对结实率影响不同，随着高温强度的加大和持续时间的延长，水稻秕粒率和空粒率增加。
高温危害的敏感期为水稻盛花期，盛花期前或盛花期后较轻，开花当时的高温对颖花不育有决定性影响。
从花粉粒镜检情况看，花粉率充实正常率明显下降，畸形率明显增加。
它主要影响颖花的开放、散粉和受精，因而空粒增多。
水稻开花期受害的机理，一般认为是花粉管尖端大量破裂，使其失去受精能力，而形成大量空秕粒。
临近开花前出现高温,主要伤害花粉粒，使之降低活力，开花前一天的颖花受热害最重。
2、高温对水稻灌浆结实期的危害中国科学院上海植物生理研究所报道，不同高温对水稻灌浆期的影响不同。
日温３２℃夜温２７℃处理５天，千粒重有所下降。
日温３５℃夜温３０℃处理５天，千粒重和结实率都明显降低。
四川省农业科学院水稻研究所在杂交稻汕优２号灌浆期的高温试验中，指出开花后１～１０天内，日平均气温大于２８℃就会降低千粒重。
水稻高温热害预警监测与定量评估研究进展
水稻高温热害预警监测与定量评估研究进展作者：骆宗强石春林江敏来源：《江苏农业科学》2016年第04期摘要：近几十年来，在全球气候变化的大背景下，气候变暖及极端气象灾害对农业生产的影响越来越受到各国科学家的重视。
水稻是我国主要的粮食作物之一，随着气温的升高，水稻遭受的高温热害的趋势也越来越严重。
本文综述了水稻高温热害的表现、发生规律以及高温热害监测预警、定量评估等方面的研究进展及发展趋势。
关键词：水稻；热害；定量评估；研究进展中图分类号： S428文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）04-0012-04水稻是一种喜温作物，具有一定的耐热性。
但早在20世纪60年代一些学者在亚洲和非洲的热带地区就观察到由于高温导致的水稻颖花结实率下降、空壳率增加等现象[1-2]。
Sataka指出在水稻开花时气温超过35 ℃就会导致高温热害[3]。
2003年和2013年在中国亚热带的长江中下游地区7月下旬至8月中旬，发生了大范围的持续高温，导致该地区水稻特别是中稻产量受损严重[4-5]。
随着人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放增多，全球气候变暖趋势越来越明显，高温对水稻生长和产量的影响已经威胁到我国的粮食生产安全。
目前对于水稻高温热害的研究主要集中在高温对水稻生长发育、产量和发生规律、颖花败育机理、水稻耐热性分子遗传以及高温热害预警监测及风险评估等方面。
本文主要综述了水稻高温热害的影响及发生规律、水稻高温热害的监测预警、水稻高温热害的败育模型及定量评估的研究进展，旨在更全面掌握水稻高温热害的研究概况，为水稻高温热害的进一步研究奠定基础。
1 高温热害对水稻生长的影响及发生规律1.1 高温热害对水稻生长的影响水稻生长发育的适宜温度一般为20～30 ℃，当环境温度达到35 ℃时，就容易出现高温热害[6]。
水稻不同生长阶段高温热害的表现形式不同，在营养生长期主要表现为植株分蘖减少、植株矮小，有时甚至叶片出现白斑等[7-9]；抽穗开花期主要表现为花粉发育不良、花粉活力下降、花药开裂异常、柱头着粉率减少、结实率降低[10-13]；在灌浆期，高温将导致叶片温度过高，致使叶片衰老加速，籽粒灌浆加速但有效灌浆期变短，灌浆不完全，千粒质量降低，瘪粒数增加，产量明显下降，也对稻米品质造成影响[14-15]。
江苏水稻高温热害的发生规律与特征
第３பைடு நூலகம்０卷
第 ４期
气
象
科
学
Ｖｏ． ３ １ ０， Ｎｏ ４ ． Ａｕ ｇ．，２ ０ ０１
２１ ０ ０年 ８月
Ｓ ＥＮＴＩ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩ ＣＩ Ａ ＣＡ Ｉ ＣＡ Ｓ ＮＩ
于垄 ， 宋静 ， 高苹． 江苏水稻 高温 热害 的发生 规律 与特 征． 象科 学 ，０ ０ ３ ４ ：３ — ３ Ｙ ｕ ，ｏｇＪｎ ， ａ ｉ 气 ２ １ ，０（ ） ５０５ ． ｕＫ ｎ Ｓｎ ｉｇ Ｇ ｏＰｎ ３ ｇ
江 苏水 稻 高 温 热 害 的发 生规 律 与 特征
于 堑 宋 静 高 苹
（ １南京信息工程大学 ， 南京 ２ ０ ４ １０４）（ ２江苏省气象局 ， 南京 ２ ００ ）（ １０ ８ ３江苏省气象台 ， 南京 ２ ００ ） １０ ８
摘
要
用 江 苏 １６ － ２ ０ ９ １ ０ ７年４ 气象 资料 、 业 气象 观 测站 水 稻 观测 资 料 ， 究分析 了江 ７ａ 农 研
ｄ ｍ ｇ ｅｐ ｒ ｄｏ ｉｔ ｇｓ ｇ ｎ ｎ—ｌｎ ｔ ｅ ｎ ａｔ ｆ ｌ ａ ｈ ｎｅｏ ｅｒ ｅｈ ａ ａ ａｅｉ ｔ ｅ ｏ ｆ ｏ ｉ ａｅａ ｄｍｉ ｆｌ ｇｓ ｇ ｄｉ ｃ ｏ ｉ ｔ ｃ ａ ｇ ｎｔ ｃ ｅｔ ｎｈ ｉ ｊｎｎ ｔ ｋｉ ｉ ａ ａ ｍｐ ｃ ｍ ｅ ｈ ｉ
水稻高温热害的防御措施
水稻高温热害的防御措施汇报人：2023-12-07contents•水稻高温热害概述•水稻高温热害的防御措施目录•水稻高温热害的补救措施•水稻高温热害的预防建议•水稻高温热害的研究展望水稻高温热害概述水稻高温热害的发生原因气候因素01品种因素02栽培管理因素03水稻高温热害的防御措施耐热品种介绍选用耐热品种的好处选用耐热品种避开高温时段考虑气候条件科学安排播期增加灌溉水源改善田间灌溉条件是防御水稻高温热害的重要措施之一。
通过增加灌溉水源，可以保证水稻在需要水分时得到及时的灌溉。
提高灌溉效率在灌溉时，需要注意水的质量、流量和灌溉时间。
使用清洁的水源，保持适当的灌溉流量，避免在高温时段灌溉，可以提高灌溉效率，减少高温对水稻生长的影响。
改善田间灌溉条件喷施叶面肥喷施叶面肥的作用选择合适的叶面肥水稻高温热害的补救措施叶面喷施土壤施肥及时排水030201及时追肥选用抗病品种科学管理药剂防治加强病虫害防治观察水稻成熟情况在高温天气下，抢抓晴好天气进行收割，可以避免水稻在成熟后受到高温的影响，减少损失。
抢抓晴好天气提高机械化程度及时收割水稻高温热害的预防建议加强水稻高温热害的监测预报建立和完善水稻高温热害监测网络通过在气象站、农田等设置监测设备，实时监测水稻生长环境中的温度、湿度等气象要素，及时掌握高温热害发生发展的动态，为防御措施的制定提供科学依据。
加强高温热害预报预警根据监测数据，结合水稻生长发育状况和气候条件，对高温热害进行精准预报预警，为农民提供及时的防御建议和措施指导。
制定水稻高温热害应急预案加强农业基础设施建设完善水稻高温热害的防御体系提高农民的水稻种植技术和管理水平选用耐高温抗病品种科学合理施肥加强病虫害防治水稻高温热害的研究展望加强水稻耐热性遗传育种研究是提高水稻抗高温能力的重要手段。
详细描述通过基因工程手段，将耐热基因导入到水稻中，提高其抗高温能力，是未来研究的重要方向。
同时，开展水稻耐热性遗传育种研究，探索和鉴定具有耐热性状的种质资源，为抗高温水稻品种的选育提供理论依据和实践指导。
江苏水稻高温热害气象指数保险风险综合区划
江苏水稻高温热害气象指数保险风险综合区划任义方;赵艳霞;张旭晖;王平;何浪【摘要】以江苏省为例,利用1980-2015年气象资料和水稻观测数据,基于Logistic曲线方程构建高温热害保险气象指数,并分别采用正态分布、正态对数分布和Weibull分布三种参数模型,以及基于信息扩散方法的非参数模型对水稻高温热害发生概率进行拟合.通过拟合优度检验发现,非参数模型可以较好地估算江苏各县水稻孕穗-抽穗扬花阶段高温热害发生概率,进而结合最优拟合模型,考虑农业保险的经营需求,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力四个方面出发,确定相应评估指数并构建综合指数,采用聚类分析的方法进行县级水平的水稻高温热害保险风险综合区划.评估分析表明,江苏水稻高温热害保险风险呈现\"西南高东北低\"的特征,中高风险区是需要依靠农业保险转移风险的重点关注区域.【期刊名称】《中国农业气象》【年(卷),期】2019(040)006【总页数】11页(P391-401)【关键词】水稻;高温热害;指数保险;模型;风险区划评估【作者】任义方;赵艳霞;张旭晖;王平;何浪【作者单位】江苏省气象服务中心,南京 210008;中国气象科学研究院,北京100081;江苏省气象服务中心,南京 210008;江苏省气象局,南京 210008;江苏省气象局,南京 210008【正文语种】中文随着全球气候变暖，江苏高温热害呈现覆盖范围扩大、强度增强、频次增多的特征[1]，且夏季高温发生时段常与水稻孕穗扬花期相遇，造成水稻产量降低，不稳定性增加[2-4]。
运用农业保险工具开展作物保险来分散风险，是农业生产管理和风险规避的重要手段，更是当前水稻高温热害常发背景下的发展方向。
农业指数保险主要包括天气指数保险、区域产量指数保险和价格指数保险等具体类型[5]。
其中，“天气指数保险”（也称作“气象指数保险”）作为农业保险的新兴技术，使用气象要素（例如降雨量、温差等）来指数化农作物损害程度，并与赔付金额挂钩，设定触发条件展开理赔。
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南京今夏有22个高温日，10年来罕见
1 研究意义
水稻是世界上最重要 的粮食作物之一,全世界 约50%的人口以稻米为主 食,水稻的高产稳产在世 界粮食安全中起至关重 要的作用。
1 研究意义
每年 7-9 月，水稻进 入抽穗 - 灌浆 - 成熟期， 遭遇异常高温 35℃使得 结实率降低。 研究水稻高温热害的 发生规律，为江苏省水 稻防御高温热害和水稻 高产提供科学依据。
2 江苏省高温热害发生时空变化规律
综合考虑极端最高气温、高温有害天数和
高温危害积温三个热害因子的影响，利用主成
分分析法计算出主要分量，把其中一个物理意
义清晰，且方差对总方差的贡献率大于85%一
个主要分量作为高温热害指数。
2 江苏省高温热害发生时空变化规律
2.1 Morlet 小波变换分析时间发生规律 2.2 经验正交分解方法分析空间分布特征
江苏省水稻高温热害及指标研究
景元书 谢晓金 刘盛玉
南京信息工程大学应用气象学院
主要内容
1 研究意义
2 江苏省高温热害发生的时空变化规律
3 高温热害对水稻开花结实的影响 4 江苏省水稻高温热害指标的确定 5 讨论
1 研究意义
近年来由于工业化程度加剧及气候变化、温 室效应的影响，高温热害发生频率正在加大， 引起各部门和研究者对水稻高温热害的重视。 WMO 阿斯拉尔：今年极端天气事件频发是极 不寻常的；今后极端天气现象的发生将更为频 繁，强度更大，影响更广
13
2.2.2 第二特征向量场分布特征
35
0.45 0.4 0.35
34
0.3 0.25 0.2 0.15
33
0.1 0.05 0 -0.05
32
-0.1 -0.15 -0.2 -0.25
31 116 117 118 119 120 121 122 123
江苏省水稻高温热害次要的空间变化具有显著的南北分布 特征，江苏北部和中部大部分地区为负值区，而苏南为正值 区，正值中心在南通，江阴和昆山一带。 高温热害的南北分布型
（2） 2001-2007 年间，高温热害年年都有发生。90年代高温
热害的发生次数，强度高于70年代、80年代，但不及60年 代。 (3)江苏省水稻高温热害变化具有准2、3-4、4-6、8年左右的
年际尺度和12-16年的年代际尺度周期变化,存在突变特征。
11
2.2 江苏省水稻高温热害的空间 分布特征
2）与对照相比，抽穗期高温胁迫显著降低了扬稻6号与南粳43 的花粉活力、花粉萌发率以及籽粒结实率（p<0.01），并且随 着胁迫温度的增加，胁迫时间的延长，2个水稻品种的花粉活 力、花粉萌发率与籽粒结实率降幅就越大；
3.4 小结
3）抽穗期高温胁迫对2个水稻品种的千粒重影响较小，
各个处理间千粒重的差距均未达到显著水平；
4.1 气象产量分离
yt 108.56 8.36t
南京
yt 81.36110.03t 0.97t 2 0.012t 3
徐州
yt 122.9061.91 t 0.51 t 2 0.006t 3
东台
yt 87.507 7.261 t 1.013 t 2 0.014 t3
2.2.1 第一特征向量场分布特征
35
0.22 0.215
34
0.21 0.205 0.2 0.195
33
0.19 0.185 0.18 0.175
32
0.17 0.165 0.16 0.155
31 116 117 118 119 120 121 122
0.15
123
水稻高温热害最主要的空间变化为全省趋势相同，水稻高 温热害在时间和空间上都是大尺度的现象，具有较好的一致 性和同步性，江苏高温热害的整体分布型。
4）相关分析表明，2个水稻品种的花粉活力和培养基上 的花粉萌发率与结实率均呈显著直线相关，通过花粉活
力与花粉萌发率可以来指示高温对水稻结实的影响程度。
4 江苏省水稻高温热害指标的确定
高温热害的气象指标是日最高气温连续3天以上达到或 高于35℃，（相对湿度小于70%），敏感期在水稻盛花期。 4.1 气象产量分离 4.2 江苏省水稻高温热害等级判别指标
14
3 高温热害对水稻的危害
试验材料与方法
3.1试验材料 扬稻6号与南粳43。 3.2高温处理 胁迫温度： 35℃ 、 37℃与39℃（人工气候箱）； 胁迫时间： 1、3和5d，每天处理5h（9:00-14:00）。 3.3测定指标 花药生理指标； 花粉活力与花粉萌发率； 结实率与千粒重。
45 40
2.1.1 江苏省高温热害指数的小波变换
8
2.1.2 第一特征向量时间系数的小波变换
9
2.1.3 第二特征向量时间系数小波变换
10
2.1.4 三个小波变换的综合分析
（1）江苏省水稻高温热害的发生是各种周期震荡相互作用的
结果 , 以 12-14 年左右的周期信号最强， 16-18 年左右的周
期性变化在时域上都具有局部化特征，主要分布在90年代 以后。
日最高温度(℃)
35 30 25 20 15 1 2 3 435℃胁迫 37℃胁迫 39℃胁迫
图 高温胁迫期间的每日最高温度
3.4 小结
1）与对照相比，抽穗期遭遇高温胁迫，花药中游离氨基酸、 可溶性蛋白质、ASA和GSH含量明显降低（p <0.01），并且 各胁迫处理间的游离氨基酸、可溶性蛋白质、ASA和GSH含 量的差异均达到显著或极显著水平（p<0.05 或p<0.01）；
赣榆
4.2 江苏省水稻高温热害等级判别指标
单因子复相关分析
站点 方法 Pearson相关 偏相关 南 京 Pearson相关 0.159 0.268 0.104 -0.051 0.129 0.106 0.287 0.097 0.024 -0.102 0.083 -0.243 0.104 -0.007 0.093 -0.178 -0.095 -0.312* -0.278 -0.245* -0.470** -0.498** -0.203 -0.135 -0.292* T -0.079 -0.147 S 0.171 0.277 Tm -0.004 0.057 f 0.131 0.137 u -0.101 -0.243